DE2518074A1

DE2518074A1 - Hochtemperaturschieber, insbesondere heisswindschieber

Info

Publication number: DE2518074A1
Application number: DE19752518074
Authority: DE
Inventors: Heinz Schneider
Original assignee: Zimmermann and Jansen GmbH
Current assignee: Zimmermann and Jansen GmbH
Priority date: 1975-04-23
Filing date: 1975-04-23
Publication date: 1976-11-04
Also published as: BE840745A; ZA762064B; DE2518074C3; FR2308847A1; DE2518074B2

Description

PATENTANWÄLTE

HENKEL, KERN, FEILER & HÄNZEL

BAYERISCHE HYPOTHEKEN- UND

05 .9 802 HNKL D E D U ARD-SCH MID-STR AS SE "" WECHSELBANK MÜNCHEN Nr.31H-8.Mll

TELEFON: (0S9) 66 M 97. 66 30 91-92 _ „ „„ , ,. _x ,, ^_Λ " DRESDNER BANK MÜNCHEN 3 914

TELEGRAMME: FI LlPSOID MÜNCHEN D-8000 MÜNCHEN 90 POSTSCHECK: MÜNCHEN 1621 47 -

Firma

Zimmermann & Jansen GmbH.

516 Puren
Bahnstraße 52

2 3. April 1975

Hochtemperaturschieber, insbesondere Heißwindschieber

Die Erfindung betrifft einen Hochtemperaturschieber, insbesondere Heißwindschieber mit einem wassergekühlten und mit zwei Endflanschen versehenen Schiebergehäuse, welches Kühlmittelkanäle mit insbesondere wassergekühlten Dichtleisten sowie eine quer zur Längsachse des Durchflußquerschnitts angeordnete Kammer aufweist, in der eine Schieberplatte zum Verschließer, und Öffnen des Durchflußquerschnitts geführt ist, wobei am einen Ende dieser Kammer eine Betätigungseinrichtung abnehmbar am Gehäuse befestigt ist.

Bei Hochtemperaturschiebern dieser Art erfolgt stets ein erhöhter Verschleiß des Schiebergehäuses bzw. seiner Teile an der Seite, an der das freie Ende der Schieberplatte beim Öffnen zuerst den Durchflußquerschnitt des Schiebers freigibt bzw. beim Schließen des Schiebers den letzten Teil des Durchflußquerschnitts verschließt. Es treten dabei an dieser Stelle besonders erhöhte Gasgeschwindigkeiten auf. Ein her-

Ke/ro -

609845/0470

köramlicher Hochtemperaturschieber muß daher schon dann vollständig ausgewechselt werden, wenn der Verschleiß an den genannten speziellen Stellen zu groß wird, womit nicht nur kostspielige Ausfallzeiten durch das Auswechseln, sondern auch die Kosten für diese in ihrer Lebensdauer aufgrund der besonderen Verschleißstelle begrenzten Schieber anfallen.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und den Einfluß des Mehrverschleißes im Bereich des freien Endes der Schieberplatte auf ein geringstmögliches Maß zu reduzieren.

Demgemäß besteht die Erfindung darin, daß bei einem Hochtemperaturschieber der eingangs definierten Art die Kammer auch an ihrem anderen Ende mit einer Öffnung zum wahlweisen Einbau der Betätigungseinrichtung an jedem der beiden Enden der Kammer versehen ist, wobei das jeweils offene Ende mit einer Deckeleinrichtung verschließbar ist.

Insbesondere ist dabei erfindungsgemäß die Kammer spiegelbildlich zu einer Symmetrieebene ausgebildet, welche in Richtung der Längsachse des Durchflußquerschnitts quer zur Längsachse der Kammer verläuft.

Ein solcher erfindungsgemäßer Schieber stellt also eine Durchdringung einer durchgehenden rechtwinkligen Kammer durch das übrige runde Gehäuse des Schiebers dar.

Auf diese Weise kann man bei einem erf indungs gemäßen Hochtemperaturschieber bei Eintreten des speziellen Verschleißes entweder einfach das Schiebergehäuse um 180° umdrehen und die Schieberplatte sowie die Betätigungseinrichtung von der anderen Seite der Kammer aus anbringen, so daß auf einfachste Weise das freie Ende der Schieberplatte mit einem nicht ver-

schlissenen Abschnitt der Dichtleisten bzw. des Schiebergehäuses zusammenwirkt. Damit wird die Lebensdauer eines erfindungsgemäßen Hochtemperaturschiebers praktisch verdoppelt.

Da das Schiebergehäuse zudem völlig symmetrisch aufgebaut ist, läßt es sich auch einfacher herstellen. Schließlich hat man auch an Stellen schwieriger Montage eine Wahl, von welcher Seite aus die Schieberplatte in das Schiebergehäuse eingesetzt wird. Die symmetrische Form des erfindungsgemäßen Schiebers verbessert auch die Beherrschung von thermischen Spannungen im Schiebergehäuse.

Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung erlaubt eine verbesserte Gehäusekühlung, indem die parallel zur Längsachse des Durchflußquerschnitts liegenden Seitenwände der Kammer wassergekühlt sind, wobei speziell die Seitenwände jeweils als Doppelwandung mit zwischen einer innenliegenden und einer außenliegenden Wandung angeordnetem Kühlmittel-Zwischenraum ausgebildet ist, welcher vom Kühlmittel bzw. Wasser von einem zum einen Ende der Kammer hin liegenden Kühlmittelans chluß zu einem zum anderen Ende der Kammer hin angeordneten Kühlmittelanschluß durchflossen wird. Je nach dem Abstand der beiden Wandungen voneinander läßt sich die Geschwindigkeit und Wirkung des Kühlmittels auf einfache Weise optimal einstellen.

Ferner können radial auswärts um die Kühlmittelkanäle für die Dichtleisten herum Kühlungskanäle mit gesonderten Kühlmittelanschlüssen im Schiebergehäuse vorgesehen sein, wobei beispielsweise auch die Kühlmittelkanäle für die Dichtleisten mit in Axialrichtung des Schiebers gestrecktem Querschnitt und allseitig abgerundeten Ecken ausgebildet sein können und zwischen dem Führungsschlitz für die Schieber-

£09845/0*70

platte und den radial auswärts davon vorgesehenen Kühlungskanälen des Gehäuses eine Schicht aus feuerfestem Material angebracht ist.

Durch die jeweils gesonderten Kühlmittelanschlüsse für die Kühlungskanäle und die Dichtleisten können diese jeweils doppelt, und zwar zu beiden Enden der Kammer hin vorgesehen sein, vorteilhafterweise an den Längsflanken der Kammer.

Eine hohe Kühlleistung ergibt sich bei einer zwangsläufigen Wasserkühlung, bei der jeweils diejenigen Kühlmittelanschlüsse für die Kühlung der Dichtleisten an die Kühlmittelzufuhr angeschlossen sind, welche beispielsweise an demjenigen Ende der Kammer liegen, an dem die Betätigungseinrichtung montiert ist, wobei die jeweils am anderen Ende der Kammer liegenden Kühlmittelanschlüsse derart miteinander verbunden sind, daß das Kühlmittel vom Ende der Kühlmittelanschlüsse der Dichtleisten über die Kühlungskanäle zur Eintrittsseite zurückgeführt wird.

Eine Erweiterung dieser günstigen Kühlleistung auf drei Zonen wird erreicht, wenn der jeweilige Kühlmittelaustritt der Kühlungskanäle mit den Einlauf-Kühlswasseranschlüssen der Seitenwände verbunden ist.

Eine zusätzlich günstige Zwangsläufigkeit der Wasserführung ergibt sich erfindungsgemäß, indem die Kühlmittelkanäle für die Schiebersitze sowie die Kühlungskanale des Schiebergehäuses in Längsrichtung der Kammer in jeweils zwei halbkreisförmige Abschnitte unterteilt sind, welche je einen eigenen Einlauf-Kühlwasseranschluß und einen Auslauf-Kühlwasseranschluß aufweisen.

Dadurch, daß innerhalb der Kühlungskanäle jeweils vor deren Übergang in die Kühlmittelanschlüsse eine Leiteinrichtung

Π09845/0470

angeordnet ist, welche das Kühlmittel an der Endwandung des jeweiligen halbkreisförmigen Abschnitts entlang lenkt, läßt sich eine gleichmäßige Kühlung auch in diesen Strömungswendebereichen erzielen.

Nachstehend ist eine Ausführungsform der Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine Querschnittsdarstellung eines erfindungsgemäßen Hochtemperaturschiebers,

Fig. 2a einen lotrechten Längsquerschnitt durch den erfindungsgemäßen Hochtemperaturschieber gemäß Fig. 1,

Fig. 2b eine im Maßstab vergrößerte Teilschnittdarstellung des in Fig. 2a innerhalb eines Kreises gekennzeichneten Bereichs mit verstärkter Wiedergabe von Details und

Fig. 3 eine Draufsicht auf den erfindungsgemäßen Hochtemperaturschieber gemäß Fig. 1 mit fortgelassener Befestigungseinrichtung und schematischer Darstellung der Kühlungs-DurchflußVerbindungen zwischen den einzelnen Kühlmittelanschlüssen aller drei Kühlzonen.

Das Schiebergehäuse 2 eines Schiebers 1, vorzugsweise eines Hochtemperatur-Absperrschiebers bzw. eines Heißwindschiebers für einen Hochofen ist in seiner axialen Richtung jeweils von einem Endflansch 3 bzw. 4 begrenzt, mit denen das Schiebergehäuse 2 zwischen entsprechend angeordneten nicht dargestellten - Enden einer Gas-Rohrleitung, z.B. mittels Schraubenverbindungj befestigt wird.

6 09845/0*70

Der freie Durchflußquerschnitt 7 innerhalb des Schiebergehäuses 2 ist mittels einer Schieberplatte 9 von einer völlig geschlossenen Stellung (z.B. gemäß Fig. 2a) bis zu einer vollständig offenen Stellung veränderlich, so daß der Schieber 1 mit der Schieberplatte 9 verschließbar ist. Die Betätigung der Schieberplatte 9 erfolgt mittels einer bekannten, nicht besonders dargestellten, Betätigungseinrichtung 50, welche an den Befestigungsflanschen 18 abnehmbar befestigt ist.

Kreisförmig symmetrisch um die Längsachse 8 des Durchflußquerschnitts sind Dichtleisten 5 angeordnet (vgl. speziell Fig. 2b), gegen welche sich die Schieberplatte 9 im geschlossenen Zustand des Schiebers 1 dichtend anlegt. Diese Dichtleisten 5 können wie die übrigen Teile des Gehäuses aus Stahl bestehen und besitzen einen hohlen Querschnitt 30, welcher Kühlmittelkanäle 24 bildet, durch welche Wasser zur Kühlung bei hoher Temperaturbeanspruchung geleitet wird. Radial einwärts von den Dichtleisten 5 kann das Schiebergehäuse 2 mit einer feuerfesten und wärmeisolierenden Auskleidung 21 versehen sein.

Die Schieberplatte 9 wird bei ihrer Öffnungs- oder Schließbewegung innerhalb eines Führungsschlitzes 19 (Fig. 2a) geführt, welcher von einer Kammer 10 gebildet wird. Die Kammer 10 besitzt einen rechteckigen Querschnitt und durchdringt das im übrigen im wesentlichen runde Schiebergehäuse 2 senkrecht zur Längsachse 8 in einer vorzugsweise in der Mitte des axialen Abstands zwischen den Endflanschen 3 und 4 gelegenen Querschnittsebene des Schiebers 1, wobei die Längsachse 11 der Kammer 10 sich mit der Längsachse 8 in der Mitte des Durchflußquerschnitts 7 schneidet. Von dieser Mittelebene aus erstreckt sich die Kammer 10 in axialer Richtung etwa in einer Breite, welche der Dicke der Schieber-

platte 9 zuzüglich mindestens eines Teils der Dicke der Dichtleisten 5 (Fig. 2b) entspricht.

Die Kammer 10 besitzt zwei Enden 12 und 14, welche jeweils eine Öffnung 13 bzw. 15 besitzen und an denen sich die Befestigungsflansche 18 befinden. Die Form der Kammer 10 (und ihrer Wandungen) ist völlig spiegelsymmetrisch zu einer Symmetrieebene 16, welche senkrecht zur Längsachse 8 und horizontal durch den Mittelquerschnitt des freien Durchflußquerschnitts verläuft. Dadurch kann die Schieberplatte 9 entweder vom Ende 12 oder vom Ende 14 her betätigt werden, wozu die Schieberplatte 9 einfach umgedreht in das jeweils andere Ende eingeschoben wird. Jeweils an der Betätigungsseite kann dann auch die Betätigungseinrichtung 50 mit einer (nicht im Detail wiedergegebenen) Schieberhaube

22/zugehörigen Befestigungsflansch 18 angebracht werden. Das jeweils gegenüberliegende Ende 12 bzw. 14 (gemäß Fig. 2a das Ende 14) wird mit einem abnehmbaren Gehäusedeckel 17 verschlossen.

Innerhalb ihrer radial außerhalb der Dichtleisten 5 befindlichen Abschnitte der Längsflanken 46 der Kammer 10 kann eine Schicht 20 aus feuerfestem und wärmeisolierendem Material angebracht sein. Die die Kammer 10 an ihrer anderen, schmäleren Seite begrenzenden Seitenwände 40 sind mit einer innenliegenden Wand 41 und einer außenliegenden Wandung 21 doppelwandig ausgeführt, wobei ein dazwischen vorgesehener Kühlmittelzwischenraum 43 gegeben ist, welcher je nach gewünschter Kühlleistung auf einfache Weise mit größerer oder kleinerer Dicke ausgeführt sein kann.

Die Kühlmittelkanäle 24 durch die Dichtleisten 5 sind jeweils als halbkreisförmige Abschnitte 25 und 26 ausgeführt und dementsprechend mittels einer Endwandung 27 in zwei

C0984 5/0470

Segmente unterteilt. Die Abschnitte 25 bzw. 26 besitzen jeweils eigene Kühlmittelanschlüsse 28 bzw. 29, und zwar an beiden Enden 12 bzw. 14 der Kammer 10. Durch diese Anschlüsse tritt das Kühlwasser von einer Kühlmittelzufuhr aus in den Schieber 1 ein und wird durch die Kühlmittelkanäle 34 wieder zum Eingangsende zurückgeführt. Auch diese Kühlmittelkanäle 34 besitzen jeweils eigene Kühlmittelanschlüsse 38 und 39, und zwar ebenfalls an beiden Enden 12 bzw. 14 der Kammer 10. Durch dne Endwandung 37 sind auch die Kühlmittelkanäle 34 in jeweils halbkreisförmige Abschnitte 35 bzw. 36 unterteilt.

Das Kühlwasser gelangt bei der in den Fig. 1 und 3 wiedergegebenen Anordnung des Gehäusedeckels 22 (am Ende I^ durch die Kühlmittelanschlüsse 28, die halbkreisförmigen Abschnitte 25 und 26 zu den Kühlmittelanschlüssen 29 und wird von dort durch wahlweise abnehmbare Verbindungen 48 an die Kühlmittelanschlüsse 39 angeschlossen. An einer Leiteinrichtung 33 am Übergang 23 in die halbkreisförmigen Abschnitte 38 und 39 der Kühlungskanäle 34 wird das Kühlwasser gegen die Endwandung 37 gewirbelt und zu den Kühlwasseranschlüssen 38 zurückgeleitet. Von den Kühlwasseranschlüssen 38 gelangt das Kühlwasser mittels einer wahlweise abnehmbaren Verbindung 49 zu den Kühlmittelanschlüssen 44 für den Kühlmittelzwischenraum 43 als Kühlung für die Seitenwände 40 der Kammer 10, aus der das Kühlwasser schließlich durch den Kühlmittelanschluß 45 wieder austritt und abgeleitet wird.

Falls die Betätigungseinrichtung 50 an der anderen Seite der Kammer 10, also am Ende 14_} befestigt ist, erfolgt der Eintritt des Kühlwassers von den Kühlmittelanschlüssen 29 aus, während es aus dem Kühlmittelanschluß 44 abgeführt wird, wobei die gesamte Konstruktion spiegelbildlich zur Symmetrie-

π ο η η /, 5 / tu 7 ο

ebene 16 ausgeführt ist und die Verbindungen 48, 49 wahlweise ummontiert werden können. Damit kann die Schieberplatte 9 ganz nach Bedarf vom Ende 12 oder vom Ende 14 aus eingesetzt werden, ohne daß zusätzlich wesentliche weitere Änderungen am Schieber 1 vorzunehmen sind.

Gemäß Fig. 2b ist der Querschnitt 30 der Kühlmittelkanäle abgerundet ausgebildet, und die Dichtleisten/sind vorzugsweise als Profil-Schweißkonstruktion ausgeführt, wobei zur Schieberplatte 9 hin eine Querschnittserweiterung vorgesehen ist. Der Übergang von den Kühlmittelkanälen 24 in die Kühlmittelkanäle 34 erfolgt jeweils durch Öffnungen 30'.

Π038£5/04

Claims

- ίο -

Patentansprüche

1. Hochtemperaturschieber, insbesondere Heißwindschieber mit einem wassergekühlten und mit zwei Endflanschen versehenen Schiebergehäuse, welches Kühlmittelkanäle mit insbesondere wassergekühlten Dichtleisten sowie eine quer zur Längsachse des Durchflußquerschnitts angeordnete Kammer aufweist, in der eine Schieberplatte zum Verschließen und Öffnen des Durchflußquerschnitts geführt ist, wobei am einen Ende dieser Kammer eine Betätigungseinrichtung abnehmbar am Gehäuse befestigt ist, .dadurch gekennzeichnet , daß die Kammer (10) auch an ihrem anderen Ende (12 bzw. 14) mit einer Öffnung (13 bzw. 15) zum wahlweisen Einbau der Betätigungseinrichtung (50) an jedem der beiden Enden der Kammer versehen ist, wobei das jeweils offene Ende (13 oder 15) mit einer Deckeleinrichtung (17) verschließbar ist.

2. Hochtemperaturschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (10) spiegelbildlich zu einer Symmetrieebene (16) ausgebildet ist, welche in Richtung der Längsachse (8) des Durchflußquerschnitts (7) quer zur Längsachse der Kammer (10) verläuft.

3· Hochtemperaturschieber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Enden (12 oder 14) der Kammer (10) Befestigungsflansche (18) zur Anbringung der Betätigungseinrichtung (50) vorgesehen sind.

4. Hochtemperaturschieber nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die parallel zur Längsachse (8) des Durchflußquerschnitts (7) liegenden Seitenwände (40) der Kammer (10) wassergekühlt sind.

G09845/0470

5. Hochtemperaturschieber nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (40) jeweils als Doppelwandung (41, 42) mit zwischen einer innenliegenden (41) und einer außenliegenden (42) Wandung angeordnetem Kühlmittel-Zwischenraum (43) ausgebildet sind, welcher vom Kühlmittel bzw. Wasser von einem zum einen Ende (12 oder 14) der Kammer (10) hin liegenden Kühlmittelans chluß (44 oder 45) zu einem zum anderen Ende (14 oder 12) der Kammer hin angeordneten Kühlmittelanschluß (45 oder 44) durchflossen wird.

6. Hochtemperaturschieber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß radial auswärts um die Kühlmittelkanäle (24) für die Dichtleisten (5) herum Kühlungskanäle (34) mit gesonderten Kühlmittelanschlüssen (38, 39) im Schiebergehäuse (2) vorgesehen sind.

7. Hochtemperaturschieber nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittelanschlüsse (28, 29 bzw. 38, 39) jeweils doppelt, und zwar zu beiden Enden (12 und 14) der Kammer (10) hin vorgesehen sind.

8. Hochtemperaturschieber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittelanschlüsse (28, 29 bzw. 38, 39) an den Längsflanken (46) der Kammer (10) angeordnet sind.

9. Hochtemperaturschieber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils diejenigen Kühlmittelanschlüsse (28 oder 29) für die Kühlung der Dichtleisten (5) an die Kühlmittelzufuhr angeschlossen sind, welche beispielsweise an demjenigen Ende (12 oder 14) der Kammer (10) liegen, an dem die Betätigungseinrichtung (50) montiert ist, wobei die jeweils am anderen Ende (14

809845/0470

25Ί8074

12) der Kammer (10) liegenden Kühlmittelanschlüsse (29, 39 oder 28, 38) derart miteinander verbunden sind, daß das Kühlmittel vom Ende der Kühlmittelanschlüsse der Dichtleisten über die Kühlungskanäle (34-) zur Eintrittsseite zurückgeführt wird.

10. Hochtemperaturschieber nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweilige Kühlmittelaustritt (38 bzw. 39) der Kühlungskanäle (34) mit den Einlauf-Kühlwasseranschlüssen (44 bzw. 45) der Seitenwände (40) verbunden ist.

11. Hochtemperaturschieber nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittelkanäle (24) für die Schiebersitze sowie die Kühlungskanäle des Schiebergehäuses in Längsrichtung der Kammer (10) in jeweils zwei halbkreisförmige Abschnitte (25, 26) unterteilt sind, welche je einen eigenen Einlauf-KühlWasseranschluß (28 bzw. 29) und einen Auslauf-Kühlwasseranschluß (29 bzw. 28) aufweisen.

12. Hochtemperaturschieber nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlungskanale (34) des Schiebergehäuses (2) in Längsrichtung der Kammer (1O) in jeweils zwei halbkreisförmige Abschnitte (35 und 36) unterteilt sind, welche je einen eigenen Einlauf-Kühlwasseranschluß (38 bzw. 39) und einen Auslauf-Kühlwasseranschluß (39 bzw. 38) aufweisen.

13· Hochtemperaturschieber nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Kühlungskanäle (34) jeweils vor deren Übergang (23) in die Kühlmittelanschlüsse (38 bzw. 39) eine Leiteinrichtung (33) angeordnet ist, welche das Kühlmittel an der Endwandung (37) des jeweiligen halbkreisförmigen Abschnitts (35» 36) entlang lenkt.

π η π π /, 5 / π U 7 ο

2S18074

14. Hochtemperaturschieber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlmittelkanäle (24) für die Dichtleisten (5) mit in Axialrichtung des Schiebers (1) gestrecktem Querschnitt (30) und allseitig abgerundeten Ecken ausgebildet sind und daß zwischen dem Führungsschlitz (19) für die Schieberplatte (9) und den radial auswärts davon vorgesehenen Kühlungskanälen (34) des Gehäuses (2) eine Schicht (20) aus feuerfestem Material angebracht ist.

609845/0470