EP1496127B1 - Vorrichtung zum Verschliessen oder Öffnen einer Bodenöffnung eines Materialbunkers für einen Hochofen - Google Patents
Vorrichtung zum Verschliessen oder Öffnen einer Bodenöffnung eines Materialbunkers für einen Hochofen Download PDFInfo
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- EP1496127B1 EP1496127B1 EP04012112A EP04012112A EP1496127B1 EP 1496127 B1 EP1496127 B1 EP 1496127B1 EP 04012112 A EP04012112 A EP 04012112A EP 04012112 A EP04012112 A EP 04012112A EP 1496127 B1 EP1496127 B1 EP 1496127B1
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- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
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-
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- F27D3/10—Charging directly from hoppers or shoots
- F27D2003/105—Charging directly from hoppers or shoots using shutters
Definitions
- the invention relates to a device for closing or opening an opening, in particular filling and bottom opening of a material bunker arranged above the gout of a blast furnace, with a flap plate which can be connected to a drive.
- butterfly valves are pivoted about a pivot axis from the closed to the open position and vice versa, wherein the pivot axis can be coupled with a manual or electric motor drive.
- the flap plate In order not to unnecessarily affect the material flow through the open aperture through the flap plate, the flap plate is usually hinged to a flap edge. Then the flap plate in the open position, the flow opening substantially completely free.
- the flap plate pivots relatively far away from the opening. If it is a bottom opening, it must be arranged relatively high above the bulk material in order to avoid a collision between the bulk material and the flap plate. For blast furnaces this means additional height of the material bunker with correspondingly higher construction costs for this and also the material conveyor, which must be built according higher.
- a butterfly valve of a blast furnace which is arranged pivotably via two Gelenkarm adopteden on a material bunker.
- the two pivot arms are located inside the material bunker and are pivoted when opening the butterfly valve along rectified arc paths.
- Such a construction has the disadvantage that the space required to carry out the pivoting movement is very large.
- Another disadvantage is due to the fact that the lifting mechanism, which is composed of the two pivoting arms, is arranged in the interior of the material bunker and thus collides with the material of the material bunker. This leads to additional transverse loads of the mechanism and sometimes to a jamming of the opening device.
- the present invention is therefore an object of the invention to provide a device of the type mentioned, which is much more compact, especially low and yet functionally reliable.
- the core of the present invention thus lies in the fact that the flap plate is articulated to two swivel arms pivotally mounted about two pivot axes extending parallel to one another such that the edge regions of the flap plate lying on a perpendicular to the swivel axes of the two swivel arms move out of the closed position. move in the open position and vice versa longitudinal oppositely directed arc paths.
- the flap plate is first lifted from the opening when moving from the closed to the open position. This lift-off is superimposed by a lateral displacement and tilting movement of the plate, so that the plate is completely moved out of the opening area, without being with the full diameter perpendicular to the opening plane.
- the pivot arms are dimensioned and hinged to the flap plate that the flap plate obliquely extends in the open position on the first pivot arm facing side of the opening outside the same with the side facing away from the opening downwards. In this end position, the flap plate is located outside the opening substantially above it, in particular above the opening pivoting range.
- the aforementioned multiply superimposed tilt-translational movement of the flap plate is achieved in that one pivot arm is articulated in the edge region of the flap plate, while the other pivot arm is designed in the manner of a crankshaft with a Kröpfungsabêt on which the second linkage of the flap plate takes place, and Although Baubauteisch particularly advantageous on the side facing away from the opening side of the flap.
- the pivot axis of the second pivot arm extends approximately in the plane of the opening to be closed, while the Kröpfungsabêt - as already mentioned - is preferably hinged to the side facing away from the opening side of the flap plate.
- the first pivot arm is articulated at a point above the edge facing the opening of the flap plate.
- this pivot point can be placed a little closer to the opening edge.
- either the first or the second pivoting arm can be coupled to a drive, in particular an electromotive drive.
- the peripheral edge of the flapper plate defines either a circle, an ellipse or a polygon, i. Three, four, six or octagon.
- FIGS. 1 to 3 show a butterfly valve with flap plate 10 in association with a bottom opening 11 of a material bunker 12, which may be located above the gout of a blast furnace. Specifically, it is about the flow of bulk material through the bottom opening 11 with the shut-off valve open.
- the flap plate 10 and the associated opening edge are designed so that when the flap plate closed Ordered opening edge are designed so that when the flap door closed a gas-tight closure of the bottom opening 11 is ensured.
- the one pivot arm 15 is articulated in the edge region of the flap plate 10 17, while the other pivot arm 16 is formed in the manner of a crankshaft with a Kröpfungsabexcellent 19 on which the second linkage 18 of the flap plate 10 takes place.
- the first and second linkage 17 and 18 are also pivot bearings with parallel to the pivot axes 13, 14 extending pivot axes.
- the pivot axis 14 of the second pivot arm 16 extends as Fig. 1 can recognize approximately in the plane of the opening to be closed 11.
- the Kröpfungsabêt 19 of the second pivot arm 16 is articulated on the side facing away from the opening 11 of the flap plate 10. This results in the pivoting of the two pivot arms 15, 16, the above-described movement path of the flap plate 10 accordingly Fig. 3 when it is moved from the closed to the open position or vice versa.
- the first pivot arm 15 is, as well as the Fig. 1 can be removed, above and outside of the opening to be closed 11 pivotally mounted (pivot axis 13). In a corresponding manner, the first pivot arm 15 is articulated at a point 17 above the opening facing the edge of the flap plate 10.
- the second pivot arm 16 is to be coupled to a drive, not shown. This one is in Fig. 2 indicated by the double arrow 20.
- the peripheral edge of the flap plate 10 is circular.
- pivot arms 15, 16 are dimensioned and articulated on the flap plate 10, that in the open position on the first pivot arm 15 facing side of the opening 11 extends outside obliquely with the side facing away from the opening downwards as well as this Fig. 3 shows. This ensures that on the one hand the flap plate is completely moved out of the flow path of bulk material through the opening 11 into a position laterally of this opening and substantially above it. Furthermore, it is ensured that no deposits can form on the flap plate. Any solid particles fall from the obliquely tilted flap plate in the open state of this downward.
- FIG. 3 shows Fig. 3 in that, as a result of the superimposed pivoting movements of the flap plate out of the opening region, the latter does not project very far downwards, with the result that the bulk material height can be brought closer to the opening 11 without a risk of collision between the bulk material and the flap plate.
- the described construction is also suitable for a tandem bottom opening in a material bunker above the gout of a blast furnace. It is also suitable for all other bottom openings through which bulk material is to be transported.
- the pivot radius of the first pivot arm 15 is in Fig. 1 designated by the reference numeral 21, while the pivot radius of the second crank pivot arm 16 in Fig. 1 is indicated by the reference numeral 22.
- the first swing radius is determined by the length of the first Swivel arm 15 and the second pivot radius 22 predetermined by the crank arm length of the second pivot arm 16.
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verschließen oder Öffnen einer Öffnung, insbesondere Einfüllung und Bodenöffnung eines oberhalb der Gicht eines Hochofens angeordneten Materialbunkers, mit einem mit einem Antrieb verbindbaren Klappenteller.
- Herkömmlich werden Absperrklappen um eine Schwenkachse aus der Schließ- in die Offenstellung und umgekehrt verschwenkt, wobei die Schwenkachse mit einem hand- oder elektromotorischen Antrieb koppelbar ist. Um die Materialströmung durch die geöffnete Öffnung hindurch durch den Klappenteller nicht unnötig zu beeinträchtigen, ist der Klappenteller in der Regel an einem Klappenrand angelenkt. Dann kann der Klappenteller in Offenstellung die Strömungsöffnung im wesentlichen vollständig freigeben. Nachteilig ist bei dieser Ausführungsform jedoch, dass der Klappenteller relativ weit von der Öffnung weg schwenkt. Handelt es sich um eine Bodenöffnung, muß diese relativ hoch über dem Schüttgut angeordnet sein, um eine Kollision zwischen Schüttgut und Klappenteller zu vermeiden. Bei Hochöfen bedeutet dies zusätzliche Höhe des Materialbunkers mit entsprechend höheren Baukosten für diesen und auch die Material-Fördereinrichtung, die entsprechend höher gebaut werden muß.
- Durch die
JP 10 339582 A - Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die wesentlich kompakter, vor allem niedriger und dennoch funktionssicher ausgebildet ist.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Maßnahmen des Patentanspruches 1 gelöst.
- Der Kern der vorliegenden Erfindung liegt also darin, dass der Klappenteller an zwei um zwei sich parallel zueinander erstreckenden Schwenkachsen schwenkbar gelagerten Schwenkarmen angelenkt ist derart, dass die auf einer Senkrechten zu den Schwenkachsen der beiden Schwenkarme liegenden Randbereiche des Klappenteller bei Bewegung derselben aus der Schließ- in die Offenstellung und umgekehrt sich längs entgegengesetzt gerichteter Bogenbahnen bewegen. Der Klappenteller wird bei Bewegung aus der Schließ- in die Offenstellung zunächst von der Öffnung abgehoben. Diese Abhebebewegung wird überlagert durch eine seitliche Verlagerung und Kippbewegung des Tellers, so dass der Teller vollständig aus dem Öffnungsbereich herausbewegt wird, ohne dass er mit dem vollen Durchmesser senkrecht zur Öffnungsebene steht. Auf diese Weise ist ein höherer Füllgrad unterhalb der Öffnung möglich, ohne dass die Gefahr einer Kollision zwischen Schüttgut und Klappenteller besteht. Vorzugsweise sind die Schwenkarme derart dimensioniert und an dem Klappenteller angelenkt, dass der Klappenteller in Offenstellung an der dem ersten Schwenkarm zugekehrten Seite der Öffnung sich außerhalb derselben mit der der Öffnung abgekehrten Seite nach unten gerichtet schräg erstreckt. In dieser Endstellung befindet sich der Klappenteller außerhalb der Öffnung im wesentlichen oberhalb derselben, insbesondere oberhalb des Öffnungs-Schwenkbereiches. Beim Schließvorgang aus der Offenstellung wird der Klappenteller in umgekehrter Richtung in und auf die Öffnung geschwenkt.
- Die vorgenannte mehrfach überlagerte Kipp-Translations-Bewegung des Klappentellers wird dadurch erreicht, dass der eine Schwenkarm im Randbereich des Klappentellers angelenkt ist, während der andere Schwenkarm nach Art einer Kurbelwelle mit einem Kröpfungsabschnitt ausgebildet ist, an dem die zweite Anlenkung des Klappentellers erfolgt, und zwar bautechisch besonders vorteilhaft an der der Öffnung abgewandten Seite der Klappe. Die Schwenkachse des zweiten Schwenkarmes erstreckt sich etwa in der Ebene der zu verschließenden Öffnung, während der Kröpfungsabschnitt - wie bereits erwähnt - vorzugsweise an der der Öffnung abgekehrten Seite des Klappentellers angelenkt ist. Durch den derart ausgebildeten Schwenkarm und dessen Anlenkung erhält man die gewünschte Kippbewegung des Klappentellers um eine Raumachse, die sich parallel zu den Schwenkachsen der beiden Schwenkarme erstreckt und zugleich im Raum längs eines relativ zur Längsachse der zu verschließenden Öffnung gekippten Bogens bewegt, wobei die Endpunkte dieser Bewegung definiert sind durch die Schließstellung des Klappentellers einerseits und dessen Offenstellung andererseits.
- Um eine Kollision zwischen Klappenteller und Öffnungsrand zu vermeiden, ist es besonders zweckmäßig, wenn der erste Schwenkarm an einem Punkt oberhalb des der Öffnung zugekehrten Randes des Klappentellers angelenkt ist. Damit kann dieser Anlenkpunkt etwas näher an den Öffnungsrand gelegt werden.
- Um den Klappenteller aus der Schließ- in die Offenstellung oder umgekehrt zu bewegen, kann entweder der erste oder der zweite Schwenkarm mit einem Antrieb, insbesondere elektromotorischen Antrieb koppelbar sein.
- Der Umfangsrand des Klappentellers definiert entweder einen Kreis, eine Ellipse oder ein Vieleck, d.h. Drei-, Vier-, Sechs- oder Achteck.
- Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in
- Fig. 1
- eine einer Bodenöffnung zugeordnete Absperrklappe in Schließund teilweiser Offenstellung, jeweils in schematischer Seitenansicht;
- Fig. 2
- die Schwenkkonstruktion der Klappe gemäß
Fig. 1 in schematischer Draufsicht; und - Fig. 3
- die Darstellung des Bewegungsablaufes eines Klappentellers der Absperrklappe gemäß
Fig. 1 aus der Schließ- in die Offenstellung und umgekehrt, in schematischer Seitenansicht. - Die
Figuren 1 bis 3 zeigen eine Absperrklappe mit Klappenteller 10 in Zuordnung zu einer Bodenöffnung 11 eines Materialbunkers 12, der oberhalb der Gicht eines Hochofens angeordnet sein kann. Konkret geht es um den Durchfluß von Schüttgut durch die Bodenöffnung 11 bei geöffneter Absperrklappe. Der Klappenteller 10 und der zugeordnete Öffnungsrand sind so ausgelegt, dass bei geschlossenem Klappenteller geordnete Öffnungsrand sind so ausgelegt, dass bei geschlossenem Klappenteller ein gasdichter Verschluß der Bodenöffnung 11 sichergestellt ist. Wie insbesondere dieFiguren 1 und 2 sehr gut erkennen lassen, ist der Klappenteller 10 der Absperrklappe an zwei um zwei sich parallel zueinander erstreckenden Schwenkachsen 13, 14 schwenkbar gelagerten Schwenkarmen 15, 16 angelenkt, und zwar derart, dass die auf einer Senkrechten zu den Schwenkachsen 13, 14 der beiden Schwenkarme 15, 16 liegenden Randbereiche des Klappentellers 10 bei Bewegung derselben aus der Schließ- in die Offenstellung und umgekehrt sich längs entgegengesetzt gerichtetes Bogenbahnen 23, 24 bewegen, so wie diesFig. 3 erkennen läßt. Der eine Schwenkarm 15 ist im Randbereich des Klappentellers 10 angelenkt 17, während der andere Schwenkarm 16 nach Art einer Kurbelwelle mit einem Kröpfungsabschnitt 19 ausgebildet ist, an dem die zweite Anlenkung 18 des Klappentellers 10 erfolgt. Bei der ersten und zweiten Anlenkung 17 und 18 handelt es sich ebenfalls um Schwenklager mit sich parallel zu den Schwenkachsen 13, 14 erstreckenden Anlenkachsen. - Die Schwenkachse 14 des zweiten Schwenkarmes 16 erstreckt sich, wie
Fig. 1 erkennen läßt, etwa in der Ebene der zu verschließenden Öffnung 11. Der Kröpfungsabschnitt 19 des zweiten Schwenkarmes 16 ist an der der Öffnung 11 abgekehrten Seite des Klappentellers 10 angelenkt. Damit erhält man beim Verschwenken der beiden Schwenkarme 15, 16 die oben beschriebene Bewegungsbahn des Klappentellers 10 entsprechendFig. 3 , wenn diese aus der Schließ- in die Offenstellung bzw. umgekehrt bewegt wird. - Der erste Schwenkarm 15 ist, wie ebenfalls der
Fig. 1 entnommen werden kann, ober- und außerhalb der zu verschließenden Öffnung 11 verschwenkbar gelagert (Schwenkachse 13). In entsprechender Weise ist der erste Schwenkarm 15 an einem Punkt 17 oberhalb des der Öffnung zugekehrten Randes des Klappentellers 10 angelenkt. Damit wird eine kollisionsfreie Bewegung des Klappentellers 10 relativ zum Rand der Bodenöffnung 11 auf engstem Raum, d.h. bei kompakter Bauweise erzielt. - Bei der dargestellten Ausführungsform soll der zweite Schwenkarm 16 mit einem nicht näher dargestellten Antrieb gekoppelt sein. Dieser ist in
Fig. 2 durch den Doppelpfeil 20 angedeutet. - Entsprechend
Fig. 2 ist der Umfangsrand des Klappentellers 10 kreisförmig ausgebildet. - Schließlich sei noch erwähnt, dass die Schwenkarme 15, 16 derart dimensioniert und an dem Klappenteller 10 angelenkt sind, dass diese in Offenstellung an der dem ersten Schwenkarm 15 zugekehrten Seite der Öffnung 11 sich außerhalb derselben mit der der Öffnung abgekehrten Seite nach unten gerichtet schräg erstreckt, sowie dies
Fig. 3 zeigt. Damit ist sichergestellt, dass zum einen der Klappenteller vollständig aus dem Strömungspfad von Schüttgut durch die Öffnung 11 hindurch herausbewegt ist in eine Stellung seitlich dieser Öffnung und im wesentlichen oberhalb derselben. Des weiteren ist sichergestellt, dass sich an dem Klappenteller keine Ablagerungen bilden können. Etwaige Feststoffpartikel fallen von der schräg gekippten Klappenteller im Öffnungszustand von dieser nach unten ab. - Schließlich zeigt insbesondere
Fig. 3 , dass durch die überlagerten Schwenkbewegungen des Klappentellers aus dem Öffnungsbereich heraus diese nicht sehr weit nach unten ausschlägt mit der Folge, dass die Schüttguthöhe näher an die Öffnung 11 herangebracht werden kann, ohne dass eine Kollisionsgefahr zwischen Schüttgut und Klappentellers besteht. - Selbstverständlich eignet sich die beschriebene Konstruktion auch für eine Tandem-Bodenöffnung in einem Materialbunker oberhalb der Gicht eines Hochofens. Sie eignet sich auch für alle anderen Bodenöffnungen, durch die hindurch Schüttgut transportiert werden soll.
- Wie die obige Beschreibung des Ausführungsbeispieles zeigt, handelt es sich bei den Schwenkachsen 13, 14 um stationäre Achsen, während die Anlenkachsen 17, 18 am Klappenteller mit dieser mitbewegt werden. Diese Achsen sind also bewegliche Achsen. Durch diese Kombination läßt sich die gewünschte kollisionsfreie Bewegung der Klappentellers auf engstem Raum bewerkstelligen. Der Schwenkradius des ersten Schwenkarmes 15 ist in
Fig. 1 mit der Bezugsziffer 21 gekennzeichnet, während der Schwenkradius des zweiten Kurbel-Schwenkarmes 16 inFig. 1 mit der Bezugsziffer 22 angedeutet ist. Der erste Schwenkradius ist durch die Länge des ersten Schwenkarmes 15 und der zweite Schwenkradius 22 durch die Kurbelarmlänge des zweiten Schwenkarmes 16 vorgegeben. - Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
-
- 10
- Klappenteller einer Absperrklappe
- 11
- Bodenöffnung
- 12
- Materialbunker
- 13
- Schwenkachse
- 14
- Schwenkachse
- 15
- Schwenkarm
- 16
- Schwenkarm
- 17
- Anlenkung
- 18
- Anlenkung
- 19
- Kröpfungsabschnitt
- 20
- Antrieb
- 21
- Schwenkradius
- 22
- Schwenkradius
- 23
- Bogenbahn
- 24
- Bogenbahn
Claims (7)
- Vorrichtung zum Verschließen oder Öffnen einer Öffnung, insbesondere Bodenöffnung (11) eines oberhalb der Gicht eines Hochofens angeordneten Materialbunkers (12), mit einem mit einem Antrieb koppelbaren Klappenteller (10), wobei der Klappenteller (10) an zwei um sich parallel zueinander erstreckenden Schwenkachsen (13, 14) schwenkbar gelagerten Schwenkarmen (15, 16) angelenkt ist, wobei die auf einer Senkrechten zu den Schwenkachsen (13, 14) der beiden Schwenkarme (15, 16) liegenden Randbereiche des Klappentellers (10) bei Bewegung derselben aus der Schließ- in die Offenstellung und umgekehrt sich längs entgegengesetzt gerichteter Bogenbahnen (23, 24) bewegen,
dadurch gekennzeichnet, daß
der eine Schwenkarm (15) im Randbereich des Klappentellers (10) mittels einer Anlenkung (17) angelenkt ist, während der andere Schwenkarm (16) nach Art einer Kurbelwelle mit einem Kröpfungsabschnitt (19) ausgebildet ist, an dem eine zweite Anlenkung (18) des Klappentellers (10) erfolgt. - Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Schwenkachse (14) des zweiten Schwenkarmes (16) sich etwa in der Ebene der zu verschließenden Öffnung (11) erstreckt, während der Kröpfungsabschnitt (19) desselben an der der Öffnung (11) abgekehrten Seite des Klappentellers (10) angelenkt ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
der erste Schwenkarm (15) ober- und außerhalb der zu verschließenden Öffnung (11) um die Schwenkachse (13) verschwenkbar gelagert ist. - Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
der erste Schwenkarm (15) an einem Punkt (17) oberhalb des der Öffnung (11) zugekehrten Randes des Klappentellers (10) mittels der Anlenkung (17) angelenkt ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
entweder der erste (15) oder der zweite (16) Schwenkarm mit einem Antrieb (20) koppelbar ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Umfangsrand des Klappentellers (10) entweder einen Kreis, eine Ellipse oder ein Vieleck definiert. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Schwenkarme (15, 16) derart dimensioniert und am Klappenteller (10) angelenkt sind, dass der Klappenteller (10) in Offenstellung an der dem ersten Schwenkarm (15) zugekehrten Seite der Öffnung (11) sich außerhalb derselben mit der der Öffnung abgekehrten Seite nach unten gerichtet schräg erstreckt.
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