DE3343299A1

DE3343299A1 - Absperrschieber fuer rohrleitungen grosser nennweiten, insbesondere heisswindleitungen

Info

Publication number: DE3343299A1
Application number: DE19833343299
Authority: DE
Inventors: Wilhelm 5160 Düren Kuckertz; Josef Seeger
Original assignee: Hermann Rappold and Co GmbH
Current assignee: Hermann Rappold and Co GmbH
Priority date: 1983-11-30
Filing date: 1983-11-30
Publication date: 1985-06-05
Also published as: GB2150669B; IT8449141A0; DE3343299C2; GB2150669A; JPS60132191A; IT8449141A1; US4598732A; IT1178219B; GB8429393D0

Description

KXR/Gi/Sc PA 3374

HERMANN RAPPOLD & CO. GMBH Zollhausstraße 121

5160 DUren

Absperrschieber für Rohrleitungen großer Nennweiten, insbesondere Heißwindleitungen

Die Erfindung betrifft einen Absperrschieber für Rohrleitungen großer Nennweiten, insbesondere Heißwindleitungen, mit einem luftgekühlten Schiebergehäuse und einer darin verschiebbaren Schieberplatte, wobei das Schiebergehäuse mindestens einen Gehäusedichtsitz aufweist, der in der Schließstellung des Schiebers mit einem ihm gegenüberliegenden Dichtsitz der Schieberplatte zusammenwirkt und mit einem in den Gehäuseinnenraum mündenden Kühl spalt im Bereich des Gehäusedichtsitzes versehen ist.

Bei einem aus der DE-OS 30 11 369 bekannten Absperrschieber dieser Art ist der Kühl spalt durch einen mit Federn beaufschlagten Zusatzrahmen im Schiebergehäuse gebildet, der mit entsprechenden Dichtleisten bzw. mit einem zusätzlichen Dichtring der Schieberplatte zusammenwirkt. Dadurch ist die Schieberkonstruktion sehr aufwendig, und zwar nicht nur wegen des erforderlichen Zusatzrahmens und der mit ihm zusammenwirkenden Dichtleisten, sondern auch infolge des beträchtlichen Raumbedarfs, den diese zusätzlichen Schieberteile beanspruchen. Darüberhinaus hat die bekannte Konstruktion den Nachteil, daß die durch den Kühlspalt strömende Kühlluft auch bei stillstehender Anlage in die Heißwindleitung der Cowper eingeblasen werden muß, um eine überhitzung aus der Feuerfeststrahlung zu verhindern. Dies führt zu ungewünschtem Abkühlen der Feuerfestmaterialien und behindert andererseits die Durchführung von Reparaturarbeiten an der Leitung. Dem bekannten Schieber heftet noch ein weiterer Nachteil dadurch an, daß die Haupttemperaturbelastung im Winkel bereich bei "6 Uhr" für Schiebergehäuse und Schieberplatte liegt. Beim öffnen des Schiebers fließt durch den Differenzdruck, der beim Ziehen der Schieberplatte ansteht, Heißwind mit hoher Geschwindigkeit durch den sich zuerst im Winkel bereich

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bei "6 Uhr" sichelförmig an den Dichtsitzen öffnenden Spalt, was dort zu den bekannten Thermoschock-Rißbildungen führen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen konstruktiv einfachen und möglichst klein bauenden Absperrschieber der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Gehäuse mit einer stets, d.h. auch bei stillstehender Anlage sowie während des Öffnungsvorganges einwandfrei wirkenden Luftkühlung des Gehäusedichtsitzes versehen ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Gehäusedichtsitz mit einem an seiner Dichtfläche angrenzenden Luftkühl kanal versehen ist, der einerseits mit einer Kühl luftquelle verbunden ist und andererseits durch einen in der Dichtfläche des Gehäusedichtsitzes angeordneten Kühl spalt in den Innenraum des Schiebergehäuses mündet.

In der Offenstellung des Schiebers wird die Kühlluft durch den Kühl spalt in das Innere des Schiebergehäuses und somit in die Heißwindleitung geleitet, wodurch nicht nur der Gehäusedichtsitz, sondern auch der Gehäuseinnenraum, und zwar sowohl die Mulde zur Aufnahme der Schieberplatte in der Schließstellung, als auch die Haube zur Aufnahme der Schieberplatte in der Offenstellung gekühlt werden. In der Schließstellung des Schiebers ist der Kühl spalt des Gehäusedichtsitzes durch die Gegendichtfläche der Schieberplatte abgedeckt. Dadurch wird der Kühl luftstrom durch den Kühl spalt unterbrochen, und das Kühlsystem der Schieberplatte kann die Kühlung des Gehäusedichtsitzes mit übernehmen, da die Wärmebelastung in diesem Bereich des Gehäuses bei geschlossenem Schieber gering ist. Beim öffnen des Ventils, d.h. beim Hochziehen der Schieberplatte strömt dann die an dem Kühl spalt anstehende Kühlluft nach Freiwerden der Spaltöffnung in den Gehäuseinnenraum ein. Somit ist der Durchfluß von heißem Wind abgesperrt, und nur Kühlluft kann durch den gefährdeten Winkel bereich von Schiebergehäuse und Schieberplatte bei "6 Uhr" weiterfließen, wodurch die Thermoschock-Rißbildung in diesem Bereich vermieden wird.

Die vorgeschlagene Konstruktion zeichnet sich durch eine sehr einfache und raumsparende Bauweise, die keine beweglichen bzw. elastischen oder federbeaufschlagten Elemente beinhaltet.

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Der in der Gehäusedichtflache angeordnete Kühl spalt kann entweder als durchlaufender oder als unterbrochener Spalt ausgebildet sein. Die Kühl luftzufuhr zu dem Kühlkanal kann entweder über einen einzigen Zufuhrstutzen oder über mehrere, vorzugsweise auf dem Umfang verteilt angeordnete Zufuhrstutzen erfolgen. Es ist zweckmäßig, wenn die Kühlluftzufuhrleitung zu dem bzw. den Zufuhrstutzen durch einen oder mehrere Absperrventile abschließbar ist.

Bei Absperrschiebern mit zwei sich gegenüberstehenden Gehäusedichtsitzen ist es im Rahmen der Erfindung möglich, beide Gehäusedichtsitze mit der erfindungsgemäßen Luftkühl anordnung zu versehen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert*.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Absperrschieber für eine Heißwindleitung einer Hochofenanlage, im Schnitt und in der Offenstellung dargestellt,

Fig. 2 den Absperrschieber gemäß Fig. 1, ebenfalls im Schnitt, jedoch in der Schließstellung dargestellt,

Fig. 3 den Absperrschieber gemäß den Fig. 1 und 2 mit den dazugehörigen

Kühlluft-Versorgungsleitungen und darin befindlichen Steuerungs- und Schaltungselementen, schematisch dargestellt,

Fig. 4 die Einzelheit IV aus Fig. 1, vergrößert dargestellt.

Der Absperrschieber gemäß den Fig. 1 und 3 besteht aus einem zweiteiligen Gehäuse 1, 2 sowie aus einer Schieberplatte 3, die im Innenraum 4 des Schiebergehäuses 1, 2 verschiebbar ist. Das Gehäuseteil 1 ist mit Befestigungsflanschen 5 und 6 versehen, mit Hilfe derer das Schiebergehäuse an eine nicht dargestellte Heißwindleitung anflanschbar ist. Der Gehäuseteil 1 ist

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zwisehen den Flanschen 5 und 6 als ein flacher, rechteckiger Kasten 7 ausgebildet, der auf der unteren Seite eine halbkreisförmige Mulde 8 zur Aufnahme der Schieberplatte 3 bildet und an der oberen Seite einen Befestigungsflansch 9 aufweist, auf den die Haube 2 mittels eines entsprechenden Flansches 10 befestigt ist. Die Flansche 5 und 6 und der kastenförmige Gehäuseteil 7 sind miteinander durch rohrförmige Zargen 11 bzw. 12 verbunden, die den kreisrunden Durchgangsraum 13 des Schiebergehäuses nach außen hin abgrenzen. Die Innenwände der Haube 2, des Kastens 7 sowie der Zargen 11 und 12 sind mit einer Auskleidung 14, 15 bzw. 16 aus feuerfestem Material versehen.

Die Schieberplatte 3 besteht ihrerseits aus einem Außenringprofil 17 und zwei Deckblenden 18, die ebenfalls mit einer Feuerfestauskleidung 19 geschützt sind. Die Schieberplatte 3 ist innerhalb des Schiebergehäuses 1, mittels eines nicht dargestellten Antriebes verschiebbar, der an zwei an der Schieberplatte befestigten Antriebsstangen 20 angreift. Der Abstand zwischen den sich gegenüberliegenden inneren Stirnflächen 22 und 23 der beiden Verbindungszargen 11 und 12 bzw. zwischen den zugehörigen Feuerfestauskleidungen 16 ist so bemessen, daß die Schieberplatte 3 sich mit einem ausreichenden Spiel zwischen den innenliegenden Stirnflächen 22 und der Verbindungszargen 11 bzw. 12 bewegen kann.

Die ringförmige Stirnfläche 23 bildet einen Gehäusedichtsitz, der in der Schließstellung des Schiebers (Fig. 2) mit einer entsprechenden ringförmigen Dichtsitzfläche 24 der Schieberplatte 3 zusammenwirkt. Zum Kühlen des Gehäusedichtsitzes 23 ist in der Verbindungszarge 12 ein Ringkanal 25 vorgesehen, der über Stutzen 26, 27 mit Kühlluft versorgt wird und durch einen durchlaufenden Ringspalt 28 in der Gehäusedichtfläche 23 in den Innenraum 13 des Schiebergehäuses 1 mündet.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich, ist die Mulde 8 des Schiebergehäuses durch ein U-förmig profiliertes Blech 41 gebildet, dessen Schenkel 42 in den Ringkanal 25 der Zarge 12 hineinragt und dort eine schlitzförmige Aussparung aufweist, die als Staublende wirkt, um die durch das Zuführungsrohr 26 eingeführte Kühlluft so zu verteilen, daß am Luftspalt 28 gleiche Ausströmungsgeschwindigkeiten rundum vorliegen. Selbstverständlich ist statt der Blende jede andere wirkungsmäßig vergleichbare Stauvorrichtung verwendbar.

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Die Schieberplatte 3 weist ihrerseits einen luftgekühlten Innenraum 29 auf, wobei die Kühlluft durch die rohrförmig ausgebildeten Antriebsstangen 20 ein- und ausströmt.

Wie in Fig. 3 ersichtlich, wird die Kühlluft von einem Verdichter 30 erzeugt und der Schieberplatte und dem Schiebergehäuse durch die Leitung 31, 32 zugeführt. Die Kühlluft gelangt dann über eine Leitung 33 mit einem Absperrventil 34 in den Ringkanal 25 des Schiebergehäuses 1 und strömt dort, wie durch die radial gerichteten Pfeile schematisch dargestellt, in den Innenraum 13 und in die Heißwindleitung der Anlage. Die Kühlluft gelangt außerdem über die Leitung 35,

36, 36' und die rohrförmigen Antriebsstangen 20, in den Innenraum der in Fig. 3 nicht dargestellten Schieberplatte. Die dort erwärmte Kühlluft strömt dann durch die Hohl stangen 20 und die daran angeschlossenen Leitungen

37, 37' sowie die Leitung 38 wieder heraus. In den Leitungen 35 und 38 sind Absperrhähne 39 bzw. 40 vorgesehen.

Der beschriebene Absperrschieber arbeitet wie folgt:

In der in Fig. 1 dargestellten Offenstellung wird die über die Zufuhrstutzen 26, 27 in den Ringkanal 25 einströmende Kühlluft durch den Kühl spalt in das Innere des Schiebergehäuses 1 geleitet, wodurch der Gehäusedichtsitz 23 gekühlt wird. Der dabei entstehende Kühl luftstrom vom Kühl spalt 28 zum Gehäuseinnenraum 13 - und somit zur sich daran anschließenden Heißwindleitung der Anlage - verhindert gleichzeitig eine überhitzung der Mulde 8 im unteren Gehäuseteil bzw. des Gehäusehalses und der Haube 2 im oberen Bereich.

In der Schließstellung des Schiebers (Fig. 2) ist der Kühlspalt 28 im Gehäusedichtsitz 23 durch die Gehäusedichtfläche 24 der Schieberplatte 3 ganz abgedeckt. Der Kühl luftstrom durch den Kühl spalt 28 wird dadurch unterbrochen und das Luftkühl system der Schieberplatte kann die Kühlung dieses Bereiches mit übernehmen, da die Wärmebelastung des Gehäusedichtsitzes 28 und des sich daran anschließenden Bereiches der Verbindungszarge in der Schließstellung des Schiebers gering ist.

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Beim Umschalten des Schiebers in die OffensteTIung wird die Schieberplatte 3 im Schiebergehäuse hochgezogen, wodurch der Kühl spalt 28 wieder frei wird. Die an den Kühl spalt 28 anstehende Kühlluft strömt danach sofort in den Muldenraum 8 des Schiebergehäuses 1 ein und sperrt somit den Durchfluß von Heißwind in diesem Raum, d.h. im Winkel bereich bei "6 Uhr", in dem bekanntlich die Haupttemperaturbelastung für Schiebergehäuse und Schieberplatte vorhanden ist. Während des Hochziehens der Schieberplatte 3 kann also durch diesen gefährdeten Winkel bereich bei "6 Uhr" nur Kühlluft hindurchfließen, wodurch die sonst eintretende Thermoschock-Rißbildung vermieden wird.

Wie in der Fig. 3 ersichtlich, werden die Kühl systeme für das Schiebergehäuse und die Schieberplatte vom gemeinsamen Luftverdichter 30 gespeist, wobei die Kühlluft gegenüber dem Heißwind den notwendigen Oberdruck aufweist. Die durch Leitungen 31, 32, 33 in den Kühlkanal 25 strömende, erwärmte Kühlluft gelangt bei offenem Schieber in die Heißwindleitung der Anlage und trägt dazu bei, den Energiebedarf zum Erhitzen des Heißwindes herabzusetzen.

Im Bedarfsfall, so z.B. bei Stillstand des Hochofens, ist es möglich, bei geschlossenem Absperrschieber die Kühlluft durch Umschalten des Absperrventils 34 abzustellen, um ein Einströmen der Kühlluft in die Heißwindleitung bzw. den Cowper zu vermeiden.

Bei dem beschriebenen Absperrschieber ist die Schieberplatte 3 mit dem Druck des Heißwindes in Richtung des Pfeiles 39 beaufschlagt. Daher ist im Schiebergehäuse lediglich der Gehäusedichtsitz 23 vorgesehen. Es ist aber selbstverständlich im Rahmen der Erfindung möglich, auch die gegenüberliegende Stirnfläche 22 der Verindungszarge 11 als luftgekühlter Gehäusedichtsitz auszubilden, und diesen mit einer Luftspaltkühlung wie beim Gehäusedichtsitz 23 versehen ist.

Es ist auch ohne weiteres im Rahmen der Erfindung möglich, den im Ausführungsbeispiel als durchlaufender Ringspalt ausgebildeter Luftspalt unterbrochen auszubilden, oder als einen Kranz von verteilt angeordneten Luftaustrittsbohrungen auszugestalten, wobei die Spaltbreite in Abhängigkeit von der erforderlichen Kühl luftmenge zweckmäßigerweise zwischen 4 mm und 12 mm betragen kann.

- Leerseite -

Claims

28.11.1983 KXR/Gi/Sc PA 3374 HERMANN RAPPOLD & CO. GMBH Zollhausstraße 121 5160 Düren Absperrschieber für Rohrleitungen großer Nennweiten, insbesondere Heißwindleitungen Patentansprüche:

1. Absperrschieber für Rohrleitungen großer Nennweiten, insbesondere
Heißwindleitungen, mit einem luftgekühlten Schiebergehäuse und einer
darin verschiebbaren Schieberplatte, wobei das Schiebergehäuse mindestens einen Gehäusedichtsitz aufweist, der in der Schließstellung des Schiebers mit einem ihm gegenüberliegenden Dichtsitz der Schieberplatte zusammenwirkt und mit einem in den Gehäuseinnenraum mündenden Kühl spalt im Bereich des Gehäusedichtsitzes versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusedichtsitz mit einem an seiner Dichtfläche (23) angrenzenden Luftkühlkanal (25) versehen ist, der einerseits mit einer Kühlluftquelle (26, 27, 30) verbunden ist und andererseits durch einen in der Dichtfläche (23) des Gehäusedichtsitzes angeordneten Kühl spalt (28) in den Innenraum (13) des Schiebergehäuses mündet.

2. Absperrschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im
Luftkühl kanal (25) vor dem Kühl spalt (28) eine Stauvorrichtung (43) für den Kühl luftstrom eingebaut ist.

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