DE2531986A1

DE2531986A1 - Spritzvorrichtung

Info

Publication number: DE2531986A1
Application number: DE19752531986
Authority: DE
Inventors: Haran Worthy Bullard
Original assignee: USS Engineers and Consultants Inc
Current assignee: USS Engineers and Consultants Inc
Priority date: 1974-07-23
Filing date: 1975-07-17
Publication date: 1976-02-05
Also published as: ES439623A1; SU727164A3; AU8287875A; IT1041316B; GB1519335A; PL120664B1; FR2279532A1; CA1049776A; CS185237B2; BE831445A

Description

PATENTANWÄLTE A. GRUNECKER

H. KSX^-KELDEY

DR-ING

W. STOCKMAIR

DR-JNG. AeE (CALTECHJ

K. SCHUMANN

OR RER. NAT DIPL PMYS

P. H. JAKOB

DCPU-ING.

G. BEZOLD

DR HER NAT DIPU CHEM

MÜNCHEN E. K. WEIL

DR RER OC-C ING

LINDAU

MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSE 43

P 9407 17. Juli 1975

USS ENGINEERS AITD CONSULTANTS, Inc,

Grant Street,

Pittsburgh, Pennsylvania / USA

Spritzvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Spritzvorrichtung
und betrifft insbesondere eine hitzeunempfindliche
Spritzvorrichtung zum Ausbessern einer feuerfesten Auskleidung von etwa in der Kokerei oder der Stahlgewinnung verwendeten Kammern. Insbesondere ist eine solche Vorrichtung zum Ausbessern von Rissen und abgeblätterten

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oder erodierten Stellen in der feuerfesten Auskleidung von Koksöfen in heißem Zustand bestimmt.

Moderne Koksöfen bestehen gewöhnlich aus mehreren schmalen, langen, waagerechten Ofenkammern, welche nebeneinander stehend zu einer Ofenbatterie angeordnet sind. Die Ofenkammern haben gewöhnliche eine Breite von weniger als ca. 60 cm bei einer Länge von ca. 12 ι und einer Höhe von ca. 3 bis 4,5 ra. Die beiden Enden der Kammer sind jeweils mit einer abnehmbaren, mit Steinen verkleideten Tür verschlossen. Die Seitenwände der Ofenkammer bestehen aus Silikasteinen und Silikamörtel, welcher bei hohen Temperaturen eine stoffschlüssige keramische Verbindung bildet.

Die beim Koken auftretende starke Hitze verursacht häufig das Auftreten von großen Rissen in den feuerfesten Wandungen der Ofenkammer und kann ferner ein Abblättern oder Erodieren der Wandflächen zur Folge haben. Auf diese Weise entstandene Risse müssen mit einem feuerfesten Silikawerkstoff abgedichtet werden, .damit flüchtige Gase nicht in die Ofenzüge und von dort über den Schornstein der Ofenbatterie ins Freie gelangen. Falls abgeblätterte Stellen nicht ausgebessert werden, kann dies dazu führen, daß sich die Koksfüllung der Kammer ausweitet und dem Querschnitt der Kammer in einem erodierten Bereich anpaßt, so daß sie sich nachher nicht mehr durch die engeren Bereiche der Kammer hindurch ausstoßen läßt.

Zum Ausbessern von Rissen und abgeblätterten Stellen verwendete man bisher bekannte hitzeunempfindliche Spritzvorrichtungen, welche mit verschieden langen Spritzrohren kleinen Durchmessers arbeiten. Diese jeweils eine Spritzdüse tragenden Rohre lassen sich durch eine Tür oder eine Eintragsöffnung hindurch in eine Ofenkammer einführen und

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werden zum Ausbessern von Hissen und erodierten Stellen von Hand gelenkt und bedient. Dabei ist das mit der Ausbesserung befaßte Bedienungspersonal jedoch der sehr starken Hitze der Ofenkammer ausgesetzt. Die kleinen Abmessungen der öffnungen, durch welche hindurch die Vorrichtung zum Ausbessern der Ofenauskleidung eingeführt werden muß und die zum Manipulieren ziemlich langer Rohrstücke notwendige körperliche Anstrengung führen häufig dazu, daß Risse und abgeblätterte Stellen nur unzureichend ausgebessert werden, so daß weiterhin Gas verlorengeht und das Ausstoßen des Kokses Schwierigkeiten bereitet. Außerdem ist dieses Ausbesserungsverfahren zeitraubend und wenig leistungsfähig, insbesondere wenn in einer Anlage mit mehreren Ofenbatterien sehr viele Ausbesserungsarbeiten anfallen.

Der der Erfindung am nächsten kommende Stand der Technik ist in der US-PS 3 473 737 beschrieben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Einbringen von Ausbesserungsmaterial in einen Ofen oder eine Ofenkammer zu schaffen, welche mühelos von einem Ofen zum anderen transportierbar, unempfindlich gegen starke Hitze und von einer einzigen Bedienungsperson mühelos, schnell und sicher derart bedienbar ist, daß sich ein zu der Vorrichtung gehöriges Spritzmundstück an jede beliebige Stelle innerhalb eines Ofens oder einer ' Ofenkamraer bringen läßt. Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung gelöst durch eine in den Ansprüchen gekennzeichnete Anordnung.

Die erfindungsgemäße Spritzvorrichtung hat ein Spritzmundstück, welches sich senkrecht heben und senken, um eine senkrechte Achse schwenken, in einer waagerechten Ebene verschieben, um eine waagerechte Achse kippen und um 360° um eine zur Kippachse normale Achse verdrehen läßt.

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Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Pig. 1 eine Seitenansicht einer auf einem Fahrgestell montierten Spritzvorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine gegenüber Fig. 1 vergrößerte Seitenansicht der Sprit zvorricht ung,

Fig. 3 eine Ansicht einer Trageinrichtung der Vorrichtung im Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2,

Fig. 4- eine Teilansicht eines Auslegers und seines Drehantriebs im Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 2,

Fig. 5 eine Teilansicht eines vorderen Verschiebeantriebs des Auslegers im Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 2 und

Fig. 6 eine Teilansicht eines hinteren Verschiebeantriebs des Auslegers im Schnitt entlang der Linie VI-VI in Fig. 2.

Die erfindungsgemäße Spritzvorrichtung 10 kann auf einem beliebigen beweglichen Untergestell montiert sein, beispielsweise auf einem in Fig. 1 gezeigten Fahrgestell 12. Die betriebsfertige Anordnung besteht aus dem Transport- oder Fahrgestell, der Spritzvorrichtung, einem gewöhnlichen Drucklufterzeuger, einer hydraulischen Anlage, einem Mischbehälter und einem Vorratsbehälter für das Ausbesserungsmaterial, einer Zufuhreinrichtung für Kühl- und Sprühwasser und den notwendigen Leitungen.

Die Vorrichtung 10 hat einen Mast 14, welcher auf einem zum Fahrgestell 12 gehörigen Untergestell 16 steht. Der Mast 14 weist ein Rohr 18 auf, an welchem ein darin unter-

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gebrachter Hubzylinder 20 angreift. Auf dem Untergestell ist ferner ein Führungsrahmen 22 für den Mast 14 befestigt. Der Führungsrahmen 22 hat vier aufrecht stehende Eckträger 24, welche durch an den Außenseiten befestigte Streben 26 starr miteinander verbunden sind. Die Eckträger 24 tragen jeweils eine ein Winkelprofil aufweisende Führungsschiene 28 (Fig. 3)· Ein beweglich im Führungsrahmen 22 geführter Schlitten 30 ist in Form eines Käfigs ausgeführt und über Verbindungsstege 32 starr mit dem Hohr 18 des Masts 14 verbunden. An allen oberen und unteren Ecken des Schlittens ist jeweils ein Paar Führungsrollen 3^ gelagert, welches bei den senkrechten Bewegungen des Schlittens an einer zugeordneten Führungsschiene 28 abrollt.

Auf das obere Ende der Mastrohrs 18 ist ein Mastkopf 36 in Form eines unten offenen und oben geschlossenen Zylinders aufgesetzt. Der Innendurchmesser des Mastkopfs 36 ist um ein Geringes größer als der Außendurchmesser des Rohrs 18, so daß hier nur ein sehr kleines Spiel auftritt und das Einbringen des Materials sicher gesteuert werden kann. Am unteren Ende trägt der Mas.tkopf 36 einen Zahnkranz 38, und an einer Seite des Mastrohrs 18 ist ein hydraulischer Motor 40 mit einem Antriebsritzel 42 angeordnet. Der Hubzylinder 20 des Masts hat am oberen Ende eine Gabel, welche mittels eines durch Splinte gesicherten Steckbolzens 44 am Mastrohr 18 angelenkt ist.

Der Mastkopf 36 trägt an seiner Oberseite eine Lagerstütze 46 und an seinem Umfang ein Paar einander gegenüberstehender Lagerstützen 48. Ein Ausleger-Tragrahmen 50 hat in der Mitte seiner Unterseite eine Lagerstütze 52, mittels welcher er unter Verwendung von Steckbolzen an der oberen Lagerstütze 46 des Mastkopfs angelenkt ist. Zwei Kippzylinder 5^Zf· sind einerseits an den seitlichen Lagerstützen 48 des Mastkopfs 36 und andererseits an jeweils einer Lagerstütze 56 an der Unterseite des Trag-

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rahmens 50 angelenkt. Der Tragrahmen 50 trägt zwei Lager 58, in denen ein Ausleger-Führungsrohr 60 drehbar gelagert ist. Ferner trägt der Tragrahmen 50 einen Motorträger 62 mit einem daran angebrachten Antriebsmotor 64. Ein das Führungsrohr 60 in der Mitte umgebender Kettenkranz 66 ist über eine Kette 70 antriebsübertragend mit einem kleineren Kettenrad 68 des Motors 64 verbunden (Fig. 4).

Das Ausleger-Führungsrohr 60 trägt einen vorderen und einen hinteren Ausleger-Verschiebeantrieb 72 bzw. 7^· Dabei ist der vordere Antrieb der dem ein Spritzmundstück tragenden Ende und der hintere der dem die Einlasse für Spritzmaterial und Wasser enthaltenden Ende des Auslegers zugewandte. Die Verschiebeantriebe 72 und 74 greifen an einem Ausleger 76 an. Dieser ist als steifes, tragfähiges Rohr vorzugsweise mit quadratischer Querschnittsform ausgebildet und hat an beiden Enden einen Wasserdichten Verschluß 78 bzw. 79, so daß sein Innenraum eine Kühlmittelkammer bildet (Fig. 5 und 6). Durch die Mitte des Auslegers 76 hindurch verläuft ein Spritzrohr 80 über seine gesamte Länge zu einem am vorderen Ende desselben hervorstehenden Spritzmundstück Ferner enthält der Ausleger 76 ein V/asser sprührohr 84. Ein Kühlwasser-Einlaßrohr 86 mündet im hinteren Ende des Auslegers knapp einwärts des wasserdichten Verschlusses 78. Ein Kühlwasser-Auslaßrohr 88 verläuft durch den Ausleger hindurch bis nahe an den vorderen wasserdichten Verschluß 79· Die Rohre 80, 84 und 88 im Ausleger stützende Halterungen 90 füllen den Querschnitt des Auslegers nicht völlig aus, so daß das Kühlwasser um sie herum strömen kann.

Der vordere Verschiebeantrieb 72 des Auslegers enthält eine angetriebene und eine frei drehbare Rolle 92 bzw. 94, welche an jeweils einer Seite des Auslegers angreifen. An einer Halterung 96 sitzt ein antriebsübertragend mit der Rolle 92 verbundener, umsteuerbarer Motor 98 sowie ein

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Federgehäuse 100 mit einem Paar Federn 102, welche die die frei drehbare Rolle 94 tragenden Lagerklötze belasten.

Der hintere Verschiebeantrieb 74 hat einen Rahmen 106 mit zwei darin gelagerten, angetriebenen Rollen 108, 110, welche über jeweils eine Kupplung 116 bzw. 118 antriebsübertragend ι. mit jeweils einem umsteuerbaren Motor 112 bzw. verbunden sind. Der Ausleger 76 hat am vorderen und am hinteren Ende jeweils einen Anschlag 122 bzw. 124, so daß er sich nicht über vorbestimmte Endstellungen hinaus vorschieben oder zurückziehen laßt.

Das Fahrgestell 12 trägt ferner einen Luftkompressor 130, einen Hydrauliksatz 132, einen Mischbehälter 134 und einen Druckbehälter 136 für das Spritzmaterial. Der Druckbehälter 136 ist vom Kompressor 130 mit der für die Förderung des schlammförmigen Spritzmaterials entlang dem Spritzrohr 80 notwendigen Druckluft gespeist. Der Kydrauliksatz 132 liefert den für die Betätigung der verschiedenen hydraulischen Zylinder und Antriebe benötigten Druck. Die hydraulischen Verbindungsleitungen sind in bekannter Weise ausgeführt und deshalb in der Zeichnung nicht dargestellt. Der Mischbehälter 134 enthält einen Vorrat des Spritzmaterials und dient dazu, dieses mit V/asser zu einem Schlamm zu mischen.

An der Arbeitsstelle vermag die beschriebene Spritzvorrichtung fünf verschiedene Bewegungen zu vollführen. Durch Betätigung des Hubzylinders 20 läßt sich der Ausleger mit dem Spritzmundstück heben und senken. Dabei bewegt sich im wesentlichen die gesamte Vorrichtung einschließlich des Schlittens 30 im Führungsrahcien 22 des Masts auf- und abwärts. Die Führungsrollen 34 stützen sich dabei in einander entgegengesetzten Richtungen und in senkrechten Abständen zueinander an den Führungsschienen 28 ab, so daß

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beim Heben und Senken des Auslegers keine Biegemomente auf den Mast 14 ausgeübt werden.

Bei Betätigung des umsteuerbaren hydraulischen Motors 40 wird der Mastkopf 36 mit dem Ausleger durch den Eingriff des Ritzels 42 mit dem Zahnkranz 48 um die senkrechte Achse des Masts 14 herum verdreht. Das Verdrehen des Mastkopfs kann im Uhrzeigersinn oder im Gegenzeigersinn vor sich gehen.

Zum Kippen des Auslegers 76 um die waagerechte Achse der Steckbolzen in den Lagerstützen 52 werden die doppeltwirkenden Zylinder 54· betätigt. Die Betätigung der Zylinder erfolgt gleichzeitig in einander entgegengesetzten Richtungen, so daß die Kolbenstange des einen Zylinders ausgestreckt und die des anderen eingezogen wird, um damit den Ausleger zu kippen.

Zum Drehen des Ausleger-Führungsrohrs 60 um seine Längsachse wird der über sein Ritzel 68, die Kette 70 und den Kettenkranz 66 antriebsübertragend damit verbundene, umsteuerbare hydraulische Motor 64 in Gang gesetzt. Da der Ausleger 76 von den Rollen des vorderen und des hinteren Verschiebeantriebs 72 bzw. 7^· festgehalten ist, bewirkt die Drehung des Führungsrohrs· 60 eine Drehung des Auslegers 76 in der gleichen Richtung. Auf diese V/eise läßt sich das Spritzmundstück 82 genau ausrichten.

Eine Längsbewegung des Auslegers 76 ist mittels der beiden Verschiebeantriebe bewirkbar. Die von den Federn 102 belastete frei drehbare Rolle 94 des vorderen Verschiebeantriebs 72 hält den Ausleger 76 in fester Anlage an der angetriebenen Rolle 92 dieses Antriebs. Die beiden Rollen 108 und 110 des hinteren Verschiebeantriebs 74-sind mittels der zugeordneten umsteuerbaren hydraulischen Motoren 112 bzw. 114 antreibbar.

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An der Arbeitsstelle werden das Kühlwasser-Einlaßrohr 86 und das Wassersprührohr 84 an einer Wasserzufuhr angeschlossen, so daß das Wasser kontinuierlich durch das Einlaßrohr 86, den Ausleger 76 und das Auslaßrohr 88 hindurchströint, um den Ausleger mit den dazugehörigen Teilen zu kühlen. Das Spritzmaterial wird in Form eines Schlamms oder in Pulverform vom Druckbehälter 136 über einen Verbindungsschlauch und das Spritzrohr 80 dem Spritzmundstück 82 zugeführt. Bei der Zufuhr von trockenem Spritz- oder Ausbesserungsmaterial zu den beschädigten Ofenwandungen wird über das Sprührohr 84 Wasser einer am vorderen Ende des Auslegers sitzenden Sprühdüse zugeführt.

Wie man aus der vorstehenden Beschreibung erkennt, ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung einen genau gezielten Eintrag eines Ausbesserungsmaterials in einen anderweitig nur schwer zugänglichen heißen oder kalten Ofen bzw. in eine Ofenkammer. Dies ist dadurch möglich, daß das Spritzmundstück der Vorrichtung fünf verschiedene Bewegungen ausführen kann, nämlich lineare senkrechte und waagerechte Bewegungen, Kippbewegungen und Drehbewegungen um eine waagerechte und eine senkrechte Achse. Sämtliche Bewegungen können durch eine einzige Bedienungsperson von einer vor der Hitze des Ofens geschützten Stelle aus gesteuert werden.

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Claims

Patentansprüche;

1. Spritzvorrichtung, gekennzeichnet durch ein Untergestell (16), durch einen in senkrechtem Abstand über dem Untergestell angeordneten Tragrahmen (50) für einen Ausleger (76), und durch einen den Tragrahmen mit dem Untergestell verbindenden, aufrecht stehenden Mast (14) mit einem sich vom Untergestell zum Tragrahmen erstreckenden und am oberen Ende mit dem letzteren verbundenen, zylindrischen Rohr (18) und einem in senkrechter Richtung ausfahrbaren und einziehbaren Fluidantrieb (20), welcher an entgegengesetzten Enden mit dem Untergestell und dem Mastrohr verbunden ist.

2. Spritzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzei chnet, daß der Fluidantrieb (20) konzentrisch vom Mastrohr (18) umgeben ist.

3. Spritzvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mast (14) einen gegenüber dem Rohr (18) verdrehbaren Mastkopf (36) aufweist, welcher an seinem oberen Ende mit dem Tragrahmen (50) für den Ausleger (76) verbunden ist und mit seinem offenen unteren Ende das Mastrohr konzentrisch umgibt, und daß ein Antrieb (38 bis 42) zum Verdrehen des Mastkopfs gegenüber dem Mastrohr vorgesehen ist.

4. Spritzvorrichtung nach Anspruch 3j dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb zum Verdrehen des Mastkopfs (36) einen an diesem befestigten Zahnkranz (38) und einen am Mastrohr (18) befestigten Motor (40) mit einem mit dem Zahnkranz in Eingriff bringbaren Ritzel (42) aufweist.

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5· Spritzvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausleger-Tragrahmen (50) kippbar am Mastkopf (36) angelenkt ist und daß der Tragrahmen über ein Paar einander entgegengesetzt wirksamer Fluidantriebe (54) mit einander gegenüberliegenden Seiten des Mastkopfs verbunden und durch Betätigung derselben gegenüber dem Mast kippbar ist.

6. Spritzvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5j dadurch gekennzeichnet, daß ein Führungsrahmen (22) für den Mast (14-) eine Anzahl von parallel zur Achse des Masts aufrecht stehenden Führungsschienen (24, 28) hat, an denen sich Führungsrollen (3^) eines mit dem Mastrohr (18) verbundenen Führungsschlittens (30) abstützen.

7. Hitzeunempfindliche Spritzvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen den Mast (14) umgebenden Führungsrahmen (22) mit senkrecht angeordneten Führungsschienen (28) für die Anlage von Führungsrollen (34), durch einen mit dem Mast verbundenen Führungsschlitten (30) mit einer Anzahl von sich an den Führungsschienen abstützenden Führungsrollen, durch einen auf den Mast sufgestezten, das obere Teil desselben umgebenden Mastkopf (36), durch einen mit dem Mast und dem Mastkopf verbundenen Antrieb (38 bis 42) zum Drehen des Mastkopfs um seine senkrechte Achse, durch einen mit im wesentlichen waagerecht verlaufender Längsachse am oberen Ende des Mastkopfs angebrachten Ausleger-Tragrahmen (50), durch eine drehbar im Ausleger-Tragrahmen gelagerte Auslegerführung (60), durch einen Ausleger (76) in Form eines zur Bildung einer Kühlmittelkammer an beiden Enden verschlossenen Profilrohrs mit einem Kühlwasser-Einlaß- und einem Kühlwasser-Auslaßrohr (86 bzw. 88), welche sich von einem Ende her in den Innenraum des Auslegers hinein erstrecken, sowie mit einem

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Spritzrohr (80), welches sich in Längsrichtung durch den Ausleger hindurch erstreckt und in einem Spritzmundstück (82) ausläuft, durch einen am Ausleger-Tragrahmen angeordneten, bewegungsubertragend mit der Auslegerführung verbundenen Antrieb (64 bis 70) zum Drehen der Auslegerführung um ihre Längsachse, durch an der Auslegerführung angeordnete Antriebseinrichtungen (72, 74) zum Verschieben des Auslegers entlang seiner Längsachse und durch mit dem Mastkopf und dem Ausleger-Tragrahmen verbundene Antriebseinrichtungen (54) zum Kippen des Ausleger-Tragrahmens mit der Auslegerführung und dem Ausleger um eine waagerechte Achse.

8. Spritzvorrichtung nach Anspruch 7₅ dadurch gekennzeichnet, daß der Ausleger (76) an seinen beiden Enden Anschläge (122, 124) trägt, welche eine Verschiebung des Auslegers über vorbestimmte Endstellungen hinaus in beiden Richtungen verhindern.

9. Spritzvorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichne.t, daß der Ausleger (76) ferner ein sich durch ihn-hindurch erstreckendes Wasser-Sprührohr (84) enthält, an welchem eine Wasser-Sprühdüse angeschlossen ist.

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