DE2354605C3

DE2354605C3 - Control valve

Info

Publication number: DE2354605C3
Application number: DE19732354605
Authority: DE
Inventors: Eugene Frank Wauwatosa Wis. Rossi (V.St.A.)
Original assignee: Allis Chalmers Corp
Current assignee: Allis Chalmers Corp
Priority date: 1972-10-31
Filing date: 1973-10-31
Publication date: 1977-09-15

Description

Die Erfindung betrifft ein Steuerventil für mit mehreren fluiden Medien beaufschlagbare Manteldüsen eines Drehrohrofens zur Erzreduktion, die durch Steuerorgane schaltbar sind.The invention relates to a control valve for jacket nozzles which can be acted upon by a plurality of fluid media a rotary kiln for ore reduction, which can be switched by control units.

Es sind Drehrohrofen bekannt, bei welchen eine Vielzahl von Düsen durch das Gehäuse des Drehrohrofens vorgesehen ist, um Luft und Brennstoff in die Erzreduktionskammer des Drehrohrol'ens einzulassen (US-PS 12 16 667,20 91 850 und 31 82 980).Rotary kilns are known in which a plurality of nozzles through the housing of the rotary kiln is provided to allow air and fuel into the ore reduction chamber of the rotary tube oil (U.S. Patents 12 16 667, 91 850 and 31 82 980).

Bei den bekannten Drehrohröfen werden Brennstoff und Luft durch die Düsen über eine Leitung zugeführt, die mit den Düsen verbunden ist, welche den Brennstoff und die Luft in die Reduktionskammer einspeisen. Diese Düsen sind extrem hohen Temperaturen in der Größenordnung von 1100° C ausgesetzt.In the known rotary kilns, fuel and air are fed through the nozzles via a line, which is connected to the nozzles that feed the fuel and air into the reduction chamber. This Nozzles are exposed to extremely high temperatures on the order of 1100 ° C.

Beim Anlassen des Drehrohrofens wird ein gesonderter Brenner verwendet (US-PS 12 16 667), um den Drehrohrofen vorzuheizen, ohne daß Brennstoff oder Luft durch die Düsen strömt. Hierbei kann es aber zu einer Überhitzung der Düsen kommen. Es ist auch schon bekannt. Brennstoff zur Reduktionskammer durch Düsen einzulassen, während diese direkt unter dem Bett der Charge vorbeilaufen, wodurch der Brennstoff direkt in die Charge strömt (DT-PS 6 18 872, US-PS 12 16 667). Hat sich diese Düse aus dem Bett der Charge herausbewegt, wird der Brennstoff abgeschaltet, und es strömt kein Fluid durch die Düse. Gleichzeitig wird Luft zu der Reduktionkammer über der Charge durch zusätzliche Düsen eingelassen. Bevor diese Luftdüsen unter dem Bett vorbeilaufen, wird die Luft abgeschaltet, so daß kein Fluid durch diese Düsen strömt, während diese unter dem Bett vorbeilaufen.When starting the rotary kiln, a separate burner is used (US-PS 12 16 667) to the Preheat rotary kiln without fuel or air flowing through the nozzles. But it can be too overheating of the nozzles. It is already known. Fuel through to the reduction chamber Let in nozzles while these pass directly under the bed of the batch, thereby directing the fuel flows into the batch (DT-PS 6 18 872, US-PS 12 16 667). Got this nozzle off the bed of the batch moved out, the fuel is turned off and no fluid flows through the nozzle. At the same time there is air admitted to the reduction chamber above the batch through additional nozzles. Before these air nozzles pass under the bed, the air is shut off so that no fluid flows through these nozzles while these pass under the bed.

Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Steuerventil der eingangs genannten Gattung zu schaffen, mit dem auf einfache und betriebssichere Weise dafür gesorgt werden kann, daß beim Vorheizen des Drehrohrofens nur die verbrennungsfördernde und die düsenkühlende Luft durch die Düsen einströmt.The aim of the invention is to provide a control valve of the type mentioned with which it can be ensured in a simple and reliable manner that when the rotary kiln is preheated only the combustion-promoting and nozzle-cooling air flows in through the nozzles.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß eine drehfest am Steuerventil angeordnete Nockenplatte mit mehreren Schaltnocken zum Ein- und/oder Ausschalten der fluiden Medien vorgesehen ist, von denen einer axial versetzt und über einen ausschwenkbaren Auslöser betätigbar ist. Auf diese Weise wird beim normalen Betrieb des Drehrohrofens ein bestimmter Zyklus beim Zuschalten der einzelnen Leitungen gewährleistet, welcher 2. B. darin bestehen kann, daß für bestimmte Düsen zunächst die Luft abgeschaltet, dann der Brennstoff eingeschaltet, schließlich der Brennstoff abgeschaltet und die Luftzufuhr wieder eingeschaltet wird. Durch Ausschwenken des mit den axial versetzten Schaltnocken zusammenarbeitenden Auslösers kann das Abschalten der Luftzufuhr unterbunden und gleichzeitig gewährleistet werden, daß die Luftzufuhr für alle Düsen so lange aufrechterhalten bleibt, bis der Auslöser wieder eingesc hwenkt ist.To achieve this object, the invention provides that a cam plate, which is fixedly arranged on the control valve, is provided with several switching cams for switching the fluid media on and / or off, one of which is axially offset and can be actuated via a pivotable trigger. In this way, during normal operation of the rotary kiln, a certain cycle is ensured when switching on the individual lines, which 2. B. may consist in that for certain nozzles first the air is switched off, then the fuel is switched on, finally the fuel is switched off and the air supply again is switched on. By swiveling out the trigger cooperating with the axially offset switching cams, switching off the air supply can be prevented and at the same time it can be ensured that the air supply for all nozzles is maintained until the trigger is swiveled in again.

Vorzugsweise sind die Nocken auf entgegengesetzten Stirnseiten der Nockenplatte angeordnet, während der ausschwenkbare Auslöser bevorzugt durch einen relaisbetätigten Hydraulikzylinder beaufschlagt ist.Preferably, the cams are arranged on opposite end faces of the cam plate, during the swing-out trigger is preferably acted upon by a relay-operated hydraulic cylinder.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigtThe invention is explained in more detail below with reference to the drawing; in this shows

F i g. 1 eine Seitenansicht eines Teiles eines Drehrohrofen mit dem erfindungsgemäßen Steuerventil,F i g. 1 is a side view of part of a rotary kiln with the control valve according to the invention,

F i g. 2 einen Schnitt entlang der Linie 11-11 der F i g. 1,F i g. 2 shows a section along line 11-11 of FIG. 1,

Fig.3 einen Querschnitt eines Ventils, bei dem die eine Einlaßöffnung mit der Auslaßöffnung verbunden3 shows a cross section of a valve in which one inlet opening is connected to the outlet opening

Fig.4 das Ventil gemäß Fig. 3, wobei beide4 shows the valve according to FIG. 3, with both

Einlaßöffnungen geschlossen sind, undInlet openings are closed, and

F i g. 5 das gleiche Ventil, wobei die andere Einlaßöffnung mit der Auslaßöffnung verbunden ist.F i g. 5 the same valve, the other inlet port being connected to the outlet port.

Nach den Fig. 1 und 2 weist der Drehrohrofen eine zylindrische Reduktions- oder Verbrennungskammer 7According to FIGS. 1 and 2, the rotary kiln has a cylindrical reduction or combustion chamber 7

auf. Die innere Wand 8 des Drehrohrofens 6 besteht aus feuerfestem Material, wie z. B. Schamotte. In F i g. 2 ist eine Erzcharge 9 angedeutet. Am in F i g. 1 rechten Ende des Drehrohrofens ist ein Hauptbrenner 11 vorgesehen, um den Drehrohrofen vorzuheizen.on. The inner wall 8 of the rotary kiln 6 consists of refractory material, such as. B. Fireclay. In Fig. 2 is an ore charge 9 indicated. On in Fig. 1 right end of the rotary kiln a main burner 11 is provided, to preheat the rotary kiln.

Eine Vielzahl von in Umfangsrichtung und in Axialrichtung in einem Abstand angeordneten Düsen 12 erstrecken sich durch die Wand des Drehrohrofens 6 in die Kammer 7. Ein Verteiler 17 verbindet die entsprechenden Brennstoff- und Luftleitungen mit denA plurality of circumferentially and axially spaced nozzles 12 extend through the wall of the rotary kiln 6 into the chamber 7. A manifold 17 connects the corresponding fuel and air lines with the

zugeordneten Düsen. Der Verteiler weist ein Dreiweg-assigned nozzles. The distributor has a three-way

Venti! 18 und eine Fluidübertragungsleitung 19 auf, die die Auslaßöffnung des Ventils 18 mit den zugehörigen Düsen 12 verbindet.Venti! 18 and a fluid transmission line 19 which connects the outlet opening of the valve 18 to the associated nozzles 12.

Die besondere Ausbildung des Ventils 18 geht aus den F i g. 3 bis 5 hervor. Es besteht aus einem Ventilkörper 19 mit zwei gegenüberliegenden Einlaßöffnungen 21 und 22 und einer einzigen Auslaßöffnung 23. Ein Drehabsperrglied 24 mit einem Kanal 26 ist drehbar in dem Ventilkörper gehaltert und hat einen Ventilschaft 27, der an dem Absperrglied befestigt ist und sich nach außen erstreckt.The special design of the valve 18 can be seen in FIGS. 3 to 5. It consists of a valve body 19 with two opposite inlet openings 21 and 22 and a single outlet opening 23. A Rotary shut-off member 24 with a channel 26 is rotatably supported in the valve body and has a valve stem 27 attached to the shut-off member and extending outward.

Vor Beginn des Reduktionsprozesses und dem Einlassen des Brennstoffs wird der sich drehende Drehrohrofen 6 durch den Brenner 11 auf Betriebstemperatur vorgewärmt. Während des Vorwärmens wird nur Luft durch alle Düsen 12 eingelassen, damit nicht nur die Verbrennung des Hauptbrenners 11 unterstützt, sondern auch eine Kühlwirkung auf die Düsen 12 ausgeübt wird. Nach dem Vorheizen des Drehrohrofens 6 soll Brennstoff aus der Leitung 14 nur durch die Düsen, die sich unter der Erzcharge 9 befinden, und Luft aus der Leitung 16 nur durch die Düsen, die sich über der Charge 9 befinden, zugeführt werden. Zu diesem Zweck ist vorgesehen, daß das Steuerventil 18 in der Weise betätigt wird, daß abwechselnd Brennstoff und Luft durch jede der Düsen und nur Luft durch alle Düsen zugeführt wird. Wie dies im einzelnen geschieht, wird anhand von F i g. 2 erläutert.Before starting the reduction process and admitting the fuel, the rotating Rotary kiln 6 preheated to operating temperature by burner 11. During the preheating only air admitted through all nozzles 12, so that not only supports the combustion of the main burner 11, but also a cooling effect is exerted on the nozzles 12. After preheating the rotary kiln 6 is to fuel from the line 14 only through the nozzles that are located under the ore charge 9, and air from the Line 16 can only be fed through the nozzles located above batch 9. To this end it is provided that the control valve 18 is operated in such a way that alternately fuel and air is supplied through each of the nozzles and only air is supplied through all of the nozzles. How this happens in detail will be based on FIG. 2 explained.

Ein Rahmen 28 weist vier über den Umfang verteilte Auslöser 29, 31, 32 und 33 auf. Der Auslöser 33 ist mittels eines Hydraulikzylinders 34 verstellbar, welcher durch ein Ventil V betätigbar ist, das seinerseits an ein ferngesteuertes elektrisches Relais R angeschlossen ist. Eine Pumpe Pdrückt ein Fluid aus einem Sammelbehälter 36 zum Ventil V.A frame 28 has four triggers 29, 31, 32 and 33 distributed over the circumference. The trigger 33 is adjustable by means of a hydraulic cylinder 34 which can be actuated by a valve V, which in turn is connected to a remote-controlled electrical relay R. A pump P pushes a fluid from a sump 36 to valve V.

Jeder Ventilschaft 27 ist mit einer Nockenplatte 37 verbunden, welche in Lagern 38 drehbar am Drehrohrofen gelagert ist. jede Nockenplatte 37 weist vier Schaltrocken 39,41,42 und 43 über den Umfang verteilt auf. Die Nocken sind in einem Umfangsabstand von 90° derart angeordnet, daß sie mit den Auslösern 29, 31, 32 bzw. 33 in Eingriff gelangen können, wenn sie sich außen befinden. In Fig. 2 befindet sich am Auslöser 33 gerade der Nocken 39 außen. Der Nocken 39 liegt in der Ebene des Auslösers 33, während die anderen Nocken 41, 42, 43 axial versetzt sind und sich in der Ebene der Auslöser 29,31 und 32 befinden.Each valve stem 27 is connected to a cam plate 37 which is rotatable in bearings 38 on the rotary kiln is stored. each cam plate 37 has four switching dryers 39, 41, 42 and 43 distributed over the circumference on. The cams are at a circumferential distance of 90 ° arranged so that they can come into engagement with the triggers 29, 31, 32 and 33 when they are outside condition. In Fig. 2, the trigger 33 is currently located the cam 39 outside. The cam 39 lies in the plane of the trigger 33, while the other cams 41, 42, 43 are axially offset and are located in the plane of the triggers 29, 31 and 32.

Nachfolgend wird die Funktion der Vorrichtung beschrieben: Die äußeren Ventile (nicht gezeigt) für Luft und Brennstoff sind geöffnet, so daß Luft in den Leitungen 16 und Brennstoff in den Leitungen 14 vorliegen. Das Relais R wird betätigt, wodurch der Hydraulikzylinder 34 den Auslöser 33 in seine Außereingriffstellung bewegt und der Nocken 39 während des Drehens den Auslöser nicht berührt.The function of the device is described below: The external valves (not shown) for air and fuel are open, so that air is present in lines 16 and fuel in lines 14. The relay R is actuated whereby the hydraulic cylinder 34 moves the trigger 33 to its disengaged position and the cam 39 does not contact the trigger while rotating.

Der Nocken 41 liegt kurz vor dem »Brennstoff ein«-Aus!öser 29. Beim Betätigen des Nockens 41 wird das Ventil 18 in die Stellung gemäß F i g. 5 gebracht, und die Brennstoffleitungen 14 werden mit den zugeordneten Düsen verbunden, welche Brennstoff in das Innere des Drehrohrofens einlassen. Nachdem der Nocken 41 durch den Auslöser 29 die Nockenplatte 37 geschaltet hat. befindet sich der Nocken 42 in einer Stellung, in der er den Auslöser 31 berühren kann. Während der Drehrohrofen sich weiter dreht, gelangt der Nocken 42 mit dem Auslöser 31 in Berührung, und das Ventil 18 wird in die gesperrte Stellung gemäß F i g. 4 bewegt und dadurch der Brennstofflluß zu dem Drehrohrofen abgeschaltet. Während dc-r Drehrohrofen sich weiterdreht, gelangt der Nocken 43, welcher nun in der Auslösungsstellung geschaltet ist, mit dem Auslöser 32 in Berührung, und das Ventil wird in die Stellung gemäß F i g. 3 bewegt, wodurch Luft aus den Leitungen 16 zu den Düsen 12 strömen kann. An dieser Stelle wird der »Luft weg«-Nocken 39 in die Auslösestellung geschaltet, während alle anderen Nocken sich in einer Außereingriffstellung befinden. Da der »Luft weg«- Nocken 39 in einer anderen Ebene als die Auslöser 29, 31 und 32 liegt und der Auslöser 33 aus einer Eingiiffssteüung mit dem Nocken 39 heraus entfernt worden ist, kann daher kein Nocken mit irgendeinem Auslöser zusammenwirken, um die Nockenplatte 37 zu schalten, wodurch nur Luft durch die Düsen weiterströmt, während der Drehrohrofen sich weiterdreht, jetzt wird der Hauptbrenner 11 gezündet und der Drehrohrofen 6 vorgeheizt.The cam 41 is just in front of the "fuel on" release 29. When the cam 41 is actuated the valve 18 in the position shown in FIG. 5 brought, and the fuel lines 14 are associated with the Nozzles connected, which let fuel into the interior of the rotary kiln. After the cam 41 the cam plate 37 has switched by the trigger 29. is the cam 42 in a position in which he can touch the trigger 31. While the rotary kiln continues to rotate, the cam 42 comes up with the trigger 31 in contact, and the valve 18 is in the locked position according to FIG. 4 moves and as a result, the flow of fuel to the rotary kiln is switched off. While the rotary kiln continues to rotate, the cam 43, which is now switched to the release position, arrives with the release 32 in contact, and the valve is in the position shown in FIG. 3 moves, causing air from the lines 16 to the nozzles 12 can flow. At this point the "air off" cam 39 is switched to the release position, while all other cams are in a disengaged position. Since the "air gone" - Cam 39 is in a different plane than the trigger 29, 31 and 32 and the trigger 33 from a Einiiffssteüung with the cam 39 has been removed, therefore no cam with any Actuators cooperate to switch the cam plate 37, causing only air to continue flowing through the nozzles, while the rotary kiln continues to rotate, the main burner 11 is now ignited and the Rotary kiln 6 preheated.

Nachdem sich der Drehrohrofen auf Betriebstemperatur erwärmt hat, wird das Relais R abgeschaltet, wodurch das Ventil V Fluid zu dem Zylinder 34 leitet und den Auslöser 33 wieder in eine Eingriffsstellung mit dem Nocken 39 bringt.After the rotary kiln has warmed up to operating temperature, the relay R is switched off, whereby the valve V directs fluid to the cylinder 34 and brings the trigger 33 back into a position of engagement with the cam 39.

Während sich der Drehrohrofen weiterdreht, gelangt der Nocken 39 der Nockenplatte 37/\ mit denn Auslöser 33 in Eingriff, wodurch das Ventil 18 in die gesperrte Stellung gemäß F i g. 4 dreht. Es strömt weder Brennstoff noch Luft durch die Düsen, die durch die Nockenplatte 37Λ gesteuert werden. Erst wenn der Nocken 41 den Auslöser 29 berührt, wird Brennstoff di'rch die zugeordneten Düsen eingelassen. Nachdem die Nocken auf allen Nockenplatten nun in normaler Weise aufeinanderfolgend mit den Auslösern zusammenarbeiten, wird die Erzcharge 9 in den Drehrohrofen eingeführt. Es läuft nun der normale Eletrieb mit abwechselndem Einlassen von Brennstoff und Luft durch die Düsen ab.While the rotary kiln continues to rotate, the cam 39 of the cam plate 37 / \ comes with the trigger 33 into engagement, whereby the valve 18 in the blocked position according to FIG. 4 turns. Neither does it flow Fuel or air through the nozzles, which are controlled by the cam plate 37Λ. Only when the If the cam 41 touches the trigger 29, fuel is admitted through the assigned nozzles. After the cams on all the cam plates now work in a normal sequence with the triggers, the ore charge 9 is introduced into the rotary kiln. The normal operation is now running alternating intake of fuel and air through the nozzles.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Control valve for jacket nozzles of a rotary kiln that can be acted upon by several fluid media for ore reduction, which can be switched by control organs, characterized by a non-rotatable Cam plate (37) arranged on the control valve (18) with several switching cams (39, 41, 42, 43) for and / or switching off the fluid media, one of which is axially offset and one that can be swiveled out Trigger (33) can be actuated.

2. Control valve according to claim 1, characterized in that the cams (39, 41, 42, 43) opposite end faces of the cam plate (37) are arranged.

3. Control valve according to claim 1 or 2, characterized in that the pivotable trigger

(33) by a relay-operated hydraulic cylinder

(34) is applied.