DE7433579U - Rohrkörper für eine Sauerstofflanze - Google Patents

Description

COHAUSZ & FLORACK

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PATENTANWa:;; :
Dipl.-lng. W. COHAUSZ ■ Dipl.-Ing W FLORACK Dipl.-lng P r.N»UF D.. Ing., D.pl Wirtsci, h,g A GERBER ■ DIpI -Ing H. B. COHAUSZ

Manfred Schulz

f. 4o32 Lintorf

Am Engsberg -I

|; Rohrkörper für eine Sauerstoff lanze

if-

Die Erfindung bezieht sich auf einen Rohrkörpor für tine 5jauerstofflanze, insbesondere für eine Prischlanze, mit einer Schlacken· rücklaufsicherung zv;isc'ren der Lanze und dem Sauerstoff schlauch.

Beim Brenner mit einer Sauerstofflanze, insbesondere aber· bei einer Prischlanza, besteht die Ge 'ahc, daß nach Beendigurt^ oder Unterbrechung aes Blafjvurgan^s zurücklaufende Schlacke bis zum Sauerstof/'schlauch zuriickdringt und dorc gefährliche Brär.de verursacht. Um diesen ochwier-igkeiten zu begegnen, ist in der DT-Po 2 3>27 595 in Verbindung mit einem Brennr-ohr vorgeschlagen worden, in ein!":·:;) iiohrkö:. 'jeν Icul'z vwr do_ui hautrstof fschlaucii eine ;;-ioh über den Rohrquorschnitt erstreckende,, gasdurchlässige Scheibe aus Sinter^ietall anzuordnen, die den üchlackenrückkuf ver- :inder';. ^tj'..cüg nieiihaai .-.!«.'!η¹ y\ba.!,»iri'ung neu Sculackeurücklau/s kann ^; labeui.· i'-ro ni ni\i: die u!hwiD''igkol ten uoheben, die sich bei einem !uhla.-kom'ü..:.'lau!' bei eine_L· Faschlan/e ergeben. Fri'jchlanzen

ά· ·:ΐ -^:.;i ■...., UcgeL einen erheblich g.· ' ..-.eron Durchsatz an oauer-.:.,c;^; a;.·. ι'¹, .-ίο da.j Jino ;iie::hau.i. JU'.iie Bo^; _:i uden.uig durch eine Sinter-

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metallscheibe zu Schwierigkeiten führen kann, da die Sintermetallscheibe ueim Frischen einen hinreichenden Sauerstoffdurchlauf gewährleisten muli, dann aber bei einem Sohlackenrücklauf nicht verhindern kann, daß die Schlacke Kontakt mit der Sauerstoffzufuhr bekommt.

Hiervon ausgehend hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, eine Schlackenrücklaufsicherung zu entwickeln, die beim Prischen einen hinreichenden Sauerstoffdurchsatz zuläßt und im Falle eines Schlackenrücklaufs eine schnelle und sichere Absperrung gegenüber der Sauerstoffzufuhr gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgeniäß durch eine Schlackenrücklaufsicherung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, zur Absperrung des Sauerstoffstroms im Falle eines Schlackenrücklaufs ein Ventil vorzusehen, dessin Schließung aus sicherer Entfernung, d.h. aus einer in Richtung Lanze vorgelagerten Stelle auslösbar ist. Hierfür ist wesentlich, daß die zerstörbare Verbindungsstelle für die Schlacke gut zugänglich im Rohrquerschnitt liegt, so daß eine schnelle Auslösung der Absperrung gewährleistet ist. Ein weiterer wesentlicher Gedanke besteht darin, daß neben der schnellen Auslösung auch eine schnelle Schließung des Ventiles vorteilhaft ist. Diese schnelle Schließung des Ventiles kann dirch mechanische Hilfsmittel wie eine Druckfeder bewirkt werden, vorzugsweise sühließt aber das Venuil xn Richtung Sauerstoffstrom, so daß der S&uerstoffstrom nach Zerstörung der Verbindungsstelle den schnellen Schließvorgang unterstützt.

In einer bevorzugten Konstruktion ist das Distanzstück als Stütze ausgeführt. Dabei stützt sich das Disbanzstück mit seinem einen Ende, ventilsei tig, gegen den Kopf des Ventiles ab, während sich das andere Ende des Distanzstückes gegen ein über den Rohrquersehnitt erstreckendes und im Rohrkörper gegengestütztes Element gestützt ist, wobei da.= Element so ausgebildet ist, daß es einerseits gut den Sauerstoi'idurnhsatz gewährleistet und andererseits den Schlacicenrücklaui' behindert. Diese Eigenschaften erfüllt z.B. ein Lochblech, vorzugsweise <2in Drahtsieb, z.B. aus Edelstahl. Im Falle einer Stütze schließ-; das

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Ventil in Richtung den Saueretoffijtroms. Gemäß einer bevorzugter. Lösung ist das Element (Drahtsieb) mit dem vorgezogenen Teil des DistanzstUclces (Stützt verlötet, so daß die Lötverbindung im Falle eines SchlackenrUcklaufs schnell aufschmilzt, die Stützwirkung wegfällt und damit die Schließung des Ventils ausgelöst wird. Der besondere Vorteil eines Drahtsiebes 1st darin zu sehen, daß große Durchsatzmen^en an Sauerstoff nicht behindert werden, und daß die rUnklaufende Schlacke für eine hinreichend lange Zeit behindert wird, in welcher die für Schlackenangriff schwache Verbindungsstelle des Distanzstückes zerstört werden kann und damit das Ventil geschlossen werden kann. Die gegenüber der Schlackeeinwirkung vorgesehene SchwächsteHe kann ebensogut dort vorgesehen sein, wo das Element im Rohrkörper gegengestützt ist. Wesentlich ist aber auch hler, daß die Sehwachstelle für die rücklaufende Schlacke frei zugänglich ist, so daß ein schnelles Auslösen des Absperrvorganges gewährxeistet ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das am vorderen Teil des Distanzstückes angeordnete Drahtsieb oder Lochblech kegelförmig um das Distanzstück herum angeordnet, wobei die Kegelspitze mit dem Distanzstück verlötet ist und das andere Kegelende sich über einen Ring gegen eine Schulter im Rohrkörper abstützt. Da bei den großen Sauerstoffdurchsatzmengen und hohem Drücken erhebliche Belastungen für das kegelförmige Element auftreten, hates sich als zweckmäßig erwiesen, die Lotstelle kegelstumpfartig über eine bestimmte Länge auszuführen, so daß das Element auch bei längerem Betrieb nicht zerstört werden kann, es sei denn, ein Schlackenrücklauf tritt auf.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist das absperrende Ventil eine kegelförmige Raumform auf und schließt mit dem Sauerstoffstrom. Ein besonderer Vorteil dieser konstruktion besteht darin, daß der starke Sauerstoffstrom zur schnellen Schließung des Ventiles mit zu Hilfe gezogen wird. Das kegelförmige Ventil weist mit seiner Kegelspitze in Richtung Lanze, wobei gegen die Kegelspitze das Distanzstüijc anliegt. Zweekmäßigerweise ist das Ventil sauerstoffzufuhrseitig von einer sich am Rohrkörper abstützenden

Führung in axialei· Richtung geführt und zentriert. In einer bevorzugten Ausführung form weist die mit radialen Armen im Rohrkörper verankexue PUh rung zu <ί Lesern Zweck eine sich axial erstreckende Hülse auf, In welcher da3 Ventil mit einem Zapfen geführt ist. Zwischen der Führung ur d dem Ventil ist zweckmäßigerweise eine in Ventilschließriohtung wirkende, s'.arke Druckfeder angeordnet. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das kegelförmige Ventil einen zylindrischen Mantel auf, der mit seinem Mantelede gegen die im Rohrkörper verankerte Führung anliegt. Diese Konstruktion hat den besonderen Vorteil, daß das Ventil in geöffneter Stellung nicht vom Sauerstoffdruck beaufschlagt wird, da dieser lediglich gegen die Führung wirkt, daß aber nach Auslösung des Schließvorgangs, d.h. wenn die starke Druckfeder den Schließvorgang ausgelöst hat, der Sauerstoffstrom verstärkt von hinten das Ventil beaufschlagen kann und so den Schließvorgang unterstützt. Diese Konstruktion bietet weiterhin den Vorteil, daß die Konstruktion des Elementes (Drahtsiebes) leichter ist, da in geöffneter Stellung auf dieses Element vom Ventil her nur die Kräfte der Druckfeder übertragen werden.

Die Schlackerrücklaufsicherung kann Bestandteil des Rohrhalters sein, ai*s kann aber auch in einem gesonderten Rohrkörper angeordnet sein, der z.B. auf den Rohrhalter aufschraubbar ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die komplette Einheit eines Rohrkörpers mit Frischlanze in schematischer Darstellung,

Fig. 2 einen Schnitt durch die Schlackenrücklaufsicherung in vergrößertem Maßstab und

Fig. 3 ein Detail dor Fig. 2 in vergrößertem Maßstab.

Die in Fig. 1 gezeigte Einheit besteht aus dem Sauerstoffschlauch 2, der Verschraubung 2&> dem die Schlackenrücklauf sicherung aufweisenden Rohrkörper 1, dem Lanzenhai te~ k und der Lanze 5.

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Fig. 2 zeigt den auf 'den L'anzenhalt.e^ 4 aufgeschraubten Rohrkörper 1, dei' aus dem Vorderteil la und dei· Hinterteil Ib besteht. Vorderteil la und Hinterteil Ib sind miteinander verschraubt und klemmen bei der Verschraubung radial nach außen gerichtete Arme 8b einerFührung -■ ein. Wesentlich Tür die Erfindung ist -las Vorderteil la, WeIChF¹S zunächst näher beschrieben wird. Die Führung we-jd", konzentrisch und in radialem Abstand zum Vorderteil la eine innere zylindrische Hülse ca und eine äußere zylindrischs Hülse 8c ■ auf. In der inneren Hülse 8a ist der zylindrische Zapfen 6a des

j Kegelventils 6 geführt. Das Kegelventil 6 liegt sauerstoffzufuhr-

5 seitig mit seinem äußeren Rand gegen die äußere Hül:,e 8c der Füh-

, rung 8 an. Das Ventil ·'.> konnte ebensogut einen verlängerten zylindrischen Mantelansatz hb au !'weisen, wesentlich ist nur, daß ein : glatter Übergang zur Hülse be der Führung 8 gegeben ist. Der Kopf

« ues Ventils ö weist e■ne Absenkung auf, in welcher sich lanzen-

1 seitig das Distanzstüek 9 abstützt. Die andere Seite des Distanz-

; Stückes 9 stützt über c*iv\ kegelartiges Drahtsieb Io aus Edelstahl

ι und die ringförmig Ge./enabstutzung 11 gegen eine Schulter 11a

im Vorderteil la desRohricÖrpers ab. Das istanzstück 9 und die

! ringförmi ^e Gegenabritüuzung 11 sind mit dem Drahtsieb Io über

j Lötverbindungen 9a und 9^b verbunden. Wie Csr vergrößerte Ausschnitt

in Fig. 3 zeigt, erstreckt sich die Lötverbindung 9a, insbesondere 9b, kegelstumpfartig über eine axiale Länge, wodurch eine bessere ^:- Haltbarkeit erreicht wird, aber gleichzeitig ein schnelles Auf-

j schmelzen der Lötverbindung im Falle eines Sc'tilackenrucklaufs ge-

j währleistet ist. Die an der Kegelspitze vorgesehene Lötverbindung

j 9b ist zweckmäßigerweise aus Hartlot, um bei der hohen Durc...satz-

I mengen und Drücken eii e hinreichende Stabilität zu gewährleisten.

* Die Lötverbindung 9a kann weichverlötet aein.

Im gezeigten Beispiel ist das Distanzstück 9 als Gewindestift ausgeführt, wobei dann die Gewindemutter in der Spitze des Kegelsiebes Io verlötet ist. Ein mit Gewinde versehenes Distanzstück 9 erleichtert den Zusammenbau und das Öffnen des Ventils 6 gegen den Druck der starken Druckfeder J zwischen Ventil 6 und Führung 8. Der in Richtung Lanze 5 vorgezogene Teil des Distanzstückes 9 und das Kegelsieb Io sind noch innerhalb des Vorderteils la angeordnet, τ. ίο daß diese Einzelteile beim Transport nicht b-schädigt werden

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können.

Das Hinterteil Ib des Rohrkörpers 1 weist zusätzlich ein Explosionsrückschlagventil 3 auf, welches vom Sauerstoffdruck in geöffneter Stellung gehalten ist. Das Explosiousrückschlagventil 3 ist ebenfalls ein Kegelventil und wird in axialer Richtung einmal über den Zapfen 3a und sum anderen über den Mantel 3b in der Führung 8 geführt. Zwischen der Führung 8 und dem Explosionsrückschlagventil 3 ist eine schwächere Druckfeder 12 angeordnet. Um die Punktion aes Explosionsrückschlagventils 3 zu gewährleisten, können in der rückwärtigen äußeren Hülse der Führung 8 Durchbrüche vorgesehen sein, so daß der Druck hinter das ExplosionsrücKschlagventil 3 greifen kann. Die gezeigte symmetrische Anordnung mit keilförmigen Ventilen hat den besonderen Vorteil, daß die hohen Durchsätze an Sauerstoff sti'ömungsgünstig geführt werden, ohne daß Verwirbelungen auftreten .

Die Funktion der Schlackenrücklaufsicherung ist wie folgt:

Selbst bei großen Rohrquerschnitten garantiert der Rohrkörper 1 mit den strömungsgünstigen Ventilen 3* 6 und dem gut gasdurchlässigen Drahtsieb Io einen ungehinderten und strömungsgünstigen Durchsatz großer Sauerstoffmengen. Sollte bei einer Störung oder bei Beendigung desFrischvorgangs heiße flüssige Schlacke in Richtung Sauerstoffschlauch zurückfließen, so werden die Verbindungsstellen 9a bzw. 9b zerstört,wobei das Ventil 6 unter Einfluß der starken Druckfeder· 7 und dann zusätzlich unter dem starken Sauerstoffdruck schnell geschlossen wird. Die bis zur Verbindungsstelle 9a und 9b vorgedrungene Schlacke kann aufgrund des Drahtsiebes Io nicht ungehindert zum Ventil 6, bzw. Ventilsitz vordringen, so daß während dieser Behinderung hinreichend Zeit zur Zerstörung der Verbindungsstellen 9a bzw. 9b verbleibt. Wesentlich für diese Funktion ist, daß die vom Schlackenangriff zerstörbaren Stellen für die Schlacke frei zugänglich sind, so daß die gewünschte Zerstörung in kurzer Zeit erfolgen kann. Das Drahtsieb kann nämlich nur eine zeitweilige Behinderung geben, da es für den Durchsatz der zum Frischen benötigten großen Sauerstoffmengen einen hinreichenden Durchsatz erlauben muß.

Besonders vorteilhaft ist bei der erfindungsgemäßen Konstruktion neben der vorzeitigen Auslösung der schnelle Schließvorgang, der von der Druckfeder 7 und vom Sauerstoffdruek bewirkt wird. Bei normalem Betrieb kann der Sauerstoffdruck das Ventil 6 nicht beaufschlagen, da es gegen die Hülse 8c der Führung 8 anliegt. Somit werden nachteilige Beanspruchungen des Drahtsiebe- lo, die von dem Ventil 6 ausgehen könnten, vermieden, da der Sauerstoffdruck bei normalem Betrieb das Ventil 6 nicht beaufschlagen kann. Erst nach der Auslösung desAbsperrvorganges unterstützt der Sauerstoffdruck den Schließvorgang.

Die hier beschriebene Schlackenrücklaufsicherung ist in einem gesonderten Rohrstück angeordnet, um den Zusammenbau zu erleichtern. Es ist ebensogut möglich, die Schlackenrücklaufsicherung unmittelbar im Rohrhalter 4 anzuordnen.

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Claims (6)

1. Anspruch 5

   1» Rohrkörper für eine Sauerstofflanze, insbesondere für eine Frischlanze, mit einer Schlackenrüeklaufsicherung rwischen der Lanze und dem Säuerstoffschlauch, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlackenrücklaufsicherung ein schnell schließbares und über ein Distanzstück (9) in geöffneter Stellung gehaltenes Ventil (6) aufweist und aas Distanzstück (9) eine in Richtung Lanze (5) vorgezogene und im Sauerstoffstrom liegende Verbindungsstelle (9a, 9b) aufweist, welche unter Schlackeeinwirkung zerstörbar ist.
2. 2. Rohrkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Distanzstüpk (9) einerseits gegen das Ventil (6) und andererseits mit dem vorgezogenen Teil gegen ein sich über den Rohrquersehnitt erstreikendes, und im Rohrkörper (Iy la) gegenge- £rcütztes Element (lo) abstützt und das Element (lo) bei guter Grasdurchlässigkeit den Schlackenrüeklauf behindert.
3. 5, Rohrkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ala . Element (lo) ein kegelförmiges Drahtsieb vorgesehen ist, wSLches mit demvorgezogenen Teil des Distanzstückes (9) und/oder der Gegenabstützung (11) im Rohrkörper (1, la) verlötet ist.
4. 4. Rohrkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß dae Ventil (6) kegelförmig ausgebildet 1st und sauerstoff sohlauchseitig von einer sich am Rohrkörper (1) abstützenden Führung (8) in axialer Richtung geführt und zentriert ist.
5. 5. Rohrkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Führung (8) und dem Ventil (6) eine in Ventilschließrichtung wirkende Druckfeder (7) angeordnet ist.
6. 6. Rohrkörper nach Anspru< h 5, dadurch gekennzeichnet, daß daa kegelförmige Ventil (6a) in geöffneter Stellung mit seinem führungsseieigen Mantel gegen die Führung (8) anliegt.

   Oe/Schu

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