DE2637314C2

DE2637314C2 - Einrichtung für die automatische periodische Umsteuerung der Regenerativ- Beheizung von Verkokungsbatterien

Info

Publication number: DE2637314C2
Application number: DE2637314A
Authority: DE
Inventors: Manfred 4352 Herten Krause; Otto 4350 Recklinghausen Lemke
Original assignee: Carl Still GmbH and Co KG
Current assignee: Carl Still GmbH and Co KG
Priority date: 1976-08-19
Filing date: 1976-08-19
Publication date: 1983-12-15
Also published as: DE2637314A1; US4232566A; JPS5324303A; US4159924A; JPS5747940B2; FR2362203A1; GB1580480A; FR2362203B1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für die automatische periodische Umsteuerung der Regenerativ-Beheizung von Verkokungsbatterien von einer Heizzuggruppe auf eine andere, sowie zum Umstellen der Beheizungsgasart mit einem Schaltaggregat mit jeweils einer Nockenwalze und Steuerhebeln zur Bedienung der Ventile unter Zuhilfenahme eines Druckbzw. Hydraulikmittels, mit dem Arbeitszylinder zum 5i/ Verstellen von Gas- und Lufthähnen, Ventilen und anderen Absperrorganen angetrieben sind, und mit Druckmittelspeichern und Druckpumpen.

Aus der DE-AS 19 61 579 ist eine Umstelleinrichtung bekannt, die sowohl die Umstellung der Beheizung von einer Heizzuggruppe auf eine andere, als auch die Umstellung der Beheizungsgasart, z. B. von Schwachauf Starkgas oder umgekehrt, behandelt. Nähere konstruktive Ausführungen über das eigentliche Schaltaggregat, speziell über die Fixierung und Führung der Nockenrollen an den Nockenwalzen sind in dieser Schrift nicht gemacht worden.

Durch das deutsche Patent DE-AS 11 88 553 ist ebenfalls nur eine Umsteuereinrichtung für eine regenerativ beheizte Verbund-Koksofenbatterie be- *5 kannt, bei der die Hähne, Ventile usw. der einzelnen Heizwände durch hydraulisch betriebene, über eine Steuerung gespeiste Arbeitszylinder betätigt werden.

An dem Gestänge der Arbeitszylinder dienen elektrische Kontakteinrichtungen in Verbindung mit Sperrelais in der zentralen Steuerung zur Sicherung der Folgerichtigkeit der Umsteuerung. Gemäß der besonderen Ausführung der DE-AS 12 36 465 wird insbesondere koks- und maschinenseitig je eine Druckmittelpumpe für die verschiedenen koks- und maschinenseitig angeordneten Arbeitszylinder, sowie für beide Druckmittelpumpen ein gemeinsamer ölvorratsbehäiter angebracht

Diese Einrichtungen haben sich im Betrieb bewährt und sie führen z. B. bei heizungsmäßig halbgeteilten Batterien die folgenden Funktionen aus:

/.. auf der aufbrennenden Seite:

1. Schließen der Brenngashähne,
Z Schließen der Luftklappen,

3. Öffnen der Abhitzeventile.

Nach einer Spülung mit Luft von ungefähr 15 Sekunden Dauer werden dann

B. auf der abbrennenden Seite folgende Funktionen ausgeführt:

4. öffnen der Luftklappen,

5. Schließen der Abhitzeventile,

6. öffnen der ärenngashähne.

Das Inbetriebsetzen der Schaltaggregate geschieht nun bei den bekannten Ausführungen solcher Einrichtungen mittels Nockenwalzen, bei denen die Nockenrollen auf den Außenflächen der am Umfang der Nockenwalzen angeordneten Nocken abrollen. Bei diesen bekannten Ausführungen der Nockenwalzen bestand insbesondere das Problem, die Rollen der Nockenhebel immer in Kontakt mit der Außenfläche der Noqkenwalze zu halten, damit die Rollen bei Drehung der Nockenwalzen exakt entlang der Kurven ablaufen. Dies geschah bei den .''iusführungsformen mittels Federn, die die Nockenhebel gegen die Nockenwalzen drückten, was sich allerdings aus Sicherheitsgründen nicht bewährt hat Eine andere Ausführungsform sah vor, daß die Nockenrollen zwischen zwei Nockenwalzen geführt wurden, wobei die zweite Nockenwalze parallel zur eigentlichen Nockenwalze angeordnet war und über Zahnräder angetrieben, synchron mitlief. Diese Ausführungsform war allerdings unübersichtlich, für Reparaturen schwer zugänglich und insbesondere aufwendig.

Aus dem allgemeinen Arbeitsgebiet der Nockensteuerungen (vgl. Taschenbuch Feingerätetechnik, Bi»ndl VEB Verlag Technik, Berlin 1971, S. 626, Bild 9.155) ist es zudem bekannt, Nockenwalzen in der Weise eine Zwangsführung zu geben, daß die Rollen der Steuerhebel in einer Nutkurve am Umfang der Nockenwalzen geführt sind oder, daß die Rollen an den Seitenflächen der Nocken ablaufen. Derartige Nockensteuerungen sind bisher nur aus der Feingerätetechnik bekannt, für den rauhen und störungsanfäliigen Betrieb auf einer Kokerei haben sie bisher noch keine Verwendung gefunden.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, eine einfache, übersichtliche und für Reparaturen zugängliche, sowie verschleißfeste Einrichtung zu gestalten, wobei insbesondere eine sichere Fixierung und Führung der Nockenrolien an den Nocken entlang erreicht wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die

Anordnung der Nocken am Umfang der Nockenwalzen derart gelöst, daß die Rollen an den Steuerhebeln an den Seitenflächen der Nocken laufen, und daß die Steuerhebel mit den Ventilhebeln über Kulissensteine verbunden sind, die an den Steuerhebeln geführt sind. Hierdurch wurde eine sichere und wartungsfreie Zwangsführung der Rollen an den Nockenwalzen und eine ebenso einfache und sichere Betätigungsmöglichkeit der Ventilhebel gefunden, mit deren Hilfe die Arbeitszylinder in Bewegung gesetzt werden können. ι <ι

Eifindungsgemäß hat es sich als günstig erwiesen, an die die automatische periodische Umsteuerung betätiggende Nockenwalze die die Umstellung der Heizungsgasart betätigende Nockenwalze durch eine Kupplungseinrichtung axial derart anzukoppeln, daß, sie sich ständig mitdreht und zum Wechsel der Beheizungsgasart axial verschiebbar ist Hierdurch ist die Nockenwalze zur Umstellung der Beheizungsgasart zwar gegenüber der Nockenwalze zur Umstellung der Beheizung in axialer Richtung verschiebbar, aber so angekoppelt» daß 2" sie sich ständig mitdreht Der Wechsel in der Gasart wird dabei jeweils dadurch vorgenommen, daß die Nockenwalze zur Umstellung der Beheizungsgasart in axialer Richtung von einer Endstellung in die andere Endstellung verschoben wird. Wurden die Rollen der Nockenhebel dabei an den Stirnflächen der Nocken ablaufen, so müßten die Nocken abgeschrägt und die Rollen der Nockenhebel kegelförmig ausgebildet werden, um bei der Längsverschiebung der Nockenwalze eine Schaltbewegung der Nockenwelle zu erreichen, jo Das Aufschieben der Kegelrollen auf die abgeschrägten Nocken verursacht erheblichen Verschleiß der Kegelrollen. Durch den Ablauf der Rollen der Nockenhebel an den Seitenflächen der Nocken sind jedoch auch bei der Längsverschiebung der Nockenwalze keine besonderen Nockenkonstruktionen, z.B. durch Abschrägung und keine kegelförmigen Rollen erforderlich und es tritt kein nennenswerter Verschleiß an den Rollen der Nocken aui.

Die Erfindung sieht weiterhin vor, daß an der Nockenwalze zur Umstellung der Beheizcngsgasart nur kurze Nockenstücke zur Umschaltung der Steuerhebel angeordnet sind, daß den Steuerhebeln verstellbare Anschläge zugeordnet sind, und daß die Steuerhebel durch vorgespannte Federpakete in ihrer Endstellung gehalten werden. Durch die nur kurzen Nockenstücke wird dann die Rolle mit dem Steuerhebel jeweils aus der bisherigen Stellung umgelenkt in eine andere Endstellung, in der sie wiederum durch die vorgespannten Federpakete solange gehalten wird, bis an der so Gegenseite ein erneutes kurzes Nockenstück sie wieder zurücklenkt. Damit die Steuerhebel bei dieser Art der Umlenkung nicht unkontrolliert weit ausschlagen, sind den Steuerhebeln verstellbare Anschläge zugeordnet.

Bei der Umstellung der Beheizung von Starkgas auf Schwachgas und umgekehrt sind folgende Tätigkeiten auszuführen:

1= Die Zufuhrhähne der einen Gasart an jeder Heizwand müssen geschlossen werden;

2. Die Zufuhrhähne der anderen Gasart an jeder Heizwand müssen geöffnet werden;

3. Die Luftklappen der Abgasventile der Regeneratorkammern, die für die Gasvorwärmung bei Schwachgasbeheizung benutzt werden, müssen be; Schwachgasbeheizung geschlossen werden.

Bei Starkgasbeheizung müssen sie im vorgeschriebenen Rhythmus betätigt werden.

4. Die Lufteinfälle in den Umstellventilen der Regeneratorkammern, die sowohl bei Stark- als auch bei Schwachgasbeheizung mit Luft beaufschlagt werden, müssen aus bekannten Gründen bei Wechsel von Starkgas auf Schwachgas um etwa das Doppelte vergrößert werden und umgekehrt

5. Die Abgasventile der Regeneratorkammern, die bei der Schwachgasbeheizung der Gasvorwärmung dienen, müssen dabei gleichsinnig mit den Schwachgasumsteilhähnen geöffnet und geschlossen werden. Bei Starkgasbeheizung werden sie jedoch gleichsinnig mit den Abgasventilen gestellt

6. Der Kaminzug muß je nach Gasart verschieden eingestellt werden.

Die Vereinigung der Einrichtung zur Umstellung der Beheizungsgasart mit der Einrichtung zur periodischen Umsteuerung der Beheizung stellt eine bedeutende Vereinfachung des gesamten mechanischen Apparates dar.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden zur Vereinfachung und Erhöhung der Obersichtlichkeit ihres Aufbaus sämtliche Ventile, d h. also die für die periodische Umsteuerung der Beheizung und auch tür die Umstellung derBeheizungsgasart zu an sich bekannten Ventilblöcken zusammengefaßt, wobei aus fertigungstechnischen Gründen alles in allem drei Blöcke vorgesehen sind.

Die Erfindung wird beispielsweise durch die Fig. 1—9 erläutert, die eine kombinierte Umstell- und Umsteuervorrichtung darstellen.

F i g. 1 ist eine Seitenansicht der Einrichtung.

F i g. 2 ist eine Draufsicht der Einrichtung.

F i g. 3 zeigt einen Teilschnitt der Einrichtung entlang der Schnittlinie A -A in F i g. 1.

F i g. 4 zeigt die Befestigung der Steuernocken an den beiden Nockenwalzen.

Fig.5 zeigt einen Ausschnitt der Einrichtung mit einem Teilstück der Nockenwalze zur Umstellung der Beheizung und den zugehörigen Steuerhebel.

Fig.6 entspricht Fig.5 in einem anderen Bewegungszustand der Nockenwalze (11) zur Umstellung der Beheizungsgasart und des zugehörigen Steuerhebels.

Fig.7 entspricht Fig.5 in einem weiteren Bewegungszustand der Nockenwalze (11) zur Umstellung der Beheizungsgasart und des zugehörigen Steuerhebels.

Fig.8 zeigt einen Ausschnitt der Einrichtung mit einem Teilstück der Nockenwalze (12) zur Umstellung der Beheizungsgasart und dem zugehörigen Steuerhebel.

Fig.9 entspricht Fig.8 mit einem anderen Bewegurijszustand der Nockenwalze (12) zur Umstellung der Beheizungsgasart und des zugehörigen Steuerhebels.

Unter Bezugnahme der Figuren besteht die Einrichtung aus einem Grundrahmen 10, auf dem eine drehbare Nockenwalze (11) zur Umstellung der Beheizung, eine drehbare Nockenwalze (12) zur Umstellung dzx Beheizungsgasari, drei Ventilblöcke 13a, 130, 13c, die Steuerventile 14, 14a und die Steuerhebel i5, 15a montiert sind.

Die beiden drehbaren Walzen 11 -und 12 sind mit einem Antrieb ausgerüstet, bestehend aus einem Hydraulikmotor 16 und einem Schneckengetriebe 17, das die Drehzahl des Motors auf die gewünschte Walzendrehzahl reduziert. Bei Ausfall des Antriebes 16, 17 oder bei anderen Störungen können die Walzen 11, 12 auch von der Hand gedreht werden. Dazu dient das Handrad 18. Das Handrad ist auf einer zweifach

gelagerten Welle 19 aufgekeilt. Am anderen Ende der Welle 19 ist ein Zahnrad 20 befestigt, das mit einem Zahnrad 21 kämmt, welches auf der Nockenwalze 11 montiert ist. Vor dem Drehen der Walzen von Hand wird die Lamellenkupplung 22 ausgekuppelt, die zwischen Nockenwalze 11 und Schneckengetriebe 17 geschaltet ist, um die Bremswirkung des Antriebmotors 16 und des Getriebes 17 aufzuheben. Die jeweilige Stellung der Walzen 11 und 12 wird über einen Kettenantrieb 23 auf einen Zeiger 24 übertragen und kann dort auf einer Tafel 25 abgelesen werden. Eine Rücklaufsperre 26 erlaubt das Drehen nur in eine Richtung.

Die Nockenwalze 11 zur Umstellung der Beheizung und die Nockenwalze 12 zur Umstellung der Beheizungsgasart sind in Stehiager 27, 28 und 29 eingesetzt (siehe Fig.2). Die Nockenwalze 12 ist dabei so verlagert, daß sie in ihrer Längsachse um einen bestimmten Hub verschoben werden kann, um eine zusätzliche Schaltbewegung ausführen zu können. Die Hubbewegung wird dabei durch einen Zylinder 30 ausgeführt, der über eine besondere Lagerkonstruktion 31 mi? der Nockenwalze 12 verbunden ist. Diese Lagerkonstruktion verhindert das Mitdrehen der Kolbenstange des Zylinders 30 beim Drehen der Nockenwalze. Der Zylinder 30 wird durch eine Druckflüssigkeit betätigt, die über ein Ventil zugeführt wird, das von der Einrichtung vollkommen unabhängig ist.

Das Verschieben der Nockenwalze 12 in ihrer Längsachse erfordert auch eine besondere Verlagerung mit der Nockenwalze 11. Dies wird dadurch erreicht, daß ein Zapfen 32 der Nockenwalze 12 in eine Bohrung

33 der Nockenwalze 11 eingeführt wird, wobei die Drehbewegung der Nockenwalze 11 über Gleitfedern

34 auf die Nockenwalze 12 übertragen wird. Nockenwalze 1! und Nockenwalze 12 föhrer, also immer die gleiche Drehbewegung aus, was der Aufgabenstellung der Einrichtung entspricht.

Die Nockenwalze 11 und die Nockenwalze 12 sind «o mit Nocken bestückt. Die Befestigung der Nocken geht aus F i g. 4 hervor. Die Walzen 11,12 haben Nuten 35 in die die Nocken 36,37, 45 (F i g. 8, 9) eingeführt werden. Klemmstücke 38 und Schrauben 39 pressen beim Anziehen der Schrauben die Nocken in die Nuten 35 und verhindern so das Herausfallen oder Verschieben der Nocken 36,37,45. Diese Art der Befestigung erlaubt aber zugleich ein Verschieben der Nocken am Walzenumfang in jede gewünschte Stellung. Die Nocken sind geteilt aus Montagegründen und um Anfangs- und Enopunkt der Nocken am Walzenumfang genau einstellen zu können.

Durch die Nocken werden die Steuerhebel 15, 15a

betätigt (siehe F i g. 2, 3, 5, 8). Die Steuerhebel 15, 15/? sind in der Mitte durch einen Bolzen 40 am Grundrahmen 10 drehbar gelagert. Die unteren Enden der Steuerhebel 15, 15a sind mit Längsbohrungen versehen in die Kulissensteine 41 eingesetzt. Die Kulissensteine 41 haben Querbohrungen, in die die Ventile 42 der Steuerventile 14, 14a eingreifen. Diese Ausführung wird gewählt, weil sich die Ventilhebel 42 der Steuerventile 14 und 14a in einer Ebene bewegen, die unter einem Winkel von 90 Grad zur Bewegungsebene der Steuerhebel 15,15a steht.

Das obere Ende der Steuerhebel 15,15a ist mit Bolzen 43 und drehbaren Rollen 44 ausgerüstet. Diese Rollen 44 laufen dabei an den Seitenflächen 36a, 37a, 45a der Nocken entlang. Der Vorgang der Betätigung eines Steuerhebels 15 der Nockenwalze M durch die am Walzenumfang aufgesetzten Nocken 36, 37 ist in den F i g. 5,6 und 7 dargestellt.

a) Der Steuerhebel 15 ist mit seiner Rolle 44 um den Drehpunkt 40 nach rechts ausgeschwenkt, wie in F i g. 5 dargestellt. Die Rolle 44 liegt an der Nocke 36 an. Die Nocke ist in der Mitte geteilt und an den Enden abgeschrägt.

b) Die Nockenwalze 11 dreht sich in Pfeilrichtung wie in Fig.6 dargestellt. Dabei wandert die Nocke 36 nach oben und die Nocke 37 kommt zum Eingriff. Dk> Rolle 44 des Steuerhebels 15 wird dabei durch die schräge Fläche der Nocke 37 aus ihrer Endstellung nach links gedruckt.

c) Fig.7 der Steuerhebel 15 ist ganz nach links ausgeschwenkt und hat dabei seine Endstellung erreicht. Die Rolle 44 des Steuerhebels liegt jetzt an der Nocke 37 an.

Die beiden Endstellungen der Steuerhebel werden durch die jeweilige Noeke und den Anschlag im zugehörigen Steuerventil 14 vorgegeben. Dies ist aber nur an der Nockenwalze 11 der Fall, weil die Nockenwalze 11 über den gesamten Umfang mit Nocken ausgerüstet ist, während die Nockenwalze 12 nur kurze Nockenstücke 45 hat (siehe F i g. 8). Deshalb haben die Steuerhebel 15a der Nockenwalze 12 besondere Vorrichtungen. Diese Vorrichtungen halten die Steuerhebel 15a und damit auch die Ventilhebel 42 in der eingeschwenkten Stellung fest

Jede dieser Vorrichtungen (siehe F i g. 8) besteht aus einer Hülse 46, einem Tellerfederpaket 47 und einem Bolzen 48 mit kugeligem Ende 49, wobei das kugelige Ende 49 des Bolzens 48 in einer Kugelpfanne 51 des Steuerhebels 15a gelagert ist. Das Tellerfederpaket 47 wird durch eine Stellschraube 51 mit Kontermutter 52 vorgespannt

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung für die automatische periodische Umsteuerung der Regenerativ-Beheizung von Verkokungsbatterien von einer Heizzuggruppe auf eine andere, sowie zum Umstellen der Beheizungsgasart mit einem Schaltaggregat mit jeweils einer Nockenwalze und Steuerhebeln zur Bedienung der Ventile unter Zuhilfenahme eines Druck- bzw. Hydraulikmittels, mit dem Arbeitszylinder zum Verstellen von Gas- und Lufthähnen, Ventilen und anderen Absperrorganen angetrieben sind, und mit Druckmittelspeichern und Druckpumpen, gekennzeichnet durch die Anordnung der Nocken (36/37/45) am Umfang der Nockenwalzen (11/12) derart, daß die Rollen (44) an den Steuerhebeln (15/15aJ an den Seitenflächen {36a/37a) der Nocken (36/37) laufen, und daß die Steuerhebel (15/15a; mit den Ventilhebeln (42) über Kulissensteine (41) verbunden sind, die an den Steuerhebeln (15/15a) geführt sind

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die die automatische periodische Umsteuerung betätigende Nockenwalze (11) die die Umstellung der Heizungsgasart betätigende Nokkenwalze (12) durch eine Kupplungseinrichtung (32/33/34) axial derart angekoppelt ist, daß sie sich ständig mitdreht und zum Wechsel der Beheizungsgasart axial verschiebbar ist.

3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Nockenwelle (12) zur Umstellung der Beheizungsgasart nur kurze Nockenstücke (45) zur Ümschaftung der Steuerhebel (ISaJ angeordnet sind, da£ den Steuerhebeln (\5a) verstellbare Anschläge (55/56) zugeordnet sind, und daß die Steuerhebel (15a^ durch vorgespannte Federpakete (47) in ihrer Endstellung gehalten werden.