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Sicherungseinrichtung bei Verbundkoksöfen für die Umstellung von Starkgas-
und Schwachgaszufuhr, und umgekehrt Bei Verbundkoksöfen, d. h.. solchen Koksöfen,
d-ie wahlweise mit Starkgas oder Schwachgas zu beheizen sind,, gehört zu: ihrem
Wesen, daß der Betrieb zu beliebigen Zeitpunkten und für beliebige Dauer von der
einen auf die andere Beheizungsart umgestellt wird. Dies geschieht, von anderen,
Umstellungsmaßnahmen abgesehen, dadurch, daß die in den Zufuhrleitungen der einzelnen
Öfen bzw. Heizwände angeordneten Absperrhähne für die eine bisher benutzte Heizgasart
einzeln von Hand geschlossen und die entsprechenden Absperrhähne für die andere
Heizgasart geöffnet werden. Da Verbundkoksöfen wie alle Koksöfen immer in größerer
Anzahl batteriemäßig angeordnet werden und die Umstellung von der einen auf die
andere Beheizungsart meistens einen Teil der ganzen Batterie, also ebenfalls eine
Mehrzahl von Öfen betrifft, so liegen infolge dieser Vervielfachung der Handumstellung
für eine größere Anzahl von Absperrhühnen bei Unachtsamkeit des Bedienungspersonals
Fehlschaltungen der beiderseitigen Hähne, im Bereich nahel-iegende@r Möglichkeit,
besonders an den Übergangsgrenzen innerhalb der Batterie zwischen den unverändert
weitergehenden und den neu einzustellenden Öfen. Es besteht immer eine große Betriebsgefahr,
wenn; bei diesem Umstellen an irgendeinem Einzelofen die Absperrhähne für das Starkgas
und das Schwachgas gleichzeitig offen stehen,
«eil dann diesem Ofen
für die Dauer dieses fehlerhaften: Zustands das Doppelte der normalen: Heizgasmenge,
dagegen natürlich zugleich nur die gewöhnliche normale Verbrennungsluftmenge zuströmt,
so da,ß erhebliche Massen von unverbrannbem Gas durch die Heizwand und schließlich
sogar durch die Regeneratoren auf der Abzugsseite ziehen. Wenn dann, ivie es die
Regel ist, auch noch ein Umschaltwechsel der Regeneratoren von Abgas auf Luft hinzukommt,
so treten beträchtliche Mengen, von Verbrennungsluft mit dien in: den Heizräumen
und Regeneratoren angestauten Mengen brennbarer unveerbrannter Heizgase zusammen
und müssen bei dem reichlichen Vorhandensein glühender und dadurch zündender Heizflächen
unweigerlich zu schweren Explosionen führen..
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Die Erfindung betrifft eine Sicherungseinrichtung bei Verbundkoksöfen,
durch. welche die vorgeschilderten Mängel und Gefahnnäglichkeiten behoben und ausgeschaltet
werden. Die Einrichtung beruht auf dem Gedanken, die Stellungen der Absperrhähne
eines Ofens für Starkgas und Schwachgas Abhängigkeit zu bringen, derart, daß der
Offenstellung des einen Hahns die Schließstellung des anderen Hahns entspricht,
und umgekehrt. Die erfindungsgemäße Sicherungseinrichtung ist demgemäß nach ihrem
Lösungsgedanken dadurch gekennzeichnet; daß der einem bestimmten Ofen, zugeordnete
Absperrhahn für Starkgas und der für Schwachgas mit Stellhebeln von solcher Form
und Anordnung versehen sind, daß zufolge ihres Ineinandergreifens jeweils das Offnen
oder die Offenstellung des einen Hahns das Schließen oder die Schließstellung des
anderen Hahns bedingt, Dieser grundlegende Lösungsweg kann nasch der Erfindung durch
verschiedene vorrichtungsmäßige Lösungen als Ausführungsformen verwirklicht «erden.
Dabei kann: vorteilhaft nach einem besonderen Erfindungsmerkmal eine solche Anordnung
des Starkgas- und Schwachgashahns zueinander zu Hilfe genommen, werden, daß die
Stellhebel beider Hähne in zueinander senkrechten Ebenen schwingen, wobei sich die
Wege der Hebelendstücke im Raum- kreuzen. Diese Anordnung ergibt vorteilhafte Möglichkeiten
für ein solches erfindungsgemäßes Ineinandergreifen der beiden Stellhebel, daß dadurch
gegenseitige Verriegelungen geschaffen werden können.
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Mehrere geeignete Ausführungsdornen der erfindungsgemäßen; Sicherungseinrichtungen
als Beispiele werden im einzelnen durch die nachstehende Beschreibung in, Verbindung
miit den Zeichnungen erläutert.
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Es betreffen; die Abb. i bis q. eineerste, dlie Abb. 5 bis 8 eine
zweite Ausführungsform. Dabei sind die Abe. i und 3 gleichartige Vorderansichten
desselben Gegenstands für zwei verschiedene Hahnstellungen, und die Abb. 2 und 4
sind zu Abb. i bzw. 3 gehörige Seitenansichten. Die Abb. i a und 2a sind Teilausschnitte
der Abb. i bzw. 2 in vergrößertem. Maßstab. Ebenso wie die Abb. i und 3 sind auch
die Abb. 5 und 7 gleichartige Vorderansichten ein und desselben, aber anderen Gegenstands
für zwei verschiedene Hahnstellungen, und entsprechend sind die Abh. 6 und 8 zu
Abb. 5 bzw. 7 gehörige Seitenansichten. Dabei sind die Abb. 5 bis 8 gegenüber den
Abb. ibis d. durch Weglassung nebensächlicherTsile und Beschränkung auf den wesentlichen
Gegenstand vereinfacht worden. Die Seitenansichten der Abb.2, q., 6 und 8 sind durchweg
als Darstellungen gemäß .den in den Abb. 1, 3, 5 und 7 eingetragenen Schnittlinien
a-a und zugehörigen Sichtpfeilen zu verstehen.
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Die Abb. i bzw. 3 für die erste Ausführungsform, stellen als Teilstück
eine Stirnansicht der Koksofenbatterie mit den zugehörigen Heizgashaupt- und -verteilleitungen
dar. Mit i sind die Koksofenkammcrn angedeutet und mit 2 die Ankerständer bezeichnet,
die sich vor den Ofenköpfen und den zwischen den Ofenkammern stehenden Heizwänden
befinden.. In einigem Höhenabstand unterhalb der Koksofenkammern i liegt die waagerechte
Gashauptleitung 3 für Starkgas, und in beträchtlich tieferer Höhenlage befindlet
sich eine zweite Gashauptleitung q. für Schwachgas.. Von. der Starkgashauptleitung
3 ist für die Versorgung zweier nebeneinanderliegender Heizwände der Rohrstutzen
5 abgezweigt, an den sich der Wechselhahn 6 ansetzt. Unterhalb desselben wird durch
das T-Stück 7 die Verzweigung nach den. beiden besagten Heizwänden hin geschaffen..
Hierzu ist beiderseits desselben ein Absperrhahn. 8 angesetzt, und von. jedem. derselben
geht de mehrfach knieförmig gekröpfte Speiseleitung 9 aufwärts vor einem Paar Ankerständer
? hoch und mündest an ihrem obersten, Ende durch ein (nicht gezeichnetes) Einführungsformstück
in die Heizwand ein. Die Drehachsen der sämtlichen Hähne 6 und 8 stehen, wie sich
aus den Abbildungen ergibt, parallel zueinander und senkrecht zu der Zeichnungsebene
der Abb. i und 3. Der in Abb. 2 und 4 sichtbare Absperrhahn B. ist der in Abb. i
und 3 linksseitig stehende; die in letzteren noch weiter links erscheinende Speiseleitung
g und Ankerständer 2 sind in Abb. 2 und d. weggelassen zu denken.
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Von der Schwachgashauptleitung q. gehen für die Versorgung der beiden
in der Zeichnung angedeuteten Heizwände die zwei Abzweigrohre io senkrecht ab, an
welche zunächst die zwei Wechselhähne i i angesetzt sind; an diese schließen sich
nach oben: hin die zwei Absperrhähne 12 an. Diese beiden Absperrhähne-, 12 sind
durch die Rohrstutzen 15 mit-einem größeren am Ofenmauerwerk befestigten Rohrüberleitungsstück
16 verbunden, dass mit zwei im Ofenunterbau anzunehmenden Regeneratorkammern für
vorzuwärmendes Schwachgas in Verbindung steht. Dieses Formstück 16 ist in Abb. z
und d. lediglich schematisch unter Weglassung weiterer ihm zugehöriger Wechseleinrichtungen
dargestellt; es ist durch eine senkrechte, parallel der Zeichnungsebene vorn Abb.
2 und. ,4 stehende Mittelwand in. zwei Hälften geteilt zu denken, die also in Abb.
i und 3 rechts und links stehen. Dadurch versorgt- der in A.bb. i und 3 jeweils
rechts stehende Absperrhahn, 12 der Schwachgashauptleitung a. zusammen mit dem
darüberstehenden
ihm zugeordneten Absperrhahn 8 der Starkgashauptleitung 3 die ihnen beiden benachbarte
rechte und entsprechend das links stehende Absperrhähnepaar 12 und 8 die benachbarte
linke Heiz,N-and. Es ist also in der ganzen Ofenbatterie auf der gezeichneten Ofenstirnseite
für jede einzelne: Heizwand unabhängig je: ein Paar von Absperrhähnen 12 und 8 gesondert
vorhanden.
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ach der Zeichnung stehen die Drehachsen der Wechselhähne i i senkrecht
zu ir Zeichnungsebene der Abb. i und 3 und; parallel zu den Drehachsen der Hähne
6 und B. Dagegen. stehen die Drehachsen der Absperrhähne 12 parallel zu dieser Zeichnungsebene
und somit gekreuzt zu den Drehachsen der Hähne B.
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In den Darstellungen der Abb. i bzw. i a und 2 bzw. 2 a sind, wie
die an den Hahnkükenköpfen erkennbaren Marken zeigen, die Absperrhähne 8 für Starkgas
geöffnet, die Absperrhähne 12 für Schwachgas geschlossen, während in den Darstellungen
der Abb. 3 und 4 die umgekehrten Stellungen, beider vorgesehen sind. Der Absperrhahn;
12 besitzt nun, wie besonders deutlich aus Abb. 2 a hervorgeht, am Kükenkopf einen
Schlüsselvierkant 17 von länglich-rechteckigem, nicht quadratischem Querschnitt
und von solcher Stellung, .daß die längere Rechtecksei:te in der Schließstellung
des Hahns senkrecht steht (vgl. Abb. 2 und 2 a). Auf diesem rechteckigen Vierkant
sitzt, dem Hahnkörper zugewendet, der als Schlüssel für diesen Hahn dienende Stellhebel
18; er ist in dieser Stellung nach Abb. 2 und 2 a waagerecht nach vorn gewendet.
Der Absl;errhahn 8 besitzt einen Hahukükenkopf i9 des üblichen quadratischen, Querschnitts.
Auf diesen Kükeikopf ist als Halmschlüssel der erfindungsgemäß gestaltete Stellhebel
2o aufgesetzt. Er besitzt am freien Ende einen als Gabel ausgebildeten Kopf 21 und
ist so geformt und gestellt, daß in der in Abb. i gezeichneten Offenstellung des
Hahns 8 der Gabelkopf 21 den rechteckigen Kükenvierkantkopf 17 des Absperrhahns
12 an den Rechteck'längssei.ten umgreift und dadurch diesen Hahn in seiner aus Abb.
2 und 2 a hervorgehenden Schließstellung festhält, somit verriegelt, und zwar eindeutig
bestimmt nur für diese Stellung.
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In Abb. 3 und 4 ist die zu Abb. i und 2 entgegengesetzte Stellung
der Absperrhähne 8 und 12 gezeichnet, d. h, der Hahn 8 isst hier geschlossen, sein
Stellhebel 20 liegt waagerecht, dagegen ist der Mahn 12 geöffnet (vgl. die Markierung
in A'bb. 4), sein Stellhebel 18 steht, aufrecht.
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Die Wirkungsweise der Sicherungseinrichtung ergibt sich nun nach der
vorstehenden Erläuterung wie folgt: Wenn z. B. die Halmstellungen nach Abb. 3 und
4 bestehen, also bis dahin die Starkgaszufuhr gesperrt, die Schwachgaszufuhr offen
war, und wenn nunmehr auf die umgekehrte Beheizungsweise übergegangen werden soll,
so muß der Stellhebel 2o aus der waagerechten in die senkrechte Stellung herumgelegt
werden, um. den Hahn 8 zu öffnen. Er kann jedoch in: die aus Abb. i hervorgehende
ordnungsgemäße Endstellung, wobei der Gabelkopf 21 den Kükenvierkan.tkopf 17 des
Hahns 12 umgreift (vgl. Abb. i a und 2 a), nur gebracht werden, nachdem dieser Absperrhahn
12 in die aus Abb. z und 2 a hervorgehende Schließstellung herumgedreht worden ist.
Umgekehrt, wenn von dieser Betriebsstellung und Beheizungsweise auf die andere übergegangen
werden soll, d. h. wenn die Schw achgaszufuhr geöffnet, die Starkgaszufuhr abgesperrt
werden soll, so ist dieses Öffnen des Schwa,chgasabsperrhahns 12 nur möglich, nachdem
der Bedieilungsmann den Stellhebel 2o des Hahns 8 von der aus Abb. i erkennbaren
Stellung, wo er den Ab,-12 verriegelt, herumgelegt und daduirch die Verriegelung
gelöst hat; erst dann kann der Absperrhahn 12 mittels seines Stellhebels. 18. in
die Offenstellung herumgedireht werden. Der Bedienungsmann ist also, gleichgültig,
ob er von der ersten B-et,rie:bsste-l,lung aus die zweite odior von der zweiten
aus die erste: herbeiführen, will, immer dazu genötigt, die Stellhiebel beider Hähne
herumzulegen. Wenngleich er nun natürlich, um ordnungsmäßig zu arbeiten, jeden der
beiden Stellhebel über den ganzen verfügbaren Drehweg, d@. h.. um: einen rechten
Winkel herumlegen mu:ß und diese Vollendung der Vornahme von seiner Verläßlichkeit
abhängt, so genügt für. ihn doch d>er ihm. du irch die Sicherungseinrichtung auferlegte
Zwang als, Anlaß dazu, wirklich beide Stellhebel bzw. -hähne zu bedienen und nicht,
etwa aus Vergeßlichkeit, nur dien einen zu handhaben, den anderen aber unberührt
zu lassen und dadurch unter Umständen den eingangs bemängelten: Betriebsgefahrenzustand
herbeizuführen.
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Aus den Abb. i bis 4 erkennt man ohne weiteres, daß als mögliche Weiterbildung
der Stellhebel i8 des Absperrhahns 12 in: derselben Art, wie es für den Stellhebel
2o des anderen :Absperrhahns 8 vorgesehen ist, dazu eingerichtet werden könnte,
um in der durch Abb. 3 und 4 dargestellten Stellung mit einem passend geformten
Kopf an seinem fmeien Ende in, den dann entsprechend geformten Kükenkopf i q des
Absperrhahns 8 verriegelnd einzugreifen. Praktisch wird jedoch diese Weiterbildung
.; ,ntbehrt werden können.
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Die zur Verriegelung dienende Gabel 21 am freien Ende dies Stellhebels
2o kann durch einen Ausschnitt oder ein geschlossenes Auge mit eckiger oder geeignet
profilierter Öffnung ersetzt werden. Man - könnte beispielsweise, wenn man ein geschlossenes
Auge verwendet, :dem Hahnkükenkopf 17 eine dreieckige Querschnittsform oder etwa
auch .eine Gestaltung als Kreiszylinder mit einem Vorsprung am Umfang geben.
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Die in den Abb. i bis 4 zugrunde; gelegte Stellung der beiden Absperrhähne
8 und: 12 mit zueinander gekreuzt im Raum stehenden Drehachsen ist nicht ein, unbedingtes
Erfordernis für die beschriebene Ausführungsform der Sicherungseinrichtung. Wenn
man z. B. die Drehachse des Hahns 12 parallel der Drehachse des Hahns 8 anordnen
würde, so würde auch dann erkennbar nichts im Wege stehen, um die Gabel @1 und den
Hahnkükenkopf 17 so zu gestalten und zueinander anzuordnen,
daß
die Gabel nach dem Herumlegen des Stellhebels 2o bis in seine aus Abb. i erkennbare
Endstellung den Kükenkopf des Hahns 12 verriegelnd umgreift. Es müßtendann nur,
um die Eingriffsbewegung zu ermöglichen, die beiden Zinken der Gabel anstatt parallel
in einem kleinen spitzen Winkel gespreizt sein und natürlich wesentlich in Richtung
des von ihnen vollführten Bogenwegs stehen.
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In den Abb. 5 bis 8 für die zweite Ausfüh@rungsform ist die Gesamtanordnung
für die Öfen, die Heizwände, die Gasleitungen und die Gashähne die gleiche wie in
Abb. i bis 4 und insoweit mit denselben Bezugsziffern bezeichnet; eine besondere
Erläuterung dafür erübrigt sich daher. Die Stellungen der beiden Absperrhähne 8
und 12 und ihre gegenseitige Anordnung sind daher wiederum dieselben wie in Abb.
i bis 4. Erfindungsgemäß ist nun hier der Stellhebel 2o des Absperrhahns 8 mit dem
kreisbogenförmigen Ansatz 24 (vgl. Abb. 5 und 7) und der Stellhebel 18 des Hahns
12 mit dem kreisbogenförmigen Ansatz 25 versehen (vgl. Abb. 6 und 8). Diese beiden
Stellhebel nebst ihren zugehörigen Bogen nsätzen schwingen in zwei zueinander senkrechten
Ebenen derart, daß die Raumwege dieser beiden Bogenansätze sich gegenseitig durchdringen;
dies ist die Grundlage für die gegenseitige Verriegelung. In der einen, aus Abb.
5 und. 6 hervorgehenden Verriegelun.gsstellung, wo also der Starkgashahn 8 geöffnet,
der Schwachgashahn 12 geschlossen ist, stößt der Kopf 26 des BogenanSatZes 25 des
Stellhebels 18 gegen d.ie Kreisscheibenfläche des Bogenansatzes 24 des Stellhebels
2o des anderen Hahns B. Dadurch ist die Schließstellung des. Hahns 12 festgeriegelt,
und: zwar für jede beliebige Zwischenstellung des Stellhebels.2o bzw. des Hahns
8 zwischen den beiden möglichen Endstellungen. Diese Verriegelung des Hahns 12 kann
erst gelöst «erden, wenn der Stellhebel 2o bis in die aus Abb. 7 erkennbare völlig
herumgelegte Stellung gebracht worden ist, wobei der Hahn 8 geschlossen ist. In
diesem Zustand sind also beide Hähne 8 und. i2 geschlossen. Wenn nun der Stellhebel
i8 in die aus Abb. 8 hervorgehende andere Endstellung herumgelegt worden ist, wobei
der Hahn 12 geöffnet ist, so stößt, das Kopfende 27 des Bogenansatzes 24 des Stellhebels
20 gegen die Kreisscheibenfläche des Bogenansatzes 25 des Stellhebels 18, und zwar
in jeder beliebigen Zwischenstellung des letzteren zwischen seinen beiden Endstellungen.
Dadurch wird der Hahn 8 in seiner Betriebsstellung festgeriegelt, solange der Hahn
12 ganz oder teilweise geöffnet ist. Erst «ein man. durch Zurückdrehen des Stellhebels
18 den Hahn 12 geschlossen und, wieder die aus, Abb. 6 hervorgehende andere Endstellung
des Stellhebels. 18 erreicht hat, ist ein erneutes Herumlegen des Stellhebels 2o
des anderen Hahns 8 und dadurch das Offnen desselben möglich. Man erkennt aus dieser
Darstellung, daß mit Hilfe der Sicherungseinrichtung nach Abb. 5 bis 8 eine Offenstellung
des einen der beiden Hähne 8 oder 12 überhaupt nur möglich ist, solange der andere
Hahn geschlossen ist, und umgekehrt. Dagegen sind die Schließstellungen beider Hähne
gleichzeitig möglich. Dies letztere kann z. B. als Dauerzustand in Betracht kommen,
wenn, die von den beiden Hähnen versorgte Heizwand abgeschaltet werden soll.
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In Abb. 5 übergreifen sich die Bogenansätze 24 der beiden Stellhebel
20 für die zwei benachbarten, paarig angeordneten Starkgashähne B. Da diese Air
sätze nur verhältnismäßig dünne Kreisscheibenstücke bilden, können sie ohne Schwierigkeit
in einigen Abstand gegeneinander versetzt werden, um aneinander vorbei. zu schwingen.
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Die Ausführungsform nach Abb. 5 bis 8 für die Sicherungseinrichtung
ergibt also durch eine zwangsmäßige gegenseitige Verriegelung -der beiden Hähne
eine vom Willen des Bedienungsmannes ganz unabhängige Verriegelung und. dadurch
volle Sicherheit. Es ist bei dieser Einrichtung unmöglich, gleichzeitig die zwei
Hähne für Starkgas und Schwachgas etwa teilweise geöffnet zu halten, selbst wenn
man dies willkürlich und sachwidrig herbeiführen wollte.