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Verfahren und Einrichtung zur Änderung des Schüttgewichtes von Kohle
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf Einrichtungen zur Durchführung
dieses Verfahrens zur Änderung des Schüttgewichtes von zur Verkokung in Verkokungskammeröfen
bestimmter Kohle.
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Es ist bekannt, das Schüttgewicht von zur Verkokung bestimmter Kohle
(auch spezifisches Füllgewicht genannt) durch Zumischung einer abgestimmten Menge
gewisser Flüssigkeiten in bestimmten Grenzen zu ändern. Ein Zusatz von Wasser beispielsweise
verringert das Schüttgewicht, während geringe Zusätze von C51 oder gewissen handelsüblichen
Benetzungsmitteln das Schüttgewicht erhöhen.
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Ziel der Erfindung ist eine Einrichtung, mit deren Hilfe das für einen
bestimmten Koksofen günstigste Schüttgewicht selbsttätig ermittelt und dauernd aufrechterhalten
wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt in zwei Stufen zuerst die Einstellung
des Schüttgewichtes auf den für den jeweiligen Koksofen günstigsten Wert und dann
die selbsttätige Überwachung und Aufrechterhaltung des einmal eingestellten Schüttgewichtes,
ehe die Kohle in den Koksofen eingefüllt wird.
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Gemäß der Erfindung wird aus der auf einem endlosen Förderband transportierten,
von der Kohlenaufbereitungsanlage kommenden Kohle laufend ein gewisser kleiner Anteil
herausgenommen, ohne den Transport der Hauptmenge der Kohle zu stören. Dann wird
dieser abgezweigte Kohlenanteil selbsttätig auf sein Schüttgewicht
untersucht
und eine. vom festgestellten Schüttgewicht abhängige Menge Flüssigkeit, z. B. Öl,
ebenfalls selbsttätig zugegeben. Nach sorgfältiger Vermischung von Kohle und Flüssigkeitszusatz
erfolgt nochmals eine Kontrolle des nunmehr erzielten Schüttgewichtes mit Kontroll-
und Regeleinrichtungen, die auf die Einrichtung für den Flüssigkeitszusatz zurückwirken.
Diese zuletzt erwähnte Nachprüfung des erzielten Schüttgewichtes nach Zusatz der
Flüssigkeit ist deshalb notwendig, weil Kohle verschiedenen Feuchtigkeitsgehaltes
und verschiedener Korngröße von der zugesetzten Flüssigkeit in verschiedener Weise
beeinflußt Wird und deshalb ein gleichmäßiges Schüttgewicht der zu verkokenden Kohle
ohne eine Nachkontrolle nach erfolgtem Flüssigkeitszusatz nicht erreicht werden
kann.
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Die Erfindung ist in den Abbildungen -in einer. bevorzugten Ausführungsform
dargestellt, ohne aber in ihrem Wesen auf diese Ausführungsform beschränkt zu sein.
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Abb. i stellt einen senkrechten Schnitt durch eine Aufbereitungsanlage
für Kokskohle dar; mit Hilfe derer die Änderung und Überwachung des Schutt= gewichtes
durchgeführt wird; Abb. 2 ist eine perspektivische Ansicht der Prüf-und Überwachungseinrichtung
für das Schüttgewicht der Kohle; Abb. 3 zeigt ein vereinfachtes elektrisches Schaltbild
für die selbsttätige Überwachung und Regelung der Einrichtungen gemäß Abb. i und
2; Abb. 4 zeigt einen Schnitt durch einen Teil der Abb. i im Zusammenwirken mit
der elektrischen Überwachungseinrichtung gemäß Abb. 3.
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Die für die Verkokung bestimmte Kohle, die auf einem Waggon 8 herangebracht
wird, gelangt, nachdem sie eine im folgenden näher zu beschreibende Kohlenaufbereitungsanlage
durchlaufen hat, in die Bunker 9, von wo aus sie mit Hilfe von Füllwagen in die
Koksofenkammer io eingefüllt wird.
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Nachdem die Kohle entladen ist, gelangt sie in den Kohlenbrecher 12,
in dem die Kohle auf eine gewisse vorgeschriebene Korngröße zerkleinert wird. Von
da aus wird die Kohle mit einem Förderband in die Mischbunker 13 befördert, wobei
in die einzelnen Bunker verschiedene Kohlensorten eingefüllt werden können, z. B.
in den einen Bunker eine Kohle mit wenig flüchtigen Bestandteilen und in den anderen
eine Kohle mit beispielsweise sehr viel flüchtigen Bestandteilen. Aus diesen Misch=
bunkern gelangt die Kohle durch am-unteren Ende der -Bunker befindliche, auf ein
vorgegebenes Mischungsverhältnis einstellbare Roste. T5 auf die endlosen Förderbänder
14, die die zu mischenden Kohlensorten in einen Mischraum befördern. Dieser Mischraum
ist von zwei konzentrischen Ringleitungen 16 und 17 umgeben, durch die Öl
und Wasser der nunmehr gemischten Kohle beigegeben werden können. Die Menge der
hinzugefügten Flüssigkeit wird selbsttätig durch besondere Einrichtungen gesteuert.
Durch die Hinzufügung von Flüssigkeiten an dieser Stelle wird das Schüttgewicht
der Kohle bereits - auf' einen. vorgegebenen Wert ziemlich gleichbleibend eingestellt.
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Nachdem die Kohle in dieser Weise mit Flüssigkeit versetzt. Ist,-gelangt
sie in eine weitere Zerkleinefungseinrichtung, z. B. eine Hammermühle 2o, durch
die die Kohle auf eine solche Korngröße zerkleinert wird, daß etwa 8o bis 85 % durch
ein Sieb mit 3-mm-Löchern hindurchgehen, wobei gleichzeitig eine innige Vermischung
der zugesetzten Flüssigkeit mit der Kohle stattfindet, so daß das erwünschte Schüttgewicht
der die Hammermühle verlassenden Kohle im wesentlichen über die ganze Kohlenmenge
gleichmäßig verteilt ist. Ein endloses Band 22 befördert die so vorbereitete 'Kohle-
in eine Einrichtung 23, die zur Nachkontrolle und gegebenenfalls zur Korrektur des
erzielten Schüttgewichtes dient.
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Diese -ÜberwacÜ_ungseinrichtung 23, die in den Äbb. a und 3 im einzelnen
näher dargestellt ist, arbeitet auf folgende Weise: Der größte Teil der auf dem
Förderband 22 herangebrachten. Kohle fällt durch einen senkrechten Schacht 25 auf
ein endloses Förderband 26, mittels dessen :die Kohle zu den Bunkern 9 transportiert
wird. Aus diesem vom Förderband 22 herangeführten Kohlestrom wird in regelmäßigen
Zeitabständen ein kleiner Teil abgezweigt. Das geschieht mit Hilfe eines Leitbleches
28, welches über ein Zeitwerk 29 und mechanische Übertragungseinrichtungen betätigt
wird. Wenn das Zeitwerk 29 einen elektrischen Impuls auf den Elektromotor 30 gibt,
setzt sich dieser in Bewegung und treibt ein Getriebe 31 an, welches mittels einer
Gliederkette 32 ein Zahnrad 33 in Bewegung setzt. Das Zahnrad 33 beeinflußt mittels
einer mit ihm verbundenen Exzenterscheibe 34 die Bewegung eines Hebels 35, die -mittels
eines gelenkig mit dem Leitblech 28 verbundenen Hebels auf diese übertragen wird.
Das Leitblech 28 bewegt sich dabei auf die Antriebsrolle 24 für das Förderband 22
hin. Nach einer halben Umdrehung des Zahnrades 33 berührt das Leitblech 28 das Förderband
22; dann kehrt sich die Bewegung des Leitbleches um, wobei nach einer weiteren halben
Umdrehung des Zahnrades 33 der Ausgangszustand erreicht ist, wonach die Bewegung
des Motors durch Einwirkung des Zeitwerkes 29 wieder unterbrochen wird. Die Bewegung
des Leitbleches 28 kann sehr schnell erfolgen; da die Kohle über das Förderband
-22= in' großen Mengen herangeführt wird, so daß- man auch bei kurzer Berührungszeit
des Leitbleches 28 mit dem Förderband 22 eine ausreichende Menge Kohle für die Prüfeinrichtung
:abiweigen kann.
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Die- auf diese. Weise von- der Hauptmenge abgezweigte Kohlenprobe
fällt durch einen Schacht 37; der zum. -Zwecke der Herabminderung der Fallgeschwindigkeit
mit einem Knick versehen ist, :in den@Prüfbehälter 38. Der Prüfbehälter-38- entspricht
in seinen Abmessungen den Prüfbehältern, wie sie üblicherweise für -die Bestimmung
- des Schüttgewichtes von Kohle verwendet werden. An dem Prüfbehälter sind Flansche
39 angebracht, mittels deren- der Prüfbehälter gehalten wird,--und außerdem
weist
er einen Fallboden 41 auf, durch den die Kohle aus dem Prüfbehälter auf das Förderband
26 fallen kann. Die Kohlenprobe füllt den Behälter zunächst so, daß er überläuft,
worauf der Kohleninhalt im Prüfbehälter mit Hilfe eines Planierhebels 4o eingeebnet
wird, welcher über ein Reduziergetriebe 42 mit einem Umkehrmotor 43 verbunden ist.
Der Umkehrmotor und das Reduziergetriebe sind an mit einer Seitenwand des Prüfbehälters
verbundenen Flanschen befestigt. Der Planierhebel 40 erstreckt sich diagonal über
den Prüfbehälter und bestreicht während seiner Bewegung die ganze obere Fläche des
Prüfbehälters.
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Kurz nachdem die Kohlenprobe in den Prüfbehälter hineingefallen ist,
setzt das Zeitwerk 29 den Motor 43 für die Einebnung der Kohlenoberfläche in Bewegung.
Hat der Planierhebel die Oberfläche des Prüfbehälters einmal überstrichen, so wird
mit Hilfe des Zeitwerkes 29 die Drehrichtung des Motors 43 umgekehrt, so daß der
Planierhebel nunmehr noch einmal die Planierbewegung, aber in umgekehrter Richtung,
ausführt und dann in seiner Anfangsstellung stehenbleibt. Die bei dieser Bewegung
abgestreifte Kohle fällt auf das Förderband 26. Statt des einen Planierhebels können
auch zwei solcher Hebel vorgesehen sein, die entweder übereinander oder um einen
bestimmten Winkelbetrag versetzt gegeneinander angeordnet sind.
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Nach Beendigung der Planierbewegung wird das so bestimmte Kohlevolumen
selbsttätig gewogen und das Ergebnis dieser Wägung auf einem Anzeigegerät 45 angezeigt.
Die Übertragung des Gewichtes der Kohlenprobe auf die Anzeige- und Kontrolleinrichtung
45 geschieht mit Hilfe einer mehrfachen Hebelübertragung. Die Hebel 47 tragen das
Gewicht des Prüfbehälters einschließlich Kohle und sonstiger Hilfseinrichtungen.
Dieses Gewicht wird über die Hebel 49, 50, 5I, 52 und 53 auf die Anzeigeeinrichtung
45 übertragen. Diese weist eine Skala 54 auf, die zweckmäßigerweise außer in Gramm
bzw. Kilogramm auch in Gramm je Kubikzentimeter bzw. Kilogramm je Kubikmeter geeicht
ist. Der Zeiger 55 der Anzeigeeinrichtung wirkt über elektrische Leitungen auf die
Regler für die ö1- und Wasserzufuhr ein. Während der Zeit, in der der Prüfbehälter
38 gefüllt bzw. entleert wird, wird die Zeigerbewegung durch einen elektrisch gesteuerten
und mit der Anzeigevorrichtung 45 fest verbundenen Verriegler 46 unterbrochen. Das
Zeitwerk 29 gibt zu gewissen Zeiten elektrische Impulse an den Verriegler 46, durch
die die Hemmung der Zeigerbewegung aufgehoben wird, so daß sich der Zeiger auf den
genauen Wert einstellen kann.
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Nach Beendigung der Wägung und erneuter Verriegelung des Anzeigemechanismus
erteilt das Zeitwerk 29 einem Motor 56 einen Startimpuls, so daß sich dieser Motor
in Bewegung setzt und über das Reduziergetriebe 57 und die Hebelglieder 58, 59 und
6o den Fallboden 41 öffnet und bei weiterer Drehung wieder schließt. Wenn dieser
ganze Vorgang abgelaufen ist, gibt das Zeitwerk erneut in der angegebenen Reihenfolge
die Impulse für die Betätigung der Meß- und Anzeigeeinrichtungen.
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Das in Abb. 3 dargestellte Schaltbild zeigt das Zusammenwirken der
einzelnen Einrichtungen. Das aus der Netzleitung 61 gespeiste Zeitwerk 29 ist durch
elektrische Leitungen mit dem Motor 3o für die Betätigung des Leitbleches 28, dem
Motor 43 für die Bewegung der Planierstange 40, dem Antrieb für den Verriegler 46
und dem Motor 56 für die Bewegung des Fallbodens verbunden.
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Die Flüssigkeitsregler werden durch den Zeiger 55 in Abhängigkeit
vom Schüttgewicht der in dem Prüfbehälter 38 eingefüllten Kohle beeinflußt. Der
Zeiger 55 gleitet auf einem Schleifdraht 63, welcher längs des halben Umfanges der
Skala 54 angeordnet ist. Der Schleifdraht 63 besteht aus zwei Teilstücken 63a und
63b, die den einen Strompfad einer Meßbrückenschaltung darstellen. Die das Brückengleichgewicht
beeinflussende Zeigerbewegung verursacht ein Ansprechen eines Brückenrelais 64,
wodurch ein Antriebsmechanismus ausgelöst wird, der im wesentlichen aus einem Motor
65 besteht, der die Spindel 7o des Wasserventils 62 in der einen oder anderen Richtung
dreht. Um die Drehrichtung zu ändern ist ein Umkehrklinkenwerk 67 vorgesehen, in
welchem durch ein Umkehrgetriebe die Welle 6g mit der Spindel 70 für das
Wasserventil kraftschlüssig verbunden wird. Die Umschaltung des Umkehrgetriebes
erfolgt mit Hilfe eines Klinkenhebels 7i, der durch eine Magnetspule 68 bewegt wird.
Der Stromzufluß zur Magnetspule 68 ist von einem Quecksilberschalter 73 abhängig,
der vorzugsweise auf einem motorisch gedrehten Drehhebel 73 befestigt ist, wobei
dieser Drehhebel mit einem Widerstandselement 75 der obenerwähnten Meßbrücke in
der Weise zusammenarbeitet, daß der Quecksilberschalter entweder einen Kontakt schließt
oder unterbricht, sobald der Zeiger 55 bei seiner Drehung den neutralen Punkt zwischen
den Widerständen 63a und 63b überschreitet.
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Wenn beispielsweise der Zeiger 55 ein Schüttgewicht der Kohle anzeigt,
welches größer ist als der bevorzugte Wert, wird der Antriebsmechanismus 65 so in
Bewegung gesetzt, daß das Wasserventil weiter geöffnet wird und so zusätzlich Wasser
auf die Kohle gesprüht wird, um das Schüttgewicht herabzusetzen. Zeigt die nun folgende
Schüttgewichtsbestimmung ein Absinken des Schüttgewichtes, jedoch nicht unter den
optimalen Wert, so trennt das Umkehrgetriebe 67 zunächst die Welle 69 von der Spindel
7o ab, solange der Quecksilberschalter 72 noch nicht die Magnetspule 68 umgeschaltet
hat. Das Wasserventil 62 bleibt also ebenfalls zunächst in seiner augenblicklichen
Stellung stehen. Sobald der Zeiger 55 vom Widerstand 63a auf den Widerstand 63b
hinübergleitet, schaltet der sich gleichsinnig damit drehende Schalthebel 73 den
Quecksilberschalter 72 um. Dadurch wird die Magnetspule 68 betätigt und eine kraftschlüssige
Verbindung zwischen der Welle 69 und der Spindel 70 wiederhergestellt. Sinkt
jetzt durch den Wasserzusatz das Füllgewicht unter den optimalen Wert ab, so beginnt
der
Antriebsmechanismus 65 die Spindel 70 im Sinne einer Absperrung des Wasserzuflusses
zu drehen.
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Solange sich der Zeiger 55 auf einem der beiden Widerstandselemente
63' oder 63b bewegt, findet auch eine fortwährende Neueinstellung des Wasserschiebers
62 statt, während die Richtung der Drehbewegung der Spindel 7o nur dann umgeschaltet
wird, wenn der Zeiger 55 den neutralen Punkt zwischen den beiden Widerständen 63a
und 63b überschreitet, da dieser neutrale Punkt sozusagen den normalen Schüttgewichtswert
darstellt.
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Die vorbeschriebene Einrichtung ist in ähnlicher Weise auch für die
Beimischung von Öl zu feuchter, d. h. spezifisch leichter Kohle geeignet. Zu diesem
Zweck ist ein Kontaktstreifen 81 an der linken Seite der Skala 5q: vorgesehen, über
den der Zeiger 55 bei seiner Bewegung gleitet. Sobald der Zeiger 55 den Kontaktstreifen
81 berührt, spricht ein Relais 79 an, welches seinerseits Strom aus der Netzleitung
78 an die Antriebseinrichtung 8o legt, durch den das Ölventil betätigt wird. Das
Öl fließt dann durch die Leitung 82, zu der Ringleitung 17 und wird durch Düsen
83 auf die Kohle gespritzt.
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Da Öl und Wasser entgegengesetzte Wirkung auf die Kohle in bezug auf
das Schüttgewicht haben, ist Vorsorge getroffen, daß Öl nur dann beigemischt werden
kann, wenn das Wasserventil geschlossen ist. In der Stromleitung für den Antriebsmotor
8o liegt deshalb ein Schalter 84, der durch einen Anschlag an der Spindel 7o derartig
betätigt wird, daß der Stromkreis für den Antriebsmotor 8o nur bei völlig geschlossenem
Wasserventil geschlossen werden kann. Im übrigen kann die Antriebseinrichtung 8o
entsprechend der Einrichtung 65 aufgebaut sein.
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Unmittelbar nach der Zumischung von Öl bzw. Wasser zur Kohle findet
eine Kontrolle des nunmehr vorhandenen Schüttgewichtes in einer Prüfeinrichtung
roo statt. Zu diesem Zweck fällt die Kohle nach Verlassen der Hammermühle 2o in
einen kleinen Zwischenbunker rot, ehe sie aus diesem Bunker in gleichmäßiger Menge
auf das Förderband 103 rutscht. Das Förderband weist auf seiner ganzen Länge seitliche
Begrenzungen 105 auf, so daß die Kohle bis zum Rand des Förderbandes angeschüttet
werden kann. Ein Abstreifer zo6 sorgt dafür, daß der Querschnitt des Kohlestromes
stets gleichbleibt. Unter dieser Voraussetzung ist es möglich, die je Längeneinheit
auf dem Förderband befindliche Kohle mit Hilfe einer Wägeeinrichtung zo8 laufend
zu wiegen und, da bei gleichbleibendem Querschnitt das je Längeneinheit vorhandene
Kohlevolumen gleich ist, laufend das durch die Beimischungen veränderte Schüttgewicht
festzustellen.
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Man -kann natürlich auch die zuletzt beschriebene Art der Feststellung
des Schüttgewichtes benutzen, um die Ventile für den Öl- bzw. Wasserzulauf zu steuern.
Die Einrichtungen dazu wären dann genau die gleichen wie bei der anderen Art der
Steuerung, nur daß nun das Zeitwerk 29 nicht mehr nötig wäre, da ja die Feststellung
des Schüttgewichtes kontinuierlich erfolgt und nicht in getrennten Schüttern, wie
bei der Benutzung des Prüfbehälters 38. Selbstverständlich ist es auch möglich,
die Feststellung des Schüttgewichtes auf die zuletzt beschriebene Art an einem Teilstrom
der aus der Hammermühle kommenden Kohle vorzunehmen.
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Die ganze Meßeinrichtung kann bei Aufhören der Kohlezufuhr automatisch
abschaltbar gemacht werden, indem man die Hauptnetzleitung über einen Schalter einschaltet,
der unterhalb eines der Förderbänder vorgesehen ist und nur dann Kontakt gibt, wenn
das betreffende Förderband mit Kohle belastet ist.