DE2116574C3 - Hydraulische Betätigungsvorrichtung fur die Glocken von Hochöfen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Betätigungsvorrichtung für die Glocken von Hochöfen.

Der eigentliche Antrieb der Glocken wird von Hydraulikflüssigkeit beaufschlagten Arbeitszylindern gebildet. Die große untere Glocke ist über ein m> Hebelgestänge oder auch direkt mit dem Arbeitszylinder verbunden, während die obere kleine Glocke im allgemeinen nur unmittelbar mit dem Arbeitszylinder verbunden ist. Sowohl die große wie die kleine Glocke erfordern für die öffnungs- und Schließbewegung die ηί Überwindung erheblicher Massenkräfte. Da für einen wirtschaftlichen Betrieb des 1 loehofens kurze öffnungs- und Schließ/eilen der Glocken gefordert werden, müssen beträchtliche Pumpenleistungen installiert werden. Zur Erzielung eines sicheren Arbeitsspieles der öffnungs- und Schließbewegung der Glocken zueinander, müssen die Geschwindigkeiten dieser Bewegungen genau aufeinander abgestimmt werden. In bekannter Weise erfolgt dies mit Hilfe von parallelgeschalteten Stromventilen. Über ein Wegeventil werden diese Stromventile in den Vor- oder Rücklauf der Arbeitszylinder geschaltet, so daß dieselben StromventiL die öffnungs- und Schließbewegung der Glocken bestimmen. Da die Stromventile fest eingestellt sind, werden die Arbeitszylinder beim Schalten der vorgeschalteten Wegeventile aus der Mittelstellung in eine der Durchgangsstellungen schlagartig von der jeweils eingestellten Durchgangsleistung der Stromventile beaufschlagt und nach Erreichen der Endstellung ebenso schlagartig bei Zurückschalten des Wegeventils in die Ausgangsstellung wieder entlastet. Die Folge sind erhebliche Druckstöße im gesamten Hydrauliksystem, die sich nicht nur störend auf den Bewegungsablauf während der öffnungs- und Schließbewegung der Glocken auswirken, sondern auch die mechanischen und hydraulischen Bauelemente der Betätigungsteile der Glocken nachteilig beeinflussen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer hydraulischen Betätigungsvorrichtung für die Glocken von Hochöfen, die weitgehend frei von Druckstößen arbeitet, mit der der Geschwindigkeitsverlauf über der Schließ- und Öffnungsbewegung in einfacher Weise vorwählbar ist und die darüber hinaus die Aufrechterhaltung eines Notbetriebes gewährleistet.

Nach der Erfindung wird dies erreicht durch die Verwendung von wenigstens zwei Regelpumpen als Druckmittelquelle für die Betätigungseinrichtung. Die Verwendung von Regelpumpen hat den besonderen Vorteil, daß die Beschleunigung und Verzögerung der öffnungs- und Schließbewegung der Glocken frei von Druckstößen verläuft und keine zusätzlichen Wegeventile zwischen Pumpen und Arbeitszylinder zur Richtungsumkehr der Arbeitsflüssigkeit erforderlich sind.

Durch die Verwendung von wenigstens zwei Regelpumpen wird ferner sichergestellt, daß bei längeren Schließperioden der Glocken der Haltedruck bei Nullförderung lediglich von einer Pumpe aufrechtzuerhalten ist, während die restlichen Pumpen in die Nullstellung zurückzuregeln sind und abschalten.

Dieser vor allem wirtschaftliche Vorteil wird ergänzt durch die Möglichkeit, daß bei Ausfall einer oder mehrerer Pumpen ein Notbetrieb mit Hilfe der restlichen Pumpen oder der Druckspeicher aufrechtzuerhalten ist.

In Weiterbildung der Erfindung arbeiten die Pumpen zur weiteren Herabsetzung der Pumpenleistung wahlweise im geschlossenen oder halbgeschlossenen Kreislauf.

Damit die Pumpen wahlweise mit dem einen oder anderen Arbeitszylinder zu verbinden sind, ist vorteilhafterweise jeder Pumpe ein als Weiche ausgebildetes Wegeventil mit zwei Schaltstellungen zugeordnet. Ferner ist es von Vorteil, wenn in den arbeitsmittelführenden Leitungen zwischen der jeweiligen Pumpe und der diese Leitungen untereinander verbindenden Verbundleitung entsperrbare Rückschlagventile angeordnet sind.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist mit den Aibeitsmittel-Zufiihrungsleitungen der die Glocken betätigenden Arbeitszylinder ein von den Pumpen aufladbarer Speicher über Wegeventile zur Aufrechter-

haltung eines Notbetriebes, beispielsweise bei Ausfall sämtlicher Pumpen infolge Stromausfalles, zu verbinden, Zweckmäßigerweise ist vor der Einmündungsstelle der Speicherleitung jeweils ein entsperrbares Rückschlagventil in den mit den Arbeitszylindern in ^r> Verbindung stehenden arbeitsmittelführenden Leitungen angeordnet

Die von den Hydraulikpumpen wegführenden arbeitsmittelführenden Leitungen stehen vorteilhafterweise über ein Spülventil mit dem Tank in Verbindung. u> Dadurch lassen sich die Hydraulikpumpen in einfacher Weise wahlweise im geschlossenen oder halbgeschlossenen Kreislauf für Umkehrbetrieb der zu führenden Medien betreiben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der γί Zeichnung schematisch dargesiellt.

In der einzigen Figur bezeichnen I die kleine Glocke (Oberglock-j) und 2 die große Glocke (Unterglocke). Die kleine Glocke 1 ist über ein Hebelgestänge 3 mit der Kolbenstange 4 des Arbeitszylinders 5 und die große >o Glocke 2 über ein Verbindungsglied 6 unmittelbar mit der Kolbenstange 7 des Arbeitszylinders 8 ver> under.. Der kolbenstangenseitige Zylinderraum 5a des Arbeitszylinders 5 steht über eine Leitung 10 mit der Verbundleitung 11 und der kolbenseitige Zylinderraum >-, 5b über eine Leitung 12 mit der Verbundleitung 13 in Verbindung. Der kolbenstangenseitige Zylinderraum 8a des Arbeiitszylinders 8 steht über eine Leitung 14 mit der Verbundleitung 15 in Verbindung, während die mit dem kolbenseitigen Zylinderraum 8£> verbundene Leitung 16 m zum Tank Tführt.

Die drei Regelpumpen RPi, RPl, RPi, stehen über die Rückschlagventile 18 mit einer zum Tank T führenden Leitung 19 in Verbindung. Die arbeitsmittelführenden Leitungen 21,22 der Regelpumpe RPi führen j-, zu dem als Weiche wirkenden Wegeventil 23, die arbeitsmittelführenden Leitungen 24,25 der Regelpumpe RPl führen zu dem ebenfalls als Weiche ausgebildeten Wegeventil 26, und die arbeitsmittelführenden Leitungen 28 29 der Regelpumpe RPi führen schließlich zu dem als Weiche ausgebildeten Wegeventil 30.

In den arbeitsmittelführenden Leitungen 21, 22, 24, 25, 28 und 29 sind entsperrbare Rückschlagventile 31, 32, 33, 34, 35 und 36 angeordnet. Von den als Weiche wirkenden Wegeventilen führen jeweii; vier Leitungen weg, und zwar vom Wegeventil 23 in die Leitungen 37, 38,39,40, vom Wegeventil 26 in die Leitungen 41,42,43, 44 und vom Wegeventil 30 in die Leitungen 45, 46, 47, 48. Die Leitungen 37, 41 und 45 führen über ^₀ Rückschlagventile 49 zu einer Verbundleitung 50, die ihrerseits übe- die Leitung 51 mit Rückschlagventil 52 mit dem Speicher Sp in Verbindung steht.

Die Leitungen 38, 42 und 46 münden in die mit der Leitung 14 in Verbindung stehenden Verbundleitung 15.

Die Leitungen 39, 43 und 47 stehen mit der Verbundleitung 13 und die Leitungen 40, 44 und 48 mit der Verbundleitung 11 in Verbindung. Schließlich sind die Leitungen 21, 22 über das Spülventil 5Vl, die Leitungen 24, 25 über das Spülventil SVl und die _h(> Leitungen 28,29 über das Spülventil SVS mit dem Tank Tzu verbinden.

Von der zum Speicher Sp führenden Leitung 51 zweigt zwischen Speicher Sp und Rückschlagventil 52 eine Leitung 53 ab, rlie zu einem Wegeventil 54 und _h-, einem Wegeventil 55 fünrt.

Vom Wegeventil 54 führ: eine Leitung 56 zur zum kolbenstangenseitigen Zylinderraum 5a führenden Leitung 10, und zwar zwischen Zylinderraum 5a und dem entsperrbaren Rückschlagventil 57, und eine Leitung 58 zur zum kolbenseitigen Zylinderraum 5ides Arbeitszylinders führenden Leitung 12. Die Leitung 58 mündet zwischen dem Zylinderraum 5b und dem entsperrbaren Rückschlagventil 59 in die Leitung 12 ein.

Vom Wegeventil 55 führt eine Leitung 60 zur zum kolbenstangenseitigen Zylinderraum 8a führenden Leitung 14, wobei die Einmündungsstelle zwischen Zylinderraum 8a und entsperrbarem Rückschlagventil 61 liegt.

Die Wirkungsweise ist folgende:

In der gezeigten Schaltstellung a der Wegeventile 23, 26 und 30 und unter der Voraussetzung, daß die Leitungen 21, 24 und 28 den Vorlauf der Regelpumpen RPi, RPl und RPS bilden, findet eine Aufladung des Speichers statt. Da die Rückschlagventile 32, 34 und 36 zugesteuert bleiben, saugen die Regelpumpen vom Tank 7*die Arbeitsflüssigkeit an.

Werden in dieser Regelstellung der Rogelpumpen die Rückschlagventile 32, 34 und 36 sowie uas Rückschlagventil 61 in der Leitung 14 aufgesteuert, bewegt sich der Kolben 7a gemeinsam mit der Glocke 2 infolge des Eigengewichtes von Glocke und Kolbenstange 7 mit Kolben nach unten, d. h. in öffnungsrithtung der Glocke. Während der öffnungs- bzw. Ausfahrbewegung des Arbeitszylinders 8 saugt der kolbenseitige Zylinderraum Sb vom Tank T Arbeitsflüssigkeit nach. Dies unterbindet wirkungsvoll eine Verschmutzung des Zylinderraumes 8b. Andererseits führt eine derartige Schaltung zum Einsparen des Druckölvorrates und damit auch zur Einsparung von Energie.

Die im Zylinderraum 8a verdrängte Arbeitsflüssigkeit wird bei aufgesteuerten Rückschlagventilein 61, 32, 34 und 36 in den Leitungen 14, 22, 25 und 29 über die Regelpumpen und die Spülventile 5VI, 51/2 und 5V3 zurück in den Tank geleitet.

Werden die Regelpumpen über ihrer Nullstellung hinweggeschwenkt, so daß die Leitungen Zl, 25 und 29 die Vorlaufseite bilden, ist der kolbenstangenseitige Zylinderraum 8a vom Pumpendruck beaufschlagt, so daß sich der Kolben 7a mit Kolbenstange 7 in Schließrichtung der Glocke 2 bewegt. Die Geschwindigkeit der Einfahrbewegung des Arbeitszylinder:. 8 wird von der Regelstellung der Regelpump; bestimmt. Sobald die Glocke 2 ihre Schließstellung erreicht hat, werden beispielsweise die Regelpumpen RPl und RPi in ihre Nullstellung zurückgeregelt und die Rückschlagventile 33, 34, 35 und 36 zugesteuert. Der zur Beibehaltung der Schließstellung der Glocke 2 erforderliche Druck der Aibeitsflüssigkeit wird nunmehr ausschließlich von der Regelpumpe RPi aufrechterhalten.

Ei folgt die Umschaltung der drei Wegeventile 23,26, 30 aus der Schaltstellung a in die Schaltstellung b, sii.d die Leitungen 21, 39, 24, 43, 28 und 47 über die yerbundleitung 13 miteinander verbunden und stehen über die Leitung 12 mit Rückschlagventil 59 mit dem kolbenseitigen Zylin;'erraum 5b des Arbeitszylinders 5 in Verbindung. Ebenso sind die Leitungen 22,40,25,44, 29 und 48 über die Verbundleitung il miteinander verbunden und stehen über die Leitung 10 mit Rückschlagventil 57 mit dem kolbenstangenseitigen Zylinderraum 5a des Arbeitszylinders in Verbindung.

Unter der Voraussetzung, daß die Regelpumpen derart ausgeschwenkt sind, daß die Leitungen 21, 24 und 28 den Vorlauf und die Leitungen 22, 25 und 29 den Rücklauf bilden, ist der Zylinderraum 5i vom Pumpen

druck beaufschlagt. Das damit verbundene Ausfahren des Arbeitszylinders 5 bewirkt über das Hebelgestänge 3 ein öffnen der Glocke 1. Die im Zylinderraum 5a verdrängte Hydraulikflüssigkeit wird bei aufgesteuerten Rückschlagventilen 57, 32, 34, 36 den Regelpumpen zugeführt. Die zurückströmende Hydraulikflüssigkeitsmenge ist jedoch kleiner als die von den Regelpumpen in den Zylinderraum 5b zu fördernde Hydraulikflüssigkeitsmenge. Die fehlende Restmenge wird von den Regelpumpen von dem Tank Tnachgesaugt.

Bei Umkehrung der Förderrichtung der Regelpumpen, indem sie über ihre Nullstellung hinweg verschwenkt werden, wird der Zylinderraum 5a vom Pumpendruck beaufschlagt und damit ein Einfahren des Arbeitszylinders und ein Schließen der Glocke 1 bewirkt. Die im Zylinderraum 66 verdrängte Hydraulikflüssigkeit wird bei aufgesteuerten Rückschlagventilen 59,31,33,34 zurück zu den Pumpen geleitet und die von den Pumpen nicht aufnehmbare Menge über die Spülventile zurück in den Tank geleitet. Sobald der Arbeitszylinder 5 so weit eingefahren ist, daß die Glocke 1 geschlossen ist, wird zur Beibehaltung des Haltedrukkes für den Arbeitszylinder 5 beispielsweise lediglich die Regelpumpe RP3 herangezogen, während die restlichen Regelpumpen in ihre Nullstellung zurückgeregelt und die. diesen Pumpen zugeordneten Rückschlagventile 31, 32, 33, 34 zugesteuert werden. Soll neben dem Arbeitszylinder 5 gleichzeitig auch der Arbeitszylinder 8 in der eingefahrenen Stellung zum Zwecke des Geschlossenhaltens der Glocke 2 vom Pumpendruck beaufschlagt werden, wird das Wegeventil 23 in die Schaltstellung a zurückgeschaltet und die Regelpumpe aus der Nullstellung derart ausgeschwenkt, daß die Leitung 22 und damit auch der kolbenstangenseitige Zylinderraum 8a unter Pumpendruck steht. Die weiterhin in der Nullstellung verbleibende Regelpumpe RP2 dient gleichzeitig als Reservepumpe, falls eine der beiden in Betrieb befindlichen Pumpen ausfällt.

Fallen beispielsweise wegen Stromausfall sämtliche Pumpen aus, wird der Notbetrieb mit Hilfe des Speichers 5p aufrechterhalten, wobei das Wegeventil den Arbeitszylinder 5 und das Wegeventil 55 den Arbeitszylinder 8 mit dem Speicher verbindet.

Die Erfindung ist nicht an das gezeigte Ausführungsbeispiel gebunden, insbesondere ist auch eine größere Anzahl von Regelpumpen und eine größere Anzahl von zu einer Speicherbatterie zusammengeschalteten Speichern anzuordnen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Hydraulische Betätigungsvorrichtung für die Glocken von Hochöfen, gekennzeichnet durch die Verwendung von wenigstens zwei Regelpumpen (RPi, RPl, RPi) als Druckmittelquelle, wovon wenigstens eine Pumpe als Reservepumpe heranziehbar ist.

2. Hydraulische Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelpumpen (RPi, RPl, RPi) wahlweise im geschlossenen und halbgeschlossenen Kreislauf arbeiten.

3. Hydraulische Betätigungseinrichtung nach den Ansprüchen 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Pumpe ein als Weiche ausgebildetes Wegeventil (23, 26,30) mit zwei Schaltstellungen (a, b) zugeordnet ist, wobei in der einen Schaltstellung (a) die Pumpen (RPl, RPl, RPi) mit dem Arbeitszylinder (8) der einen Glocke (2) und in der anderen Schahstellung (b) mit dem Arbeitszylinder (5) der anderen Glocke (1) in Verbindung stehen.

4. Hydraulische Betätigungseinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den arbeitsmittelführenden Leitungen (21, 22, 24, 25, 28, 29) zwischen der jeweiligen Pumpe (RPi, RPl, RPi) und der diese Leitungen verbindenden Verbundleitungen (11, 13, 15, 50) entsperrbare Rückschlagventile (31, 32, 33, 34,35,36) angeordnet sind.

5. Hydraulische Betätigung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit den arbe'tsmittti/uhrenden Leitungen (10, 12, 14) der die Glocken (1, 2) betätigenden Arbeitszylinder (5, 8) ein von ck i Regelpumpen aufladbarer Speicher (Sp) über Wegeventile zur Aufrechterhaltung eines Notbetriebes zu verbinden ist.

6. Hydraulische Betätigungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Einmündungsstelle der Speicherleitungen (56,58,60) jeweils ein entsperrbares Rückschlagventil (57, 59, 61) in den mit den Arbeitszylindern (5, 8) in Verbindung stehenden arbeitsmittelführenden Leitungen (10, 12,14) angeordnet ist.

7. Hydraulische Betätigungseinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Regelpumpen (RPi, RPl, RPi) wegführenden arbeitsmittelführenden Leitungen (21,22,24,25,28,29) über Spülventile (SVi, SVl, SVi) mit dem Tank (T) in Verbindung stehen.

Kl