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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abdichten
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von Horizontalkammerverkokungsöfen gegen die Atmosphäre, bei dem die
Koksofentüren mit ihren Riegelbolzen in die Riegelhaken am Kammerrahmen eingehängt
und dann mit den Dichtschneiden gegen die Kammerrahmen angepreßt werden.
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Die Erfindung betrifft außerdem eine Koksofentür mit einem Türstopfen
tragenden und Riegelbolzen aufweisenden Türkörper, der in Riegelhaken am Kammerrahmen
einhängbar und über Andruckelemente verspannbar ist, zur Durchführung des Verfahrens.
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Die bekannten Koksofentüren bestehen aus einem schweren Gußkörper
oder einer entsprechend schweren Schweißkonstruktion, auf die ein keramischer Stopfen
von etwa o,4 Meter Tiefe und einer der Ofenkammer entsprechenden Breite zum Wärmeschutz
des Türkörpers angebracht ist. Diese Türkonstruktion hat für einen modernen Horizontalkammerverkokungsofen
mit Großraummaßen ein Gewicht von mehreren Tonnen und wird in der Regel über zwei
Riegelhaken auf den Kammerrahmen aufgepreßt, der seinerseits wiederum an den Wandschutzplatten
und Ankerständern des Koksofens befestigt ist.
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Bekannt ist es auch, den schweren keramischen Stopfen durch Verkokungsplatten
zu ersetzen, die über Abstandshalter mit dem Türkörper verbunden sind. Durch Fortfall
des keramischen Stopfens tritt eine erhebliche Gewichtsreduzierung der gesamten
Koksofentür ein, ohne daß dieser Vorteil bisher dazu ausgenutzt worden ist, auch
das Gesamtgewicht der Koksofentür zu begrenzen.
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Hauptaufgabe der Koksofentüren generell ist es, die für das Entleeren
des Koksofens erforderlichen seitlichen öffnungen während des Verkokungsprozesses
gasdicht abzuschließen, um Gasverluste und vor allem unerwünschte Emissionen in
die Atmosphäre zu vermeiden. Die Koksofentüren
weisen hierzu rundumlaufende
Dichts chneiden auf, die beispielsweise auf als Membran ausgebildete Dichtplatten
aufgesetzt sind. Die Dichtplatte und damit die Dichtschneiden werden mit einem Anpreßdruck
von etwa 10 kg/cm Dichtschneidenlänge an den Kammerrahmen angepreßt. Je nach Größe
bzw. Höhe des Koksofens ist ein Anpreßdruck von 15 t und mehr notwendig, um eine
ausreichende Dichtigkeit des Koksofens zu gewährleisten. Dieser hohe Anpreßdruck
wird aus dem Türkörper über den Riegelhaken auf den Kammerrahmen übertragen. Hierzu
werden Federtöpfe oder ähnliche Aggregate beim Aufsetzen der Tür vorgespannt, die
den notwendigen Anpreßdruck aufbringen müssen. Bei Öfen von 5 bis 7 m Höhe und mehr
sind bisher zwei derartiger Aggregate pro Tür im Einsatz.
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Die bekannten äußerst schweren und gegen Verbiegung weitgehend unempfindlichen
Koksofentüren werden eingesetzt, weil nach derzeitiger Auffassung ansonsten eine
gleichmäßige Verteilung des Anpreßdruckes nicht gewährleistet ist. Obwohl bekannt
ist, daß unterschiedliche Temperaturgradienten zu unterschiedlichen Biegelinien
von Türkörper und Kammerrahmen führen, die während des Verkokungsprozesses eine
Relativbewegung zwischen Tür und Rahmen mit sich bringen, hat man bisher versucht,
diesem Vorgang dadurch zu begegnen, daß man als Dichtelemente Membranabdichtungen
eingesetzt hat, die über eine Vielzahl von kleinen Federn auf den Türrahmen aufgepreßt
werden. Auf diese Weise hat man versucht, eine befriedigende Abdichtung auch zu
gewährleisten, wenn der Türkörper durch die thermische Beanspruchung einer anderen
Biegelinie folgt als der Rahmen. Alle diese Bemühungen haben aber bisher zu keinem
befriedigenden Erfolg geführt. Vielmehr hat sich gezeigt, daß auch die mit entsprechenden
nachgiebigen Membranabdichtungen versehenen Koksofentüren nach wie vor einen Ausgleich
der unterschiedlichen Biegelinie nicht ermöglichen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen,
das eine dem jeweiligen Verlauf der Biegelinie des Kammerrahmens kurzfristig entsprechende
Abdichtung bringt und eine elastische Koksofentür zur Durchführung des Verfahrens.
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Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der erforderliche
Anpreßdruck unmittelbar über die Riegelbolzen und Riegelhaken in den Kammerrahmen
übertragen wird.
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Bei einer derartigen tibertragung der notwendigen Andruckkräfte in
den Kammerrahmen bleibt der Türkörper an sich frei von Versteifungen für die Anpreßdruckübertragung,
so daß er elastisch ausgebildet werden kann.
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Die Türkörperkonstruktion bleibt damit auch von Biegekräften durch
die thermische Beeinflußung frei bzw. weitgehenst frei. Außerdem hat diese Art der
Ubertragung des Anpreßdruckes den Vorteil, daß der Ubertragungsweg wesentlich verkürzt
ist.
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Eine gleichmäßige Aufbringung und tibertragung des Anpreßdruckes
ist gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Dichtplatte nur im Bereich der
Dichtschneiden rundum flächenmäßig mit dem notwendigen Anpreßdruck belastet wird.
Durch die rundum flächenmäßige Aufbringung des notwendigen Anpreßdruckes ist eine
Vergleichmäßigung erreicht, die eine Abdichtung in allen Bereichen der Koksofentür
sicherstellt und zwar auch dort, wo aufgrund hoher Unterschiede bei den Temperaturgradienten
extreme Verbiegungen des Kammerrahmens auftreten.
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Zur Durchführung des Verfahrens dient eine Koksofentür mit einem
den Türstopfen tragenden und Riegelbolzen aufweisenden Türkörper, der in Riegelhaken
am Kammer rahmen einhängbar und über Andruckelemente verspannbar
ist
und bei dem der Türkörper erfindungsgemäß aus der als Dichtplatte dienenden Membran
und den Dichtschneiden sowie dem Andruckelement besteht, das dem Rand der Dichtplatte
zugeordnet ist und daß über die Höhe des Koksofens verteilt eine Vielzahl von aus
Riegelbolzen und Riegelhaken gebildeten Verbindungselementen zwischen Türkörper
und Kammerrahmen vorgesehen ist.
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Eire derartige Koksofentür ist so elastisch, daß Biegekräfte durch
thermische Beeinflussung nicht mehr oder nur in ganz geringem Maße auftreten können.
Damit ist es möglich, gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren durch die große Anzahl
von Verbindungselementen zwischen Türkörper und Kammerrahmen und die Zuordnung des
Andruckelementes an den Rand der Membran die notwendigen Andruckkräfte gezielt und
genau dort einzubringen, wo sie benötigt werden.
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Damit ist eine absolut gleichmäßige Verteilung des Anpreßdruckes und
eine hohe Abdichtung gewährleistet.
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Besonders geeignet zur Aufbringung der notwendigen Andruckkräfte
ist gemäß einer Ausbildung der Erfindung eine Koksofentür, bei der das Andruckelement
parallel zum Rand der Dichtplatte umlaufend und als von einem umlaufenden u-Profil
umschlossener Hohlkörper mit veränderbarem Volumen ausgebildet ist. Ein derartiger
Hohlkörper ist besonders geeignet, die notwendigen Andruckkräfte zu erzeugen und
in der gewünschten gleichmäßigen Form flächenmäßig weiterzugeben.
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Das umlaufenden u-Profil ist sowohl zum Schutz des Hohlkörpers gedacht,
als auch als Widerlager, wozu erfindungsgemäß vorgesehen ist, das es mit den freien
Stegenden auf der Dichtplatte aufliegend angeordnet ist.
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Zur gleichmäßigen Aufbringung bzw. Einleitung der Andruckkräfte in
den Kammerrahmen ist es zweckmäßig, die Riegelbolzen mit den Riegelhaken korrespondierend
an
das u-Profil anzuschlagen. Die Riegelbolzen sind damit nicht
mehr dem eigentlichen Türkörper zugeordnet.
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Zur eventuell zweckmäßigen Verstärkung der Dichtplatte und zur notwendigen
Verbindung der u-Profile mit dem Türkörper sind auf der Dichtplatte parallel zu
den u-Profilen verlaufende Winkelprofile vorgesehen, an denen sich die u-Profile
und damit das Andruckelement federnd abstützen. Auch diese Ausbildung dient der
größtmöglichen Elastizität des Türkörpers.
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Zur Erreichung der federnden Abstützung der u-Profile bzw. des Andruckelementes
ist nach einer Ausbildung der Erfindung vorgesehen, daß auf dem u-Profil im Abstand
Federandruckzylinder angeordnet sind, die mit an den Winkelprofilen angeschlagenen
Stellwinkeln verbunden sind. Diese Stellwinkel sind weiter zweckmäßig verschieblich
und über eine Druckschraube einstellbar am Winkelprofil angeordnet. Hierdurch ist
eine gewisse Nachstellung bzw. Vorgabe der Andruckkräfte der Federandruckzylinder
gegeben.
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Eine gleichmäßige federnde Abstützung über die Höhe des Türkörpers
gesehen ist gegeben, wenn die Riegelhaken, Riegelbolzen und Federandruckzylinder
im Abstand von o,2 bis 0,6 m, vorzugsweise o,5 m über die Höhe des Türkörpers bzw.
Kammerrahmens verteilt angeordnet sind. Damit ist gleichzeitig auch eine günstige
Verteilung des Anpreßdruckes gesichert.
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Gemäß einer Ausbildung der Erfindung ist das Åndruckelement ein pneumatisch
oder hydraulisch arbeitender Hohikörper. Dieser Hohlkörper, der in dem u-Profil
geschützt und wirksam arbeitend angeordnet ist, besteht dabei aus einem wärmeunempfindlichen
Material mit ausreichender Elastizität. Es ist auch möglich, empfindlicheres
elastisches
Material zu verwenden, wenn die benötigte Hydraulikflüssigkeit bzw. die Druckluft
mit niedrigerer Temperatur eingefüllt wird.
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Die Stege des u-Profils sind erfindungsgemäß geschlitzt bzw. sie
weisen Querschlitze auf, damit sich das u-Profil leicht der Biegeform des Kammerrahmens
anpassen kanal.
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Eine weitere Möglichkeit, die Anpassungsfähigkeit des u-Profils an
die Biegeform des Kammerrahmens zu erhöhen, ist darin zu sehen, daß das u-Profil
aus o,5 bis 1 m langen u-Eisen zusammengesetzt ist, die durch Gelenke miteinander
verbunden sind. Vorteilhaft dabei ist auch die bessere Handhabbarkeit bei der Montage
und Demontage.
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Zur Vereinfachung der Montage und zur gleichmäßigen Führung des u-Profils
in Längsrichtung ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß am äußern oder/und inneren
Steg des u-Profils in entsprechende Ausnehmung in der Dichtplatte einpaßbare Führungsbolzen
vorgesehen sind.
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Die Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, daß ein Verfahren
geschaffen ist, das eine gleichmäßige und gezielte Einleitung des Anpreßdruckes
gewährleistet. Darüber hinaus ist eine Koksofentür geschaffen, die sich durch ein
sehr geringes Gewicht, eine hohe Elastizität, insbesondere in Querrichtung und eine
gute Handhabbarkeit auszeichnet. Insbesondere auch in Verbindung mit den auf der
Innenseite des Türkörpers angebrachten Verkokungsplatten mit Distanzhaltern ist
eine gasdichte Abdichtung der seitlichen öffnungen des Koksofens gegeben, die zu
einer wesentlichen Reduzierung der Emissionen und Immissionen der Kokereien beiträgt.
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Mit einer Gewichtsreduzierung und leichteren Handhabbarkeit
der
Koksofentüren ist auch eine Vereinfachung der Türabhebe und Bedienungsmaschinen
möglich. Aufgrund der günstigeren Verkokung durch die Verkokungsplatte und auf der
Innenseite der Koksofentür ausgebildeten vertikalen Gassammelräume sowie der gleichmäßigen
Anpressung der Dichtschneide genau im Randbereich ist gleichzeitig auch eine Verschmutzung
diese Bereiches reduziert oder gar ganz verhindert. Dadurch reduzieren sich die
notwendigen Reinigungsarbeiten, womit eine wesentliche Schonung der Koksofentür
verbunden ist.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzelheiten und Einzelteilen dargestellt
ist.
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In der einzigen Fig. ist eine elastische Koksofentür 1 in Leichtbauweise,
d.h. mit großer Elastizität dargestellt. Der Türkörper 2 der Koksofentür 1 ist hier
lediglich von der als Membran ausgebildeten Dichtplatte 3, den parallel zum Rand
verlaufenden Winkelprofilen 4 sowie der Dichtschneide 5 gebildet. Am Rand 6 der
Dichtplatte 3 sind als Verbindungsstellen zwischen Türkörper 2 und Kammerrahmen
7 über die Höhe verteilt zahlreiche Riegelhaken 8 und Riegelbolzen 9 vorgesehen.
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Ein umlaufender leichter Rahmen aus u-Pröfil 10 wird über die Riegelbolzen
9 in die entsprechenden Riegelhaken 8 des Kammerrahmens 7 eingehangen. Das u-Profil
kann aus kurzen ca. 0,5 bis 1 m langen Einzelstücken bestehen, die durch Gelenke
miteinander verbunden sind.
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Innerhalb des u-Profils 10 befindet sich das Andruckelement 11 ,
im dargestellten Beispiel ein
hydraulisch oder pneumatisch arbeitender
Hohlkörper 12, welcher über die Membran bzw. Dichtplatte 3 die Dichtschneide 5 an
den Kammerrahmen 7 andrückt. Die Dichtplatte 3, die Dichtschneide 5 und der Kammerrahmen
7 bilden somit den gasdichten Abschluß des Koksofens gegen die äußere Atmosphäre.
Auf diese Weise wird eine völlig gleichmäßige Verteilung des erforderlichen Anpreßdruckes
auf die Dichtschneide 5 erreicht. Die hierzu notwendigen Kräfte werden nicht mehr
über den Türkörper, sondern direkt über die Riegelbolzen 9 und Riegelhaken 8 in
den Kammerrahmen 7 geleitet.
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Die Winkelprofile 4 enthalten gleichzeitig die Haltevorrichtungen
für die Türabnehmerklauen, die hier nicht dargestellt sind. Bei den bekannten Türabhebevorrichtungen
werden zwei derartiger Klauen benötigt.
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Parallel zu den Winkelprofilen 4 verlaufen die u-Profile 10. Diese
u-Profile 10 sind mit den Stegen 14, 15 in Richtung Dichtplatte 3 weisend angeordnet,
wobei die Stegenden 16 auf der Dichtplatte 3 aufliegen.
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Der Hohlkörper 12 liegt auf einer Verteilerleiste 17 auf, die eine
weitere Vergleichmäßigung des Anpreßdruckes bringt. Auf dem Rücken des u-Profils
1o sind in Abständen und zwar korrespondierend mit den Riegelhaken 8 bzw.
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Riegelbolzen 9 Federandruckzylinder 18 angeordnet, die mit dem anderen
Ende mit dem Winkelprofil 4 verbunden sind.
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Die einzelnen Federandruckzylinder weisen jeweils einen oberen und
unteren Flansch 19 , 20 auf, in denen Bohrungen 21, 22 zum Durchführen der Verbindungsschrauben
angeordnet sind. Innerhalb des Federandruckzylinders ist die Feder 24 angeordnet,
die die gewünschte federnde Verbindung zwischen dem übrigen Türkörper und dem Abdichtsystem
bringt. Zur Einstellung bzw. Nachstellung der Feder 24 ist als Verbindung zwischen
Feirandruckzylinder
18 und dem Winkelprofil 4 ein Stellwinkel
25 vorgesehen, der über die Langlöcher 28 wrschieblich ist.
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Die Einstellung wird über die im Querstück 26 geführte Druckschraube
27 bewirkt.
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Die Stege 14, 15 des u-Profils lo sind geschlitzt, damit sich das
u-Profil der Biegeform des Kammerrahmens 7 leicht anpassen kann. Hierzu weisen sowohl
der innere Steg 14 wie der äußere Steg 15 in Abständen angeordnete Querschlitze
30 auf.
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Die Führungsbolzen 31 an den Stegen 14 bzw. 15 sind in in der Dichtplatte
3 ausgebildete Ausnehmungen einführbar und erleichtern somit die Montage, indem
sie die vorgesehene Position des u-Profils 10 genau vorgeben.
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