DE4404315C2 - Beschickungsvorrichtung für einen unter Druck stehenden Schachtofen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beschickungsvorrichtung für einen unter Druck stehenden Schachtofen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Sie betrifft insbesondere eine Beschickungsvorrichtung für einen Schachtofen mit einer drehbaren oder verschwenkbaren Schurre.

Eine solche Beschickungsvorrichtung umfaßt im allgemeinen die folgenden Bauteile: einen Materialbunker, der über dem unter Druck stehenden Schachtofen angeordnet ist und einen vertikalen Schleusungsbehälter für das Beschickungsmaterial darstellt, wobei dieser Materialbunker einen trichterförmigen unteren Teil aufweist, der eine im wesentlichen vertikale zentrale Achse für das Ausfließen des Materials festlegt; ein Organ zum Zurückhalten des Materials; ein Organ zum Einstellen des Materialdurchsatzes; ein unteres Abdichtungsorgan; und einen Zuführungsstutzen, der in den unter Druck stehenden Schachtofen hineinragt. Die Eigenschaften einer solchen Vorrichtung werden hauptsächlich durch die Wahl des Organs zum Zurückhalten des Materials, des Organs zum Einstellen des Materialdurchsatzes, und des unteren Abdichtungsorgans, sowie durch die relative Anordnung dieser Organe bestimmt.

Eine Vorrichtung dieser Art, die für einen Schachtofen mit einer drehbaren und/oder schwenkbaren Verteilerschurre vorgesehen ist, ist aus der Patentschrift EP 0 062 770 A1 bekannt. In dieser Patentschrift wird ein kombiniertes Organ zum Zurückhalten des Materials und zum Einstellen des Materialdurchsatzes vorgeschlagen, das zwei Schieber umfaßt, die die Form von Kugelkalotten haben, und mittels deren relativer Bewegung der Durchlaufquerschnitt symmetrisch zu der zentralen Ausfließachse des Materials verändert werden kann. Diese Schieber sind in einer dichten Kammer angeordnet, die unmittelbar unter dem Bunker angeordnet ist. Diese dichte Kammer ist an ihrem unteren Ende mit dem unteren Abdichtungsorgan versehen. Dieses Abdichtungsorgan ist als Dichtklappe ausgebildet, die von einer seitlichen Position, in der sie vor dem aus dem Bunker ausfließenden Material geschützt ist, in eine Verschlußposition geschwenkt werden kann, in der sie quer zu der Ausfließachse des Materials angeordnet ist. In dieser Verschlußposition ist die Klappe durch eine axiale Translationsbewegung auf ihren Sitz aufsetzbar. Dieser Sitz umgibt die Auslauföffnung des Bunkers und ist mit einer nach unten, das heißt, in die Ausfließrichtung des Materials gerichteten Abdichtungsfläche versehen.

Eine Vorrichtung von der aus der Patentschrift EP 0 062 770 A1 bekannten Art ist voll zufriedenstellend hinsichtlich der Durchsatz- Einstellkennlinie, und hinsichtlich der Dichtheit, selbst bei einem Schachtofen, in dem hohe Arbeitsdrücke herrschen. Ihr hauptsächlicher Nachteil ist ihre große Montagehöhe, die sich daraus ergibt, daß das kombinierte Organ zum Zurückhalten des Materials und zum Einstellen des Materialdurchsatzes sowie das Abdichtungsorgan unter dem Bunker übereinander angeordnet sind. Um gegebenenfalls diesen Nachteil zu beseitigen, könnte man beispielsweise daran denken, die unter dem Bunker angeordnete, untere Abdichtungsklappe durch ein unteres Abdichtungsorgan zu ersetzen, das in den Bunker direkt integriert ist.

Aus der Patentschrift EP 0 088 253 B1 ist eine Schachtofen- Beschickungsvorrichtung von der in dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Art bekannt, die mit einem kombinierten Organ zum Zurückhalten des Materials und zum Einstellen des Materialdurchsatzes versehen ist, wobei dieses Organ eine Glocke umfaßt, die in den Materialbunker integriert ist. Diese Glocke, welche die Form eines Rotationskegels aufweist, der sich in Richtung seines unteren Randes erweitert, ist längs der Achse des Bunkers vertikal verschiebbar. In der abgesenkten Position wirkt sie mit einem im Bereich der Auslauföffnung des Bunkers vorgesehenen, ersten Sitz zusammen, um diese Auslauföffnung zu verschließen. In der angehobenen Position legt sie eine ringförmige Ausfließöffnung zwischen der trichterförmigen Wand und dem unteren Rand des Bunkers fest. Der Durchgangsquerschnitt dieser ringförmigen Öffnung ist von dem vertikalen Hub der Glocke abhängig. Es ist wohlbekannt, daß eine Glocke dieser Art nicht unbedingt zufrieden stellt, was die Durchsatz-Einstellkennlinie betrifft. Um diesen Nachteil zu beseitigen, wird in der Patentschrift EP 0 088 253 B1 vorgeschlagen, die Glocke auf der Seite bei ihrem unteren Rand mit einem länglichen, spitzen Körper zu versehen, der koaxial zu der zentralen Achse der Auslauföffnung ist, und der sich in axialer Richtung durch diese Auslauföffnung in Richtung des Zuführungsstutzens der Schurre erstreckt. Das Profil dieses Körpers sollte dann theoretisch ermöglichen, die Einstellkennlinie, das heißt, den Materialdurchsatz als Funktion des vertikalen Hubs des Zurückhalte- und Einstellorgans festzulegen. Das erhaltene Ergebnis ist jedoch eher enttäuschend.

In der Patentschrift EP 0 088 253 B1 wird auch ein unteres Abdichtungsorgan vorgeschlagen, das in den Bunker integriert ist. Dieses Abdichtungsorgan umfaßt eine Verschlußscheibe, die unter der Glocke angeordnet, und bei ihrer unteren Fläche mit einer peripheren Dichtung versehen ist. Wenn die Glocke auf ihrem Sitz aufliegt, kann die Scheibe in axialer Richtung auf einen zweiten Sitz aufgesetzt werden. Dieser zweite Sitz, der unter dem ersten Sitz angeordnet ist, hat einen kleineren Durchgangsquerschnitt als der erste Sitz und ist mit einer nach dem Inneren des Bunkers gerichteten Abdichtungsfläche versehen. Dieses Abdichtungsorgan funktioniert jedoch nicht zufriedenstellend. Der zweite Sitz, der Abnutzungen durch die Materialien ausgesetzt ist, die durch die Auslauföffnung ausfließen, verschleißt in der Tat rasch, und kann dann einen dichten Verschluß gegenüber den unter Druck stehenden Gasen nicht mehr sicherstellen.

Wenn man nun bei der Beschickungsvorrichtung gemäß Pa­ tentschrift EP 0 088 253 B1 das untere Abdichtungsorgan, das in den Bunker integriert ist, durch eine schwenkbare Abdichtungsklappe von der Art der Klappe ersetzen will, die aufgrund der Patentschrift EP 0 062 770 A1 bekannt ist, verliert man hinsichtlich der Montagehöhe jeglichen Vorteil. Wenn die Glocke auf ihrem Sitz aufliegt, ist der längliche, spitze Körper in der Tat zwangsläufig unter der Auslauföffnung des Bunkers angeordnet. Da die schwenkbare Abdichtungsklappe nicht durch den länglichen Körper hindurch bewegt werden kann, muß folglich unter dem Materialbunker eine dichte Kammer vorgesehen werden, in die der längliche Körper mit seiner ganzen Länge eindringen kann. Die Abdichtungsklappe wird dann in das untere Ende dieser dichten Kammer integriert, deren Höhe sicher nicht kleiner als die Höhe der dichten Kammer ist, die die aus der Patentschrift EP 0 062 770 A1 bekannten, kugelkalottenförmigen Schieber enthält.

Aus der US 3,152,703 ist eine Abdichtvorrichtung für einen Hochofen mit einer konischen Dichtglocke bekannt. Letztere ist unterhalb eines sich nach unten erweiternden, konischen Dichtsitzes angeordnet. In den konischen Dichtsitz ist ein elastischverformbares Dichtelement integriert, das durch einen Druckfluid aufgeblasen werden kann und hierbei an die Dichtglocke angepreßt wird.

Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, eine Beschickungsvorrichtung für einen unter Druck stehenden Schachtofen, von der in dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Art vorzuschlagen, bei der das untere Abdichtungsorgan in den Bunker integriert ist, aber die nicht alle obenerwähnten Nachteile der Vorrichtung gemäß Patentschrift EP 0 062 770 A1 aufweist.

Diese Aufgabe wird durch eine Beschickungsvorrichtung nach Ansprüch 1 gelöst.

Die vorgeschlagene Vorrichtung unterscheidet sich von der bekannten Vorrichtung gemäß Patentschrift EP 0 088 253 A1 durch eine wesentlich größere Lebensdauer des unteren Abdichtungsorgans des Bunkers. Der Sitz des Verschlußelements, das bei der vorgeschlagenen Vorrichtung die Dichtheit sicherstellt, weist in der Tat eine Abdichtungsfläche auf, die ungefähr vertikal ist oder nach unten, das heißt in die Ausfließrichtung des Materials, gerichtet ist. Wichtig ist dabei, daß die Abdichtungsfläche nicht nach dem Inneren des Materialbunkers gerichtet ist. Auf diese Weise ist die Abdich­ tungsfläche keiner Abnutzung durch die Materialien ausgesetzt, die durch die Auslauföffnung ausfließen, und das Risiko, daß feste Partikel daran haften bleiben, ist vernachlässigbar.

Die Dichtheit zwischen dieser Abdichtungsfläche und dem Verschlußelement wird durch die durch eine Flüssigkeit oder ein Gas aufblasbare Dichtung gewährleistet, die das Verschlußelement seitlich umgibt. Diese Dichtung wird immer durch die Glocke geschützt, und ist daher auch keiner Abnutzung durch die Beschickungsmaterialien unterworfen. Es wird ausdrücklich präzisiert, daß der Ausdruck "Glocke" jeden Körper einschließt, der die Auslauföffnung verschließen kann, selbst wenn dieser Körper nicht die Form einer Glocke hat. Der Sitz ist weiterhin mit einer zweiten peripheren Abdichtungsfläche versehen, die stromaufwärts von der ersten peripheren Abdichtungsfläche angeordnet ist und zu dem Verschlußelement hin gerichtet ist. Dieses Verschlußelement ist stromaufwärts von der Dichtung mit einem peripheren Rand versehen, der auf der zweiten Abdichtungsfläche aufliegt, wenn das Abdichtungselement in der Arbeitsposition ist. Die zweite Abdichtungsfläche bildet an erster Stelle einen Anschlag für das Verschlußelement aus, wobei sie ermöglicht, die Arbeitsposition des Verschlußelements genau festzulegen. Außerdem stellt der auf der zweiten Abdichtungsfläche aufliegende, periphere Rand des Verschlußelements einen wirksamen Schutz der aufblasbaren Dichtung vor Materialien dar, die versehentlich zwischen der Glocke und der Wand des Bunkers ausfließen.

Dieser periphere Rand ist im übrigen in vorteilhafter Weise mit einer flexiblen Dichtung, beispielsweise einer Elastomerdichtung versehen, die mit der zweiten Abdichtungsfläche zusammenwirkt. Es ist jedoch auch möglich, einen Metall/Metall-Kontakt vorzusehen. In diesem Fall ist es vorteilhaft, dem peripheren Rand die Form eines kugelförmigen Kranzes, und der zweiten Abdichtungsfläche die Form eines kegelförmigen Kranzes zu geben.

Vorzugsweise hat die erste Abdichtungsfläche die Form einer sich nach unten, das heißt, in Stromrichtung erweiternden Kegelstumpfmantelfläche, und die zweite Abdichtungsfläche hat die Form einer sich nach oben, das heißt, entgegengesetzt zu der Stromrichtung erweiternden Kegelstumpfmantelfläche.

Der Sitz ist in vorteilhafter Weise mit einer ringförmigen Kammer versehen, die mindestens die erste Abdichtungsfläche umgibt, und diese Kammer ist an mindestens eine Fluid-Zuführungsrohrleitung und mindestens eine Fluid-Rückführungsrohrleitung angeschlossen. In dieser ringförmigen Kammer kann dann ein Fluid, vorzugsweise eine Flüssigkeit, umgewälzt werden, dessen Temperatur und/oder Strömungsrate so gewählt werden, daß die Temperatur der Abdichtungsfläche weder unter dem Taupunkt liegt, um Kondensation darauf zu vermeiden, noch zu hoch ist, um eine Verschlechterung der auf ihr aufliegenden, aufblasbaren Dichtung zu riskieren. Wenn Kondensation von Feuchtigkeit auf den Abdichtungsflächen vermieden wird, wird nicht nur ihre Korrosion verhindert, sondern es wird auch vermieden, daß Staub auf ihnen kleben bleibt, was einen engen Kontakt mit der Dichtung verhindern würde und außerdem zu einer raschen Abnutzung dieser Dichtung führen würde.

Die aufblasbare Dichtung legt in vorteilhafter Weise eine ringförmige Kammer fest, die an mindestens eine Fluid- Zuführungsrohrleitung und mindestens eine Fluid-Rückführungs­ rohrleitung angeschlossen ist. Auf diese Weise kann die aufblasbare Dichtung unmittelbar durch ein Fluid, vorzugsweise eine Flüssigkeit, gekühlt werden, das durch die ringförmige Kammer umgewälzt wird. Um die aufblasbare Dichtung aufzublasen, genügt es dann, den Druck des Fluids in den Zuführungsrohrleitungen zu erhöhen.

Das Verschlußelement ist bei seinem Umfang vorzugsweise mit einem ringförmigen Kanal versehen, der mit einer Druckluft- oder Druckgasquelle verbunden ist, und dieser ringförmige Kanal ist dann mit mindestens einer schräg nach unten gerichteten Blasdüse versehen. Diese Ausführung ermöglicht, bei der Absenkung des Verschlußelements auf seinen Sitz die erste und die zweite Abdichtungsfläche zu reinigen.

Der trichterförmige, untere Teil des Materialbunkers hat vorzugsweise eine innere Oberfläche, die unmittelbar stromaufwärts von dem Sitz eine plötzliche und ausgeprägte Erhöhung ihrer Neigung aufweist. Diese plötzliche und ausgeprägte Diskontinuität der Neigung bewirkt, daß die Materialpartikel über die zweite Abdichtungsfläche, die zu dem Inneren des Bunkers hin gerichtet ist, geschleudert werden, wodurch die Abnutzung dieser Oberfläche vermindert wird.

Die Vorrichtung umfaßt in vorteilhafter Weise ein Organ zum Einstellen des Materialdurchsatzes. Dieses Organ weist beispielsweise zwei kugelkalottenförmige Schieber auf, die durch ihre relative Bewegung einen variablen Durchgangsquerschnitt festlegen, der symmetrisch zu der zentralen Materialausfließachse ist. Es handelt sich um eine Ausführung, die ermöglicht, eine ausgezeichnete Einstellkennlinie für den Materialdurchsatz zu erhalten.

Wahlweise kann das Einstellorgan für den Materialdurchsatz jedoch auch einen zentralen Dosierkörper aufweisen, der länglich und wesentlich schlanker als die Glocke ist, koaxial zu der zentralen Ausfließachse ist, und längs dieser zentralen Ausfließachse relativ zu der Glocke derart verschiebbar ist, daß er in Richtung des Zuführungsstutzens mehr oder weniger weit in die Auslauföffnung eindringen kann. Das Verschlußelement ist dann mit einer zentralen Öffnung zur Durchführung des zentralen Einstellkörpers versehen, und die Vorrichtung weist Abdichtungsmittel zwischen dem Inneren des Bunkers und der zentralen Öffnung auf. Diese Ausführung der vorgeschlagenen Vorrichtung zeichnet sich durch eine besonders geringe Montagehöhe aus, wobei sie zugleich hinsichtlich der Qualität des Abdichtungsorgans und der Qualität des Einstellorgans voll zufrieden stellt. Im Gegensatz zu der bekannten Vorrichtung der Patentschrift EP 0 088 253 B1 ist der zentrale Dosierkörper in der Tat kein Bestandteil der Glocke mehr, sondern ein unabhängiges Element, dessen Position bezüglich der Auslauföffnung unabhängig von der Position der Glocke in dem Materialbunker eingestellt werden kann. Dieses Merkmal ermöglicht, die Glocke in einem Abstand von der Auslauföffnung anzuordnen, in dem sie den durch die Auslauföffnung ausfließenden Durchsatz praktisch nicht mehr beeinflußt. Der Durchsatz kann also im wesentlichen durch die Verschiebung des zentralen Dosierkörpers eingestellt werden. Daraus folgt, daß die Einstellkennlinie, das heißt, die Funktion Q = f(C), worin Q der Materialdurchsatz durch die Auslauföffnung und C der Hub des zentralen Dosierkörpers ist, durch die Wahl des Längsprofils des länglichen, schlanken Körpers, der jetzt seine Funktion als zentraler Dosierkörper voll erfüllt, festgelegt werden kann.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorgeschlagenen Vorrichtung ergeben sich aus der ausführlichen Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen, die nachstehend nur zur Veranschaulichung wiedergegeben sind, wobei auf die im Anhang beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, die Folgendes darstellen:

Fig. 1 gibt, in einem vertikalen Schnitt, eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Beschicken eines Schachtofens schematisch wieder,

Fig. 2 gibt ein Detail des unteren Abdichtungsorgans der Vorrichtung der Fig. 1 wieder,

die Fig. 3 bis 5 geben die Funktionsweise der Vorrichtung der Fig. 1 schematisch wieder, und

Fig. 6 gibt eine Ausführungsvariante der Vorrichtung der Fig. 1 wieder.

Die Fig. 1 stellt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Beschicken eines Schachtofens dar. Die Bezugszahl 10 bezeichnet ein Gehäuse des Antriebsmechanismus einer drehbaren oder verschwenkbaren Schurre (nicht dargestellt), die in einem Schachtofen angebracht ist. Die Bezugszahl 12 bezeichnet die vertikale Achse des Schachtofens. Ein Zuführungsstutzen 14 ist in axialer Richtung durch das Gehäuse 10 hindurchgeführt, um die Verteilerschurre mit einem Beschickungsmaterial, beispielsweise Koks, Preßkohle, Pellets, usw. zu versorgen. Dieser Zuführungsstutzen 14 ist koaxial zu der vertikalen Achse 12 des Schachtofens.

Die Bezugszahl 18 bezeichnet insgesamt einen Materialbunker, der einen Schleusungsbehälter für das Beschickungsmaterial des Schachtofens darstellt. Dieses Material ist im Inneren des Bunkers 18 mit der Bezugszahl 20 bezeichnet. Der Materialbunker 18 umfaßt einen oberen Teil 22, der die Form eines zu der vertikalen Achse 12 koaxialen Zylinders hat. In diesem oberen Teil 22 sind beispielsweise zwei Beschickungsöffnungen 24 und 26 vorgesehen, durch die der Bunker 18 gefüllt werden kann. Die Füllung erfolgt beispielsweise auf an sich bekannte Weise mittels zwei Skip-Förderern 28 und 30.

Jede dieser Beschickungsöffnungen 24 und 26 ist mit einer oberen Abdichtungsklappe 32 bzw. 34 ausgerüstet. Diese oberen Abdichtungsklappen 32, 34 gewährleisten in der geschlossenen Position die Dichtheit des Bunkers gegenüber der äußeren Atmosphäre. In der Fig. 1 sind sie durch unterbrochene Linien in der offenen Position wiedergegeben. Es ist ersichtlich, daß sie in dieser offenen Position jeweils in einem seitlichen Rohrstutzen 36, 38 des Bunkers 18 angeordnet sind, wo sie vor dem von den Skip-Förderern 28, 30 durch die Beschickungsöffnungen 24 und 26 entladenen Material geschützt sind. Jeder dieser Rohrstutzen 36, 38 ist mit einem abmontierbaren Verschlußflansch 40, 42 versehen, der den Zugang zu der betreffenden Klappe ermöglicht, um Wartungsarbeiten auszuführen.

Der obere Teil 22 des Materialbunkers 18 wird durch einen unteren Teil 44 verlängert, der die Form eines Trichters hat. Dieser Trichter 44 hat selbst beispielsweise die Form eines zu der Achse 12 koaxialen Rotationskegel-Stumpfes mit kreisförmigem oder ovalem Querschnitt. Der Spitzenwinkel des Rotationskegels liegt beispielsweise zwischen 60 und 80°, was einer Neigung einer inneren Wand 46 von ungefähr 50-60° entspricht.

Eine zu der Achse 12 koaxiale, untere Öffnung 48 ist mit einem unteren Abdichtungsorgan 50 versehen. Dieses Abdichtungsorgan stellt in der geschlossenen Position die Dichtheit des Bunkers 18 gegenüber dem Schachtofen sicher.

Über dem unteren Abdichtungsorgan 50 ist der Bunker mit einem Material-Zurückhalteorgan 52 versehen. Dieses Zurückhalteorgan weist beispielsweise eine Glocke 54 auf, die die Form eines zu der Achse 12 koaxialen, hohlen Kegelstumpfes hat, der sich in Richtung eines unteren, horizontalen Randes 56 erweitert. In der Fig. 1 ist die Glocke 54 in der Verschlußposition dargestellt, in der sie mit ihrem unteren Rand 56 auf der inneren Wand 46 des Bunkers 18 aufliegt, so daß ein Durchgangsquerschnitt 58 in dem konischen Teil 44 des Bunkers 18 stromaufwärts von dem Abdichtungsorgan 50 verschlossen wird. Mit anderen Worten, dieser Durchgangsquerschnitt 58 stellt eine Auslauföffnung des Bunkers 18 dar, die durch die Glocke 54 verschlossen werden kann und die durch Zurückziehen der Glocke 54 nach oben freigegeben werden kann.

Unmittelbar unter dem unteren Abdichtungsorgan 50 ist ein Durchsatz-Einstellorgan 60 angebracht. Dieses Einstellorgan umfaßt bei der in der Fig. 1 dargestellten Vorrichtung zwei kugelkalottenförmige Schieber 62 und 64, deren relative Bewegung um eine gemeinsame horizontale Achse, die die vertikale Achse 12 der Vorrichtung schneidet, es ermöglicht, den Durchgangsquerschnitt symmetrisch zu der zentralen Materialausfließachse zu verändern.

Der Platz, der zum Schwenken der Schieber 62 und 64 unterhalb des Bunkers 18 erforderlich ist, wird dadurch erhalten, daß der Bunker 18 über eine dichte Kammer 66 mit dem Zuführungsstutzen 14 verbunden wird. Ein seitlicher Rohrstutzen 68, der mit einem abmontierbaren Verschlußflansch 70 versehen ist, ermöglicht den Zugang zu dem Inneren der dichten Kammer 66, um Wartungsarbeiten auszuführen.

Das untere Abdichtungsorgan 50 wird anhand der Fig. 2 beschrieben. Es umfaßt einen Sitz 72, der im Bereich der unteren Öffnung 48 auf dem Bunker 18 dicht angebracht ist, und ein Verschlußelement 74, das die Form einer Scheibe hat.

Der Sitz 72 hat die Form einer Muffe 73, die koaxial zu der Achse 12 ist. Auf der inneren Seite ist diese Muffe 73 mit einer ersten Abdichtungsfläche 76 und einer zweiten Abdichtungsfläche 78 versehen. Die erste Abdichtungsfläche 76 hat die Form eines Rotationskegel-Stumpfes, der koaxial zu der vertikalen Achse 12 der Vorrichtung ist, und der sich in der Ausfließrichtung des Materials geringfügig erweitert. Die zweite Abdichtungsfläche 78, die stromaufwärts von der ersten Abdichtungsfläche 76 gelegen ist, hat die Form eines Rotationskegel-Stumpfes, der koaxial zu der vertikalen Achse 12 der Vorrichtung ist und der sich nach dem Inneren des Mate­ rialbunkers 18 erweitert. Bei ihrer Schnittlinie legen die zwei Abdichtungsflächen einen Einschnürungshals 79 fest. Die zwei Abdichtungsflächen 76, 78 sind vorzugsweise mit einer abriebfesten und korrosionsfesten Beschichtung versehen.

Auf der äußeren Seite ist die Muffe 73 mit einem ringförmigen Kanal 82 versehen, der die zwei Abdichtungsflächen 76 und 78 umgibt. Der Kanal 82 ist mit Zuführungs- und Rückführungsrohrleitungen für ein Fluid versehen. Diese Rohrleitungen sind durch die Pfeile 84 und 86 in der Fig. 2 schematisch dargestellt. Die Kennziffer 88 bezeichnet eine schematisch wiedergegebene Fluidaufbereitungseinheit, die sicherstellt, daß das in dem ringförmigen Kanal 82 umgewälzte Fluid eine solche Temperatur hat, daß die Oberflächentemperatur der Abdichtungsflächen 76 und 78 nie niedriger als der Taupunkt, um Kondensation zu vermeiden, und nie höher als eine vorgegebene Grenztemperatur ist.

Das Verschlußelement 74 hat die Form einer Scheibe. Diese Scheibe ist unmittelbar unter der Glocke 54 angeordnet, wobei ihre zentrale Achse koaxial zu der Achse 12 ist. Ein Steuerorgan 90, das weiter unten beschrieben wird, ermöglicht es, das Verschlußelement 74 in axialer Richtung zwischen einer geschützten Position in dem Hohlraum der Glocke 54 und einer Arbeitsposition außerhalb der Glocke 54 zu verschieben.

In der Fig. 2 ist das Verschlußelement 74 in der Ar­ beitsposition wiedergegeben, während die in dieser Figur nicht wiedergegebene Glocke 54 in der unteren Verschlußposition der Auslauföffnung 58 ist. Es ist ersichtlich, daß das Verschlußelement 74 in dieser Position über einen oberen, peripheren Rand 92, der beispielsweise mit einer Elastomerdichtung 94 versehen ist, an der zweiten Abdichtungsfläche 78 des Sitzes 72 anliegt. Ein Kontakt von Metall auf Metall kann jedoch auch vorgesehen werden. Ab diesem oberen, peripheren Rand 92 erfolgt eine Abnahme des Querschnitts des Verschlußelements 74, das seitlich durch eine untere, periphere Oberfläche 96 begrenzt wird. Daraus ergibt sich, daß das untere Ende des Verschlußelements 74 in axialer Richtung durch den Einschnürungshals 79 hindurch in den von der ersten Abdichtungsfläche 76 umgebenen Raum eindringen kann.

In einem ringförmigen Hohlraum 100, der in der unteren peripheren Oberfläche 96 vorgesehen ist, ist eine aufblasbare Elastomerdichtung 98 untergebracht. In der Arbeitsposition liegt diese aufblasbare Dichtung 98 der ersten Abdichtungsfläche 76 gegenüber. Wenn die Dichtung 98 nicht aufgeblasen ist, ist sie von der unteren peripheren Oberfläche abgehoben (vgl. Fig. 2). Wenn die Dichtung 98 aufgeblasen ist, das heißt, durch ein Fluid unter Druck gesetzt ist, wird sie dagegen fest gegen die erste Abdichtungsfläche 76 gepreßt, wodurch sie Dichtheit zwischen dem Verschlußelement 74 und dem Sitz 72 sicherstellt. Ein ringförmiger Kanal 102, der in dem Verschlußelement 74 vorgesehen ist, versorgt die aufblasbare Dichtung 98 mit dem Fluid, um diese Dichtung unter Druck zu setzen. Der Versorgungskanal 102 ist vorzugsweise mit Zuführungs- und Rückführungsrohrleitungen versehen, die durch die Pfeile 104 und 106 schematisch dargestellt sind. Auf diese Weise kann eine Umwälzung des Fluids durch die aufblasbare Dichtung bewirkt werden, um diese Dichtung zu kühlen. Dieses Fluid kann im übrigen identisch mit dem Fluid sein, das durch den ringförmigen Kanal 82 des Sitzes umgewälzt wird.

In einem unteren peripheren Rand des Verschlusselements 74 ist ein ringförmiger Kanal 108 vorgesehen, der über einen Durchgang 110 mit einer Druckluft- oder Druckgas-Quelle verbunden ist. Dieser ringförmige Kanal 108 versorgt eine ringförmige Blasdüse 112, die schräg nach unten gerichtet ist.

Beim Absenken des Verschlußelements 74 auf seinen Sitz 72 reinigt die durch diese ringförmige Blasdüse 112 ausgeblasene Luft zunächst die zweite, und danach die erste Abdichtungsfläche von oben nach unten.

Dabei ist anzumerken, daß die innere Wand des Bunkers 18 aus einer Verschleißschicht 114 besteht, die eine Neigung von ungefähr 50 bis 60° hat. Diese Neigung geht in eine vertikale zylindrische Oberfläche 116 über, die senkrecht über der zweiten Abdichtungsfläche 78 angeordnet ist. Auf diese Weise werden die Materialpartikel, die längs dieser Verschleißschicht 114 ausfließen, über die zweite Abdichtungsfläche 78 hinweggeschleudert.

Die Funktionsweise des unteren Abdichtungsorgans 50 wird nun mit Hilfe der Fig. 3, 4 und 5 beschrieben.

In der Fig. 3 ist die Glocke 54 bis ganz in ihre Position zum Verschließen der Auslauföffnung 58 abgesenkt. Das Material 20 wird folglich von der Glocke 54 stromaufwärts von dem Abdichtungsorgan 50 zurückgehalten. Dieses Abdichtungsorgan trennt den Materialbunker von dem Schachtofen oder einem anderen, unter Druck stehenden Behälter. Zu diesem Zweck liegt das Verschlußelement 74 auf seinem Sitz 72 auf und die aufblasbare Dichtung 98 ist durch ein unter Druck stehendes Fluid aufgeblasen. Das Dosierorgan 60 ist vorzugsweise vollständig geschlossen und stellt so einen unteren Schutz für das Abdichtungsorgan 50 dar.

In der Fig. 4 verschließt die Glocke 54 noch die Aus­ fließöffnung 58, aber was den Druck betrifft, so steht der Materialbunker 18 bereits mit dem unter Druck stehenden Behälter in Verbindung. Bei der aufblasbaren Dichtung 98 wurde in der Tat der Druck abgelassen, und das Verschlußelement 74 wurde bis unter die Glocke 54, genauer gesagt, bis in den Hohlraum der Glocke 54 zurückgezogen. Das Einstellorgan 60 ist offen, um den Durchgangsquerschnitt freizugeben, der dem gewünschten Materialdurchsatz entspricht.

In der Fig. 5 ist die Glocke in der angehobenen Position wiedergegeben, wobei die Ausfließöffnung 58 freigegeben ist. Das Verschlußelement 74 ist immer noch in der geschützten Position innerhalb der Glocke 54. Der Materialdurchsatz durch den Bunker 18 wird von dem Einstellorgan 60 bestimmt.

Um den Materialbunker 18 wieder von dem unter Druck stehenden Behälter zu trennen, wird zunächst die Glocke in ihre Verschlußposition abgesenkt und das Einstellorgan 60 geschlossen. Dann wird das Verschlußelement 74 abgesenkt und außerhalb seiner geschützten Position auf seinen Sitz 74 aufgesetzt. Zuletzt wird die aufblasbare Dichtung 98 aufgeblasen, um die Dichtheit sicherzustellen (vgl. Fig. 1).

Eine Ausführung des Steuerorgans 90, das die Verschiebung der Glocke 54 und des Verschlußelements 74 sicherstellt, wird mit Hilfe der Fig. 1 beschrieben. Das Verschlußelement 74 ist mit Hilfe eines Gelenks 120 auf dem unteren Ende einer Steuerstange 122 angebracht, die koaxial zu der Achse 12 ist. Das Gelenk 120 ist vorzugsweise ein Gelenk mit zwei zueinander senkrechten Schwenkachsen; dies ermöglicht dem Verschlußelement 74, sich besser auf seinem Sitz 72 zu positionieren. Die Steuerstange 122 wird in einem Führungsrohr 124 geführt, das koaxial zu der Achse 12 angeordnet und an dem oberen Ende des Materialbunkers 18 befestigt ist. Die Kolbenstange 128 eines außerhalb des Bunkers 18 angebrachten Hubzylinders 126 ragt bis in das Führungsrohr 124 hinein, wo sie in axialer Richtung mit dem oberen Ende der Steuerstange 122 verbunden ist. Die Glocke 54 ist an ihrem oberen Ende mit einer Bohrung 130 versehen, in der die Steuerstange 122 auf einer Gleitfläche 132 frei gleiten kann. Diese Gleitfläche 132 der Steuerstange 122 endet mit einer unteren Schulter 134, die nach oben gerichtet ist, so daß sie an einer um die Bohrung 130 herum vorgesehenen und nach unten gerichteten Auflagefläche 136 der Glocke 54 anliegen kann. Wenn der Hubzylinder 126 die Steuerstange 122 nach oben zurückzieht, wird das Verschlußelement 74 in die zunächst nicht bewegte Glocke 54 hineingezogen, bis die Schulter 134 der Steuerstange 122 an der Auflagefläche 136 der Glocke 54 anliegt, um die Glocke anzuheben. Der Hubzylinder 126 muß folglich so dimensioniert werden, daß er die erforderliche Zugkraft aufweist, um die Glocke durch das Material 20 hindurch anzuheben. Die Glocke 54 könnte wohlverstanden auch mit einem unabhängigen Antriebssystem versehen sein.

In der Fig. 6 ist eine Ausführungsvariante der Vorrichtung der Fig. 1 wiedergegeben. Anstelle des Material Einstellorgans 60, das mit zwei Kugelkalotten 62 und 64 versehen war, umfaßt die Vorrichtung der Fig. 6 einen zentralen Dosierkörper 200. Es handelt sich beispielsweise um einen Rotationskörper, dessen unterer Teil 202 sich von unten nach oben erweitert und dessen oberer Teil 204 sich bis zu einer Steuerstange 206 verjüngt. Der zentrale Dosierkörper 200 und die Steuerstange 206 sind koaxial zu der Achse 12. Bei der axialen Positionierung des zentralen Dosierkörpers 200 in der unteren Öffnung 48 des Bunkers 18 wird in dieser Öffnung eine ringförmige Durchgangsöffnung begrenzt. Der Querschnitt dieser ringförmigen Durchgangsöffnung wird von dem Querschnitt des zentralen Dosierkörpers 200 im Bereich dieser unteren Öffnung 48 bestimmt. Wenn der zentrale Dosierkörper 200 bezüglich der unteren Öffnung 48 verschoben wird, verändert sich der Durchgangsquerschnitt in dieser Öffnung daher in Abhängigkeit von dem Profil des Dosierkörpers 200.

Eine Glocke 208 entspricht der Glocke 54 der Fig. 1. Diese Glocke stellt ein Zurückhalteorgan für das Material dar, das sich stromaufwärts von einem Abdichtungsorgan 210 befindet, wobei dieses Abdichtungsorgan einen mit dem Sitz 72 der Fig. 2 identischen Sitz, und ein Verschlußelement 214 aufweist. Dieses Verschlußelement 214 unterscheidet sich von dem Verschlußelement 74 der Fig. 2 dadurch, daß es mit einer zentralen Öffnung 216 zur Durchführung des zentralen Dosierkörpers 200 versehen ist. Über der Öffnung 216 ist eine Muffe 218 dicht befestigt, in die das zentrale Dosierorgan 200 zu­ rückgezogen werden kann. An ihrem oberen Ende ist die Muffe 218 durch ein Rohr 220 verlängert, das beispielsweise mit Hilfe einer Stopfbuchse 222 auf einer fest angebrachten Muffe 224 dicht geführt wird. Diese Muffe ist auf dem Bunker 18 koaxial zu der Achse 12 befestigt. Das Innere der Muffe 218, des Rohrs 220 und der fest angebrachten Muffe 224 ist daher, was den Druck betrifft, auf der Seite des unter Druck stehenden Schachtofen gelegen.

Zwischen dem Rohr 220 und dem Bunker 18 sind zwei Hubzylinder 226 und 228 angebracht. Die Steuerstange 206 ist innerhalb des Rohrs 220 angeordnet und dringt mit ihrem oberen Ende in die fest angebrachte Muffe 224 ein. Die Kolbenstange 232 eines dritten Hubzylinders 230 dringt in axialer Richtung in die fest angebrachte Muffe 224 ein, wo sie mit dem oberen Ende der Steuerstange 206 verbunden ist.

Es ist anzumerken, daß die Anhebung der Glocke 208 durch das Material 20 hindurch mittels der Hubzylinder 226 und 228 erfolgt. Dazu kann die Glocke 208 längs des Rohrs 220 gleiten. Wenn das Rohr 220 mittels der Hubzylinder 226 und 228 angehoben wird, wird die Glocke zunächst nicht bewegt, und das Verschlußelement wird in das Innere der Glocke 208 hineingezogen. In dem Augenblick, in dem das obere Ende der Muffe 218 an der Glocke 208 anliegt, wird diese Glocke von ihrem Sitz abgehoben und durch das Rohr 220, zusammen mit dem Verschlußelement 214, nach oben gezogen. Der Hubzylinder 230 dient nur zur Positionierung des zentralen Dosierelements 200.

Es ist anzumerken, daß bei der Vorrichtung nach Fig. 6 das Material-Zurückhalteorgan 208, das Materialdurchsatz-Einstellorgan 202 und das untere Abdichtungsorgan 210 in den Materialbunker 18 integriert sind. Dieses Merkmal ermöglicht, die untere Ausgangsöffnung 48 des Materialbunkers 18 unmittelbar mit dem Beschickungsstutzen 14 zu verbinden, ohne über eine dichte Zwischenkammer von der Art der Kammer 66 der Fig. 1 zu gehen. Daraus ergibt sich ein erheblicher Gewinn an Montagehöhe.

Claims (13)

1. Beschickungsvorrichtung für einen unter Druck stehenden Schachtofen, umfassend:
einen Materialbunker (18), der einen vertikalen Schleusungsbehälter und einen trichterförmigen unteren Teil (44) mit einer Auslauföffnung (58) aufweist;
eine Verschlußglocke (54), die in dem Bunker (18) verschiebbar ist, zwischen einer unteren Position, in der die Auslauföffnung (58) verschlossen wird, und einer oberen Position, in der die Aus­ lauföffnung (58) freigegeben wird;
ein unteres Abdichtungsorgan (50), mit einem Verschlußelement (74), das unter der Glocke (54) angeordnet und in axialer Richtung bezüglich dieser Glocke verschiebbar ist, einem Sitz (72), der in axialer Richtung unter der Auslauföffnung (58) angebracht ist, und Antriebsmitteln, um das Verschlußelement (74) zwischen einer geschützten Position unter der Glocke (54) und einer Arbeitsposition außerhalb der Glocke (54) zu verschieben, wenn diese Glocke in der unteren Verschlußposition ist, dadurch gekennzeichnet,
daß das Verschlußelement (74) eine seitliche periphere Oberfläche (96) aufweist, in die eine aufblasbare Dichtung (98) integriert ist;
daß der Sitz (72) mit einer ersten peripheren Abdichtungsfläche (76) versehen ist, die ungefähr vertikal ist oder nach unten gerichtet ist, wobei sie die aufblasbare Dichtung (98) umgibt und ihr gegenüberliegt, wenn das Verschlußelement (74) in seiner Arbeitsposition ist;
daß der Sitz (72) mit einer zweiten peripheren Abdichtungsfläche (78) versehen ist, die stromaufwärts von der ersten peripheren Abdichtungsfläche (76) angeordnet ist und nach oben zu dem Verschlußelement (74) hin ausgerichtet ist; und
daß das Verschlußelement (74) stromaufwärts von der aufblasbaren Dichtung (98) mit einem peripheren Rand (92) versehen ist, der auf der zweiten peripheren Abdichtungsfläche (78) aufliegt, wenn das Verschlußelement (74) in seiner Arbeitsposition ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der periphere Rand (92) des Verschlußelements (74) einen kugelkalottenförmigen Kranz bildet; und
daß die zweite Abdichtungsfläche (78) die Form einer sich nach oben erweiternden Kegelstumpfmantelfläche hat.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der periphere Rand (92) des Verschlußelements (74) mit einer Dichtung (94) versehen ist, die mit der zweiten Abdichtungsfläche (78) zusammenwirkt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Abdichtungsfläche (76) die Form einer sich nach unten erweiternden Kegelstumpfmantelfläche hat; und
daß die zweite Abdichtungsfläche (78) die Form einer sich nach oben erweiternden Kegelstumpfmantelfläche hat.

5. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Sitz (72) mit einer ringförmigen Kammer (82) versehen ist, die mindestens die erste Abdichtungsfläche (76) umgibt; und
daß diese ringförmige Kammer (82) an mindestens eine Zuführungsleitung (84) und mindestens eine Rückführungsleitung (86) für ein Fluid angeschlossen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zuführungs- und die Rückführungsleitung (84 und 86) an eine Fluid-Aufbereitungseinheit (88) angeschlossen sind, die eine Umwälzung eines Fluids durch die ringförmige Kammer (82) sicherstellt; und
daß die Aufbereitungseinheit (88) Mittel umfaßt, um die Temperatur und/oder die Strömungsrate dieses Fluids derart einzustellen, daß die Temperatur der Abdichtungsfläche (76) weder niedriger als der Taupunkt noch höher als eine Grenzarbeitstemperatur der aufblasbaren Dichtung (98) ist.

7. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die aufblasbare Dichtung mit einer Druckflüssigkeits- oder Druckgas-Versorgung verbunden ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die aufblasbare Dichtung (98) an mindestens eine Zuführungsleitung (104), und mindestens eine Rückführungsleitung (106) für ein Kühlfluid angeschlossen ist.

9. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß das Verschlußelement mit einem ringförmigen Kanal (108) versehen ist, der mit einer Druckluft- oder Druckgas-Quelle verbunden; und
daß der ringförmige Kanal (108) mit mindestens einer Blasdüse versehen ist, die in der seitlichen peripheren Oberfläche (96) unter der aufblasbaren Dichtung (98) gelegen ist und nach unten gerichtet ist.

10. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Materialbunker (18) in dem trichterförmigen, unteren Teil (44) eine innere Oberfläche hat, die unmittelbar stromaufwärts von dem Sitz eine ausgeprägte Diskontinuität in ihrem Gefälle aufweist, wobei das Gefälle unterhalb dieser Diskontinuität wesentlich stärker ist, so dass die ausfließenden Materialpartikel über die zweite Abdichtfläche hinwegfliegen.

11. Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch ein Materialdurchsatz-Einstellorgan für das durch die Auslauföffnung ausfließende Material.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Materialdurchsatz-Einstellorgan zwei kugelkalottenförmige Schieber (62 und 64) umfaßt, die durch ihre relative Bewegung eine variable Durchgangsöffnung festlegen, die symmetrisch zu der zentralen Ausfließachse (12) ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß das Materialdurchsatz-Einstellorgan einen zentralen Dosierkörper (200) umfaßt, der länglich und wesentlich schlanker als die Glocke (208) und koaxial zu der zentralen Ausfließachse (12) ist, und längs dieser Ausfließachse relativ zu der Glocke (208) derart verschiebbar ist, daß seine Eindringtiefe in die Auslauföffnung (58) einstellbar ist;
daß das Verschlußelement (214) mit einer zentralen Öffnung (216) zum Durchführen des zentralen Dosierkörpers (200) versehen ist; und
daß die Vorrichtung Abdichtungsmittel (220, 222, 224) zwischen dem Bunker (18) und der zentralen Öffnung (216) aufweist.