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Vorrichtung zur mechanischen Betätigung der zur Regelung des Gasdruckes
in den Steigrohren von Koksofenbatterien dienenden Drosselorgane Das Hauptpatent
betrifft eine Vorrichtung zur mechanischen Betätigung der zur Regelung des Gasdruckes
in den Steigrohren von Koksofenbatterien dienenden Drosselorgane mittels einer Kurvenscheibe
als Steuerorgan, das über ein hin- und hergehendes Zugorgan in Umdrehung versetzt
wird. Durch diese in kleinen Schritten erfolgende Drehbewegung des Drosselorgans
des Steigrohres wird der Querschnitt des Steigrohres vom Beginn der Füllung der
Ofenkammer an bis. zum Ende der Garungszeit entsprechend dem Druckverlauf bei der
Gasbildung der zu verkokenden Kohle über das entsprechend diesem Druckverlauf kurvenförmig
ausgebildete Steuerorgan geregelt, um ständig einen gleichb-leibenden geringen Überdruck
in der Kammer auf rechtzuerhialten.
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Die vorliegende Erfindung betrifft nun Verbesserungen der Vorrichtwng
nach dem Hauptpatent, die eine gleichmäßige Regelung des Steigrohrquerschnittes
und ein selbsttätiges Abschalten jeder Ofenkammerbetätigungsvorrichtung nach beendeter
Garung sichert.
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Nach der Erfindung wirkt die entlang der Batterie angeordnete Schubstange
über einen. jeder Ofenkammer zugeordneten Klinkentrieb auf einen Zahnradtrieb des
Drosselorgans ein.
Gemäß der Erfindung wird die Bewegung der Schubstange
über den Klinkentrieb auf einen mit diesem verbundenen zylindrischen Kurvenkörper
übertragen, von dessen dem Verlauf des Gasdruckes angepaßter Mantelkurve eine mit
einer weiteren Schubstange verbundene Abtastrolle abläuft, durch die der Zahnradtrieb
des Drosselorgans bewegt wird..
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist im Bereich des Kurvenkörpers,
vorzugsweise in dessen. Mittelachse, ein doppelarmiger, schwenkbarer Hebel angeordnet,
dessen einer Arm nach Ablauf der Abtastrol.le aus dem Bereich der Mantel.-kurve
von der Abtastrolle so bewegt wird, daß der andere Arm über Zwischenorgane die Antriebsklinke
des Klinkentriebes abhebt.
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Ein weiteres Kennzeichen der Erfindung besteht in der Ausbildung der
den Klinkenantrieb abhebenden Stange aus zwei ineinanderschiebbaren und mit Rückholfedern
verbundenen Teilen. Durch eine solche Ausbildung der Stange wird erreicht, daß die
allmählich entsprechend dem Vorschub der Abtastro.lle erfolgende Bewegung des einen
Armes des Doppelhebels die Sperrstange in die Druckstellung bringt, so daß nach
erfolgtem Ablauf der Ab tastrodle auvf dem Kurvenkörper, also bei beendeter Garung,
der sofortige! Eingriff der Sperrstange in die entsprechende Aussparung der Klinke
erfolgen kann, um diese abzuheben.
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Ferner besteht die Erfindung darin, die Kurve des mit dem Klinkentrieb
verbundenen Kurvenkörpers so auszubilden, daß die Abtastrolle nach, Ablauf von der
Kurve durch das Eigengewicht des Drosseelorgans oder gegebenenfalls ein entsprechendes
Gegengewicht in die Anfangsstellung zurückgezogen wird.
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Gemäß der Erfindung kann nun dieses Zurückgehen: des Drosselorgans
in die Anfangsstellung nach der selbständigen Abschaltung des Drosselorgans einer
Ofenkammer, deren Garungszeit beendet ist, von der Antriebsvorrichtung erst dann
erfolgen, wenn ein mit der Welle des schwenkbaren Drosselorgans außen verbundener
Hebel in der Enddrosselstellun.g mittels einer schwenkbaren, auf einem festen Segment
unter Reibung stehenden, das Drosselorgan haltenden Klinke durch Abheben der Sperrklinke
gelöst ist.
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Schließlich besteht die Erfindung noch darin, die hin- und hergehende
Bewegung der Schubstange mittels eines Druckluftmotors vorzunehmen, der aus je einem
elastischen Balg für die beiden gegenläufigen Bewegungen besteht.
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Die Erfindung ist in den Zeichnungen in einer bevorzugten Ausführungsform
dargestellt.
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Abb. i ist eine Ansicht der Decke eines Koksofenbatterieendes mit
auf dieser angeordneter Betätigungsvorrichtung für die Regelung des Steigrohrquersclm.ittes
; Abb. 2 ist ein senkrechter Schnitt nach Linie II-II der Abb. i ; Abb. 3 ist ein
Schnitt nach Linie III-III der Abb. i ; Abb. q. zeigt einen Schnitt nach Linie IV-IV
der Abb. 3 ; Abb. 5 zeigt Einzelheiten der selbständigen Einrichtung zum Festhalten
des Drosselorgans in der Endstellung; Abb. 6 schließlich stellt die Antriebsvorrichtung
der Betätigungsvorrichtung der Drosselorgane dar. Wie aus Abb. i ersichtlich, treten
die Steigrohre i aus der Ofendecke heraus und sind mit in der Zeichnung nicht dargestellten
Ofenkammern verbunden. Die durch diese Steigrohre aus den Ofenkammern abgeleiteten
Destillationsgase gelangen durch ein Verbindungsrohrstück 3, wie aus Abb. 2 ersichtlich,
in die Vorlage 4.. In dem VerbindungsstÜck 3 ist ein Drosselorgan 5 auf einer das
Verbindungsstück gasdicht durchsetzenden Welle 6 gelagert. Auf der Welle 6 des Drosselorgans
5 liegt außerhalb des Verbindungsstückes 3 ein Zahnrad 7, das mit einem Zahnradsegment
8 im Eingriff stellt. Dieses Zahnradsegment 8 ist in einem Gelenkpunkt 9 in der
Lasche io gelagert, die an der Laufbühne i i oberhalb der Vorlage d. befestigt ist.
Das Zahnradsegment 8 ist im Gelenkpunkt 13 mit einer Stange 14 verbunden, die oberhalb
der Vorlage q. diese überquerend an eine Vorrichtung 15 angeschlossen ist, die im
einzelnen aus den Abb. 3 und 4 näher erkennbar ist.
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Diese die Vorschubbewegung übertragende Vorrichtung 15 besteht aus
einer feststehenden Welle 16, um die überein Kugellager 17 ein Klinkenrad 18 drehbar
gelagert ist. Das Klinkenrad 18 wird von einer Antriebsklinke i9 mittels einer hin-
und hergehenden Schubstange 2o gezogen und hat vorzugsweise zwei Zähne 21, die um
eine halbe Zahnteilung versetzt angeordnet sind. Dadurch ist es möglich, das Klinkenrad
18 nur eine halbe Zahnteilung zu bewegen und trotz großer, eine ausreichende Festigkeit
besitzender Zähne die erforderliche geringe Bewegung des Drosselorgans 5 in gleichmäßigen
Abständen zu erzielen. Die Antriebsklinke i9 ist mittels ein-er Schraube 22 in Pendelhebeln
23, 24 schwenkbar gelagert. Zwischen diesen beiden Hebeln 23, 24 ist die Zugstange
unter Vermittlung eines Bolzens 25 gelagert. Mit dem Klinkenrad 18 ist mittels Schrauben
26 ein zylindrischer Kurvenkörper 27 verbunden. Dieser Kurvenkörper a7 wird somit
mit dem Klinkenrad 18 um die Welle 16 gedreht. Die Stirnfläche des Kurvenkörpers
27 ist als Kurvenfläche ausgebildet, die entsprechend dem Gasdruckverlauf der zu
verkokenden Kohle so ausgebildet ist, daß eine darauf ablaufende Abtastrolle 28,
die über den Bolzen 29 mit der Stange 14. verbunden ist, nach Ablauf das Drosselorgan
5 in die Endstellung bewegt hat. Während dieses ganzen Drosselvorgangs «-irl dabei
in der Ofenkammer ein bestimmter überdruck von beispielsweise .4 mm WS aufrechterhalten.
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Der Klinkentrieb und der Kurvenkörper 27 sowie eine darüber angeordnete
Ausschaltvorrichtung für die Antriebsklinke i9 sind von einem Gehäuse
30 eingeschlossen, das auf der Begehbübne i i befestigt ist. Die Welle 16
des Klinkenrades 18 und des damit verbundenen Zylinderteiles 27 ragt über das Gehäuse
30 in einer Gabelung 32 hinaus und hat einen Gelenkbolzen 31, auf dem ein
doppelarmiger
Hebel 33 gelagert ist. Der untere Arm 34 des Doppelhebels
33 hat eine Aussparung 35, in die ein mit dem Ab@tastrollenbolzen 29 verbundener
Bolzen 36 eingreift, wenn die Druckrolle 28 gegen das Ende der Mantelkurve des Zylinders
27 anlangt. Der Bolzen 36 wird mittels Rollen 8o in Führungen 81 des Gehäuses
30 geführt. Wenn der Bolzen 36 in den Bereich der Aussparung 35 des Hebelarmes
34 gelangt ist, drückt der Bolzen 36 bei weiterem Ablauf der Abtastrolle 28 auf
der Kurve den Hebelarm 34 nach außen, wodurch der andere Hebelarm 37 entgegengesetzt
bewegt wird. Dabei drückt der Hebelarm 37 gegen den Kopf 38 einer Stange 39.
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Der Kopf 38 ist in einer Büchse 40 gelagert, während die verjüngt
ausgebildete Stange 39 in eine Büchse 41 eingreift. Die Büchse 41 wiederum ist mit
einem Bund 42 in einem Zylinder 43 verschiebbar gelagert, derart, daß die Büchse
41 mit ihrem anderen Ende den Zylinder 43 in einer Verjüngung 44 durchsetzt. Das
Ende, 45 .der Büchse 41 ist *mit Gewinde versehen, auf das ein mit einer etwa kegelförmig
ausgebildeten Spitze versehener Teil 46 aufgeschraubt ist.
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Die Spitze 46 ragt in eine Aussparung 47 des Pendelhebels 24. In der
in der Zeichnung dargestellten Lage liegt der Bund 48 der Spitze 46 gegen einen
Bund 86 des Kurvenkörpers 27 an. Beim Andrücken des Hebels 37 gegen den Kopf 38
der Stange 39 wird nun eine Feder 49, die zwischen der Stange 39 und dem Ende der
Büchse 41 in dieser gelagert ist, zusammengedrückt, so daß eine Spannung erzeugt
wird. Die Steigung der Kurve des Zylinders 27 endet kurz vor Vollendung der vollen
Umdrehung von 36o° und verläuft dann parallel zur Achse der Welle 16. Dieses vorzeitige
Enden der Kurve ergibt sich aus dem Durchmesser der Abtastrolle 28. Ist nun die
Abtastrolle 28 über den Kurvenscheitel hinausgelangt, gelangt eine in dem Bund es
Zylinderteiles 27 angeordnete Aussparung So, wie aus Abb. 4 erkennbar, in den Bereich
des Bundes 48. Dadurch kann die unter Spannung der Feder 49 stehende Spitze .46
nunmehr in eine Aussparung 5i der Antriebsklinke i9 gelangen. Dabei hebt die Spitze
46 die Antriebsklinke i9 vor der nächsten Rückholbewegung der Stange 20 ab. Das
Klinkenrad 18 ist durch eine Doppelsperrklink e 52, die in gleicher Weise versetzte
Zähne 53 besitzt und durch Federn 54 gegen, das Klinkenrad anliegend gehalten wird,
gegen Rücklauf gesperrt. Zwischen dem Bund 42 der Büchse 4.1 und der Einschnürung
44 der Büchse 41 ist eine Rückholfeder 57 gelagert, die bei der Vorwärtsbe-#vegung
der Spitze 46 zusammengedrückt wird.
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In der oben bezeichneten Endstellung der Abtastrolle 28 kann diese
noch nicht in ihre Anfangsstellung zurück gelangen, da das Drosselorgan durch eine
im folgenden beschriebene Klemmsperre festgehalten wird. An dem Rohrstück 3 ist
ein Segmentsperrad 55 mit einer schneidenförmigen Ausbildung des Umfangs fest angeordnet.
Mit der Welle 6 des Drosselorgans 5 ist, wie im einzelnen aus Abb. 5 erkennbar,
ein Hebel 87 fest verbunden. An dem Hebel 87 ist in einem Gelenkpunkt 58 eine Reibungssperrklinke
59 angeordnet, die mit einer entsprechenden Aussparung die Schneide des Messers
umfaßt. Bei der Schließbewegung des Drosselorgans 5 mit ihrem Hebel 87 weicht die
Klinke 59 aus, während sie gegen eine Öffnungsbewegung durch Klemmwirkung gesichert
ist.
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Nach. Ablauf der Abtastrolle 28 von der Kurve und nachdem die Abtastrolle
in die oben beschriebene Endstellung außerhalb der Kurve gelangt ist, ist die Garungszeit
beendet. Die Stange 14 ist damit ebenfalls in ihrer Endlage angelangt, und das von
einer Flüssigkeitsdüse 6o bespülte, als Absperrtasse ausgebildete Drosselorgan 5
ist in die Schließlage gelangt. Diese Schließlage ist dadurch erreicht, da:ß ein
Rohrstutzen 61 in die Flüssigkeit des Drosselorgans hineinragt und eine Absperrung
der Vorlage von der Ofenkammer erzielt ist. Die Tauchung ist einstellbar und wird
so hoch gewählt, daß nur noch ein Gasübertritt bei einem bestimmten Gasdruck von
der Kammer zur Vorlage und nicht umgekehrt möglich ist. Es können also nach im wesentlichen
beendeter Garungszeit die Gase der Nachentgasung nur bei dem eingestellten gegenüber
der Vorlage höheren Druck in die Vorlage gelangen.
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Nach der frischen Beschickung der Kammer wird die Reibungsklinke 59
mittels eines Handgriffs 62 angelüftet, worauf der Hebel 57 mit dem Drosselorgan
5 durch das Eigengewicht desselben nach oben in die Anfangsstellung gelangt und
das Drosselorgan 5 sich selbständig öffnet. Dadurch wird die Stange 14 über das
Zahnradgetriebe 7, 8 ebenfalls zurückgezogen, und die Abtastrolle 28 aus der bereits
beschrieben-en Endstellung in die Anfangsstellung gebracht, wie sie aus Abb.3 ersichtlich
ist. Damit ist der Doppelhebel 33 ebenfalls in die in Abb. 3 dargestellte Lage zurückgelangt.
Die Rückholfeder 57 hat die Büchse 41 mit ihrer Spitze 46 und die Feder 49 die Stange
39 in die in Abb.3 dargestellte Ausgangsstellung zurückbewegt. Die Antriebsklinke
i9 gelangt nun wieder in Eingriff mit dem Klinkenrad 18, und der beschriebene Vorgang
der Drosselung des Steigrohrquerschnittes kann wieder beginnen.
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Um die Antriebsklinke i9 und die Sperrklinke 52 auf dem Klinkenrad
in dem richtigen Verhältnis zueinander einstellen zu können, ist an der Zugstange
20 in einem Gelenkpunkt 63 ein Spannschloß 64 angeordnet, an dessen anderem Ende
in einem Gegenauge 65 der Kupplungsbolzen 25 gelagert ist. Der Bolzen 25 durchsetzt
im wesentlichen passend die Pendelhebel 23, 24, während das Gegenauge 65 in einer
Längsaussparung 66 der Zugstange 2o gelagert ist. In dieser Längsaussparung 66 ist
mit Hilfe des Spannschlosses 64 die Einstellung der Pendelhebel 23, 24 gegenüber
den beiden Klinken i9, 52 möglich.
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Für den Fall einer vorzeitigen Beendigung der Garungszeit einzelner
Kammern, also. vor Ablauf der Abtastrolle 28 auf der Kurve, ist es möglich, durch
Herausziehen des Kupplungsbolzens 25 mittels eines an dem Pendelhebel 24 angebrachten
Handhebels
84 durch Hin- und Herbewegen von Hand die Abtastrolle 28 zum Ablaufen von der Kurve
zu bringen.
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Der Antrieb der Zugstange 20 erfolgt mittels des in Abb. 6 dargestellten
pneumatischen Doppelbalgmotors. Der Doppelbalgmnotor besteht aus beiderseits einer
festen Wand 67 angeordneten elastischen Hohlringkörpern 68, 69. Die beiden
elastischen Hohlringkörper 68, 69 können beispielsweise aus einem Mantel
aus Bunamaterial bestehen, der durch Zwischenringe 70 und Außenflansche 71
mittels nicht dargestellter Schrauben gegen die Zwischenwand 67 abgedichtet wird.
Der Doppelbalgmotor 68, 69 ist auf einer @N'elle 72 gelagert, die mit der
Schubstange 2o verbunden ist. Beiderseits der elastischen Ringkörper 68,
69 sind miteinander verbundene metallische Druckaufnahmeringe 73, 74 gelagert.
Die beiden Druckaufnahmeringe 73, 7-i sind fest mit der Welle 72 verbunden.
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Über ein in der Zeichnung nicht dargestelltes elektrisches Zeitrelais
wird ein ebenfalls nicht dargestellter elektrisch betätigter Vierw-egehahn derart
gesteuert, daß jeweils auf einer Seite de> Doppelbalgmotors Druckluft steht und
die andere Seite entlüftet ist. Bei der in Abb. 6 dargestellten Stellung würde beispielsweise
beim nächsten Steuervorgang eine Zugbewegung der Stange 2o dadurch erzeugt, daß
Druckluft durch die Zufuhröffnung 75 in den elastischen Ringkörper 69 gelangt und
gleichzeitig derRingkörper 68 durch die Zuführung 76 über den gleichen Vierwegehahn
entlüftet wird. In entsprechender Weise wird bei Umkehrung der Luftzuführung in
die beiden Ringkörper 68, 69 und entsprechender Entlüftung eine Rückholbewegung
der Zugstange erzielt. Der Antrieb kann sowohl pneumatisch als auch hydraulisch
mittels eines Doppelbalg- oderDoppelkolbenmotorserfolgen. Bei hydraulischer Betätigung
wird der Motor vorzugsweise kontinuierlich mittels einer Dosierpumpe betätigt.