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Umsteuereinrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Umsteuereinrichtung
für die gemeinsame nach= einander erfolgende Umstellung von Gas-, Luft- und Abhitzeumstellorganen
von Regenerativkoksofenbatterien.
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Die, Umsteuerung der Gas-, Luft- und Abhitzeu.mstellorgane von Regenerativkoksofenbatteri.en,
die bekanntlich in Zeitabständen von etwa 1/s Stunde zwecks Wechselns. der Beheizungsrichtung
erfolgt, wurde bislang von; sogenannten Wechselwinden vörgenommem; die am Kopf der
Ofenbatterie angeordnet sind und: mittels an den Batterielängsseiten entlang laufender
Zugmittel, die mit den Umstellorganen verbunden sind, dieentaprechende Umsteuerung
der Umstellorgane vornehmen. Um die Umstellung der Gas-, Luft- und Abhitzeums.tellorgane
vornehmen zu können, die beispielsweise in der Reihenfolge erforderlich ist, um
zunächst das. Gas abzustellen, darauf die Umsteuerung der Luft- und Abhitzeventile
vorzunehmen und sodann erst die Gaszufuhr für die aridere Heizwand oder Heizwandhälfte
freizugeben, sind die bekannten Wechselwinden mit entsprechend ausgebildeten Schaltwerken
versehen. Die Bauart solcher Wechselwinden ist demgemäß sehr verwickelt und kostspielig.
Die hierbei für die Umstellung der Umstellorgane erforderlichen Zugmittel (Seile,
Ketten od.. dgl.) haben den Nachbeil, daß sehr leicht bei Auftreten irgendwelcher
Widerstände die oder
eines der Zugmittel reißen können. Durch derartiges
Reißen der Zugmittel können auch Unglücksfälle entstehen, indem durch das Zurückfallen
bereits geöffneter Ventile sich explosive Gemische bilden. Derartige: Gefahren können
auch auftreten; wenn die Schaltwerke der Wechselwinde nicht einwandfrei arbeiten,
so daß die Umstellung der einzelnen Gruppen von Umstellorganen. nicht nacheinander
erfolgt, sondern daß sich die Umstellbewegungen überschneiden.
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Durch die Erfindung wird ein völlig neuer Weg für die Betätigung der
Umstellorgane für den Zugwechsel bei Regenerativkoksofenbatterien beschritten, indem
die bisher übliche Betätigung der Umstellorganp durch Wechselwinden und Zugorgane
wegfällt und durch druckmittelbetätigte Bewegungseinrichtungen ersetzt wird, die
die gemeinsame Betätigung der entsprechenden Umstellorgane in der erforderlichen
Reihenfolge vornehmen. Diese druckm.ittelbetätigten Einsrichtungen, die aus Koll;enzylind"erti,
vorzugsweise aber aus Mehrfachmembranen bestehen, sind in entsprechender Weise durch
gemeinsame Druckmittellteitungen verbunden, derart, daß die Betätigung jeder Gruppe
von Umstellorganen in der bestimmten Reihenfolge erfolgen kann.
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Diese gemäß der Erfindung ausgebildete Einrichtung zur Betätigung
der Umsteuerungsorgane beiRegenerativkoksofenbatterien gestattet, die Steuerung
der einzelnen Gruppen von Umstellorganen mit Sicherheit derart vorzunehmen., daß
die Gefahr von Explosionen oder Gasverlusten vermieden wird, die beispielsweise
entstehen können, wenn bei geöffneter Gaszufuhr der einen Heizwand oder Heizwandbälfte
das Abhitze-,entil dieser Heizwand, oder Heizwandhälfte- nicht rechtzeitig geschlossen
ist.
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Gemäß der Erfindung wird beispielsweise die Sicherung einer folgerichtigen
Umsteuerung zwangsläufig dadurch geschaffen, daß die Gaszufuhr zu der betreffenden
Heizwand oder Heizwandhälfte nur dann geöffnet sein kann, wenn die Abhitzeventile
derselbenWand oder Wandhälfte geschlossen und die zugehörigen Luftabsperrorgane
geöffnet sind, wobei die Stellung der Umstellorgane der anderen Heizwand oder Wandhälfte
entsprechend umgekehrt. ist. Diese Sicherung besteht gemäß der Erfindung darin,
daß zunächst sämtliche Gasabsperrmittel der Ofenbatterie von Druckbetätigungseinrichtungen
gesteuert werden, die an eine gemeinsame Druckmittelleitung angeschlossen sind.
Steht diese Druckt' unter Druck, so ist also die Gaszufuhr zu sämtlichen Verbrennungsstellen
geschlossen. Die Freigabe der Gaszufuhr zu der zu beheizenden Heizwand oder Wandhälfte
kann nunmehr erst dann erfolgen, wenn diese Leitung drucklos gemacht «-orden ist
und Druckbetätigungseinrichtungen, die nur einen kleineren Druck auszuüben vermögen
als die Druckbetätigungseinrichtungen der Gasahsperrmittel, auf die nunmehr drucklosen
Betätigungseinrichtungen der Gasabsperrmittel ein. wirken, so daß erst dann die
Freigabe der Gaszufuhr zu der entsprechenden Heizwand oder Wandhälfte erfolgen kann.
Die Druckbetätigungseinrichtungen kleineren Ouerschnitts sind dabei durch eine gemeinsame
Druckmittelleitung mit den Druckbetätigungseinrichtungen verbunden, die die Umstellung
von: Luft und Abhitze vornehmen, und -zwar derart, daß die eine Gruppe der die Gäsumstellung
vornehmenden Druckbetätigungseinrichtungen kleineren Querschnitts mit einer Gruppe
der Luft-Abhit7e-Umstellbetätigungseinrichtung und die andere Gruppe der die Gasumstellung
vornehmenden Druckbetätigungseinrichtungen kleineren Querschnitts mit der anderen
Gruppe der @Luft-Abhitze-Umstellbetätigungseinrichtung verbunden, ist. Die 13rucklietäti1ungseiiiriclitungen
der Gasabsperrorgane einerseits und die der Luft-Abhitze-Umsteuerorgane anderseits
sind demnach derart in Abhängigkeit voneinander verbunden, daß sie in Differentialwirkung
arbeiten.
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Die Druckbetätigungseinrichtungen können aus Kolbenzylindern bestehen.
X-orzugs«-eise werden jedoch gemäß der Erfindung die bekannten Mehrfachmembranen
verwandt, die den Vorzug haben, daß sie bei verhältnismäßig kleinem Volumen nur
einen niedrigen Druck erfordern und ferner die Anwendung von: Kolben überflüssig
machen.
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Es kann an jedem Umstellorgan eine Druckbetätigungseinrichtung angeordnet
sein, wobei diese Druckbetätigungseinrichtungen einer Gruppe von Umstellorganen
mit einer gemeinsamen Leitung verbunden sind. Es ist jedoch auch möglich, mit nur
einer Druckbetätigungseinrichtung für eine ganze Gruppe von Umstellorganen zu arbeiten
oder mehrere Umstellorgane einer Gruppe an eine Druckbetätigungseinrichtun:g anzuschließen.
In einem solchen Fall sind die Umstellorgane jeder Gruppe mit der oder den Betätigungseinrichtungen
durch eine drehbare Welle unter Zwischenschaltung entsprechender Hebel verbunden.
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Wie hieraus ersichtlich, sind bei einer derartigen. Ausbildung der
Umsteuerungseinrichtung _ der Umstellorgane von Koksofenbatterien keine Zugorgane
(Seile oder Ketten) vorhanden, wie sie bei einem Antrieb der L'mstellorgane mit
einer Wechselwinde erforderlich sind.
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Die Erfindung ist in den zugehörigen Abbildungen in einem Ausführungsbeispiel
für
eine Koksofenbatterie mit Starkgaszwillingszugbeheizung und
halbgeteilten Regeneratoren veranschaulicht.
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Abb. i ist ein schematischer Querschnitt durch die Umstellorgane einer
Seite einer Koksofenbatterieseite. mit den damit verbundenen Druckbetäfigungseinrichtungen;
Abb. 2 stellt einen vereinfachten schematischen Querschnitt durch die erfindungsgemäße
Umsteuerungseinrichtung beider Ofenbatterieseiten nach Linie II-II der Abb. 4 dar;
Abb. 3 zeigt eine Seitenansicht der Druckbetätigungseinrichtungen, in Pfeilrichtung
A der Abb. 2 gesehen; Abb. 4 ist ein schematischer Grundriß entsprechend Abb. 2.
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Mit i ist die Koksofenbatterie bezeichnet. In der Zeichnung sind die
auf beiden Ofen Batterieseiten 33, 33" gleichen Teile mit gleichen, Bezugszeichen
bezeichnet, wobei auf der . Batterieseite 33a diese Bezugszeichen sämtlich zusätzlich
mit a bezeichnet sind. 2 211 sind die Regeneratorräume, die durch eine mittlere
Trennwand voneinander getrennt sind und jeder für sich. mit ,einem darunter angeordneten
Sohlkanal 3, 311 durch Verbindungsöffnungen 4, 411 verbunden sind. Die Regeneratoren
der einen Batterieseite dienen jeweils zur Vorwärmung der Heizmittel, während in
den Regeneratoren, der anderen Batterieseite die Abgaswärme gespeichert wird und
umgekehrt. Die Regeneratoren stehen durch entsprechende, in der Zeichnung nicht
dargestellte Verbindungskanäle mit den Zwillingsheizzügen in Verbindung. Am Ende
jedes Regeneratorsohlkanals sind die die Abh.itze- und Luftumstellorgan.e enthaltenden
Gehäuse 5, 511 angeordnet. Das. Abhitzev entil 6, 611 schließt den zu dem unterhalb
der Ofenbatterie angeordneten. Sammelkanal führenden. Abhitzekanal 7, 711 ab. Der
schräg angeordnete äußere Verschluß 8, 811 des Gehäuses 5, 511 ist mit einer Lufteinströmöffnung
9, 911 versehen, die von einem Ventil io, ioa abschließbar ist.
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Jeder Heizwand sind zwei Starkgasleitungen 26, 27 zugeordnet, von
denen die eine die geradzahligen und die andere nach Zugrichtungswechsel die ungeradzahligen
Heizzüge der ganzen Heizwand speist. Da das.'Gas in üblicher Weise von beiden Batterieseiten
zugeführt wird, wird also stets in dem einen Beheizungszeitraum das Gas durch die
Leitungen 26, 26a und im nächsten den Leitungen 27, 27a zugeführt. Die Starkgasleitungen
26, 27 stehen mit einer gemeinsamen Hauptleitung 34, 34" in Verbindung.
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Das Abhitzeventil 6, 611 ist mit dem einen Arm eines Doppelhebels
12, i211 gelenkig verbunden, der in einem festen Drehpunkt i i des Gehäusedeckels
gelagert ist. Der andere Arm des den. Gehäusedeckel 8, 811 durchsetzenden Doppelhebels.
12, i211 ist außen mit einer Stange 13, 13" gelenkig verbunden, die an ihrem
oberen. Ende ebenfalls gelenkig an einem Hebel 14, i411 angeschlossen ist. Der die
Stange 13, i311 etwas überragende Hebel 14, i411 ist bei
15 durch ein Zugmittel 16, 1611 (Kette, Seil .oder auch Stange) mit dem Luftventil
i0, ioa verbunden.
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Die Hebel 14, i411 jedes Luft- und Abhitzeven.tils der ganzen Ofenbatterie
sind auf jeder Seite der Ofenbatterie an ihrem Ende mit Druckbetätigungseinrichtungen
17 bzw. 17"
verbunden, die an einem ortsfest angeordneten Rahmen 18, i811
od. dgl. abgestützt sind. Die Hebel 14, i411 sind um an den Rahmen i8, i811 gelagerte
Festpunkte i9 schwenkbar.
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An den festen: Rahmen 18, 1811 sind ferner Druckbetätigungseinrichtungen
20, 2o11 und 25, 25a abgestützt. Diese stehen an ihrem oberen Ende über Hebel 21,
2i11, die in an den festen. Rahmen 18, 1811 gelagerten Festpunkten 22 schwenkbar
sind, und Gestänge 23, 23a mit den Absperrhähnen 24, 249 und 46, 46a der Starkgasabzweigleitungen
26, 26a und 27, 27a in Verbindung. Die Druckeinrichtungen; 2o, 25 und 2o11,
25a wechseln dementsprechend miteinander in der Reihenfolge der Anordnung auf jeder
Batterieseite nebeneinander derart ab, daß bei Unterdrucksetzung der Druckeinrichtungen
2o, 2o11 die Gashähne 24, 24a und bei Unterdrucksetzung der Druckeinrichtungen 25,
25a die Gashähne 46, 46a geöffnet werden.
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An der oberen Ouerverb-indung des Festrahmens 18, i811 sind ferner
noch Druckeinrichtungen 28, 2:8a abgestützt, die einen. größeren Querschnitt als
die Druckeinrichtungen 20, 2o11 und 25, 25a haben. Die Hebelgestänge 21, 23 der
Gashähne 24, 46 sind im Gelenkpunkt 29 gleichzeitig mit den Drückeinrichtungen 2o,
25 einerseits und 28 anderseits und die Hebelgestänge Zia, 23a der Gashähne 2.I11,
4611 gleichzeitig mit den Druckeinrichtungen 2o11, 25a einerseits und 28a anderseits
verbunden. Bei Unterdrucksetzen der Druckeinrichtungen 28, 28a werden somit die
Druckeinrichtungen 2o, 25 bzw. 2o11, 25a durch die größere Druckkraft der Druckeinrichtungen
28, 28a nach unten zusammengedrückt, wobei die Hebelgestänge 21, 23 in die
in Abb. i strichpunktiert dargestellte Lage gebracht werden.
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Die Druckeinrichtungen 17, i711, 20, 25 und 2o11, 25a sowie 28a, 28
bestehen im Ausführungsbeispiel aus Mehrfachmembranen. Sie können jedoch auch durch
Kolbenzylindereinrichtungen gebildet werden.
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Wie aus Abb.2 und dem Leitungsschema der Abb. ¢ erkennbar, sind sämtliche
Druckeinrichtungen 28, 28a der ganzen Ofenbatterie
unter Vermittlung
der Leitungen 36, 3611 an eine Druckleitung 3o angeschlossen, so daß, `Senn diese
Leitung 30 unter Druck steht, sämtliche Gasabsperrhähne 2q., 46 und 24a,
4611 geschlossen sind. Eine Druckleitung 32 auf der Batterieseite 33 dagegen verbindet
mittels der Leitungen 4o die Druckeinrichtungen, 17,
die die Umstellung der
Luft- und Abhitzeventile der Batterieseite 33 vornehmen, gleichzeitig aber auch'mittels
der Leitungen 35 die Druckeinrichtungen 25, welche die Hebelgestänge 21, 23 der
Gashähne 46 der gleichen Batterieseite 33 betätigen. Eine Druckleitung 31 steht
auf der Batterieseite 33 mittels der Leitungen 41 mit den Druckeinrichtungen 2o
in Verbindung, die das Öffnen derGashähne 24 verursachen.
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Auf der Batterieseite 33a sind die Druckleitungen 32a sowohl mit den
Druckeinrichtungen 17,1 durch Leitungen 4oa zur Betätigung der Luft- und Abhitzeventile
als auch mit den Druckeinrichtungen 2o11 durch die Leitungen 35a zur Betätigung
der Gashähne 2q.11 auf dieser Batterieseite verbunden. Zur Betätigung der mit den
Gashähnen 24a abwechselnd nebeneinander angeordneten Gashähne q.611 ist auf der
Batterieseite 3311 die Leitung 3i11 durch die Leitungen q.111 nur mit den Druckeinrichtungen
25a verbunden.
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Schließlich sind noch die Leitungen 31, 32a einerseits und 32, 31a
anderseits über eine Druckmittelsteuereinrichtung 39, der das Druckmittel durch
die Leitung 38 zugeführt wird, so miteinander verbunden, daß entweder nur die Leitungen31,
32a, die Leitungen 32, 31a oder die ebenfalls beiden Batterieseiten gemeinsame Leitung
30 unter Druck stehen können.
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Der Betrieb der erfindungsgemäßen Umsteuerungseinrichtung sei an Hand
der Abb. 2 bis q. näher beschrieben.
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Bei einer dem dargestellten Ausführungsbeispiel entsprechenden Koksofenbatterie
mit Zwillingszugbeheizung sind im Betrieb die auf der einen Ofenbatteriehälfte angeordneten
Luftventile entweder geöffnet und die Abhitzeventile geschlossen oder die Luftventile
geschlossen und die Abhitzeventile geöffnet, während auf der anderen Batteriehälfte
die Stellung der Luft- und Abhitzeventile entsprechend umgekehrt ist. Dementsprechend
wird entweder den Starkgasabzweigleitungen 26, 26a oder 27, 2711 beider Batterieseiten
Gas zugeführt, so daß entweder die Gashähne 24, 24,a oder 46, 4611 geöffnet sind.
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Wie aus der schematischen Darstellung des Grundrisses der Koksofenbatterie
in Abb. q. erkennbar, sind die in den Gehäusen 5 angeordneten Abhitzeventile 6 in
Übereinstimmung mit der Darstellung nach Abb.2 auf der Batterieseite 33 geschlossen.
Die Luftventile io dieser Batterieseite sind dann geöffnet. Auf der anderen Batterieseite
33" sind in diesem Beheizun.gszeitraum die Abhitzeventile 611 geöffnet und
die Luftventile 1o11 geschlossen. Jeder Heizwand sind zwei Starkgaszuleitungen 26,
26a und 27, 27a zugeordnet, die von beiden Batterieseiten her mit den im Ofenmauerwerk
liegenden Verteilkanälen verbunden, sind. Beispielsweise ist die Starkgasleitung
27, 2711 mit Gas beschickt, die dann jeden zweiten Heizzug mit Gas beliefert. Die
Abgase strömen dann durch jeden ersten Heizzug und die Regeneratoren 211 zu den
geöffneten Abhitzeventilen 611 der Batterieseite 33a.
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Die Stellung der Umstellorgane ist somit derart, daß auf der Batterieseite
33 in diesem Zeitraum die Einströmung von Luft erfolgt, während auf der Batterieseite
3311 die Ausströmung der Abhitze vor sich geht. Das Druckmittel wird den einzelnen
Druckleitungen 30, 31, 32a, 32, 31a von der Leitung 38 aus über die Steuereinrichtung
39 so zugeführt, daß stets dann, wenn die Leitung 31 unter Druck steht, auch die
Leitung 32a Druck hat und ebenso, wenn die Leitung 32 unter Druck steht, auch die
Leitung 3i11 Druck hat.
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In dem in dem dargestellten Ausführungsbeispiel angenommenen Beheizungszeitraum
steht die Druckleitung 31, 32a unter Druck. Die Druckleitungen 30, 32, 32a sind
drucklos. Die Umsteuerung in der Weise, daß zunächst die Gashähne geschlossen und
erst nach einer gewissen Zeit, nachdem das Starkgas in den Heizzügen: verbrannt
ist, die Umstellung der Luft- und Abhitzeventile und darauf das Öffnen der entsprechenden
Starkgashähne vorgenommen wird., geht nun wie folgt vor sich: Leitung
30 wird zunächst unter Druck gesetzt, wodurch die geöffneten Starkgashähne
2q., 2q.11 geschlossen werden. Nach einer für die vollständige Verbrennung des in
den Leitungen der Ofenbatterie vorhandenen Gases erforderlichen Pause erfolgt die
Umstellung der Luft- und Abhitzeventile auf beiden Batterieseiten in der Weise,
daß die Leitung 34 32a druckentlastet wird, wodurch infolge des schweren Eigengewichts
der Abhitzeventile 611 der Batterieseite 33a sich diese schließen und die Luftklappen
ioa auf dieser Seite sich öffnen. Das. dichte Schließen der Abhitzeventile kann
auch durch oberhalb der Druckeinrichtungen. 17a angeordnete Druckfedern unterstützt
werden. Gleichzeitig mit der Druckentlastung der Leitung 31, 32a wird die Leitung
32, 31a unter Druck gesetzt, wodurch die Druckeinrichtungen 17 der Batterieseite
33 das Hebelgestänge 13, i-., 16 derart betätigen, daß die Luftklappen io geschlossen
und die Abhitzeventile 6 auf dieser Batterieseite geöffnet werden. Da auf der Batterieseite
33 die Druckleitung 32 mittels der Leitungen
3'5 mit den Druckeinrichtungen
25 zur Betätigung der Gashähne 46 und auf der Batterieseite 33a die Druckleitung
31a durch die Leitungen 41a mit den Druckeinrichtungen 25a zur Betätigung der entsprechenden
Gashähne 46a verbunden sind, wirken die Druckeinrichtungen 25, 25a auch auf die
Hebelgestänge 21, 23 der Umstellhähne 46 und die Hebelgestänge Zia, 2.3a der Umstellhähne
46a. Die Betätigung dieser Gestänge kann aber infolge der größeren Druckfläche der
Einrichtungen 28, 28a erst erfolgen, nachdem die noch unter Druck stehende Leitung
3o, die zur Schließung sämtlicher Gashähne mittels der Druckeinrichtungen 28, 28a
dient, drucklos gemacht ist, was nach einer kurzen anschließenden Pause erfolgt.
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Die Druckleitung 3z zur Betätigung der Druckeinrichtungen 2o sowie
die Druckleitung 32a zur Betätigung der Druckeinrichtungen 17a und 20a zum Öffnen
der Gashähne 24, 24.a können auch anstatt mit dien Druckeinrichtungen 2o., 2oa in
entsprechender Weise mit den Druckeinrichtungen; 2.5 und 25a, die zum Öffnen der
Gashähne 46, 46a dienen, verbunden sein, wobei die Verbindung der Druckleitung 32,
31a mit den Druckeinrichtungen 2o, 20a zum Öffnen der Gashähne 24, 24a in analoger
Weise erfolgt.
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Statt der in dem Ausführungsbeispiel vorgesehenen Anordnung der Druckeinrichtungen
für jedes Ventil gesondert, ist es auch möglich, jede Gruppe von Ventilen, beispielsweise
die Gashähne einerseits. und Luft und Abhitzeventile anderseits von einer gemeinsamen
Druckeinrichtung aus zu betätigen, in welchem. Fall beispielsweise (vgl. Abb. i)
die Hebel 14 und 2,1 in ihren Drehpunkten i9, 22 mit an der ganzen Batterie entlang
laufenden Wellen verbunden sind. In entsprechender Weise ist es auch möglich, mehrere
Umstellorgane jeder Gruppe zusammen von einer Druckeinrichtung aus zu betätigen.
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Durch die Anordnung von elektrischen Kontakten, insbesondere bei den
Gashähnen:, gegen die die Hebel der Hähne sich bei normalem Umsteuern. anlegen,
kann die Gefahr eines Weiterscheltens der Steuenurgane bei nicht erfolgtem Schließen
sämtlicher Gashähne vermieden werden. Im Fall eines Fes.tklernmens eines Hahnes
wird der Ausfall desselben sofort optisch oder akustisch angezeigt. Durch Verbindung
der elektrischen Störungsleitung mit der Steuereinrichtung39 erfolgt eine Sperrung
derselben, so daß die Weiterschaltung erst nach Behebung der Störung erfolgen kann:.
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Bei Schwachgasbeheizung erfolgt die Schaltung einzelner Gruppen von
Umstellorganen in. gleicher Weise, indem an Stelle der Starkgasumschaltung die Umschaltung
der Schwachgasventile vor sich geht.