DE9201690U1 - Device for arranging hot-fire or expansion nozzles for the connection of air devices for the removal of material build-up or caking - Google Patents
Device for arranging hot-fire or expansion nozzles for the connection of air devices for the removal of material build-up or cakingInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a device according to the preamble of claim 1.
Derartige Vorrichtungen sind bekannt (D-OS 38 41 381) und werden in Baueinheit mit einem die Düse ummantelnden Formstein als vorgefertigtes Einsetzelement in eine Öffnung der Begrenzungswand einer Reaktionskammer eingesetzt. Da die Düse während des Betriebs erhöhten Beanspruchungen durch aggressive Medien, aber insbesondere auch durch wechselnde Beanspruchungen aufgrund der Luftstöße der Luftstoßgeräte ausgesetzt ist, ist die Düse aus einem hochqualitativen Werkstoff hergestellt und dementsprechend teuer. Der den Außenabmessungen der Öffnung angepaßte Formstein gewährleistet eine gute Abdichtung des Inneren der Reaktionskammer gegenüber der Außenumgebung und ermöglicht es, daß im Falle eines Verschleißes der Düse die Heißbranddüse bzw. die Expansionsleitdüse zusammen mit dem Formstein aus der Öffnung herausgehoben und durch ein neues Teil ersetzt werden kann. Gegenüber derSuch devices are known (D-OS 38 41 381) and are inserted as a prefabricated insert element into an opening in the boundary wall of a reaction chamber in a structural unit with a shaped block encasing the nozzle. Since the nozzle is exposed to increased stresses during operation from aggressive media, but in particular also from changing stresses due to the air blasts from the air blast devices, the nozzle is made of a high-quality material and is accordingly expensive. The shaped block, which is adapted to the external dimensions of the opening, ensures that the interior of the reaction chamber is well sealed against the outside environment and enables the hot-fire nozzle or the expansion guide nozzle to be lifted out of the opening together with the shaped block and replaced with a new part in the event of the nozzle becoming worn. Compared to the
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konventionellen Bauart ergeben sich hierdurch eine Reihe von Vorteilen, da das Aufbrechen der Wand zum Zwecke des Aushebens der Düse und das danach nach dem Einsetzen der Düse erforderliche Hinterfüllen des Spalts zwischen Begrenzungswand und Düse entfällt.This results in a number of advantages compared to conventional construction, as there is no need to break open the wall to remove the nozzle and then backfill the gap between the boundary wall and the nozzle after the nozzle has been inserted.
Gleichwohl ist diese Lösung verbesserungsfähig, wobei die Aufgabe der Erfindung darin besteht, eine langfristig, d. h. in Anbetracht einer mehrfach erforderlichen Auswechselbarkeit der Düse als kostengünstigere Lösung zu schaffen, die gleichwohl robust und einfach aufgebaut ist sowie eine schnelle De- und Montage ermöglicht.Nevertheless, this solution can be improved, whereby the object of the invention is to create a long-term, i.e. in view of the fact that the nozzle must be replaced several times, more cost-effective solution that is nevertheless robust and simple in design and enables quick disassembly and assembly.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 enthaltenen Merkmale gelöst, wobei zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung durch die in den Unteransprüchen enthaltenen Merkmale gekennzeichnet sind.This object is achieved according to the invention by the features contained in the characterizing part of claim 1, whereby expedient further developments of the invention are characterized by the features contained in the subclaims.
Nach Maßgabe der Erfindung weist die Vorrichtung einen fest in die Begrenzungswand der Reaktionskammer einbaubaren bzw. darin mit Festsitz anordbaren Wechselkasten auf, der vorzugsweise aus schweißbarem Material hergestellt ist, und in dem die Heißbranddüse austauschbar eingesetzt ist, wobei von außen her eine Frontplatte angeordnet ist, die einen Anschlußstutzen für den Anschluß der Vorrichtung an ein Luftstoßgerät trägt. Zum Zwecke der Montage werden Frontplatte und Düse durch Schraubverbindungen zu einer Einheit miteinander verbunden und als Einheit in den Wechselkasten eingesetzt sowie zum Zwecke des Austausches aus dem Wechselkasten ausgehoben. Die Düse ist hierbei durch Klemmen zwischen vorzugsweise Flanschen der Frontplatte und des Wechselkastens aufgenommen, so daß die Düse aus jedem geeigneten Werkstoff hergestellt sein kann und nicht aus versprödungsfreiem Werkstoff gebildet sein muß. Die Düse kann somit auch aus keramischem Werkstoff hergestellt sein. Zweckmäßigerweise ist der Wechselkasten aus einem schweißbaren Werkstoff, insbesondere Cr-Ni-Werkstoff hergestellt, der vorzugsweise austenitischer ArtAccording to the invention, the device has a change box that can be installed firmly in the boundary wall of the reaction chamber or can be firmly arranged therein, which is preferably made of weldable material and in which the hot-fire nozzle is inserted in an exchangeable manner, with a front plate arranged on the outside that has a connection piece for connecting the device to an air blast device. For the purpose of assembly, the front plate and nozzle are connected to one another by screw connections to form a unit and inserted as a unit into the change box and removed from the change box for the purpose of replacement. The nozzle is held by clamps between preferably flanges of the front plate and the change box, so that the nozzle can be made of any suitable material and does not have to be made of embrittlement-free material. The nozzle can therefore also be made of ceramic material. The change box is expediently made of a weldable material, in particular Cr-Ni material, which is preferably of an austenitic type.
ist. Der Werkstoff soll versprödungsfrei sein, um Setzungen und Spannungen des Mauerwerks der Reaktionskammer aufnehmen zu können. Der Wechselkasten ist hierbei vorzugsweise durch eine Schweißverbindung mit einer Blechhaut auf der Außenseite der Begrenzungswand der Reaktionskammer verbunden.The material should be free from embrittlement in order to be able to absorb settlements and stresses in the masonry of the reaction chamber. The exchange box is preferably connected by a welded joint to a sheet metal skin on the outside of the boundary wall of the reaction chamber.
Durch Abstandshalter zwischen Frontplatte und Wechselkasten wird ein vorbestimmter Abstand zwischen diesen beiden Bauteilen zur einwandfreien Aufnahme der Heißbranddüse unter Einklemmen zwischen Frontplatte und Wechselkasten gewährleistet. Eine übermäßige Beanspruchung der Düse infolge von Spannungen und Setzungen des Mauerwerks der Reaktionskammer wird dadurch verhindert. Durch Anordnung von Dichtschnüren aber auch durch die Ausbildung einer Schulter an der Außenseite des Wechselkastens wird für eine wirksame Abdichtung des Inneren der Reaktionskammer und der Außenumgebung gesorgt.Spacers between the front plate and the exchange box ensure a predetermined distance between these two components to ensure that the hot-fire nozzle is properly accommodated by clamping it between the front plate and the exchange box. This prevents excessive stress on the nozzle as a result of tension and settlement of the reaction chamber masonry. By arranging sealing cords and also by forming a shoulder on the outside of the exchange box effective sealing of the inside of the reaction chamber and the outside environment is ensured.
Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigenA preferred embodiment of the invention is described below with reference to the drawing.
Fig.l eine Schnittansicht durch eine Einheit aus Wechselkasten, Düse und Frontplatte in Einbaustellung in einer Begrenzungswand,Fig.l a sectional view through a unit consisting of exchange box, nozzle and front plate in installation position in a boundary wall,
Fig.2 eine um 90° gedrehte Schnittansicht der Vorrichtung nach Fig. 1,Fig.2 a sectional view of the device rotated by 90° according to Fig. 1,
Fig.3 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung den Figuren 1 und 2 in eingebauter Stellung sowieFig.3 is a perspective view of the device in Figures 1 and 2 in the installed position and
Fig.4 eine aufgelöste Darstellung der Vorrichtung nach den Figuren 1 bis 3.Fig.4 is an exploded view of the device according to Figures 1 to 3.
Die in Figur 1 dargestellte Vorrichtung umfaßt im wesentlichen einen mit 1 bezeichneten Wechselrahmen, eine darin aufgenommene Heißbranddüse 2 und eine auf die Heißbranddüse aufgesetzte Frontplatte 3, an der ein mit 4 bezeichneter An-The device shown in Figure 1 essentially comprises a removable frame designated 1, a hot-fire nozzle 2 accommodated therein and a front plate 3 placed on the hot-fire nozzle, on which a connection designated 4 is
schlußstutzen für den Anschluß an ein Luftstoßgerät, vorzugsweise durch Schweißen, befestigt ist. Der Wechselkasten 1 ist in einer mit 5 bezeichneten Öffnung einer Begrenzungswand 6 einer Reaktionskammer, insbesondere eines Wärmeaustauschers für die Zementherstellung aufgenommen. Die Darstellung in Fig. 1 oben zeigt eine unmittelbare Aufnahme des Wechselkastens 1 in der Begrenzungswand 6, wohingegen die Darstellung in der unteren Hälfte der Fig. 1 die Anordnung des Wechselkastens 1 in einen Formstein 7 zeigt, der zusammen mit dem Wechselkasten in eine entsprechende Öffnung der Begrenzungswand 6 der Reaktionskammer 1 einsetzbar ist. Wie der Fig. 1 deutlich entnommen werden kann, weist der Wechselkasten 1 im Bereich des Einsatzabschnittes in die Begrenzungswand 6 eine ringförmig umlaufende Schulter 8 auf, die eine Labyrinthdichtung mit der Begrenzungswand 6 bildet. Der Wechselkasten 1 ist im dargestellten Ausgangsbeispiel mit einer die Begrenzungswand 6 außen abdeckenden Stahlblechhaut 9 bei 10 verschweißt, so daß der Wechselkasten 1 aus schweißbarem Material hergestellt ist. Besonders eignet sich als Material für den Wechselkasten 1 Chrom/Nickel-Guß vorzugsweise austenitischer Art. Es ist wesentlich, daß der Wechselkasten 1 aus einem versprödungsfrexen Material hergestellt ist, so daß Spannungen und Setzungen vom Mauerwerk her aufgenommen werden können. Der Wechselkasten 1 kann aber auch bei 11 mit einem auf die Begrenzungswand 6 aufgesetzten und nur angedeuteten Gehäuse 12 durch Schweißen verbunden sein. An seinem äußeren Ende weist der Wechselkasten 1 einen Flansch 13 auf, der zur Befestigung der Düse und der Frontplatte dient. Hierzu ist die Düse 2 mit einem plattenartigen Halteflansch 14 versehen, über den die Düse 2 zwischen Frontplatte 3 und Flansch 13 des Wechselkastens 1 durch Klemmen aufgenommen ist. Als Befestigungsmittel dienen Schraubverbindungen 15, wobei über als Abstandshalter wirkende Distanzhülsen 16 ein definierter Abstand zwischen Flansch 13 des Wechselkastens 1 und der Frontplatte 3 eingehalten wird. Dadurch kann die Düse 2 so gehalten werden, daß kein übermäßiger Druck auf den Flansch der Heißbranddüse ausgeübt wird. Dadurch braucht für die Düseconnection piece for connection to an air blast device, preferably by welding. The exchange box 1 is accommodated in an opening, designated 5, of a boundary wall 6 of a reaction chamber, in particular a heat exchanger for cement production. The illustration in Fig. 1 at the top shows the exchange box 1 being accommodated directly in the boundary wall 6, whereas the illustration in the lower half of Fig. 1 shows the arrangement of the exchange box 1 in a molded block 7, which can be inserted together with the exchange box into a corresponding opening in the boundary wall 6 of the reaction chamber 1. As can be clearly seen in Fig. 1, the exchange box 1 has an annular shoulder 8 in the area of the insertion section in the boundary wall 6, which forms a labyrinth seal with the boundary wall 6. In the example shown, the exchange box 1 is welded at 10 to a sheet steel skin 9 covering the boundary wall 6 on the outside, so that the exchange box 1 is made of weldable material. Chrome/nickel cast iron, preferably of an austenitic type, is particularly suitable as a material for the exchange box 1. It is essential that the exchange box 1 is made of a material that is resistant to brittleness so that stresses and settlements from the masonry can be absorbed. The exchange box 1 can also be connected by welding at 11 to a housing 12 that is only indicated and is placed on the boundary wall 6. At its outer end, the exchange box 1 has a flange 13 that serves to attach the nozzle and the front plate. For this purpose, the nozzle 2 is provided with a plate-like holding flange 14, via which the nozzle 2 is clamped between the front plate 3 and the flange 13 of the exchange box 1. Screw connections 15 are used as fastening means, whereby a defined distance is maintained between the flange 13 of the exchange box 1 and the front plate 3 via spacer sleeves 16 acting as spacers. This allows the nozzle 2 to be held in such a way that no excessive pressure is exerted on the flange of the hot-fire nozzle. This means that the nozzle does not need
kein spezieller Werkstoff mehr verwendet werden, insbesondere kann auch ein spröder Werkstoff eingesetzt werden, beispielweise Keramik oder ferritischer Stahl. Zur Erleichterung der Montage der Schraubverbindungen 15 sind, wie insbesondere aus Fig. 4 recht deutlich hervorgeht, sowohl in der Frontplatte 3 wie auch im Flansch 13 des Wechselkastens 1 seitliche Schlitze 17 vorgesehen, in welche die Schraubverbindungen 15 und die Distanzhülsen 16 von der Seite her eingelegt werden können. Ersichtlich sind über den Umfang mehrere Schraubverbindungen vorgesehen.no special material is used, in particular a brittle material can also be used, for example ceramic or ferritic steel. To facilitate the assembly of the screw connections 15, as can be clearly seen in Fig. 4, lateral slots 17 are provided in both the front plate 3 and the flange 13 of the exchange box 1, into which the screw connections 15 and the spacer sleeves 16 can be inserted from the side. It is clear that several screw connections are provided around the circumference.
Die Düse 2 weist bezüglich der Begrenzungswand innenseitig eine radial nach außen vorstehende Schulter 18 auf, die zweckmäßigerweise umlaufend ausgebildet ist, und über eine nach innen vorstehende Schulter 19 des Wechselkastens 1 greift. Zwischen den beiden Schultern 18 und 19 ist eine Dichtschnur 20 vorgesehen. Dadurch ist sichergestellt, daß kein Schmutz vom Inneren der Reaktionskammer in den mit 21 bezeichneten Hohlraum zwischen Wechselkasten 1 und Heißbranddüse 2 gelangt. Dieser Hohlraum 21 ist im übrigen über eine zwischen Flansch 13 und entsprechendem Halteflansch 14 mit der Düse 2 angeordnete Dichtschnur 22 nach außen hin abgedichtet. Die Dichtschnur 22 hat auch die Funktion eines weichen Auflagers, da ein spröder Werkstoff für die Heißbranddüse 2 verwendet werden kann. Die Dichtung 22 hat auch Sicherungsfunktion, falls die Heißbranddüse verschleißt und Heißluft in den Hohlraum 21 gelangt. Eine weitere Dichtschnur 23 ist zwischen Anschlußstutzen 4 und der Frontplatte 3 sowie der Heißbranddüse 2 vorgesehen.The nozzle 2 has a radially outwardly projecting shoulder 18 on the inside of the boundary wall, which is expediently designed to be circumferential and engages over an inwardly projecting shoulder 19 of the exchange box 1. A sealing cord 20 is provided between the two shoulders 18 and 19. This ensures that no dirt from the inside of the reaction chamber gets into the cavity designated 21 between the exchange box 1 and the hot-fire nozzle 2. This cavity 21 is also sealed to the outside by a sealing cord 22 arranged between the flange 13 and the corresponding holding flange 14 with the nozzle 2. The sealing cord 22 also has the function of a soft support, since a brittle material can be used for the hot-fire nozzle 2. The seal 22 also has a safety function in case the hot-fire nozzle wears out and hot air gets into the cavity 21. Another sealing cord 23 is provided between the connection piece 4 and the front plate 3 as well as the hot-fire nozzle 2.
Die Montage der auswechselbaren Heißbranddüse 2 erfolgt zweckmäßigerweise dadurch, daß Frontplatte 3 und Düse 2 miteinander verschraubt und als Einheit mittels der Schraubverbindungen 15 mit dem Wechselkasten 1 verschraubt werden. Zur Erleichterung der Montage, insbesondere um ein Herausfallen der noch lose eingesetzten Düse 2 zu verhindern, ist an der Innenseite des Flansches 14 der Heißbranddüse eine InnenrippeThe assembly of the replaceable hot-fire nozzle 2 is conveniently carried out by screwing the front plate 3 and nozzle 2 together and screwing them as a unit to the exchange box 1 using the screw connections 15. To facilitate assembly, in particular to prevent the nozzle 2 from falling out when it is still loosely inserted, an inner rib is provided on the inside of the flange 14 of the hot-fire nozzle.
24 ausgebildet, die in Einbaustellung auf der Innenwand des Montagekastens bei 25 aufliegt. Selbstverständlich können auch andere Zentrier- oder Halteglieder hierzu verwendet werden. Die Schrauben, mit denen die Düse 2 und die Frontplatte 3 miteinander zur auswechselbaren Einheit verschraubt sind, sind aus Fig. 1 ersichtlich, wo eine der Schraubverbindungen mit 26 bezeichnet ist. Mit 27 ist schließlich eine Abdrückschraube gekennzeichnet, die sich durch Bohrungen in der Frontplatte 3 und der Flanschplatte 14 der Düse 2 erstreckt und gegen den Flansch 13 des Wechselkastens 1 anliegt. Durch entsprechende Drehung der Schraube 27 wird die Einheit aus Heißbranddüse 2 und Frontplatte 3 vom Wechselkasten abgehoben. So kann auch bei festsitzender Heißbranddüse 2 ein einfaches Auswechseln einer verschlissenen Düse 2 gewährleistet werden. Schließlich können in der Flanschplatte 14 der Düse 2 und in der Frontplatte 3 Öffnungen vorgesehen sein, in Ausrichtung mit dem Hohlraum 21, um Meßsonden einführen zu können, die ein Messen der Temperatur des Düsenmundstücks erlauben, um Kühlmittel zum Kühlen der Düse einführen zu können oder aber als Signalpfeife zu wirken, wenn unter hohem Druck stehende Luft aus der Düse über ein durch Verschleiß gebildetes Loch in der Düse in den Hohlraum 21 eintritt.24, which in the installed position rests on the inner wall of the assembly box at 25. Of course, other centering or holding elements can also be used for this purpose. The screws with which the nozzle 2 and the front plate 3 are screwed together to form the replaceable unit can be seen in Fig. 1, where one of the screw connections is designated 26. Finally, 27 designates a forcing screw that extends through holes in the front plate 3 and the flange plate 14 of the nozzle 2 and rests against the flange 13 of the exchange box 1. By turning the screw 27 accordingly, the unit consisting of the hot-fire nozzle 2 and the front plate 3 is lifted off the exchange box. This ensures that a worn nozzle 2 can be easily replaced even if the hot-fire nozzle 2 is stuck. Finally, openings may be provided in the flange plate 14 of the nozzle 2 and in the front plate 3, in alignment with the cavity 21, to allow the introduction of measuring probes which allow the temperature of the nozzle mouthpiece to be measured, to allow the introduction of coolant for cooling the nozzle or to act as a signal whistle when air under high pressure from the nozzle enters the cavity 21 via a hole in the nozzle formed by wear.
Im dargestellten Ausgangsbeispiel ist die Düse unter einem Winkel Alpha zur Horizontalen geneigt ausgerichtet, jedoch können selbstverständlich auch andersgerichtete bzw. geneigte insbesondere auch gekrümmte Düsen in gleicher Weise verwendet werden.In the example shown, the nozzle is inclined at an angle alpha to the horizontal, but of course nozzles with a different orientation or inclination, particularly curved ones, can also be used in the same way.
Claims (1)
gekennzeichnetDevice for arranging hot-fire or expansion nozzles for the connection of air blast devices for the removal of material build-up or caking, in particular on walls of reaction chambers, such as heat exchangers for cement production and the like, in which the nozzle can be arranged in a through-opening in the wall of the reaction chamber,
marked
daß die Düse (2) über einen Halteflansch (14) mit der Frontplatte (3) verschraubt und als Einheit mit der Frontplatte (3) am Flansch (13) des Wechselkastens (1) befestigbar ist.characterized,
that the nozzle (2) is screwed to the front plate (3) via a retaining flange (14) and can be fastened as a unit with the front plate (3) to the flange (13) of the exchange box (1).
daß der Wechselkasten (1) aus einem schweißbaren Werkstoff, vorzugsweise aus Chrom-Nickel-Gußwerkstoff, insbesondere austenitischer Art hergestellt ist.characterized,
that the exchange box (1) is made of a weldable material, preferably of chromium-nickel cast material, in particular of an austenitic type.
daß der Wechselkasten (1) über eine als Labyrinthdichtung wirkende Schulter (8) in der Begrenzungswand (6) oder dem Formstein (7) sitzt und vorzugsweise mit einer Blechhaut (9) oder einem Blechgehäuse (12) auf der Außenseite der Reaktionskammer verschweißt ist.characterized,
that the exchange box (1) sits in the boundary wall (6) or the shaped block (7) via a shoulder (8) acting as a labyrinth seal and is preferably welded to a sheet metal skin (9) or a sheet metal housing (12) on the outside of the reaction chamber.
daß das vordere Ende der Düse (2) mit einer radial nach außen hervorstehenden Schulter (18) ausgebildet ist, die in Einbaustellung der Düse im Wechselkasten (1) über einer nach innen vorstehenden Schulter (19) des Wechselkastens (1) ggf. unter Zwischenschaltung einer Dichtschnur (20) sitzt.Device according to one of the preceding claims, characterized in
that the front end of the nozzle (2) is formed with a radially outwardly projecting shoulder (18) which, in the installed position of the nozzle in the exchange box (1), sits above an inwardly projecting shoulder (19) of the exchange box (1), if necessary with the interposition of a sealing cord (20).
daß die Frontplatte (3) über Distanzhülsen (16) mit dem Flansch (13) des Wechselkastens (1) verschraubt ist und die Befestigungsmittel (15, 16) seitlich über Schlitze (17) im Wechselkasten (1) und der Frontplatte (3) anordbar sind.characterized,
that the front plate (3) is screwed to the flange (13) of the exchange box (1) via spacer sleeves (16) and the fastening means (15, 16) can be arranged laterally via slots (17) in the exchange box (1) and the front plate (3).
daß zwischen Wechselkasten (1) und darin eingesetzter Düse (2) ein umlaufender, vorzugsweise durch eine Dichtschnur (22) zwischen dem Flansch des Wechselkastens (1) und der Düse (2) nach außen hin abgedichteter Hohlraum (21) vorgesehen ist, der mit einem Kühlmittel zum Zwecke der Abkühlung der Düse (2) speisbar ist.characterized,
that between the exchange box (1) and the nozzle (2) inserted therein there is provided a circumferential cavity (21), which is preferably sealed to the outside by a sealing cord (22) between the flange of the exchange box (1) and the nozzle (2), which can be fed with a coolant for the purpose of cooling the nozzle (2).
dadurch gekennzeichn et,11. Device according to claim 10,
characterized,
daß für den Düsenausbau Abdrückschrauben (27) vorgesehen sind, die sich durch Bohrungen in der Frontplatte (3) und Halteflansch (14) der Düse (2) erstrecken und am Flansch (13) des Wechselkastens (1) anliegen.characterized,
that forcing screws (27) are provided for removing the nozzle, which extend through holes in the front plate (3) and retaining flange (14) of the nozzle (2) and rest against the flange (13) of the exchange box (1).
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