EP2000547B1 - Vorrichtung und Verfahren zum Verschließen oder Öffnen einer Öffnung, insbesondere Bodenöffnung eines Materialbunkers für einen Hochofen und Hochofen mit einer derartigen Vorrichtung - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Verschließen oder Öffnen einer Öffnung, insbesondere Bodenöffnung eines Materialbunkers für einen Hochofen und Hochofen mit einer derartigen Vorrichtung Download PDF

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EP2000547B1
EP2000547B1 EP08157147.3A EP08157147A EP2000547B1 EP 2000547 B1 EP2000547 B1 EP 2000547B1 EP 08157147 A EP08157147 A EP 08157147A EP 2000547 B1 EP2000547 B1 EP 2000547B1
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EP
European Patent Office
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opening
dish
flap
lever
flap plate
Prior art date
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EP08157147.3A
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EP2000547A2 (de
EP2000547A3 (de
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Franz-Josef Irnich
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Z&J Technologies GmbH
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Z&J Technologies GmbH
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    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/10—Charging directly from hoppers or shoots
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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 according to the preamble of claim 1 and a method according to the preamble of claim 12.
  • a device of this type and a method are known for example from DE 103 27 276 A1 known, which goes back to the registration xin.
  • the known device comprises a shut-off or gout flap, which is used to regulate the loading of a blast furnace with coke and Möller.
  • the device comprises a flap plate, which is movable to close or open the bottom opening of a material bunker arranged above the gout of a blast furnace in an open position or closed position.
  • a drive mechanism is usually hinged to the flap edge, whereby it is achieved that the flap plate in the open position, the flow opening substantially completely free.
  • the flap plate is relatively far away from the opening, so that the gout of the blast furnace must be dimensioned accordingly to avoid collision of the flap plate with bulk material.
  • the guidance of the flap plate along the curved paths causes in the region of the opening a relative movement between the edge region of the flap plate and the valve seat provided for the sealing seat on the bottom opening.
  • a relative movement parallel to the opening plane is detrimental and can lead to premature wear of the sealant.
  • the invention has for its object to improve a device of the type mentioned specifically such that a simple maintenance low-maintenance operation is made possible, in particular, a premature wear of the sealing system should be avoided.
  • the invention also has the object of specifying a blast furnace with such a device and a method for closing or opening an opening, in particular bottom opening of a material bunker arranged above the gout of a blast furnace.
  • this object is achieved with regard to the device by the subject of claim 1.
  • the object is achieved by the subject matter of claim 11 and with regard to the method by the subject-matter of claim 12.
  • the invention is based on the idea of providing a device for closing or opening an opening of a material bunker arranged above the gout of a blast furnace with a drivable flap plate, which can be moved into an open position releasing the opening and a closed position blocking the opening and vice versa.
  • the flap plate is connected to a gear arrangement such that for the flap plate in the region of the opening, a linear movement is substantially perpendicular to the opening plane and distal of the opening pivotal movement feasible.
  • the invention has the advantage that a relative movement transversely to the flow direction or in the opening plane is practically avoided by the linear movement of the flap plate. Due to the resulting reduced friction when placing or lifting the flap plate wear of the sealant is reduced, so that there is less maintenance. At the same time, the compact design of the Gag be maintained as the flapper plate performs a pivotal movement distally of the opening and thus is guided close to the opening or of the corresponding housing.
  • the pivoting movement of the flap plate at least in the overlapping region of the flap plate with the opening, a translational movement parallel to the opening plane, which is superimposed on a rotational movement. This ensures that the flapper plate is moved out of the region of the opening without removing it too far in the flow direction from the opening in order to avoid a collision with bulk material.
  • the gear assembly comprises a four-bar chain which couples the flap plate with a drive.
  • a gear arrangement allows in a structurally simple and robust way, the linear movement of the flap plate in the region of the opening and the pivotal movement distally of the opening.
  • the gear assembly may include an actuating lever and a plate lever having fixed and spaced from each other arranged axes of rotation.
  • the actuating lever and the plate lever may be coupled by a first pivot.
  • the plate lever may include a first arm rigidly connected to the flapper and a second arm rotatably supported by one of the axes of rotation, the first and second arms being coupled by a second pivot.
  • the first and second pivot joints are arranged in the closed position on a common vertical axis. This is achieved in a simple manner an exclusively translational movement of the flap plate perpendicular to the opening plane and, associated therewith, a plane-parallel lifting or placing the flap plate.
  • the fixed axes of rotation can be offset relative to a vertical axis.
  • the axis of rotation of the plate lever closer to a central axis of the Opening be arranged as the axis of rotation of the actuating lever.
  • the staggered arrangement of the axes of rotation results in different pivoting radii for the two levers, so that in a simple manner an optimized movement path of the flap plate is effected close to the housing of the opening or the material bunker.
  • the first and second pivot joints may be movable on different pivoting paths, wherein the pivot joints in the open position are spaced further apart than in the closed position. This also ensures that the flap plate distal to the opening performs a close to the housing of the opening guided movement, wherein in the vicinity of the opening or in the region of the opening is a linear movement of the flap plate.
  • the device is claimed in connection with a blast furnace and a method for closing or opening the opening of a material bunker arranged above the gout of a blast furnace.
  • the Figures 1 - 4 show a Gichtklappe with a flap plate 12, which is provided for closing or opening a bottom opening 10 of a arranged above the gout of a blast furnace material bunker 11.
  • a flap plate 12 By opening the flap plate 12 is bulk material, in particular ores and Möller through the bottom opening 10 in the gout of the blast furnace ( Fig. 2 ).
  • the bottom opening 20 In the closed position, the bottom opening 20 is gas-tight closed by the flap plate 12 ( Fig. 1 ).
  • the bottom opening 10 is arranged on the underside of a funnel 23, which is connected to the material bunker 11.
  • a sealing seat 24 is provided with sealing elements at the opening edge.
  • a corresponding sealing surface 25 is provided, which cooperates sealingly in the closed position of the flap plate 12 with the sealing seat 24.
  • the flap plate 12 is in a closed position ( Fig. 1 ) and into an open position ( Fig. 2 ), wherein the flapper plate 12 is arranged in the open position in a space between the funnel 23 and the housing of the gout 26 and thus outside the fluid flow.
  • the gear arrangement 13 is adapted such that the flap plate 12 in the region of the bottom opening 10 performs a linear movement substantially perpendicular to the opening plane and distal of the bottom opening 10 a pivoting movement.
  • the pivoting movement is especially in Fig. 3 to recognize.
  • the linear movement of the flap plate 12 in the region of the bottom opening 10 means that the flap plate 12 is moved linearly, at least as long as it is in contact with the bottom opening 10, specifically with the sealing seat 24. During this movement process, any relative movements in the opening plane, ie transversely to the flow direction S, are critical due to the friction wear caused thereby. By inventively enabled linear movement of the flap plate 12, this is avoided. This means that the placement and pressing of the flap plate 12 on or to the sealing seat 24 and the release of the contact pressure and the lifting of the flap plate 12 from the sealing seat 24 by an exclusively translational movement perpendicular to the opening plane. The flap plate 12 is thus plane-parallel to the opening plane, ie to the plane which is spanned by the bottom opening 10 moves. Only then, ie if there is no contact between the flap plate 12 and the sealing seat 24 and any relative movements transverse to the flow direction S are not critical, the flap plate 12 is pivoted laterally and moved into the space between the hopper 19 and gout housing 26
  • the adapted for this movement of the flap plate 12 gear assembly 13 is according to the embodiment that in the Figures 1 - 4 is constructed as follows. Other gear arrangements are conceivable which allow a linear movement of the flap plate 12 in the region of the bottom opening 10 connected to a pivoting movement distally of the bottom opening 10.
  • the gear arrangement 13 comprises a four-bar linkage or a four-link swivel linkage. This allows a particularly compact and robust design of the gear arrangement
  • the gear assembly 13 comprises two levers, in particular an actuating lever 15 or generally a drive lever and a plate lever 16 or generally a steering lever.
  • the actuating lever 15 is formed in a cranked design and has two L-shaped sections, which are arranged on both sides of the funnel 19 and the bottom opening 10 ( Fig. 4 ).
  • the two L-shaped sections of the actuating lever 15 are connected to each other, so that overall results in a combined UL-shape of the actuating lever 15, as in the FIGS. 1 and 4 to recognize.
  • the actuating lever 15 engages in the closed position the flap plate 12, wherein the connecting part between the two L-pieces of the actuating lever 15 eccentrically with respect to the flap plate 12 is arranged ( Fig. 1 ).
  • the plate lever 16 is U-shaped and engages under the flap plate 12.
  • the plate lever 16 is fixedly connected to the flap plate 12 and forms a rigid unit with this. In this case, the plate lever 16 engages the center of the flap plate 12, whereby a centric introduction of the contact force in the flap plate 12 and thus a uniform contact pressure is achieved.
  • the actuating lever 15 and the plate lever 16 are rotatably supported respectively by fixedly arranged axes of rotation 17, 18.
  • the axes of rotation 17, 18 are spaced apart from each other, wherein the axis of rotation 18 of the plate lever 16 is provided below the axis of rotation 17 of the actuating lever 15.
  • the two axes of rotation 17, 18 are arranged offset to one another and relative to a vertical axis, wherein the axis of rotation 18 of the plate lever 15 is arranged closer to the center line M of the bottom opening 10 as the axis of rotation 17 of the actuating lever 15th
  • the actuating lever 15 has a first pivot 19, which is arranged in the closed position at the same height as the axis of rotation 17 of the actuating lever 15.
  • the rotary joint 19 and the axis of rotation 17 are each arranged in the region of the shorter leg of the L-shaped section of the actuating lever 15.
  • the rotary joint 19 is arranged on the center line M of the funnel 23 or the bottom opening 10.
  • the hinge 19 connects the actuating lever 15 articulated to the plate lever 16.
  • the connection of the two L-shaped parts of the actuating lever 15 on both sides of the bottom opening 10 and thus the combined UL-shape of the actuating lever 15 is advantageous. This makes it possible, as in Fig. 4 shown to provide the drive 14 only on one side of the gear assembly 13.
  • the plate lever 16 has a first arm 20 and a second arm 21, wherein the first arm 20 is rigidly connected to the flap plate 12.
  • the first arm 20 is U-shaped, as in FIG Fig. 4 illustrated and coupled on both sides of the bottom opening 10 by a second pivot 22 with the second arm 21 articulated.
  • the second arm is rotatably supported by the fixedly arranged axis of rotation 18 and connected to the housing.
  • gear assembly 13 shows that the mounted by the stationary axis of rotation 18 second arm 21 opposite disc lever 16 is shorter than that in the closed position according to Fig. 1 arranged parallel to the short legs of the L-shaped portion of the actuating lever 15th
  • the two hinges 19, 22 are arranged with respect to the bottom opening 10 spatially variable
  • the gear assembly 13 is formed on both sides of the bottom opening 10 substantially analog.
  • Fig. 3 represents in discrete steps the spatial movement of the flap plate 12 and the associated lever mechanism, the end points of the movement by the closed position of the flap plate 12 on the one hand ( Fig. 1 ) and its open position ( Fig. 2 ) are defined.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 12. Eine Vorrichtung dieser Art und ein Verfahren sind beispielsweise aus der DE 103 27 276 A1 bekannt, die auf die Anmeldexin zurückgeht.
  • Die bekannte Vorrichtung umfasst eine Absperr- oder Gichtklappe, die dazu verwendet wird, die Beschickung eines Hochofens mit Koks und Möller zu regeln. Dazu umfasst die Vorrichtung einen Klappenteller, der zum Verschließen oder Öffnen der Bodenöffnung eines oberhalb der Gicht eines Hochofens angeordneten Materialbunkers in eine Offenstellung bzw. Schließstellung bewegbar ist. Um den Klappenteller in die gewünschte Position zu bewegen, ist üblicherweise ein Antriebsmechanismus am Klappenrand angelenkt, wodurch erreicht wird, dass der Klappenteller in Offenstellung die Strömungsöffnung im Wesentlichen vollständig frei gibt. Dabei wird jedoch der Klappenteller relativ weit von der Öffnung weggeschwenkt, so dass die Gicht des Hochofens entsprechend dimensioniert werden muss, um eine Kollision des Klappentellers mit Schüttgut zu vermeiden.
  • Dieser Nachteil wird bei der Gichtklappe gemäß DE 103 27 276 A1 dadurch vermieden, dass der Klappenteller an zwei Schwenkarmen angelenkt ist, die um parallel zueinander sich erstreckende Schwenkachsen schwenkbar gelagert sind. Dabei wird erreicht, dass sich die Randbereiche des Klappentellers bei Bewegung desselben aus der Schließ- in die Offenstellung und umgekehrt längs entgegengesetzt gerichteter Bogenbahnen bewegen.
  • Die dadurch erreichte mehrfach überlagerte Kipp-Translationsbewegung des Klappentellers bewirkt eine Bewegung des Klappentellers auf einer Ortsbahn nahe der Bodenöffnung, wodurch die Gicht des Hochofens insgesamt kompakter gebaut werden kann.
  • Die Führung des Klappentellers entlang der Bogenbahnen bewirkt im Bereich der Öffnung eine Relativbewegung zwischen dem Randbereich des Klappentellers und dem für den Klappenteller vorgesehenen Dichtsitz an der Bodenöffnung. Insbesondere wenn der Dichtbereich des Klappentellers am Dichtsitz der Bodenöffnung anliegt, ist eine zur Öffnungsebene parallele Relativbewegung schädlich und kann zu einem vorzeitigen Verschleiß der Dichtmittel führen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eigens genannten Art zu verbessern derart, dass mit einfachen Mitteln ein wartungsarmer Betrieb ermöglicht wird, wobei insbesondere ein vorzeitiger Verschleiß des Dichtsystems vermieden werden soll. Die Erfindung hat ferner die Aufgabe, einen Hochofen mit einer derartigen Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Verschließen oder Öffnen einer Öffnung, insbesondere Bodenöffnung eines oberhalb der Gicht eines Hochofens angeordneten Materialbunkers anzugeben.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe im Hinblick auf die Vorrichtung durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst. Im Hinblick auf den Hochofen wird die Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruchs 11 und im Hinblick auf das Verfahren durch den Gegenstand des Anspruchs 12 gelöst.
  • Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, eine Vorrichtung zum Verschließen oder Öffnen einer Öffnung eines oberhalb der Gicht eines Hochofens angeordneten Materialbunkers mit einem antreibbaren Klappenteller anzugeben, der in eine die Öffnung freigebende Offenstellung und eine die Öffnung versperrende Schließstellung und umgekehrt bewegbar ist. Der Klappenteller ist mit einer Getriebeanordnung derart verbunden, dass für den Klappenteller im Bereich der Öffnung eine lineare Bewegung im Wesentlichen senkrecht zur Öffnungsebene und distal von der Öffnung eine Schwenkbewegung durchführbar ist.
  • Die Erfindung hat den Vorteil, dass eine Relativbewegung quer zur Strömungsrichtung bzw. in Öffnungsebene praktisch vermieden wird durch die lineare Bewegung des Klappentellers. Durch die sich daraus ergebende verminderte Reibung beim Aufsetzen bzw. Abheben des Klappentellers wird der Verschleiß der Dichtungsmittel verringert, so dass ein geringerer Wartungsbedarf besteht. Gleichzeitig kann die kompakte Bauweise der Gicht beibehalten werden, da der Klappenteller distal von der Öffnung eine Schwenkbewegung durchführt und somit nahe an der Öffnung bzw. des entsprechenden Gehäuses geführt ist.
  • Vorzugsweise umfasst die Schwenkbewegung des Klappentellers zumindest im Überlappungsbereich des Klappentellers mit der Öffnung eine translatorische Bewegung parallel zur Öffnungsebene, der eine rotatorische Bewegung überlagert ist. Dadurch wird erreicht, dass der Klappenteller aus dem Bereich der Öffnung herausbewegt wird, ohne diesen zu weit in Strömungsrichtung von der Öffnung zu entfernen, um eine Kollision mit Schüttgut zu vermeiden.
  • Vorzugsweise umfasst die Getriebeanordnung eine Viergelenkkette, die den Klappenteller mit einem Antrieb koppelt. Eine derartige Getriebeanordnung ermöglicht auf baulich einfache und robuste Weise die linear Bewegung des Klappentellers im Bereich der Öffnung sowie die Schwenkbewegung distal von der Öffnung.
  • Die Getriebeanordnung kann einen Betätigungshebel und einen Tellerhebel umfassen, die ortsfest und voneinander beabstandet angeordnete Drehachsen aufweisen. Dabei kann der Betätigungshebel und der Tellerhebel durch ein erstes Drehgelenk gekoppelt sein. Der Tellerhebel kann einen starr mit dem Klappenteller verbundenen ersten Arm und einen durch eine der Drehachsen drehbar gelagerten zweiten Arm aufweisen, wobei der erste und zweite Arm durch ein zweites Drehgelenk gekoppelt sind. Eine derartige Getriebeanordnung führt zu einer kompakten Bauweise, die ein im Wesentlichen reibungsfreies Anpressen bzw. Abheben des Klappentellers auf oder vom Dichtsitz der Öffnung ermöglicht. Außerdem wird ein relativ hoher Anpressdruck bei einem gleichzeitig niedrigen Antriebsmoment erreicht, der zu einer verbesserten Dichtigkeit der Anordnung führt.
  • Die vorstehend genannten Merkmale der Getriebeanordnung werden sowohl einzeln für sich, als auch in Kombination offenbart und beansprucht.
  • Bei einer bevorzugten Ausgangsform sind das erste und zweite Drehgelenk in der Schließstellung auf einer gemeinsamen senkrechten Achse angeordnet. Dadurch wird auf einfache Weise eine ausschließlich translatorische Bewegung des Klappentellers senkrecht zur Öffnungsebene und damit verbunden ein planparalleles Abheben bzw. Aufsetzen des Klappentellers erreicht.
  • Die ortsfesten Drehachsen können, bezogen auf eine senkrechte Achse, versetzt angeordnet sein. Dabei kann die Drehachse des Tellerhebels näher an einer Mittelachse der Öffnung angeordnet sein als die Drehachse des Betätigungshebels. Durch die versetzte Anordnung der Drehachsen ergeben sich unterschiedliche Schwenkradien für die beiden Hebel, so dass auf einfache Weise eine optimierte Bewegungsbahn des Klappentellers nahe am Gehäuse der Öffnung bzw. des Materialbunkers bewirkt wird.
  • Das erste und zweite Drehgelenk können auf unterschiedlichen Schwenkbahnen bewegbar sein, wobei die Drehgelenke in der Offenstellung weiter voneinander beabstandet sind als in der Schließstellung. Auch dadurch wird erreicht, dass der Klappenteller distal von der Öffnung eine nah am Gehäuse der Öffnung geführte Bewegung vollzieht, wobei im Nahbereich der Öffnung bzw im Bereich der Öffnung eine lineare Bewegung des Klappentellers erfolgt.
  • Ferner wird die Vorrichtung im Zusammenhang mit einem Hochofen beansprucht sowie ein Verfahren zum Verschließen oder Öffnen der Öffnung eines oberhalb der Gicht eines Hochofens angeordneten Materialbunkers.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles mit weiteren Einzelheiten unter Bezug auf die beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert.
  • In diesen zeigen
    • Fig. 1
    einen Querschnitt durch eine Vorrichtung nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel mit einem Klappenteller in Schließstellung;
    Fig. 2
    die Vorrichtung gemäß Fig. 1 mit dem Klappenteller in Offenstellung;
    Fig. 3
    eine Vorrichtung gemäß Fig. 1, bei dem der Bewegungsablauf des Klappentellers und der zugehörigen Hebelmechanik in diskreten Schritten dargestellt ist; und
    Fig. 4
    die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in einer Schnittdarstellung senkrecht zu dem in Fig. 1 dargestellten Schnitt
  • Die Figuren 1 - 4 zeigen eine Gichtklappe mit einem Klappenteller 12, der zum Verschließen oder Öffnen einer Bodenöffnung 10 eines oberhalb der Gicht eines Hochofens angeordneten Materialbunkers 11 vorgesehen ist. Durch Öffnen des Klappentellers 12 wird Schüttgut, insbesondere Erze und Möller durch die Bodenöffnung 10 in die Gicht des Hochofens geleitet (Fig. 2). In der Schließstellung ist die Bodenöffnung 20 gasdicht durch den Klappenteller 12 verschlossen (Fig. 1).
  • Die Bodenöffnung 10 ist an der Unterseite eines Trichters 23 angeordnet, der mit dem Materialbunker 11 verbunden ist. Für den gasdichten Verschluss der Bodenöffnung 10 ist an deren Öffnungsrand ein Dichtsitz 24 mit Dichtelementen vorgesehen. Wie in Fig. 2 zu erkennen, ist am Klappenrand des Klappentellers 12 umlaufend eine korrespondierende Dichtfläche 25 vorgesehen, die in der Schließstellung des Klappentellers 12 mit dem Dichtsitz 24 dichtend zusammenwirkt.
  • Der Klappenteller 12 ist in eine Schließstellung (Fig. 1) und in eine Offenstellung (Fig. 2) bewegbar, wobei der Klappenteller 12 in der Offenstellung in einem Raum zwischen dem Trichter 23 und dem Gehäuse der Gicht 26 und somit außerhalb der Fluidströmung angeordnet ist.
  • Für die Bewegung des Klappentellers 12 in die Offenstellung bzw. in die Schließstellung und umgekehrt ist dieser mit einer Getriebeanordnung 13 verbunden. Die Getriebeanordnung 13 ist dabei derart angepasst, dass der Klappenteller 12 im Bereich der Bodenöffnung 10 eine lineare Bewegung im Wesentlichen senkrecht zur Öffnungsebene und distal von der Bodenöffnung 10 eine Schwenkbewegung durchführt. Die Schwenkbewegung ist insbesondere in Fig. 3 zu erkennen.
  • Die lineare Bewegung des Klappentellers 12 im Bereich der Bodenöffnung 10 bedeutet, dass der Klappenteller 12 linear bewegt wird, zumindest solange dieser in Kontakt mit der Bodenöffnung 10, konkret mit dem Dichtsitz 24 ist. Während dieses Bewegungsvorganges sind etwaige Relativbewegungen in Öffnungsebene, d. h. quer zur Strömungsrichtung S aufgrund des dadurch verursachten Reibungsverschleißes kritisch. Durch die erfindungsgemäß ermöglichte lineare Bewegung des Klappentellers 12 wird dies vermieden. Das bedeutet, dass das Aufsetzen und Anpressen des Klappentellers 12 auf bzw. an den Dichtsitz 24 sowie das Lösen des Anpressdruckes und das Abheben des Klappentellers 12 vom Dichtsitz 24 durch eine ausschließlich translatorische Bewegung senkrecht zur Öffnungsebene erfolgen. Der Klappenteller 12 wird damit planparallel zur Öffnungsebene, also zu der Ebene, die durch die Bodenöffnung 10 aufgespannt ist, bewegt. Erst dann, d. h. wenn kein Kontakt zwischen dem Klappenteller 12 und dem Dichtsitz 24 besteht und etwaige Relativbewegungen quer zur Strömungsrichtung S unkritisch sind, wird der Klappenteller 12 seitlich verschwenkt und in den Zwischenraum zwischen Trichter 19 und Gichtgehäuse 26 bewegt
  • Die für diese Bewegung des Klappentellers 12 angepasste Getriebeanordnung 13 ist gemäß dem Ausführungsbeispiel, dass in den Figuren 1 - 4 dargestellt ist, wie folgt aufgebaut. Andere Getriebeanordnungen sind denkbar, die eine lineare Bewegung des Klappentellers 12 im Bereich der Bodenöffnung 10 verbunden mit einer Schwenkbewegung distal von der Bodenöffnung 10 ermöglichen.
  • Generell umfasst die Getriebeanordnung 13 eine Viergelenkkette bzw. ein viergliedriges Drehgelenkgetriebe. Dadurch wird eine besonders kompakte und robuste Ausführung der Getriebeanordnung ermöglicht
  • Konkret umfasst die Getriebeanordnung 13 zwei Hebel, insbesondere einen Betätigungshebel 15 bzw. allgemein einen Antriebshebel und einen Tellerhebel 16 bzw. allgemein einen Lenkhebel.
  • Der Betätigungshebel 15 ist in gekröpfter Ausführung ausgebildet und weist zwei L-förmige Abschnitte auf, die auf beiden Seiten des Trichters 19 bzw. der Bodenöffnung 10 angeordnet sind (Fig. 4). Die beiden L-förmigen Abschnitte des Betätigungshebels 15 sind miteinander verbunden, so dass sich insgesamt eine kombinierte U-L-Form des Betätigungshebels 15 ergibt, wie in den Figuren 1 und 4 zu erkennen. Der Betätigungshebel 15 untergreift in der Schließstellung den Klappenteller 12, wobei das Verbindungsteil zwischen den beiden L-Stücken des Betätigungshebels 15 außermittig bezogen auf den Klappenteller 12 angeordnet ist (Fig.. 1).
  • Der Tellerhebel 16 ist U-förmig ausgebildet und untergreift den Klappenteller 12. Der Tellerhebel 16 ist fest mit dem Klappenteller 12 verbunden und bildet mit diesem eine starre Einheit. Dabei greift der Tellerhebel 16 mittig am Klappenteller 12 an, wodurch eine zentrische Einleitung der Anpresskraft in den Klappenteller 12 und somit ein gleichmäßiger Anpressdruck erreicht wird.
  • Wie in den Figuren 1 - 3 zu erkennen, sind der Betätigungshebel 15 und der Tellerhebel 16 jeweils durch ortsfest angeordnete Drehachsen 17, 18 drehbar gelagert. Die Drehachsen 17, 18 sind voneinander beabstandet abgeordnet, wobei die Drehachse 18 des Tellerhebels 16 unterhalb der Drehachse 17 des Betätigungshebels 15 vorgesehen ist. Ferner sind die beiden Drehachsen 17, 18 versetzt zueinander angeordnet und zwar bezogen auf eine senkrechte Achse, wobei die Drehachse 18 des Tellerhebels 15 näher an der Mittellinie M der Bodenöffnung 10 angeordnet ist als die Drehachse 17 des Betätigungshebels 15.
  • Der Betätigungshebel 15 weist ein erstes Drehgelenk 19 auf, das in der Schließstellung auf gleicher Höhe wie die Drehachse 17 des Betätigungshebels 15 angeordnet ist. Dabei sind das Drehgelenk 19 und die Drehachse 17 jeweils im Bereich des kürzeren Schenkels des L-föxmigen Abschnitts des Betätigungshebels 15 angeordnet. In der Schließstellung ist das Drehgelenk 19 auf der Mittellinie M des Trichters 23 bzw. der Bodenöffnung 10 angeordnet.
  • Das Drehgelenk 19 verbindet den Betätigungshebel 15 gelenkig mit dem Tellerhebel 16. Für diese Anordnung bzw. gelenkige Verbindung der beiden Hebel wäre an sich der kurze Schenkel des L-förmigen gekröpften Betätigungshebels 15 ausreichend. Für eine Einleitung des Schwenkmomentes von beiden Seiten in die Getriebeanordnung 13 ist jedoch die Verbindung der beiden L-förmigen Teile des Betätigungshebels 15 auf beiden Seiten der Bodenöffnung 10 und somit die kombinierte U-L-Form des Betätigungshebels 15 vorteilhaft. Damit ist es möglich, wie in Fig. 4 dargestellt, den Antrieb 14 nur auf einer Seite der Getriebeanordnung 13 vorzusehen. Generell wäre es denkbar, anstelle der einseitigen Momenteinleitung in die Getriebeanordnung 13 zwei Stellmotoren auf beiden Seiten der Bodenöffnung 10 vorzusehen, die jeweils mit den Drehachsen 17 der Betätigungshebel gekoppelt sind. Die Motoren wären in diesem Fall synchron zu regeln. Eine Verbindung der seitlichen Betätigungshebel 15 wäre in diesem Fall nicht erforderlich.
  • Der Tellerhebel 16 weist einen ersten Arm 20 und einen zweiten Arm 21 auf, wobei der erste Arm 20 starr mit dem Klappenteller 12 verbunden ist. Der erste Arm 20 ist U-förmig ausgebildet, wie in Fig. 4 dargestellt und auf beiden Seiten der Bodenöffnung 10 durch ein zweites Drehgelenk 22 mit dem zweiten Arm 21 gelenkig gekoppelt. Der zweite Arm ist durch die ortsfest angeordnete Drehachse 18 drehbar gelagert und mit dem Gehäuse verbunden.
  • In der Schließstellung ist das zweite Drehgelenk 22 des Tellerhebels 16, das die beiden Arme 20, 21 koppelt, auf der Mittellinie M und somit auf derselben senkrechten Linie angeordnet, wie das erste Drehgelenk 19 des Betätigungshebels 15.
  • Aus der in Fig. 1 dargestellten Getriebeanordnung 13 ergibt sich, dass der durch die ortsfeste Drehachse 18 gelagerte zweite Arm 21 entgegengesetzt Tellerhebels 16 kürzer ist, als der in der Schließstellung gemäß Fig. 1 parallel dazu angeordnete kurze Schenkel des L-förmigen Abschnitts des Betätigungshebels 15.
  • Die beiden Drehgelenke 19, 22 sind bezogen auf die Bodenöffnung 10 ortsvariabel angeordnet Die Getriebeanordnung 13 ist auf beiden Seiten der Bodenöffnung 10 im Wesentlichen analog ausgebildet.
  • Die Funktionsweise der Gichtklappe wird anhand der Fig. 3 erläutert, die in diskreten Schritten den räumlichen Bewegungsablauf des Klappentellers 12 und der zugehörigen Hebelmechanik darstellt, wobei die Endpunkte der Bewegung durch die Schließstellung des Klappentellers 12 einerseits (Fig. 1) und dessen Offenstellung andererseits (Fig. 2) definiert sind.
  • Aufgrund der Anordnung der beiden Drehgelenke 19, 21 auf der Mittellinie M in der Schließstellung gemäß Fig. 1 wird beim Abheben des Klappentellers 12 zunächst eine lineare bzw. ausschließlich translatorische Bewegung des Klappentellers 12 entlang der Mittellinie M bzw. in Strömungsrichtung S durchgeführt. Durch die beabstandete Anordnung der beiden Drehachsen 17, 18 des Betätigungshebels 15 bzw. Tellerhebels 16 wird die ursprünglich lineare Bewegung des Klappenhebels 12 in eine Schwenkbewegung überführt, die nahe entlang der Bodenöffnung 10 verläuft, um eine Kollision mit Schüttgut zu vermeiden. Dabei ist der Betätigungshebel 15 bzw. der längere Schenkel des L-förmigen Abschnitts des Betätigungshebels 15 in Schwenkrichtung dem Tellerhebel 16 zunächst nachgeordnet, d. h. läuft diesem nach. Noch während sich der Klappenteller 12 im Überlappungsbereich der Bodenöffnung 10 befindet, überholt der Betätigungshebel 15 den Tellerhebel 16 bis der Betätigungshebel 15 etwa die Hälfte der Schwenkbewegung ausgeführt hat. Dann überholt der Tellerhebel 16 den Betätigungshebel 15, bis die Endposition, d. h. die Offenstellung des Klappentellers 12 erreicht ist. In der Offenstellung gemäß Fig 2 nehmen der Betätigungshebel 1.5 und der Tellerhebel 16 relativ zueinander wieder die ursprüngliche Anordnung ein, wobei der Betätigungshebel 15 dem Tellerhebel 16 in Schwenkrichtung (von der Schließstellung in die Offenstellung) nachgeordnet ist.
  • Zum Schließen der Bodenöffnung 10 erfolgt der vorstehend beschriebene Ablauf in umgekehrter Reihenfolge Dabei ist zu erwähnen, dass in der Schließstellung gemäß der Fig. 1 durch die Anordnung der beiden Drehgelenke 19, 22 auf der Mittellinie M eine senkrecht zur Öffnungsebene wirkende Anpresskraft vom Betätigungshebel 15 auf den Tellerhebel 16 und somit auf den Klappenteller 12 übertragen wird, so dass eine Relativbewegung zwischen den Klappenteller 12 und den Dichtsitz 24 der Bodenöffnung 10 weitgehend vermieden wird.
  • Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als Erfindung wesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Bodenöffnung
    11
    Materialbunker
    12
    Klappenteller
    13
    Getriebeanordnung
    14
    Antrieb
    15
    Betätigungshebel
    16
    Tellerhebel
    17, 18
    Drehachsen
    19
    Drehgelenk
    20, 21
    Arme
    22
    Drehgelenk
    23
    Trichter
    24
    Dichtsitz
    25
    Dichtfläche
    26
    Gehäuse

Claims (12)

  1. Vorrichtung zum Verschließen oder Öffnen einer Öffnung eines oberhalb der Gicht eines Hochofens angeordneten Materialbunkers (11) mit einem antreibbaren Klappenteller (12), der in eine die Öffnung freigebende Offenstellung und in eine die Öffnung versperrende Schließstellung und umgekehrt bewegbar ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Klappenteller (12) mit einer Getriebeanordnung (13) verbunden ist derart, daß für den Klappenteller (12) im Bereich der Öffnung eine lineare Bewegung senkrecht zur Öffnungsebene und distal von der Öffnung eine Schwenkbewegung durchführbar ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Schwenkbewegung des Klappentellers (12) zumindest im Überlappungsbereich des Klappenteller (12) mit der Öffnung eine translatorische Bewegung parallel zur Öffnungsebene umfasst, der eine rotatorische Bewegung überlagert ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Getriebeanordnung (13) eine Viergelenkkette umfasst, die den Klappenteller (12) mit einem Antrieb (14) koppelt.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Getriebeanordnung (13) einen Betätigungshebel (15) und einen Tellerhebel (16) umfasst, die ortsfest und voneinander beabstandet angeordnete Drehachsen (17, 18) aufweisen.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,dass
    der Betätigungshebel (15) und der Tellerhebel (16) durch ein erstes Drehgelenk (19) gekoppelt sind.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Tellerhebel (16) einen starr mit dem Klappenteller (12) verbundenen ersten Arm (20) und einen durch eine der Drehachsen (17, 18) drehbar gelagerten zweiten Arm (21) aufweist, wobei der erste und zweite Arm (20, 21) durch eine zweites Drehgelenk (22) gekoppelt sind.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das erste und zweite Drehgelenk (19, 22) in der Schließstellung auf einer gemeinsamen senkrechten Achse, insbesondere der Mittelachse der Bodenöffnung (10), angeordnet sind.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die ortsfesten Drehachsen (17, 18) bezogen auf eine senkrechte Achse versetzt angeordnet sind.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Drehachse (17) des Tellerhebels (16) näher an eine Mittelachse der Öffnung angeordnet ist, als die Drehachse (18) des Betätigungshebels (15)
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das erste und zweite Drehgelenk (19, 22) auf unterschiedlichen Schwenkbahnenbewegbar sind, wobei die Drehgelenke (19, 22) in der Offenstellung des Klappentellers (12) weiter voneinander beabstandet sind als in der Schließstellung des Klappentellers (12).
  11. Hochofen mit einer Vorrichtung gemäß einen der Ansprüche 1 bis 10.
  12. Verfahren zum Verschließen oder Öffnen einer Öffnung eines oberhalb der Gicht eines Hochofens angeordneten Materialbunkers (11), bei dem ein Klappenteller (12) in eine die Öffnung freigebende Offenstellung und eine die Öffnung versperrende Schließstellung und umgekehrt bewegt wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Klappenteller (12) im Bereich der Öffnung senkrecht zur Öffnungsebene linear bewegt und distal von der Öffnung geschwenkt wird.
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