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Steuerung für die Absperrorgane von Winderhitzern Bei der Steuerung
der Absperrorgane von Winderhitzern für Hochöfen durch Arbeitszylinder, denen ein
Druckmittel (Druckluft, Druckwasser) zugeführt wird, hat man zur Vermeidung von
Explosionen bei unrichtiger Schaltung durch Unberufene vorgeschlagen, für die verschiedenen
Absperrorgane je ein Stellglied vorzusehen und die Absperrorgane so gegenseitig
zu blockieren, daß sie nur zwangsläufig nacheinander in der durch den Betrieb bedingten
Reihenfolge verstellt werden können.
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Es müssen sich nun aber die einzelnen Absperrorgane auch außerhalb
der durch den normalen Betrieb bedingten Reihenfolge von Hand verstellen lassen
können. So muß, wenn der Hochofen hängt, ein Stauchen des Ofens vorgenommen werden.
Um die Beschickungssäule im Ofen zum Nachsinken zu bringen, erhöht und verringert
man den Winddruck abwechselnd, und zwar in schneller Reihenfolge, indem man den
Kaltwindschieber oder den Heißwindschieber kurzzeitig öffnet und schließt. Bei Hochofenwerken,
die mit niedrigem Gasdruck arbeiten, tritt auch häufig eiri plötzliches starkes
Absinken des Gasdruckes ein. Dann müssen Gas- und Brennluftschieber außer der Reihe
geöffnet und geschlossen werden können. Schließlich ist diese Bedienung der Absperrorgane
auch zum Zwecke ihrer Kontrolle zweckmäßig. Dabei ist dafür zu sorgen, daß die gegenseitige
richtige Sperrung der Absperrorgane nicht gestört wird.
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Nach der Erfindung ist diesen Anforderungen an die Steuerung für die
Absperrorgane dadurch in einfacher und betriebssicherer Weise genügt, daß zwei nacheinander
zu betätigenden Absperrorganen ein Riegel zugeordnet ist, der bei der Bedienung
des einen Absperrorgans außerhalb der Bahn eines von dem Umschaltorgan für den zugehörigen
Arbeitszylinder gesteuerten Anschlages liegt und bei der Bedienung des Umschaltorgans
für das andere Absperrorgan mittels eines durch dieses Umschaltorgan gesteuerten
Antriebs in die Bahn des Anschlages gebracht wird und dadurch das erste Absperrorgan
sperrt. Bei der Bewegung des zu jedem Absperrorgan oder jeder Gruppe von Absperrorganen
gehörigen, mit dem Umschaltorgan des Arbeitszylinders verbundenen Stellgliedes erhält
der zugehörige Arbeitszylinder erst dann das Druckmittel für das Öffnen oder Schließen,
wenn das vorhergehende Absperrorgan seine Öffnungs- oder Schließbewegung vollendet
hat und der zugehörige Anschlag gesperrt ist. Der Anschlag des in der Reihenfolge
zuerst bedienten Absperrorgans, z. B. des Kalt- oder Heißwindschiebers oder beider
Schieber, hat dabei freie Bahn, wenn z. B. der Winderhitzer
auf
Wind geschaltet ist, so daß das Stauchen des Hochofens vorgenommen werden kann,
ohne die Sperrung der übrigen Absperrorgane zu stören. Ist der Winderhitzer auf
Gas geschaltet, so können die in der Reihenfolge zuletzt bedienten Schieber, insbesondere
die Gas- und Brennluftschieber, unbehindert geöffnet oder geschlossen werden, während
die übrigen Absperrorgane gesperrt bleiben. Soll der zwischen diesen Gruppen von
Absperrorganen liegende Kaminschieber außer der Reihenfolge geöffnet oder geschlossen
werden, so erfolgt die selbsttätige Sperrung der vorhergehenden Gruppe von Absperrorganen,
während die folgende Gruppe gesperrt bleibt. Eine unrichtige Verstellung der Stellglieder
ist hiermit ausgeschlossen, und dennoch ist das Öffnen und Schließen jedes Absperrorgans
außerhalb der Reihenfolge durch Bedienung der gleichen Stellglieder ermöglicht.
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Die Riegel für die Sperrung können elektrisch bewegt werden. Vorteilhaft
bildet dann der Riegel den Kern eines Solenoids, das durch einen bei der Bedienung
des Umschaltorgans gesteuerten Stromschließer in die Bahn des Anschlags bzw. aus
dessen Bahn herausgebracht wird. Bei Bewegung der Riegel durch Druckluft oder Druck-,vasser
ist der Riegel an dem Kolben eines Sperrzylinders angebracht, der durch das die
Arbeitszylinder steuernde Druckmittel mittels eines bei der Bedienung des Umschaltorgans
verschobenen Steuerkolbens umgesteuert wird.
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Auf der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Steuerung nach
der Erfindung dargestellt.
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Die Abb. i bis 4 zeigen eine elektrische Steuerung der Riegel bei
verschiedenen Betriebsstellungen.
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Die Abb. 5 bis 8 zeigen eine Steuerung der Riegel mittels Druckluft
bei verschiedenen Betriebsstellungen.
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Die Schieber i und 2 für Heiß- und Kaltwind sind bei dem Ausführungsbeispiel
nach den Abb. i bis 4 zu einer Gruppe zusammengefaßt, so daß sich beide Schieber
gemeinsam öffnen und schließen. Ferner ist der Kaminschieber 3 zu steuern. Auch
der Brennluftschieber 4 und der Gasschieber 5 sind zu einer Gruppe vereinigt. Alle
Schieber sind mit Kolben 6 der Antriebszylinder 7 verbunden, denen oben durch Leitungen
8 und unten durch Leitungen 9 Druckluft zugeführt werden kann. Die Leitungen 8 und
9 führen zu Hauptumschalthähnen io, ii und 12, von denen jeder mit zwei Kanälen
13, 14 versehen ist. Mit diesen Hähnen können die Leitungen 8 aller Schieber an
eine Hauptdruckluftleitung 54 angeschlossen oder mit der Außenluft in Verbindung
gesetzt werden. Bei einer anderen Stellung der Hähne io, 11, 12 sind die Leitungen
9 entweder an die Hauptdruckluftleitung 54 angeschlossen oder mit der Außenluft
in Verbindung gesetzt.
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Die Drehung der Hähne io, 11, 12 erfolgt durch die Handhebel 2o, 2i,
22, welche mit den Halmküken fest verbunden sind. Mit diesen Handhebeln sind die
Gestänge 15, 16 und 17 verbunden, welche in Lagern 18 geführt sind und mit denen
die Anschläge i9 fest verbunden sind. Die Gestänge 16, 17 haben an ihrem unteren
Ende die Federteller 23, welche die Federn 24 und darüber die verschiebbaren elektrischen
Kontaktbrücken 25, 26 tragen.
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Zwischen den Gestängen i5, 16 und 17 sind die Solenoide eingebaut,
welche zur Blockierung dieser Gestänge und damit der Hähne so, 11, 12 dienen. Ihre
Längsachsen gehen durch die Hubmitte der Anschläge i.9. Die gußeisernen Gehäuse
55 sind durch schmiedeeiserne Deckel 56 abgeschlossen und enthalten die Magnetspulen
63, 64, 65, 66. In diesen können sich die schmiedeeisernen Magnetkerne 57, 58 hin
und her bewegen, die mit den als Riegel dienenden Messingstiften 59, 6o, 61, 62
versehen sind. Die Spulen erhalten abwechselnd Strom aus dem Netz über den Sockelautomat
29 und die Leitungen 28, 30, 312 32, 33, 45, 46, 47, 44, 50, 49, 48, 51, 52, 53,
27. Dadurch werden die Magnetkerne 57, 58 abwechselnd nach rechts oder links gezogen,
je nachdem die rechten Spulen 64, 66 oder die linken Spulen 63, 65 vom Strom durchflossen
werden. Gesteuert wird der elektrische Strom durch die Gestänge 16, 17 mittels der
Kontaktbrücken 25, 26 sowie die elektrischen Schalter 34, 35, 36, deren Hebel von
den Kolbenstangen 44 42, 43 der Schieber 2, 3, 5 betätigt werden.
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In Abb. i ist die Betriebslage der Schieber gezeichnet, wenn der Winderhitzer
auf Wind arbeitet. Die Schieber 1,:2 für Heißwind und Kaltwind sind geöffnet, während
der Kaminschieber 3 und die Schieber 4, 5 für die Zuführung von Brennluft und Gas
geschlossen sind. Die Handhebel 20, 21, 22 der Hauptumschalthähne io, 11, .12 befinden
sich alle in ihrer unteren Stellung. Der Sockelautomat 29 ist eingeschaltet, die
Kontaktbrücken 25, 26 sind gegen die oberen Kontakte gelegt, die Kontakthebel 35,
36 liegen an den Kontakten 38, 40, während die Kontakte 37, 39 unterbrochen sind.
Die Stromkreise der Spulen 63, 65 sind also unterbrochen, die Stromkreise der Spulen
64, 66 sind geschlossen und damit die Magnetkerne 57, 58 nach rechts gezogen. Die
Hebel 21, 22 für Schieber 3, 4 und 5 sind also durch die Stifte 6o, 62 bzw. die
Anschläge i 9 blockiert, so daß eine Betätigung dieser Schieber unmöglich ist.
Um
den Winderhitzer von Wind auf Gas zu schalten, und zwar in der bekannten Reihenfolge,
wird der Handhebel 2o in die obere Endstellung gedreht (Abb.2). Damit wird der Anschlag
i9 in eine Lage gebracht, in der er unter der Bahn des Stiftes 59 liegt. Der Hahn
io wird so gedreht, daß die Antriebszylinder 7 der Schieber i und 2 oben durch die
Leitung 8 an die Druckluftleitung 54 angeschlossen sind, während die Luft unter
den Kolben dieser Zylinder durch Leitung 9 und 14 entweichen kann. Die Schieber
i und 2 kommen also unter der Wirkung des Druckmittels in die Schließlage. Bei dieser
Bewegung wird der Kontakthebel 34 an Kontakt 37 gelegt. Damit ist die Schließ-Bewegung
der Schieber i und -9 vollendet.
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Wird dann der Hebel ei nach oben gedreht, so legt sich die Kontaktbrücke
25 auf die unteren Kontakte, bevor der Anschlag i9 auf den Stift 6o trifft, da der
Abstand zwischen den beiden übereinanderliegenden Kontakten kleiner ist als der
Abstand zwischen Anschlag i9 und dem Stift 6o. Der Stromkreis der Spule 64 wird
geöffnet und der der Spule 63 geschlossen über 29, 28, 30, 31, 32, 37, 34 33, 27.
Der Magnetkern 57 wird also nach links gezogen, wodurch das weitere Aufwärtsdrehen
des Handhebels 21 bis zur Endstellung möglich wird. Die vorher zusammengedrückte
Feder (Abb. i) entspannt sich dabei nach Aufsetzen der Kontaktbrücke durch Senken
des Gestänges 16,:23. Nach der Sperrung der Schieber i und 2 wird durch die weitere
Hebelbewegung bis zur Endlage der Hahn i i in eine Lage gebracht, in welcher der
Antriebszylinder 7 des Kaminschiebers 3 durch die Leitung 9 mit der Druckluftleitung
54 und durch die Leitung 8 über 14 mit der Außenluft in Verbindung gesetzt wird.
Das hat zur Folge, daß der Kaminschieber 3 sich öffnet. Dabei wird der Kontakthebel
35 mitgenommen; er löst sich vom Kontakt 38 und legt sich in der Offnungsendstellung
gegen Kontakt 39 (Abb. 2). Sobald nun der Handhebel22 etwas nach oben gedreht wird,
legt sich die Kontaktbrücke 26 auf die unteren Kontakte, wodurch der Stromkreis
der Spule 66 unterbrochen und derjenige der Spule 65 geschlossen wird. Dies hat
zur Folge, daß der Magnetkern 58 nach links gezogen wird und dadurch den Kaminschieber
3 blockiert, ehe - durch weiteres Aufwärtsdrehen des Handhebels 22 die Öffnungsbewegung
der Schieber 4, 5 eingeleitet ist. Erst wenn der Handhebel 22 in die obere Endlage
gedreht ist, bekommen die Antriebszylinder 7 der Schieber 4 und 5 durch die Leitung9
Druckluft- aus der Leitung 54, während die über den Kolben befindliche Luft über
die Leitung 8 ins Freie entweichen kann. Durch die unten auf die Kolben 6 der Schieber
4 und 5 wirkende Druckluft werden dann die Schieber 4 und 5 unter Drehung des Kontakthebels
36 geöffnet, wodurch die Umstellung von Wind auf Gas beendet ist (Abb. 2) .
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Steht der Hochofen gemäß Abb. i auf Wind, so kann er durch schnell
aufeinanderfolgendes Öffnen und Schließen der Schieber i und 2 gestaucht werden.
Der zugehörige Anschlag i9 hat freie Bahn. Die Schieber 3, 4 und 5 bleiben hierbei
blockiert. Bei etwaigem Gasmangel, bei dem also eine Unterdruckgefahr -in den Gasleitungen
besteht, können die Luft- bzw. Gasschieber und 5, wenn der Hochofen gemäß Abb. 2
auf Gas steht, geschlossen und wieder geöffnet werden, und zwar nur durch Drehung
des Handhebels 2z, ohne daß die übrigen Schieber irgendwie beeinflußt werden.
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Falls es notwendig werden sollte, auch den Kaminschieber 3, außer
der Reihe für sich zu bedienen, werden die Schieber in die Stellung nach Abb.3 gebracht.
Beim Aufwärtsdrehen des Hebels 2i in die Lage nach Abb.4 wird, wie schon vorher
beim Umstellen von Wind auf Gas beschrieben, die Spule 64 stromlos, und die Spule
63 erhält Strom, da der Schalter 37 geschlossen ist. Damit wird der Kern 57 mit
dem Stift 6o nach links gezogen. Dadurch sind die beiden Schiebergruppen i und 2
und 4 und 5 blokkiert, während der zum Schieber 3 gehörige Anschlag i9 freie Bahn
hat. Der Handhebel 21 des Hahnes i i kann nun in die Lage der Abb. 4 gebracht werden.
Soll der Schieber 3 wieder geschlossen werden, so trifft auf dem ersten Teil der
Abwärtsdrehung des Handhebels 21 die Kontaktbrücke 25 auf die oberen Kontakte. Die
Spule 64 erhält aber noch keinen Strom, weil der Schalter 38 zu dieser Zeit noch
offen ist. Bei der weiteren Abwärtsdrehung des Hebels 2i kommt der zugehörige Anschlag
i9 über die Bahn des Riegels 6o. Erst bei der Lage des Handhebels 21 nach Abb. 3
erhält der Arbe@tszylinder 7 Druckluft, wodurch der Schieber 3 in seine Schließstellung
gebracht und der Stromschließer 38 geschlossen wird. Dadurch erhält die Spule 64
Strom, so daß der Riegel 6o wieder in die Stellung nach Abb. 3 gelangt. Es kann
also der Schieber 3: unabhängig geöffnet oder geschlossen werden, ohne die anderen
Schieber irgendwie zu stören.
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Es kann also nie ein Schieber in eine vorn normalen Betrieb abweichende
Lage gebracht werden, ohne daß die übrigen derart blockiert sind. Eine Gefährdung
des Betriebes kann somit nicht eintreten. Eine Betätigung irgendeines Handhebels
durch einen Unberufenen
kann keine Gefährdung der Anlage beispielsweise
durch eine Explosion hervorrufen.
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In gleicher Weise wie die Schieber eines Winderhitzers können auch
alle Schieber einer Winderhitzergruppe (z. B. zwei oder drei Winderhitzer) so blockiert
werden, daß beim Umstellen immer erst ein vorher auf Gas stehender Winderhitzer
auf Wind gestellt wird. Erst nach dieser Umschaltung kann der vorher auf Wind stehende
Winderhitzer auf Gas geschaltet werden.
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Bei der Ausführungsform nach den Abb. 5 bis 8 erfolgt die Umsteuerung
der Riegel 59" 6o bzw. 61, 62 bei der Bedienung der Handhebel 2o, 21 22 mit Hilfe
der Druckluft, die auch zum Antrieb der Schieber 1, 2, 3, 4, 5 dient.
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Zu diesem Zweck ist zwischen den Gestängen 15 und 16 ein Sperrzylinder
67 und zwischen den Gestängen 16 und 17 ein Sperrzylinder 68 angeordnet. In diesen
Zylindern spielen Kolben 69 bzw. 7o, die an beiden Enden mit den Riegeln 59, 6o
bzw. 61, 62 versehen sind. Diese Riegel können ebenso wie beim Ausführungsbeispiel
nach den Abb. = bis 4 in die Bahn der Anschläge i9 der Gestänge hineingebracht und
aus dieser Bahn herausgebracht werden.
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Dies erfolgt mittels der Steuerzylinder 71, 72, die an Stelle der
elektrischen Kontakte bei der Ausführungsform nach den Abb. i bis 4 treten und in
denen Steuerkolben 73, 74 spielen, die mit den Gestängen 16 bzw. 17 verbunden sind.
Der Steuerzylinder 71 ist mit ins Freie führenden Auslässen 75, 76 versehen, der
Steuerzylinder 72 mit einem Auslaß 77. Vom Steuerzylinder 71 führt eine Druckluftleitung
78 zum einen Ende des Sperrzylinders 67 und eine Leitung 79 zum anderen Ende
dieses Zylinders. Ferner führt eine dazwischenliegende Leitung 8o zu dem benachbarten
Ende des Sperrzylinders 68, dessen anderes Ende durch eine Leitung 81 an den Steuerzylinder
7a angeschlossen ist. Vom Steuerzylinder 71 führt noch eine Leitung 82 zu einem
Steuerhahn 83, der einen Kanal 84 hat und mit der Kolbenstange 41 des Schiebers
2 so verbunden ist, daß entweder die Leitung 82 mit einer Druckluftleitung 85 in
Verbindung tritt, die an die Hauptdruckluftleitung 54 angeschlossen ist (Abb. 6),
oder daß die Leitung 85 abgesperrt ist (Abb. 5). Der Hahn 83 tritt hier an die Stelle
des elektrischen Schalters 34 bei der Ausführungsform nach den Abb. i bis 4.
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Vom Steuerzylinder 71 führt noch eine Leitung 86 zu einem Steuerhahn
87, der durch das Gestänge 42 des Schiebers 3 bewegt wird. Dieser Hahn ist mit zwei
Kanälen 88, 89 versehen. Bei der einen Endstellung (Abb. 5) ist durch den Kanal
89 die Leitung 86 mit einer Leitung go verbunden, die an die Hauptdruckluftleitung
54 angeschlossen ist. Durch den Kanal 88 ist mit der Außenluft eine Leitung
gi in Verbindung gesetzt, die zu dem Steuerzylinder 72 führt. Bei der anderen Endstellung
(Abb. 6) ist die Leitung 86 durch den Kanal 88 mit der Außenluft in Verbindung gesetzt
und die Leitung 91 durch den Kanal 89 an die Leitung go angeschlossen.
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Durch das Gestänge 43. wird schließlich ein Umschalthahn 92 gedreht,
der mit einem Kanal 93 versehen ist. Bei der einen Endstellung (Abb. 5) wird durch
diesen Kanal eine Leitung 94, die an den Steuerzylinder 71 angeschlossen ist, mit
einer Leitung 95 in Verbindung gesetzt, die an die Hauptdruckluftleitung 54 angeschlossen
ist. Bei der anderen Endstellung (Abb.6) ist die Leitung 95 abgesperrt.
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In Abb. 5 ist die Betriebslage der Schieber gezeichnet, wenn der Winderhitzer
auf Wind arbeitet. Die Schieber und die Handhebel 2o, 21, 22 nehmen dieselbe Stellung
ein wie in Abb. i. Die Schieber 3 sowie 4 und 5 sind durch die Riegel 6o und 62
blockiert. Die Schieber i und 2 können abwechselnd geschlossen und geöffnet werden,
wenn ein Stauchen des Hochofens nötig ist.
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Zur Schaltung des Winderhitzers auf Gas wird zunächst der Handhebel
2o in die obere Stellung nach Abb. 6 gebracht. Darauf wird der Handhebel2l in die
obere Endstellung gedreht. Der Steuerkolben 73 ist nun so ausgebildet, daß dabei
die Leitung 78 mit der Leitung 82 in Verbindung tritt. Da bei dem Aufwärtsdrehen
des Handhebels 2o die Leitung 82 durch den Kanal 84 im Hahn 83 mit der Leitung 85
und dadurch mit der Hauptdruckluftleitung 54 in Verbindung gesetzt ist, erhält das
rechte Ende des Sperrzylinders 67 Druckluft, so daß der Riegel 59 in die
Bahn des Anschlages ig des Gestänges 15 gelangt und der Riegel 6o aus der Bahn des
Anschlages ig des Gestänges 16 herauskommt.
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Bei der Stellung des Hahnes 87 nach Abb. 6 kann die Druckluft aus
der Leitung 86 durch den Kanal 88 hindurch entweichen, während die Leitung gi unter
Druckluft gesetzt ist. Wird nun der Handhebel 22 nach oben gedreht, so wird die
Leitung 9,1 mit der Leitung 81 in Verbindung gesetzt. Das rechte Ende des Sperrzylinders
68 erhält dadurch Druckluft, und der Riegel bi kommt in die Bahn des Anschlages
ig des Gestänges 16, während der Riegel 62 aus der Bahn des Anschlages ig des Gestänges
17 herauskommt.
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Es sind also die Handhebel 2o, 21 durch die Riegel gesperrt, während
der Handhebel 22 ungehindert gedreht werden kann. Bei etwaigem Gasmangel können
also die Schieber
4 und 5 abwechselnd geschlossen und geöffnet
werden, ohne daß die Blockierung der übrigen Schieber beeinflußt wird.
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Soll der Kaminschieber 3 z. B. zwecks Entlüftung beim Befahren des
Winderhitzers oder zur Kontrolle geöffnet oder geschlossen werden, so werden die
Schieber zunächst in die Stellung nach Abb.6 gebracht, bei welcher der Handhebel
2o in seiner obersten Endstellung steht, also sein Anschlag i9 unterhalb der Bahn
des Riegels 59 liegt. Wird nun der Handhebel 21 aufwärts gedreht, so kommt der zugehörige
Steuerschieber 73 in die Lage nach Abb. 6, bei welcher die Leitung 78 mit der Leitung
82 in Verbindung gesetzt ist. Da die Leitung 82 durch den Kanal 84 mit der Hauptdruckluftleitung
54 in Verbindung steht, erhält das rechte Ende des Sperrzylinders 67 Druckluft,
und der Kolben 69 wird nach links geschoben, so daß die Schieber i und 2 durch den
Riegel 59 verriegelt sind, während der Anschlag i9 des Schiebers 3 freigegeben ist.
Dabei sind also die Schieber i, 2, 4, 5 verriegelt.
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Soll der- Schieber 3 wieder geschlossen werden, so kommt bei der Abwärtsdrehung
des Handhebels 21 zunächst der zugehörige Anschlag i9 in eine Lage, in welcher er
oberhalb der Bahn des Riegels 6o liegt. In der unteren Endstellung des Hebels nach
Abb. 5 kommt der Hahn i i in eine Lage, in welcher der zugehörige Arbeitszylinder
7 oben Druckluft erhält, so daß der Schieber 3 geschlossen wird. Sobald dadurch
der Hahn 87 in die Lage nach Abb. 5- kommt, wird der Kolben 69 wieder nach rechts
geschoben. Es kann also auch der Kaminschieber 3 unabhängig geöffnet und geschlossen
werden, ohne die anderen Schieber zu stören.