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Vorrichtung zur gasdichten Durchführung der Elektroden durch die Decke
elektrothermischer Öfen, insbesondere Phosphoröfen Die vorliegende Erfindung bezieht
:ich auf die gasdichte Durchführung von Elektroden bzw. Schutzmänteln von Elektroden
durch die Decke elektrothermischer Öfen, insbesondere Phosphoröfen. .
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Beim Betrieb solcher Öfen ist es erforderlich, daß die Elektroden
zum Zwecke der Anpassung der aufgenommenen elektrischen Leistung an die jeweiligen
Betriebsverhältnisse und zum Ausgleich des :Abbrandes in Richtung ihrer Achsen bewegt
werden können. Für jede- der in dar Regel in senkrechter Richtung urerfahrbaren
Elektroden ist daher eine besondere Hubvorrichtung vorgesehen, die entweder von
Hand oder durch einen eigenen Rogelkreis selbsttätig gesteuert wird.
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Bei der Durchführung elektrothermischer Reduktionsprozesse werden
vielfach geschlossene Öfen verwendet, damit die entstehenden wertvollen oder u.ü.
auch schädlichen Gase und/oder Dämpfe nicht unkontrolliert aus dem Ofen entweichen
können. Die Elektroden müssen daher gasdicht durch die Ofendecke hindurchgeführt
werden. Das gleiche gilt auch, je nach Ofenbauart, von den Schutzmänteln der Elektroden
und der sogenannten Tieffassungen, für die im wesentlichen gleichartige Dichtungseinrichtungen
wie für die Elektroden selbst angeordnet werden. Es genügt daher, in den nachstehenden
Ausführungen von Elektrodendurchführungen zu sprechen.
Es sind bereits
viele Vorschläge zur Abdichtung von Ofenteilen, die eine Relativbewegung gegeneinander
ausführen, gemacht worden. Man hat beispiel;3i.::ciee, et;.ja bei elektrothermischen
Öfen zur Herstellung von Calciumcarbid, Gien Ofenmöller selbst als Abdichtung zHischen
der Elektrode und einem auf der Ofendecke sitzonden Beschickungstrichter verwendet,
hat Sandtassen angewandt, um schließlich zu stopfbuchsenartigen Einrichtungen zu
kommen, etwa nach der deutschen Patentschrift 407 527, bei denen ein hitzebeständiger,
nachgiebiger Werkstoff in radialer und axialer Richtung an das abzudichtende Teil
angedrückt wird. Die Gabrauchsdauer solcher Stopfbüchsenabdichtungen ist: jedoch
unzureichend, da die benötigten Packungen bald verhärten und sich dann nicht mehr
elastisch an das durchzuaührende Teil anlegen. Stegen der nicht zu vermeiden'Len
Abweichungen der Istmaße der durchzuführenden Teile von den Sollmaßen kommt es daher
immer dann zu unangenehmen Gasausbrüchen aus dem Ofen, wenn eine Zone mit Untermaß
den Bereich der Stopfbüchse durchwandert. Außerdem ist die Erneuerung verhärteter
Stopfbüchsenpackungen eine zeitraubende und aufwendige Arbeit, die das Abschalten
des Ofens vorausetzt.
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In einer weiteren Entwicklungsstufe, die ihren Niederschlag in der
Offenle"gungaschrift 1 440 4E7 gefunden hat, wurden als abdichtendes Element Graphitsegmente
vorgeschlagen, die sich gegenseitig teilweise überlappen, um das durchzuführende
Teil herumgelegt und an dasselbe elastisch angedrückt werden.
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In einem bisher noch unveröffentlichten Gebrauchsmuster (Aktenzeichen
K 47 635/2'1 h Gbm) ist wiederum eine. Auaführungaform einer Elektrodenabdichtung
beschrieben, bei der als Dichtelement eine hitzebeständige, in sich nachgiebige
Graphit-Asbest-Schnur um die Elektrode herumgelegt
und an diese
elastisch angedrückt ist. Hierbei ist der den eigentlichen Dichtring aufnehmende
Tragring ohne seitliche Begrenzung ausgeführt, °o daß Abweichungen des abzudichtenden
':ils von der beispielsweise kreisförmigen Querachnittsform und innbesondere Verlagerungen
der Achse desselben ein Verschieben des Dichtungsringes als Ganzes relativ zum Tragring
bewirken.
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Es wurde nun gefunden, dafl eine Abdichtung durchzuführender Teile,.
die in noch höherem Maße als die bekanntgewordenen Ausführungsformen den betrieblichen
Erfordernissen Rechnung träct, unter Verwendung eines an den durch die Ofendecke
durchgeführten Teilen gasdicht anliegenden, hitzebeständigen, nachgiebigen Dichtungsringes,
der auf einem Tragring aufliegt, in radialer Richtung durch eine um ihn herumgelegte,
mehrteilige Bandüge federnd an das durchgeführte Teil und in axialer Richtung durch
einen aufliegenden, mehrteiligen Haltering auf den ebenen Tragring bis zur feiilindenaE30a
Abheben: von dem^elben angepreßt wird, wobei der Tragring ohne seitliche Begrenzung
ausgeführt ist, dadurch erzielt wird, daw unterhalb des eigentlichen Dichtungsringen
und konzentrisch zu ihn ein auf einem Grundring aufliegender und in seiner Ebene
gehaltener, mehrteiliger Abstrcifring angeordnet und durch eine um ihn herum-&elegte
mehrteilige Landase in radialer Richtung federnd an das durchgeführte Teil
angedrückt wird.
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Der aus eins@elnen, sich an den Stoßstellen treppenförmig überlappenden
Segmenten zusammenbesetzte, vorzugsweise aus Metall gefertigte Abstrefring ist mit
doppel-T-förraigem Querschnitt ausgeführt, wobei der untere flansch auf dem Grundring
aufliegt, der obere Flansch: durch auf Konsolen sitzende Andrucklaschen in einer
einstellbaren Horizontalebene gehalten ist, die Segmente des Abstreifringvs durch
Zentrieratifte, die an den treppenförmigen Stoßstellen in
die Stege
eingesetzt sind, zueinander mit Spiel zentriert sind und die dem durchgeführten
Teil zugewandt-n Kanten des oberen und des unteren Flansches an diesem anliegen.
Der Abatreifring ist auf seiner Auflagefläche auf dem Grundring als Ganzes seitenbeweglich.
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Die zwischen dem Grundring und dem Tragring für die eigentliche Abdichtung
befindliche Ringkammer ist mit einem Stutzen für die Einführung eines Inertgases
versehen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist auf der beigefügten Zeichnung
schematisch im längsschnitt dargestellt.
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Auf der Ofendecke 2 sitzt in bekannter Weise an der Stelle, an der
das im Ausschnitt gezeigte abzudichtende Teil 1, das eine Elektrode oder
ein Schutzmantel für eine Elektrode sein käun, durchgeführt ist, zunächst der untere
Tragring 3, in dem sich unter Zwischenlage von Asbestpackungen der aus Beton bestehende
Zentrierring 5 befindet. Auf dem Trsgring 3 ist der ebenfalls aus Beton bestehende
Isolierring 4 unter Zwischenschaltung isolierender Schichten befestigt, der seinerseits
den metallenen Grundring 11 trägt. Auf diesem ruht wiederum der obere Tragring
12, der eine Auflage für den eigentlichen Dichtungsring 7 bildet.
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Der auf dem Grundring 11 aufliegende Abstreifring 6 ist aus Metall,
beispielsweise rßessing, mit doppel-T-f örmigenm Querschnitt gefertigt. Er 'besteht
aus mehreren, z.B. sechs sich an den Stoßstell--n treppenförmig überlappenden Segmenten.
In den unteren der beiden, die Stoßstelle bildenden Stege sind Zentrieratifte 10
eingelassen, denen Bohrungen im oberen Stegteil entsprechen, in denen die aus dem
unteren Stegteil herausragenden Zentrierstifte 10 einrasten. Diese Bohrungen sind
so bemessen, daß die beiden Stege einer Stoßstelle eine gewisse Seitenbeweglichkeit
gegeneinander haben.
Um die den Abstreifring 6 bildenden Segmente
ist eine am Steg angreifende; mahrteilige,mit Feiern versehene Bandage 8 herumgelegt,
die den Abstreifring 6 elastisch in radialer Richtung auch beim Auftreten von Abweichungen
des abzudichtenden Teils von der kreisförmigen Querschnittsform an dasselbe andrückt.
Während der untere Flansch des Abstreifringea lose auf dem Grundring 11 aufliegt,
ist die Bewegungsmöglichkeit' des oberen Flansches in bezug auf die Höhenlage, also
in axialer Richtung, durch Begrenzungslaschen 14 bestimmt, die auf den Konsolen
18 des Grundringes 11 festgeschraubt sind und das Abheben des Abstreifrnges 6 vom
Grundring 11 verhindern: Die Seitenbeweglichkeit des Abstreifringes 6 relativ zum
Grundring 11 ist so groß, daß die nie ganz auszuschließenden exzentrischen Verlagerungen
und Pendelbewegungen des abzudichtenden Teils ein Verschieben des Abstreffringes
6 als ein Ganzes auf dem Grundring 11 bewirken, ohne daß seine Abstreifwirkung
beeinträchtigt würde.
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Es gelingt mit dieser Vorrichtung, die Außenfläche des durchzuführenden
Teils von Staub, Teerniederschlägen und kondensierten Reaktionsprodukten aus den
Ofenprozeß freizuhalten, was gleichbedeutend ist mit einer Verbesserung der Dichtwirkung
des eigentlichen Dichtungsringes 7 und einer Verlänge-* rung der Lebensdauer desselben.
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Auf dem ebenfalls am Grundring 11 angebrachten oberen Tragring 12
liegt hierbei in an sich bekannter Weise der durch eine um ihn herumgelegte
Bandage 9 federnd an das durchgeführte Teil langedrüekte eigentliche Dichtungsring
7, der vorzugsweise aus Graphit-Asbest-Schnur besteht: Auf seiner Oberseite liegt
der Abdeckring 15, der durch die Begrenzurigslaschen 16 regelbar angedrückt und
gegen das Abheben vom oberen Tragring 12 gesichert ist. Die Begrenzungslaschen 16
sind auf gleichmäßig im Kreise verteilten, mit Abstand vom Dichtungsring 7 angeordneten,
Stützbäckchen 20 durch Schrauben
17 gehalten, mittels deren gleichzeitig
der auf den Abdeckring 15 und weiter auf=den Dichtungsring 7 wirkende Anpreßdruck
eingestellt wird.
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Die vorstehend beim Abstreifring 6 hinsichtlich seiner Seitenbeweglichkeit
gemachten Ausführungen huben in vollem Um-
fang auch für den Dichtungsring
7 Gültigkeit.
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Um das Eindringen von Ofengasen und/oder -dämpfen zu erschweren, ist
es zweckmäßig, in den zwischen dem Grundring 11, dem oberen Tragring 12 und dem
Dichtungsring 7 vorhandenen Ringraum 13 ein inertes Gas, beispielsweise Stickstoff,
unter einem Druck von etwa 100 bis 400 mm WS einzuführen. Hierzu ist der Gaseinführungsstutzen
19 am Grundring 11 vorgesehen.
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Die für die erfindungsgemäße Anordnung-erforderliche Wartungsarbeit
ist, wie die Anwendung im Betrieb der finmelderin an einem Phosphorofen ergibt,-
außerordentlich gering. Der Abstreifring ist fastunbeschränkt haltbar Der Dichtungsring,
der nicht Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist, unterliegt zwar einem gewissen
Verschleiß. Seine Zebensdaner ist jedoch in Verbindung mit dem Anmeldungsger genstand
wesentlich größer als die einer normalen Stopfbüchsenpackung-, da die Beanspruchung
nur gering ist und die Oberfläche des durchzuführenden Teils 1 durch den Abstreifring
immer sauber, d.h. glatt gehalten wird.