DE2007168A1 - Winderhitzergruppe mit hydraulische Antriebe aufweisenden Schiebern - Google Patents

Description

• Winderhitzergruppe mit hydraulische Antriebe aufweisenden Schiebern Die Erfindung betrifft eine Tiinderhitzergruppe, die mit hydraulische Antriebe aufweisenden Schiebern zur Steuerung der jeweiligen Betriebsphase ausgestattet ist. Um die Steuervorgänge zu vereinf-achen, ist es üblich, die Steuerung von einer mindestens der Winderhitzergruppe gemeinsamen Schaltwarte aus vorzunehmen, und in vielen Fällen wird sie mit der ebenfalls zentralen Druckmittel-Varsorgungseinrichtung verbunden.
• iine derartige zentrale Steuerung und Versorgung ist zwar übersichtlich und läßt sich leicht bedienen, si erfordert abereinet außerordentlich hohen Aufwand. So ist es érforderlich, die zentrale Druckmittelversorgungseinrichtung mit mindestens einer Druckmittelpumpe sowie einer' Reservepumpe awszurüsten, und um eine gegenseitige Rückwirkung gleichzeitig betätigter Verbraucher zu vermeiden, ist es erforderlich, große und kostspielige Druckspeicher vorzusehen. sinken sehr erheblichen Aufwand stellen die erforderlichen umfangreichen Rohrleitungen dar. So ist zunächst eine Rückleitung für abgegebenes Druckmittel erforderlich, als besonders kostspielig zeigt sidl aber die das Druckmittel verteilende Hochdruck-Versorgungsleitung, und einen erheblichen Aufwand bedingen die meist von einem die zu steuernden Ventile zusammenfassenden Ventilblock ausgehenden Sinzelleitungen, die in einer Vielzahl bis zu den einzelnen Schiebern zu führen sind. Infolge der erheblichen Abmessungen der einzelnen ,iinderhitzer sind auch hier erhebliche ntfernungen zu üserbrücKen. Die hier erforderlichen Hochdruckleitungen haben nicht nur einen hohen Bescnaff'ungswert, auch die Installation erfordert einen hohen Arbeitsaufwand und erweist sich damit als kostspielig.
• Trotz dieser Nachteile ist jedoch der hydraulische Antrieb in vielen Fällen beibehalten worden, weil er einfacher auszubilden ist ist als bspw. elektrische Antriebe, und weil er sich als robust und wenig störungsanfällig erwiesen hat.
• Die Erfindung geht von der Aufgabe ass, eine 'ifinderhitzergruppe mit zugeordneten Schiebern zu schaffen, bei der der in vielen Fällen geschätzte hydraulische Antrieb der Schieber beibehalten wird, die für die Steuerung und Versorgung der Schieberantriebe benötigten Aufwendungen aber erheblich gesenkt werden und die Anfälligkeit der Versorgungsleitungen gegen Leckverluste und Rohrbruch vermieden wird.
• Gelöst wird diese Aufgabe, indem jedem Antrieb eines Schiebers der Winderhitzergruppe eine separate Druckmittelquelle mit kurzer Ileitungsführung räumlich zugeordnet wird.
• Zwar wird es hierdurch erforderlich, statt zweier oder dreier großer Druckmittelpumpen einer zentralen Versorgungseinheit eine Vielzahl kleinerer Druckmittelpumpen geringer Leistung vorzusehen, die erheblichen srsparnisse bei der Leitungsführung und das weitgehende Entfallen der Gefahr von Leitungsbrüchen und Leckstellen läßt die für die Mehrzahl vom Pumpen erforderlichen zusätzlichen Aufwendungen in den Hintergrund treten und erlaubt, die insgesamt für die steuerbare Versorgung zu treibenden Aufwendungen empfindlich au£ bspw. ein Drittel der bisherigen Kosten zu senken.
• Als wesentlich wurde gefunden, die einzelnen Druckmittelquellen jeweils mit einer steuerbaren Lruckmittelpumpe auszustatten, welche Druckmittel aus ihnen jeweils vorgeordneten Ölvorratsbehältern über ggf. vorgesehene Ventile direkt den zu beaufschlagenden Druckmittelzylinderkammern zuzuführen vermögen.
• Als. empfehlenswert wurde gefunden, zwischen einer Druckmittelpumpe und einer in einer der Endstellungen des zugehörigen antriebes unter Druck zu haltenden Zylinderkammer Ventile. vorzusehen, und weiterhin eine Entlastungsleitung anzuordnen, die, mit einem steuerbaren Ventil absperrbar, in den zugeordneten der Ölvorratsbehälter führt.
• Als nachahmenswert wurde erkannt, zwischen der Druckmittelpumpe und einer solchen, in einer der Snastellungen des Antriebes unter Druck zu haltenden Zylinderkammer ein den Druckmittelräckfluß sperrendes Rückschlagventil vorzusehen.
• Zur Sicherung aer Abdichtung kann mit dem Rückschlagventil in reihe ein steuerbares Absperrventil vorgesehen sein.
• - Andererseits-kann die Entlastung von Zylinderkammern auch durch Reversieren der zugeordneten Druckmittelpumpe bewirkt werden. Zur Aufrechterhaltung des zur Sicherung der herbeigefiltirten Stellung eines Absperrschiebers erforderlichen Druckes kann unter Einwirkung einer wirksam gemachten Steuerleitung beim Absinken des Druckes und/oder beim Freigeben eines dem Antrieb zugeordneten Endschalters die zugeordnete Druckmittelpumpe eingeschaltet werden.
• Mit Vorteil werden die Druckmittelpumpen und die ihnen jeweils zugeordneten Ventile baulich zu einer austauschfähigen Einheit zusammengefaßt. Zweckmäßig ist innerhalb der Einheit die Druckmittelpumpe austauschbar vorgesehen.
• Im einzelnen sind die Merkmale der Erfindung anhand der folgenden Beschreibung einer üblichen Winderhitzergruppe sowie eines Ausführungsbeispieles der Erfindung in Verbindung mit diese darstellenden Zeichnungen erläutert; Es zeigen nierbei: Fig. 1 schematisch eine Gruppe von Winderhitzern mit zentraler Druckmittelversorgung, Fig. 2 in gleichartiger Darstellung eine entsprechende Winderhitzergruppe mit zentraler elektrischer Steuerung und elektrischer Stromversorgung mit separater Druckmittelversorgung der Absperrschieber und Fig. 3 symbolisch einen hydraulischen Antriebszyfinder mit der vorgeordneten separaten Druckmittelquelle.
• In Fig. 1 ist eine Gruppe von drei Winderhitzern 1 dargestellt, die jeweils mit einem Gasschieber 2, einem Brenunerschieber 3, zwei Rauchgasschiebern 4 und 5, einem Kaltwindschieber 6 sowie einem Heißwindschieber 7 ausgestattet sind.
• Dem Kaltwinuschieber 6 sowie den Rauchgasschiebern 4 sind jeweils husgleichsschieber 8 bzw. 9 parallel angeordnet, um vor dem Umschalten der Schieber definierte Druckverhältnisse im Winderhitzer stoßfrei herbeizuführen.
• Die Schieber 3 bis 9 sind jeweils mit hydrauliscnen Antrieb ben 10 ausgestattet, die über Leitungen 11 von Ventilbänken 12 aus beaufschlagbar sind. In den Ventilbänken sind die zur Steuerung der hydraulischen Antriebe erforderlichen Ventile zusammengefait. Sie werden über Steuerkabel 13 von einer gemeinsamen Scnaltwarte 14 aus sowonl gesteuert als auch überwacllt. Das als Betriebsmittel vorgesehene, unter hohem Druck, bspw. 150 bis 200 atü, stenende Druckmittel wird den Ventilbänken 12 über eine Druckmittel-Versorgungsleitung 15 zugeführt, und entlastetes Druckmittel wird über eine iiückleitung 16 rückgeführt. ufgenoinmen wird das entlastete Druckmittel und geliefert wird das unter hohem Druck stehende, arbeitsfähige DrucKmiltel bei derartigen, üblichen Anlagen durch eine zentrale Druckmittel-Versorgungaeinrichtung1twelche über Druckmittelpumpen 18 verfügt, die das Druckmittel einem Vorratsbehälter 19 entnehmen und in einen Akkumulator 20 pressen. Per'Akkumulator muß verhältnismäßig groß dimensioniert sein, um sicher zu verhindern daß nach der Betätigung einer Anzahl von Druck mittelantrieben der Druck soweit absinkt, daß die Betätigung weiterer- IYruckmittelantriebe von Schiebern nicht mehr gesichert erscheint. Während das Verlegen der Steuerkabel keine wesentlichen Schwierigkeiten mit -sich bringt und.
• keine-stark ins Gewicht fallende Anlagekosten bedingt, haben sich sowohl die Verlegung als auch die Unterhaltung sowohl der Leitungen 11 als auch der Druckmittel-Versorgungsleitung- 15 in Verbindung mit der ,Rückleitung 16 als äußerst kostspielig gezeigt. Dieser unverhältnismäßig große Kostenanteil ist nicht nur durch Materialkosten bedingt, die durch die Hochdruckleitung sowie durch die nötigen Verschraubungen entstehen, auch die Verlegung gestaltet sich verhältnismäßig schwierig und zeitraubend. Weiterhin sind derartige Leitungen stets zu überwachen, da dauernd Leckverluste auftreten können und auch, durch irschütterungen begünstigt, Leitungsbrüche auftreten können. Während für den'Fall auftretender Fumpenschäden im allgemeinen eine Druckmittelpumpe in Reserve gehalten wird, bedeutet ein solcher Bruch einer Druckmittel-Versorgungsleitung 15 einen längeren Totalausfall der Kraftantriebe der Schieber.
• Zur Vermeidung dieser Gefährdung sowie zur Senkung der Anlagekosten werden gemaß Fig. 2 den Winderhitzern 21- -ei-ner einem Hoch'ofen zugeordneten Gruppe in aus Fig. 1 bekannter Weise Schieber 2 bis 9 zugeordnet, die jeweils mit hydraulischen Antrieben 10 ausgestattet sind. Jedem dieser Antriebe ist eine separate Druckmittelquelle 22 zugeordnet, die in Verbindung mit den zugehörigen, über Steuerleitungen 23 zentral betätigbaren Ventilen die wählbare Umstellung der Schieber gestattet. Durch die Anwendung separater Druck mittelquellen entfallen jegliche längeren Druoksittelleitungen, nämlich sowohl die, aus Fig. 1 bekannten Leitungen 11 als auch Druckmittel-Versorgungsleitungen 15.Durch die räualiche Zuordnung der Druckmittelquellen 22 zu den jeweils versorgten hydraulischen Antrieben 10 werden nur sehr kurze Leitungen benötigt, die sich bereits beim Bau der Armaturen in ihren Abmessungen bestimmen und daher vorfertigen lassen.
• Infolge ihrer Kürze wirken sich hydraulische Laststöße nicht derart aus wie auf längere Leitungen, und übertragenen Xrschütterungen gegenüber erweisen sich kurze Leitungen als wesentlich steifer, so daß Ermüdungsbrüche der Leitungßn kaum zu erwarten sind. Werden hier Leitungen schadhaft oder fällt die gesamte Druckmittelquelle 22 eines der Antriebe aus, so werden damit die Druckmittelquellen der ubrigen hydraulischen Antriebe nicht in Mitleidenschaft gezogen, und der Betrieb kann im wesentlichen mittels der Kraft antriebe fortgesetzt werden, und nur im Falle des fidhadhaften Antriebes bzw. der schadhaften Druckmittelquelle ist die manuelle Notbetätigung zu benutzen. Die verhältnismäßig geringen Abmessungen und geforderten Leistungen einer solchen Druckmittelquelle erlauben es, nicht nur Srsatzteile, sondern auch komplette Druckmittelquellen zum Austausch bereitzuhalten. Infolge der geringen Leistungen sind auch die Gewichte niedrig, so daß ein ggf. erforderlich werdender austausch auf keine großen Schwierigkeiten stößt und schnell durchzuführen ist.
• Die Steuerung von der zentralen Schaltwarte 14 erfolgt über elektrische Steuerleitungen 23 direkt auf die Druckmitielquellen 22, die mit den zur elektrischen Schaltung benötigton Relais sowie zur Schaltung des Iruckmittels benötigten Ventilen ausgestattet sind. Die Verwendung rein elektrischer Zuleitungen vermindert die Störanfälligkeit weiter, sie erleichtert ggf. erforderliche Aggregataustausche und läßt eine weitgehende, individuelle Überwachung zu.
• Der Aufbau der Druckmittelquellen kann verhältnismäßig eis'ach ausgeführt werden, so daß die Beschaffungskosten weiter gesenkt sowie die Verläßlichkeit erhöht werden. Sin kusführungsbeispiel einer solchen Druckmittelquelle 22 in Verbindung mit dem Zylinder 24 eines der Antriebe der Fig.
• wird anhand der Fig0 3 erläutert. Dem Ölvorratsbehälter 25 vermag die über einen Elektromotor 26 antreibbare Druckmittelpumpe 27 Druckmittel zu entnehmen. Am Ausgang der Pumpe werden unzulässig hohe Drücke in bekannter Weise durch ein Überdruckventil 28 abgebaut. Über ein Rückschlagventil 29 vermag die Pumpe 27 die Zylinderkammer 30 des Zylinders 24 zu speisen und hierbei dencKolben des Zylinders anzuheben, der über seine Kolbenstange und ein nachgeordnetes Gestänge die Schieberplatte des zu betätigenden Schiebers mit sich zu nehmen vermag. Entlastet werden kann die Zylinderkammer 30 durch das Absperrventil 31, welches Druckmittel in den Ölvorratsbehälter 25 rückzuführen vermag. Im Wege des Kolbens oder des mit inm verbundenen Gestänges ist ein Jiidschalter 32 vorgesehen, welcher über seine Zuleitung 33 in Abhängigkeit von seiner Stellung die Quittungsader 34 bzw. 35 unter Spannung setzt. Die Quittungsadern dienen sowohl zur Rückmeldung der Erreichung des Endstandes als auch im Verein mit dem Druckwächter 36 zur Steuerung des Betriebes der Druckmittelpumpe 27.
• Zur Betätigung des Antriebes wird ein Signal über eine besondere Steuerleitung übertragen oder, im Ausführungsbeaspiel, die Polarität bzw. das Potential der Zuleitung 33 derart geändert, daß die in der Ausgangsstellung des Xndschalters 32 über die Quittungsader 34 der Spule 37 eines Schaltschützes mitgeteilte Spannung dieses zu erregen vermag und mittels der Kontakte 38 den Elektromotor 26 einschaltet. Die Druckmittelpumpe 27 fördert nunmehr aus dem Ölvorratsbehälter 25 Druckmittel über das Rückschlagventil 29 in die Zylinderkammer 30, die mittels des Abaperrventiles 31 gegen Druckmittelverluste abgesperrt ist. Der Druck wächter 36 wird hierbei entsprechend beaufschlagt, und der Kolben des Zylinders 24 wird angehoben, bis er in seiner Endstellung den Endschalter 32 betätigt. Hierbei wird die Quittungsader 34 stromlos gemacht und die Quittungsader 35 beauischlagt. Von dieser geht eine Steuerleitung 39 über den Druckwächter, dessen benutzter Kontakt erst oberhalb einer vorgegebenen Schaltschwelle unterbrochen wird. Damit wird auch nach Erreichen der Endstellung bzw. nach betätigt gen des Endschalters 32 die Pumpe betrieben, bis ein die erreichte Stellung sichernder Druck herbeigeführt ist.
• Bin etwaiger Überdruck bzw. Druckspitzen werden, wie bereits ausgeführt, durch das Uberdruckventil 28 abgebaut.
• Wird der vorgegebene Druck erreicht, so wird die Pumpe abgeschaltet. Sie schaltet sich selbsttätig wieder ein, so lange bei der vorgegebenen Steuerung von der Schaltwarte aus das Potential der Zuleitung 33 aufrechterhalten wird: Sinkt der Druck ab, so erfolgt eine kurzzeitige Wiedereinschaltung durch den Druckwächter 36, und wird die Endstellung verlassen, so erfolgt die kurzzeitige Wiedereinschaltung durch den Endschalter 32.
• Zum Umsteuern des Antriebes wird das Potential der Zuleitung 33 gewechselt. Damit vermag das Schaltschütz nicht mehr erregt zu werden, so daß auch seine Kontakte 38 nicht wieder betätigt werden können. Gleicezeitig aber wird das Absperrventil 31 betätigt, und unter Einwirkung des durch Gegengewichte nur teilweise kompensierten Gewichtes der Schieberplatte vermag diese den Antrieb rückzustellen und das in der Zylinderkammer 30 befindliche Druckmittel in den Ölvorratsbehälter 25 hineinzupressen.
• Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel der Fig. 3 einer Druckmittelquelle beschränkt. So kann an die Stelle eines einseitig wirkenden Zylinders 24 als Antrieb 10 ein doppeltwirkender Zylinder verwendet werden, bei dem wechselweise die eine oder die andere Zylinderkammer unter Einwirkung einer Druckmittelpumpe 27 gefüllt wird. Das Rückschlagventil 29 kann durch ein gesteuertes Ventil ersetzt oder, zur Vermeidung von Leckverlusten, durch ein solches Ventil ergänzt werden. Die wechselweise Zufuhr bzw.
• Abführung von Druckmittel kann nicht nur durch Umsteuerung von Ventilen erzielt werden: es kann sich auch als zwe,ckmäßig erweisen, den Antrieb der Pumpe zu reversieren oder die Steuerung der-Bumpe so zu ändern, daß sie in umgekehr-Qem Drehsinne fördert. Insbesondere die elektrische Steuerung und Überwachung kann unterschiedlich erfolgen. Zweokmäßig werden beide Stellungen durch Enäschalter 32 bzw. 40 kontrolliert. Es ist aber nicht erforderlich, Zuleitungen zu Endschaltern, wie es im Ausführungsbeispielerfolgt,, gleichzeitig als Steuerleitungen zu nutzen. Als wesentlich zeigt es sich, daß durch den Einsatz separater Druckmittelquellen 22 eine kürzeste Leitungsführung erzielt wird und eine Aufteilung in getrennte Druckmittelkreise erreicht wird, die die Betriebssicherheit gegenüber einem Betrieb nach Fig. 1 mit langen Versorgungsleitungen wesentlich steigern. Ungeachtet des Umstandes, daß statt zweier oder dreier Druckmittelpumpen einer zentralen Druckmittelversorgungseinriohtung nunmehr eine Vielzahl von Druckmittelquel--len mit jeweils einer Druckmittelpumpe, im Ausführungsbeispiel mindestens 18, benötigt werden, ergibt sich eine wesentliche Senkung der tatsächlich aufzuwendenden Kosten, da bei den herkömmlichen Ausführungen die Kosten der Leitungen einen erheblichen Teil des Werten der gesamtan Anlage ausmachen. Durch die Aufteilung in kleine, kompakte Einheiten ist es mt lich, diese bei Bedarf zu tauschen, so daß beim Auftreten von Defekten im allgemeinen jeweils nur der Antrieb eines einzigen Schiebers betroffen wird und die erforderlichen Reparaturen-schnell durchzuführen sind.

Claims (9)

Patentansprüche

1. Winderhitzergruppe mit hydraulische, vorzugsweise zentral gesteuerte Antriebe aufwaisenden Schiebern zur Steuerung der jeweiligen Betriebsphase und einer diesen vorgeordneten, mindestens eine Pumpe aufweisenden und über vorzugsweise steuerbare Ventile wirksam werdenden Druckmittel-Versorgtmgseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Antrieb (10) eine separate Druckmittelquelle (22) zugeordnet ist, deren räumliche Anordnung eine kurze Leitungsführung sichert.

2. Winderhitzergruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmittelquellen (22) jeweils eine steuerbare Druckmittelpumpe (27) aufweisen, welche Druckmittel von ihnen jeweils vorgeordneten Ölvorratsbehältern (25) über ggf. vorgesehene Ventile (29) direkt den zu beaufschlagondeln Druckmittelzylinderkammern (30) zuzuführen vermögen.

3. Winderhitzergruppe nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Druckmittelpumpen (27) und in einer der iidstellunen der Antriebe (10) unter Druck zu haltenden Zylinderkammern (30) Ventile (29) vorgesehen sind, und daß von diesen Zylinderkammern eine mit einem steuerbaren Ventil (31) absperrbare Entlastungsleitung in den zugeordneten der Ölvorratsbehälter (25) führt.

4. Winderhitzergruppe nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß zwischen einer Druckmittelpumpe (27) und einer in einer der Endstellungen des betreffenden Antriebes (10) unter Druck zu haltenden Zylinderkammer (30) ein den Druckmittelrückfluß sperrendes -Rückschl agventil (29) vorgesehen ist.

5. Windernitzergruppe nach Anspruch 4, dadurch ge t e nn gekennzeichnet, daß in Reihe mit dem Rückschlagventil (29) ein steuerbares Absperrventil vorgesehen ist.

6. Winderhitzergruppe nach Ansprüchen 1 bis Fig dadurch gekennzeichnet daß die Entlastung von Zylinderkammern durch Reversieren der zugeordnetenDruckmittelpumpe (27) bewirkt wird.

7. Winderhitzergruppe nach hnsprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Druckmittelpumpen (27) unter Einwirkung einer wirksam gemachten Steuerleitung (Zuleitung 33) beim Absinken des Druckes und/oder beim Freigeben von Endsonaltern (32) eingeschaltet werden.

8. Winderhitzergruppe~nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß DruckmitXelpumpen (27)-mit den ihnen jeweils zugeordneten Ventilen baulich zu einer Einheit verbunden sind.

9. Winderhitzergruppe nach Anspruch 8, dadurch gek e nnz ei ohne t daß die Druckmittelpumpe (27) in der Einheit austauschbar angeordnet ist.

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