DE1783073B1 - Sondenwinde fuer schachtoefen insbesondere hochoefen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Sondenwinde für drehmoment des Schlupfmotors zu groß, so wird die Schachtöfen, insbesondere Hochöfen. Derartige Son- Sondenwinde dadurch funktionsfähig, daß es im denwinden dienen dazu, die Füllhöhe eines Ofens oberen Meßbereich bei aufgespulter Windentrommel mit Hilfe von in diesen hinabgelassenen Sonden ein Niedersinken der Sonde verhindert, kontinuierlich zu überwachen. Eine an einem Seil 5 Um diese Nachteile zu vermeiden, wäre es erfor- oder einer Kette hängende und auf im Ofen befind- derlich, das Gewicht der Sonde so zu erhöhen, daß liehen Beschickungsgut aufruhende Sonde folgt die- demgegenüber das Gewicht des Zuggliedes vernachsem beim Betrieb des Ofens niedersinkenden Be- lässigbar klein wird. Das würde jedoch eine erhebschickungsgut. Der Füllstand des Ofens wird durch liehe Überdimensionierung der gesamten Sonden-Abnehmen der sich beim Niedersinken der Sonde io winde zur Folge haben. Außerdem würde die Sonde ergebenden Drehbewegungen der Windentrommel schon durch das Eigengewicht in das Beschickungsermittelt. Eine bekannte Sondenwinde dieser Art gut tief einsinken und damit keine einwandfreien (deutsche Patentschrift 801639) weist zwischen Win- Meßergebnisse anzeigen. Eine solche Überdimensiodentrommel und Motor eine Scheibenkupplung auf, nierung ist bei der Sondenwinde nach der deutschen bei der das Drehmoment mittels einer zwischen den 15 Patentschrift 801 639 erforderlich. Außerdem ist noch beiden Scheiben angeordneten Blattfeder übertragen die richtige Dimensionierung des in der Kopplung wird. Bei einem bestimmten Verformungsgrad dieser angeordneten elastischen Gliedes für einen größeren Feder, der dann erreicht ist, wenn die an einer Kette Drehmoment-Unterschied mit erheblichen Schwierigaufgehängte Sonde frei schwebt, tritt ein Kontakt in keiten verbunden. Bei der Verwendung eines Schlupf-Tätigkeit, wodurch eine am Antrieb angeordnete ao motors ist es in solchen Fällen erforderlich, sein Haltebremse gelöst und der Antriebsmotor auf »Sen- Drehmoment, das Spann-Drehmoment, den jeweiliken« geschaltet wird. Sobald durch Aufsitzen der gen Erfordernissen entsprechend über den Meß-Sonde die Feder wieder entlastet wird, löst sich auch bereich der Sondenwinde zu verändern. Dies ist beider Kontakt wieder, wodurch der Antriebsmotor spielsweise mit Hilfe von vorgeschalteten verändergestoppt und die Haltebremse wieder angezogen ag liehen elektrischen Widerständen möglich. Eine derwird. Dadurch, daß das Anziehen der Bremse immer artige Anlage ist jedoch sehr aufwendig. Sie wird mit einer gewissen Verzögerung verbunden ist, läßt um so aufwendiger und störanfälliger, je feiner die sich — sofern nicht eine extrem niedrige Sink- Abstimmung durchgeführt wird, geschwindigkeit der Sonde vorgesehen ist — ein wei- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

teres Abrollen der Kette von der Trommel und ein 30 Sondenwinde für Schachtöfen, insbesondere Hochdamit verbundenes Durchhängen der Kette beim öfen zu schaffen, die mit einfachen Mitteln und ohne Aufsitzen der Sonde nicht vermeiden. Dadurch kann, Schwierigkeiten ein einwandfreies Arbeiten über den wenn die Sonde auf einen Grat der Böschung auf- gesamten Meßbereich ermöglicht. Die Erfindung besetzt und dann von diesem abrutscht, die Sonde von steht in erster Linie darin, daß der Mantel der Winder Kette leicht abreißen. Ein weiterer gewichtiger 35 dentrommel sich von dem einen Trommelende zu Nachteil dieser Sondenwinde ist es, daß der Antriebs- dem anderen Trommelende verjüngend ausgebildet motor und das Stromnetz durch das ständige Ein- ist und das die Sonde tragende Zugglied an dem und Ausschalten während des Betriebes beim Ab- Trommelende mit dem kleineren Halbmesser angesinken der Beschickungssäuie sehr stark belastet schlagen ist. Dadurch wird erreicht, daß bei angewerden. 4° hobener Sonde das Eigengewicht der frei herab-

Neuere bekannte Sondenwinden verwenden daher hängenden Teile mit einem größeren Hebelarm an zur Vermeidung dieser Nachteile an Stelle der mit der Windentrommel angreift als bei herabgelassener einem elastischen Glied versehenen Kupplung einen Sonde. Einer Verminderung der Last steht somit eine sogenannten Schlupfmotor, der während des Ab- Vergrößerung des Hebelarmes gegenüber und umsinkens der Sonde ständig ein Drehmoment erzeugt, 45 gekehrt. Eine sich bei gleichbleibendem Trommeldas entgegengesetzt gerichtet und kleiner ist, als das durchmesser auf Grund der Änderung der Eigendurch Sonde und Zugglied bewirkte. Das vorn. gewichte ergebende Änderung des Belastungs-Dreh-Schlupfmotor erzeugte Gegendrehmoment soll dabei moments wird auf diese Weise vermieden. Das so groß sein, daß das Zugglied stets straff ge- Spann-Drehmoment kanu über den gesamten Verspannt ist. 50 Stellbereich der Sonde konstant sein.

Die beiden bekannten Sondenwinden haben jedoch Die Verjüngung des Mantels der Windentrommel

einen großen Nachteil gemeinsam, der darin besteht, kann genau der Zunahme des ein Drehmoment bedaß das durch die Sonde und das Zugglied bewirkte wirkenden Gewichts entsprechen, die sich beim AbDrehmoment mit zunehmender Meßlänge, erheblich spulen des die Sonde tragenden Zuggliedes ergibt. In größer wird. Für die mit dem Schlupfmotor ver- 55 diesem Fall ist über den gesamten Verstellbereich der sehene Sondenwinde bedeutet das, daß das Gegen- Sonde das Belastungs-Drehmoment konstant. Der drehmoment des Schiupfmotors einerseits so groß Mantel der Windentrommel kann jedoch auch kegelig sein muß, daß das Zugglied stets straff gespannt ist, ausgebildet sein. Dies ist besonders dann vorteilhaft, andererseits jedoch ein Absinken der Sonde nicht wenn der Mantel ohnehin bei genauer Angleichung verhindern darf. Durch diese beiden Forderungen 60 an die schwankende Belastung eine kegelähnliche sind der Größe des Drehmoments enge Grenzen ge- Form erhalten würde, da die kegelige Ausbildung des setzt, die, insbesondere bei großen Meßstrecken, Mantels eine einfache Herstellung der Windentromleicht überschritten werden können. Wird das Gegen- mel ermöglicht und die Abweichung von der zum drehmoment bei weit abgespulter Windentrommel völligen Ausgleich der Belastungsänderungen erforinfolge zu großem Eigengewichtes des Zuggliedes 65 derlichen Gestalt in diesem Fall so gering ist, daß vom Sonden-Drehmoment überschritter;, ^o wird die die dem Spann-Drehmorneüi gesetzten Grenzen nicht Windentrommel bis zur Endlage durchgezogen, so überschritten werden, daß keine Messung mehr möglich ist, Ist das Gegen- In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispitl des

Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 den oberen Teil eines Hochofens in einem lotrechten Längsschnitt,

F i g. 2 eine Windentrommel in einem Axialschnitt und

F i g. 3 die auf eine Ebene projizierten Windungen eines auf die Windentrommel nach F i g. 2 gewickelten Seiles.

Der in Fig. 1 dargestellte Hochofen 1, der Beschickungsgut 2 enthält, weist an seinem oberen Ende mehrere in das Ofeninnere führende Rohrstutzen 3 mit lotrechten Achsen auf. An jedem Rohrstutzen 3 ist nach oben hin ein lotrechter Rohrstutzen 4 angeschlossen, an dessen oberen Ende ein Gehäuse S für eine Windentrommel 6 angeordnet ist. Um zu vermeiden, daß Gas aus dem Hochofen 1 entweicht, ist zweckmäßig die gesamte aus den Rohrstutzen 3,4 und den Gehäusen 5 gebildeten Anlage gasdicht ausgeführt. Für jede Windentrommel 6 sind ein nicht ao dargestellter Antriebsmotor und ein ebenfalls nicht dargestelltes Getriebe vorgesehen. Das Getriebe kann in die Windentrommel 6 eingebaut sein und ist in diesem Fall zweckmäßig gasdicht gekapselt. Die Durchführung der Antriebswelle durch die Wandung des Gehäuses 5 ist ebenfalls gasdicht ausgebildet.

Auf jede Windentrommel 6 ist ein Seil 7 aufgewickelt, das mit einem Ende an der Windentrommel 6 befestigt ist. Das andere Ende des Seiles? ist durch die Rohrstutzen 3,4 nach unten in das Innere des Hochofens 1 geführt und mit einer Sonde 8 verbunden.

Bevor Beschickungsgut in den Hochofen 1 nachgefüllt wird, werden die Sonden 8 mit Hilfe der Antriebsmotoren hochgezogen. Nach Beendigung des Beschickens werden die Antriebsmotoren umgeschaltet, so daß sie als Schlupfmotoren arbeiten und nur noch ein begrenztes Drehmoment, das Spann-Drehmoment, liefern. Die Drehmomente, die auf Grund der Eigengewichte der frei nach unten hängenden Teile an den Windentrommeln 6 angreifen, sind größer als dieses Spann-Drehmoment. Die Sonden 8 sinken infolgedessen ab, bis sie auf dem Beschikkungsgutl aufsetzen und ein Gleichgewichtszustand hergestellt ist. Die Seile 7 werden straff gespannt gehalten. Sinkt das Beschickungsgut 2 während des Betriebes des Ofens ab, folgen die Sonden 8 dieser Bewegung. Durch Beobachten der Drehbewegungen der Windentrommeln 6 kann der Füllstand des Hochofens 1 fortlaufend überwacht werden. Eine automatische Überwachung ist möglich. An die Windentrommeln 6 können Ferngeber angeschlossen sein, welche die ermittelten Daten an beliebige Stellen der Hochofenanlage übertragen. Ferner können Spindelendschalter vorgesehen sein, welche die höchsten und niedrigsten Stellungen der Soden 8 überwachen. Jede Windentrommel 6 hat an ihrem einen Ende 9 einen Halbmesser R, der größer ist als der Halbmesser r am anderen Trommelende 10 (F i g. 2). Der Mantel 11 der Windentrommel 6 verjüngt sich demgemäß von dem einen Trommelende 9 zu dem anderen Trommelende 10. Die Seilrille 12 verändert demgemäß über die Länge der Windentrommel 6 ihren Abstand von der Drehachse 13 der Windentrommel 6. Das in F i g. 2 nicht dargestellte Sei! 7 ist am Trommelende 10 angeschlagen.

Bei angehobener Sonde 8 ist das Seil 7 weitgehend auf die Windentrommel 6 aufgewickelt und das herabhängende freie Seilende hat — in waagerechter Richtung gemessen — einen Abstand/? von der Drehachse 13. Wird der Antriebsmotor umgeschaltet, so daß er nur noch das Spann-Drehmoment liefert, bewirken die Eigengewichte der Sonde 8 und des frei herabhängenden Endes des Seiles 7, daß sich die Windentrommel 6 im Sinn des Abwickeins des Seiles? dreht. Beim Abspulen des Seiles 7 vergrößert sich das wirksame Eigengewicht und verringert sich gleichzeitig der wirksame Halbmesser. Die Seilrille 12 ist so gestaltet, daß das auf Grund der Eigengewichte wirkende Drehmoment stets konstant ist. Ihr Abstand von der Drehachse 13 verringert sich demgemäß von dem Trommelende 9 aus, wie insbesondere F i g. 3 erkennen läßt, zunächst stark und zu dem Trommelende 10 hin geringer, so daß sich ein spiralartiger Verlauf ergibt, bei dem der gegenseitige Abstand der Windungen im äußeren Bereich der Spirale größer ist als im inneren Bereich. Wie groß die Änderung des Abstandes der Seilrille 12 von der Drehachse 13 von Gang zu Gang ist, richtet sich nach den Gegebenheiten des Einzelfalles. Wesentlich ist, daß das Drehmoment konstant bleibt, welches als Produkt aus der Summe der Eigengewichte der Sonde und des herabhängenden Seilendes und dem jeweils wirksamen Halbmesser gebildet wird, daß also

Md = (G₁ + G₂)T = const.

Hierbei bedeutet Mi das auf Grund der Eigengewichte der herabhängenden Teile wirksame Drehmoment, G₁ das Gewicht der Sonde, G₂ das Gewicht des herabhängenden Seilendes und r den jeweils wirksamen Halbmesser.

An Stelle eines Seiles kann als Zugglied zum Tragen der Sonde eine Kette vorgesehen sein.

Falls sich ergibt, daß die Seilrille bzw. die Rille für die Aufnahme* der Kette annähernd auf einem Kegelmantel liegt, ist es vorteilhaft, den Mantel der Windentrommel kegelig auszubilden, da dadurch eine einfache Fertigung erreicht wird. In diesem Fall sind die Schwankungen des Belastungsdrehmoments nur gering, so daß auch in diesem Fall das Spann-Drehmoment über den gesamten Meßbereich gleich bleiben kann.

Claims (3)

Patentanspräche:

1. Sondenwinde für Schachtofen, insbesondere Hochöfen, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (11) der Windentrommel (d) sich von dem einen Trommelende (9) zu dem anderen Trommelende (10) verjüngend ausgebildet ist und das die Sonde (8) tragende Zugglied (7) an dem Trommelende (10) mit dem kleineren Halbmesser (r) angeschlagen ist.

2. Sondenwinde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verjüngung des Mantels (11) der Windentrommel (6) der Zunahme des ein Drehmoment bewirkendes Gewichts entspricht, die sich beim Abspulen des die Sonde (8) tragenden Zuggliedes (7) ergibt.

3. Sondenwinde nach Anspru Ii 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (11) der Windentrommel (6) kegelig ausgebildet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen COPY "