DE4141801C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein wassergekühltes Gehäuse für Heißwindschieber nach dem Oberbegriff des Patentanspru­ ches 1, wie sie beispielsweise bei Winderhitzeranlagen, Hochöfen oder auch Hochtemperaturprüfständen in Versuchs­ anstalten Verwendung finden.

Derartige Gehäuse sind bekannt. So wird in der deutschen Auslegeschrift 23 64 915 ein wassergekühltes Gehäuse für Heißwindschieber mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 beschrieben, wobei jeweils ein in Durchströmrichtung des Heißwindes vor dem Führungsraum und ein in Durch­ strömrichtung des Heißwindes hinter dem Führungsraum ge­ legener Kühlwasserringkanal im gleichen Kühlwasserkreis­ lauf unmittelbar hintereinander geschaltet sind. Ein sol­ ches Gehäuse hat sich im praktischen Betrieb durchaus be­ währt, als Nachteil wird jedoch gesehen, daß die Ferti­ gung des üblicherweise als Schweißkonstruktion ausgeführ­ ten Gehäuses relativ aufwendig ist, da zur Bildung der Kühlwasserringkanäle relativ viele Bauteile hergestellt werden müssen, die dann mit entsprechend vielen Schweiß­ nähten verbunden werden müssen.

Es ist auch ein wassergekühltes Gehäuse für Heißwind­ schieber nach der deutschen Auslegeschrift 23 28 085 be­ kannt. Hier handelt es sich um einen wassergekühlten Hochtemperaturschieber, insbesondere einen Heißwindschie­ ber, bei dem Ringkanäle für das Kühlmittel (Wasser) im Gehäuse vorgesehen sind, welche vom Oberteil des Schie­ bers entlang der Dichtleisten zu beiden Umfangsseiten bis zum unteren Bereich des Gehäuses verlaufen und über an dieser Stelle vorgesehene Übertrittsöffnungen in min­ destens einen Kühlkanal münden, der um den um die Schie­ berplatte angeordneten Bereich des Gehäuses zum Gehäuse­ oberteil, in dem sich der Kühlmittelaustritt befindet, zurückläuft, wobei der Strömungsquerschnitt des Kühlka­ nals, in dem das Kühlmittel zurückgeführt wird, minde­ stens in seinem unteren, 180° umfassenden Bereich, klei­ ner ist, höchstens jedoch gleich groß wie der Gesamt­ strömungsquerschnitt der Ringkanäle. Der Erfinder stell­ te sich hier die Aufgabe, bei Hochtemperaturschiebern, insbesondere Heißwindschiebern, die Zuverlässigkeit und die Wirksamkeit der Kühlung zu erhöhen, und zwar unter möglichst gleichzeitiger Vereinfachung und Verbilligung sowie einer Reduzierung des Raumbedarfs der Gehäusekon­ struktion. Auch dieses Gehäuse ist als Schweißkonstruk­ tion ausgeführt und weist einen recht komplizierten Auf­ bau auf, da im Kühlwasserraum besondere Leitbleche vorge­ sehen sind, um eine zum Mitreißen von im Kühlwasser be­ findlichen Feststoffen ausreichende Kühlwassergeschwin­ digkeit aufrecht zu erhalten, was den Aufwand der Ferti­ gung erhöht und als Nachteil angesehen wird.

Weiter ist ein Heißwindschieber nach der EP 01 71 754 A1 bekannt. Hier handelt es sich um einen Heißwindschieber, insbesondere für Heißwindanlagen von Hochöfen, bestehend aus einem aus Blechen gebildeten Schiebergehäuse, einer Schieberplatte, einer auf dem Schiebergehäuse befestig­ ten Schieberhaube, die zum Aufnehmen der Schieberplatte im geöffneten Zustand des Schiebers dient, Sitzen, zwi­ schen welchen die Schieberplatte sich im geschlossenen Zustand befindet, Kühlkanälen und feuerfesten Schutzaus­ kleidungen zur Heißwindseite hin, wobei der Sitz, gegen welchen sich die Schieberplatte im geschlossenen Zustand abstützt, aus Metall ist, welches im thermischen Kontakt zu einem Kühlmittel steht, und wobei die dem genannten Sitz gegenüberliegende Seite nur aus Feuerfestmaterial besteht.

Der hier beanspruchte Heißwindschieber weist demnach nur zur Heißwindseite hin Kühlkanäle auf, was als nachteilig in Bezug auf die Kühlwirkung unter hoher Beanspruchung angesehen wird. Der Aufbau auf der Heißwindeintrittssei­ te ist ähnlich kompliziert und fertigungsaufwendig wie bei den weiter oben beschriebenen Gehäusen.

Schließlich ist aus der DE-OS 25 38 357 ein Hochtempera­ turschieber, insbesondere Heißwindschieber bekannt, mit einem wassergekühlten und mit zwei Endflanschen versehe­ nen Schiebergehäuse, welches Kühlmittelkanäle und insbe­ sondere wassergekühlte Dichtleisten sowie eine quer zur Längsachse des Durchflußquerschnitts der Gasdurchführung angeordnete Kammer aufweist, in der eine Schieberplatte zum Verschließen und Öffnen dieses Durchflußquerschnitts geführt ist, wobei an einem Ende dieser Kammer eine Be­ tätigungseinrichtung abnehmbar am Gehäuse befestigt ist, wobei der gesamte, die Kammer für die Schieberplatte um­ schließende mittlere Teil des Schiebergehäuses in auf allen Seiten rechteckiger Form ausgebildet ist und an der der Einbauseite für die Betätigungseinrichtung gegen­ überliegenden Stirnseite mit einer Abschlußwandung ver­ sehen ist.

In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß zusätzlich zu Kühlmittelkanälen innerhalb der Dichtleisten Kühlmittel­ kanäle vorgesehen sind, welche außerhalb des mittleren Teils und umlaufend um die rohrförmigen Ansatzstücke des Schiebergehäuses anschließen, wobei das zunächst durch die Dichtleisten strömende Kühlwasser mit dem Kühlwasser­ austritt verbunden ist.

Wenn auch ein Vorteil darin gesehen wird, daß das Schie­ bergehäuse als einfache Schweißkonstruktion ausführbar ist, so bleibt doch als Nachteil, daß die dazu verwende­ ten Bauelemente (z. B. die Kühlmittelkanäle) zumindest zum Teil speziell zu diesem Zweck unter erheblichen Auf­ wand hergestellt werden müssen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Gehäuse für Heißwindschieber unter Beibehaltung der Stabilität und Kühlwirkung derart wei­ terzuentwickeln, daß die Fertigung einfacher wird und die hierbei aufzuwendenden Schweißarbeiten verringert werden.

Die Aufgabe wird gelöst mit einem gattungsgemäßen Gehäu­ se mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspru­ ches 1.

Durch die Verwendung je eines, ringförmige Eintiefungen aufweisenden Gehäusebauteils auf jeder zu den Rohrleitun­ gen gerichteten Außenseite wird die Fertigung stark ver­ einfacht. Die Ringkanäle werden zum einen Teil in diese Bauteile integriert und zum anderen Teil aus ringförmi­ gen Bauteilen gebildet, die die Eintiefungen verschlie­ ßen. Somit sind auf jeder der beiden Außenseiten nur drei Bauteile erforderlich, um jeweils zwei konzentrisch ineinandersitzende Ringkanäle zu formen.

Vorteilhaft ist dabei vorgesehen, daß die Eintiefungen für die äußeren Ringkanäle der paarweise konzentrisch ineinandersitzenden Ringkanäle in Richtung zu den Flan­ schen hin offen sind und daß die Eintiefungen für die inneren Ringkanäle der paarweise ineinandersitzenden Ringkanäle in Richtung zur Schieberplatte hin offen sind, wobei jedes der einstückigen, jeweils zwei ringför­ mige Eintiefungen aufweisenden Gehäusebauteile im wesent­ lichen rotationssymmetrisch zu einer parallel zur Strö­ mungsrichtung verlaufenden Mittelachse ist und einen Querschnitt aufweist, der im Bereich seines größten Durchmessers einen ersten radial verlaufenden Bereich aufweist, der den Flansch zum Anschluß an die Rohrlei­ tung bildet, der im Bereich des Flanschinnendurchmessers einen zweiten, axialen Bereich aufweist, der einen er­ sten Teil der Wandung des äußeren Ringkanals bildet, der daran anschließend einen zweiten, radial zur Mittelachse hin sich erstreckenden Bereich aufweist, der einen zwei­ ten Teil der Wandung des äußeren Ringkanals bildet, der daran anschließend etwa rechtwinklig nach beiden Seiten hin in den einen Schenkel eines etwa U-förmigen, etwa waagerecht angeordneten Bereichs übergeht, der zur Schie­ berplatte hin offen ist und einen Teil der Wandung des inneren Ringkanals bildet, wobei der zum Scheitelpunkt des U-förmigen Bereiches verlaufende eine Schenkelab­ schnitt einen dritten Teil der Wandung des äußeren Ring­ kanals bildet.

Dadurch sind die Gehäusebauteile einfach und wirtschaft­ lich durch Drehen zu fertigen.

Vorteilhaft ist ferner vorgesehen, daß die zur Achse hin liegenden Schenkel des U-förmigen Bereiches kürzer sind als die jeweils gegenüberliegenden Schenkel, wobei zweck­ mäßig das zweite ringförmige Bauteil einen U-förmigen Querschnitt mit verschieden langen Schenkeln aufweist, der den U-förmigen Bereich des Gehäusebauteils zur Bil­ dung des inneren Ringkanals ergänzt.

Dadurch wird der zur Formung des U-förmigen Bereiches des Gehäusebauteils erforderliche Einstechvorgang verein­ facht.

Zweckmäßig weist das erste ringförmige Bauteil zur Bil­ dung des äußeren Ringkanals die Form einer im wesentli­ chen flachen ringförmigen Stahlplatte auf. Dadurch ist dieses Bauteil besonders einfach z. B. durch einen Schneidstrich oder Brennvorgang aus einer Platte her­ stellbar.

Vorteilhaft ist vorgesehen, daß die ersten ringförmigen Bauteile mittels je einer an ihren inneren und ihren äußeren Durchmesser verlaufende Schweißnaht mit den Ge­ häusebauteilen verbindbar sind. Dadurch wird das Ein­ schweißen durch zwei Rundnähte an leicht zugänglichen Stellen problemlos ausführbar.

Schließlich ist vorteilhaft vorgesehen, daß die zweiten ringförmigen Bauteile mittels je einer an den freien En­ den der Schenkel verlaufenden Schweißnaht mit den Gehäu­ sebauteilen verbindbar sind. Dadurch ist auch dieser Schweißvorgang ohne Schwierigkeit wirtschaftlich durch­ führbar.

Der Anschluß der Kühlwasserzu- und abführung entspricht dem Stand der Technik z. B. nach der Auslegeschrift 23 64 915 und wird an dieser Stelle nicht näher erläu­ tert.

Anschließend wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungs­ gemäßen Gehäuses anhand von Zeichnungen näher erläutert. Sie zeigen in

Fig. 1 einen Querschnitt eines Ausschnitts eines erfin­ dungsgemäßen Gehäuses und in

Fig. 2 einen Querschnitt eines Gehäuses nach dem Stand der Technik.

Mit Bezugnahme auf Fig. 1 weist ein im unteren Bereich ausschnittsweise gezeigtes, erfindungsgemäßes Gehäuse 20, das in Richtung des Pfeiles A vom Heißwind ange­ strömt wird, eine üblicherweise wassergekühlte Schieber­ platte 21 auf, die in geschlossenem Zustand dargestellt ist und in Richtung des Pfeiles B durch einen bekannten, beispielsweise elektrischen oder hydraulischen Antrieb (nicht dargestellt), geöffnet werden kann. Das Gehäuse 20 weist an der der Anströmseite gegenüberliegenden Sei­ te eine im wesentlichen rotationssymmetrisch um eine parallel zur Strömungsrichtung A verlaufende Mittelachse M ausgebildetes Gehäusebauteil 22 auf, dessen am größten Durchmesser D beginnender, zur Mittelachse M verlaufen­ der ringförmiger Bereich 23 einen Flansch zum Anschluß an eine nicht gezeigte Rohrleitung bildet. In dem Flansch sind Bohrungen zum Herstellen z. B. einer Schraub­ verbindung mit der Rohrleitung vorgesehen.

Der Querschnitt des Gehäusebauteils 22 ist im Anschluß an den ringförmigen Bereich 23 in Form eines axialen Be­ reichs 24 weitergebildet, dessen zur Schieberplatte 21 hin gerichteter Abschnitt einen ersten Teil 25 der Wan­ dung eines äußeren Ringkanals 26 bildet.

Der Abschnitt 25 geht mit einer Abrundung in einen zwei­ ten, sich radial zur Mittelachse M erstreckenden Ab­ schnitt 27 über, der einen zweiten Teil der Wandung des äußeren Ringkanals 26 bildet.

Der Abschnitt 27 stößt mit abgerundeten Ecken rechtwink­ lig auf einen in Form eines liegenden, zur Schieberplat­ te 21 hin offenen U ausgebildeten Abschnitt 28, dessen zur Mittelachse M gelegener Schenkel kürzer ist als der andere, wobei der U-förmige Querschnitt einen Teil der Wandung eines inneren Ringkanals 29 bildet.

Auf der Einströmseite des Gehäuses ist ein Gehäusebau­ teil 22′ angeordnet, das zu dem Gehäusebauteil 22 spie­ gelbildlich symmetrisch ist und die entsprechenden Merk­ male aufweist, weswegen auf eine nähere Beschreibung ver­ zichtet wird.

Die durch die Abschnitte 25, 27 und den zum Flansch hin gerichteten Teil des U-förmigen Querschnitts 28 gebilde­ te ringförmige Vertiefung wird mit einem ersten ringför­ migen Bauteil 30 zur Bildung des äußeren Ringkanals 26 geschlossen, wozu bei C und E ringförmige Schweißnähte gezogen werden.

Zu- und Abfluß für das in den Ringkanälen 26, 29 fließen­ de Kühlmittel, üblicherweise Wasser, sind herkömmlicher Art und nicht dargestellt.

Auf die freien Enden der Schenkel des U-förmigen Quer­ schnitts 28 wird ein zweites ringförmiges Bauteil 31 zur Bildung des inneren Ringkanals 29 aufgesetzt, wobei das Bauteil 31 einen U-förmigen Querschnitt mit ungleich lan­ gen Schenkeln aufweist, wobei der zur Mittelachse M gele­ gene Schenkel länger ist als der andere, so daß der inne­ re Ringkanal 29 einen Querschnitt etwa in Form eines parallel zur Anströmrichtung A längs gestreckten Recht­ ecks aufweist. Die beiden Enden der Schenkel der beiden U-förmigen Teile werden durch zwei ringförmige Schweiß­ nähte bei F und G verbunden.

Das Gehäuse weist auf der der Einströmseite gegenüberlie­ genden Seite eine feuerfeste Auskleidung 40 aus kerami­ scher Masse auf, die zwischen dem Gehäusebauteil 22, den ersten und zweiten ringförmigen Bauteilen 30, 31 einer­ seits und dem vom Heißwind beaufschlagten Innenraum an­ dererseits angeordnet ist.

Auf der Einströmseite ist in entsprechender Weise eine feuerfeste Auskleidung 41 angeordnet, deren innerer Durchmesser D′ zur Schieberplatte 21 hin kontinuierlich abnimmt, während der innere Durchmesser d der feuerfe­ sten Auskleidung 40 konstant ist.

Die übrigen, in der Fig. 1 zu erkennenden Bauteile des Gehäuses 20 sind nicht erfindungswesentlich und werden daher nicht weiter erläutert.

Mit Bezugnahme auf Fig. 2 weist ein im Querschnitt dar­ gestelltes Heißwindschiebergehäuse 1 nach dem Stand der Technik zwei Flansche 2 ¹, 2 ² zur Verbindung mit nicht ge­ zeigten Rohrleitungen, einen Führungsraum 3 für eine Schieberplatte 4 und konzentrisch ineinander sitzende Kühlwasserringkanäle 5, 6 und 7, 8 auf. Zum Heißwind hin, der in Richtung 11 einströmt, sind feuerfeste Aus­ kleidungen 9, 10 vorgesehen.

Es ist erkennbar, daß die inneren Ringkanäle 5, 6 je­ weils zwei Bauteile aufweisen, die durch jeweils zwei ringförmige Schweißnähte verbunden sind, und daß die äußeren Ringkanäle 7, 8 jeweils drei weitere Bauteile aufweisen, die durch jeweils vier weitere ringförmige Schweißnähte verbunden sind. Außerdem ist jeweils ein Flanschteil mit einer weiteren Schweißnaht vorgesehen.

Das erfindungsgemäße Gehäuse für Heißwindschieber benö­ tigt dagegen auf jeder Seite drei Bauteile und vier Schweißnähte und stellt eine wesentliche Vereinfachung im Aufbau und in der Fertigung dar.

Claims (8)

1. Wassergekühltes Gehäuse (20) für Heißwindschieber, insbesondere in mit Feuerfestmaterial ausgekleideten Rohrleitungen, mit in Durchströmrichtung des Heißwin­ des hintereinander beidseitig des Führungsraumes für die Schieberplatte (21) liegend angeordneten Kühlwas­ serringkanälen, die paarweise konzentrisch ineinan­ dersitzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringkanäle (26, 29) durch zwei einstückige, jeweils zwei im wesentlichen ringförmige Eintiefun­ gen aufweisende Gehäusebauteile (22, 22′) gebildet sind, welche Eintiefungen durch erste und zweite ringförmige Bauteile (30, 31) zur Bildung der Ringka­ näle verschließbar sind.

2. Wassergekühltes Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Eintiefungen für die äußeren Ringkanäle (26) der paarweise konzentrisch ineinan­ dersitzenden Ringkanäle in Richtung zu den Flanschen hin offen sind und daß die Eintiefungen für die inne­ ren Ringkanäle (29) der paarweise ineinandersitzen­ den Ringkanäle in Richtung zur Schieberplatte (21) hin offen sind.

3. Wassergekühltes Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der ein­ stückigen, jeweils zwei ringförmige Eintiefungen auf­ weisende Gehäusebauteile (22, 22′) im wesentlichen rotationssymmetrisch zu einer parallel zur Strömungs­ richtung verlaufenden Mittelachse M ist und einen Querschnitt aufweist, der im Bereich seines größten Durchmessers D einen ersten radial verlaufenden Be­ reich (23) aufweist, der einen Flansch zum Anschluß an eine Rohrleitung bildet, der im Bereich des Flanschinnendurchmessers einen zweiten, axialen Be­ reich (24) aufweist, der einen ersten Teil (25) der Wandung des äußeren Ringkanals (26) bildet, der da­ ran anschließend einen zweiten, radial zur Mittel­ achse M hin sich erstreckenden Bereich (27) auf­ weist, der einen zweiten Teil der Wandung des äuße­ ren Ringkanals (26) bildet, der daran anschließend etwa rechtwinklig nach beiden Seiten hin in den ei­ nen Schenkel eines etwa U-förmigen, etwa waagerecht angeordneten Bereichs (28) übergeht, der zur Schie­ berplatte (21) hin offen ist und einen Teil der Wan­ dung des inneren Ringkanals (29) bildet, wobei der zum Scheitelpunkt des U-förmigen Bereichs verlaufen­ de eine Schenkelabschnitt einen dritten Teil der Wan­ dung des äußeren Ringkanals (26) bildet.

4. Wassergekühltes Gehäuse nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der zur Mittelachse M hin liegende Schenkel des U-förmigen Bereichs (28) kürzer als der andere Schenkel ist.

5. Wassergekühltes Gehäuse nach einem der vorangegange­ nen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zwei­ te ringförmige Bauteil (31) einen U-förmigen Quer­ schnitt mit verschieden langen Schenkeln aufweist, der den U-förmigen Bereich (28) des Gehäusebauteils (22, 22′) zur Bildung des inneren Ringkanals (29) ergänzt.

6. Wassergekühltes Gehäuse nach einem der vorangegange­ nen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste ringförmige Bauteil (30) zur Bildung des äußeren Ringkanals die Form einer im wesentlichen flachen ringförmigen Platte aufweist.

7. Wassergekühltes Gehäuse nach einem der vorangegange­ nen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die er­ sten ringförmigen Bauteile (30) mittels je einer an ihren inneren und an ihren äußeren Durchmessern ver­ laufenden Schweißnaht mit den Gehäusebauteilen (22, 22′) verbindbar sind.

8. Wassergekühltes Gehäuse nach einem der vorangegange­ nen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei­ ten ringförmigen Bauteile (31) mittels je einer an den freien Enden der Schenkel verlaufenden Schweiß­ naht mit den Gehäusebauteilen (22, 22′) verbindbar sind.