WO2017050313A1 - Dichtklappe für einen gichtverschluss - Google Patents

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WO2017050313A1
WO2017050313A1 PCT/DE2016/100393 DE2016100393W WO2017050313A1 WO 2017050313 A1 WO2017050313 A1 WO 2017050313A1 DE 2016100393 W DE2016100393 W DE 2016100393W WO 2017050313 A1 WO2017050313 A1 WO 2017050313A1
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WO
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plate
flap
opening
lever
flap plate
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PCT/DE2016/100393
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Inventor
Franz-Josef Irnich
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TDCo GmbH
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    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B7/00—Blast furnaces
    • C21B7/18—Bell-and-hopper arrangements
    • C21B7/20—Bell-and-hopper arrangements with appliances for distributing the burden
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B1/00—Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
    • F27B1/10—Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
    • F27B1/20—Arrangements of devices for charging
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • 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
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/10—Charging directly from hoppers or shoots
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • 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
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/10—Charging directly from hoppers or shoots
    • F27D2003/105—Charging directly from hoppers or shoots using shutters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • 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
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/18—Charging particulate material using a fluid carrier
    • F27D2003/185—Conveying particles in a conduct using a fluid

Definitions

  • the invention relates to a device for closing or opening a bottom opening of a material bunker for a blast furnace (Gichtver gleich)
  • Gout closures are basically known for a long time.
  • 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 a relative movement between the edge region of the flap frame in the area of the opening. lers and provided for the flapper sealing seat at the bottom opening. In particular, when the sealing region of the flap plate rests against the sealing seat of the bottom opening, a relative movement parallel to the opening plane is detrimental and can lead to premature wear of the sealant.
  • a GichtverBank which has a driven flap plate, which is in an opening releasing the open position and the opening obstructing a closed position and vice versa movable, wherein the flap plate is connected to a gear arrangement such that for the Damper in the region of the opening a linear movement perpendicular to the opening plane and distal of the opening a pivoting movement is feasible.
  • the described gear arrangement is a four-bar linkage or a four-link swivel linkage.
  • the invention is therefore based on the object to provide a Gichtver gleich that avoids the disadvantages of the prior art.
  • This object is achieved by providing a device for closing or opening an opening above the gout of a blast furnace arranged material bunker (1 1) with a drivable flap plate (12), in an opening releasing the open position and in an opening obstructing the closed position and vice versa, characterized in that the flap plate (12)
  • a) is connected to the bearing bracket (28) via the plate lever (16) on the axis of rotation (18),
  • spring elements either as spring bars (rods that are bent elastically like leaf springs) or torsionally On rods with articulated arms can be designed, is movably connected to the housing (26),
  • the flap plate (sealing flap) is located at the bottom opening (10) of a material bunker (1 1) on a Gichtver gleich invention a blast furnace.
  • the flap plate (12) is connected via the plate lever (16) on the axis of rotation (18) with the bearing bracket (28).
  • the bearing bracket via spring rods (27) (Fig. 1 a, 1 b, 1 c) is movably connected to the housing (26).
  • the bearing bracket via torsion bars also called torsion bars or torsion bars
  • articulated arms (Fig. 2a, 2b, 2c) movably connected to the housing (26).
  • the actuating lever (15) is rotated in the pivot point (17).
  • the flap plate (12) When closing the sealing flap, the flap plate (12) (FIGS. 1 b and 2b) first pivots up to the stop (21) in front of the sealing seat of the flap and is then pulled upwards over the coupling (20) and pressed against the sealing seat in the housing.
  • the spring elements (27 or 29) allow a vertical movement of the system consisting of flap plate (12), plate lever (16) and bearing bracket (28), so that the flap plate (12) touches plane-parallel to the sealing seat.
  • the invention also has the advantage that a relative movement transversely to the flow direction or in the opening plane by the plane-parallel seating of the flap plate (12) is practically avoided on the sealing seat. 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 gout can be maintained since the flap plate is guided close to the bottom opening of the material bunker.
  • 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.
  • the fixed axes of rotation can be offset relative to a vertical axis.
  • the axis of rotation of the disk lever can be arranged closer to a central axis of the opening than 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.
  • FIG. 1 shows a cross section through a device according to an embodiment of the invention with a flap plate in the closed position.
  • the spring elements are designed here as spring bars;
  • FIG 1 b shows the device according to FIG 1 a with the flap plate in the open position.
  • FIG. 1 c a side view of the device according to FIG. 1 a;
  • FIG. 2a shows a cross section through a device according to an embodiment of the invention with a flap plate in the closed position;
  • the spring elements are designed here as torsion bars with articulated arms;
  • FIG. 2b shows the device according to FIG. 2a with the flap plate in the open position
  • FIG. 2c shows a side view of the device according to FIG. 2a;
  • FIGS 1 a - 1 c and 2a - 2c 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 1 1.
  • a flap plate 12 By opening the flapper plate 12 bulk material, in particular ores and Möller is passed through the bottom opening 10 in the gout of the blast furnace.
  • the bottom opening 10 is arranged on the underside of a funnel, which is connected to the material bunker 1 1.
  • a sealing seat 24 is provided with sealing elements at the opening edge.
  • a corresponding sealing surface 25 is provided on the flap edge of the flap plate 12 circumferentially, 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 a, 2a) and in an open position (Fig. 1 b, 2b) movable, wherein the flap plate 12 in the open position in a space between the hopper 23 and the housing of the gout 26 and is thus arranged outside the fluid flow.
  • this is connected to a gear assembly 13.
  • the gear assembly 13 is adapted such that the flap plate
  • 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, i. H. transverse to the flow direction due to the friction wear caused thereby critical. 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, d. H. if there is no contact between the flap plate 12 and the sealing seat 24 and any relative movements transverse to the flow direction are not critical, the flap plate 12 is pivoted laterally and moved into the space between the funnel 23 and the gout housing 26.
  • spring elements (27 or 29) which can be designed either as spring bars or as torsion bars with articulated arms. 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 version and has two L-shaped portions which are on both Side of the funnel 19 and the bottom opening 10 are arranged.
  • 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 shown in Figures 1 a and 1 b 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 is arranged off-center relative to the flap plate 12 (Fig. 1 a).
  • 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 each rotatably supported by rotationally arranged axes 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 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 rotation axis 17 are each arranged in the region of the shorter leg of the L-shaped portion of the actuating lever 15. In the closed position, the rotary joint 19 is arranged on the center line of the funnel 23 or the bottom opening 10.
  • the hinge 19 connects the actuating lever 15 articulated to the plate lever 16.
  • the hinge 19 connects the actuating lever 15 articulated to the plate lever 16.
  • the two levers of the short leg of the L-shaped cranked actuating lever 15 would be sufficient.
  • 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 advantageous. This makes it possible, as shown in Fig. 1 c, 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 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.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verschließen oder Öffnen einer Bodenöffnung eines Materialbunkers für einen Hochofen (Gichtverschluss).

Description

Dichtklappe für einen Gichtverschluss
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verschließen oder Öffnen einer Bodenöffnung eines Materialbunkers für einen Hochofen (Gichtverschluss)
Gichtverschlüsse sind dem Grunde nach seit langem bekannt.
Die DE 103 27 276 A1 beschreibt beispielsweise 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 Klappentel- lers 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.
Aus der EP 2 000 547 B1 ist ein Gichtverschluss bekannt, der einen antreibbaren Klappenteller aufweist, der in eine die Öffnung freigebende Offenstellung und in eine die Öffnung versperrende Schließstellung und umgekehrt bewegbar ist, wobei der Klappenteller mit einer Getriebeanordnung verbunden ist derart, daß für den Klappenteller im Bereich der Öffnung eine lineare Bewegung senkrecht zur Öffnungsebene und distal von der Öffnung eine Schwenkbewegung durchführbar ist. Die beschriebene Getriebeanordnung ist eine Viergelenkkette bzw. ein viergliedriges Drehgelenkgetriebe.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen sind mit dem Nachteil behaftet, entweder einen hohen Dichtmittelverschleiß oder einen hohen Wartungsaufwand bei der Getriebeanordnung aufzuweisen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Gichtverschluss bereitzustellen, der die genannten Nachteile des Standes der Technik vermeidet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Bereitstellung einer Vorrichtung zum Verschließen oder Öffnen einer Öffnung eines oberhalb der Gicht eines Hochofens angeordneten Materialbunkers (1 1 ) 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)
a) über den Tellerhebel (16) an der Drehachse (18) mit der Lagerkonsole (28) verbunden ist,
b) die Lagerkonsole über Federelemente (27 oder 29), die entweder als Federstäbe (Stäbe, die wie Blattfedern elastisch gebogen werden) oder als Torsi- onsstäbe mit Gelenkarmen ausgeführt sein können, beweglich mit dem Gehäuse (26) verbunden ist,
c) über den Antrieb (14) der Betätigungshebel (15) im Drehpunkt (17) gedreht wird und
d) mittels der Koppel (20) über die Drehgelenke (19, 22) der Tellerhebel (16) angetrieben und der Klappenteller bewegt wird.
Der Klappenteller (Dichtklappe) befindet sich an der Bodenöffnung (10) eines Materialbunkers (1 1 ) an einem erfindungsgemäßen Gichtverschluss eines Hochofens.
Der Klappenteller (12) ist über den Tellerhebel (16) an der Drehachse (18) mit der Lagerkonsole (28) verbunden. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Lagerkonsole über Federstäbe (27) (Fig. 1 a, 1 b, 1 c) beweglich mit dem Gehäuse (26) verbunden. In einer ebenfalls bevorzugten Ausführungsform ist die Lagerkonsole über Torsionsstäbe (auch Drehstabfedern oder Drehstäbe genannt) mit Gelenkarmen (29) (Fig. 2a, 2b, 2c) beweglich mit dem Gehäuse (26) verbunden. Über den Antrieb (14) wird der Betätigungshebel (15) im Drehpunkt (17) gedreht. Mittels der Koppel (20) über die Drehgelenke (19, 22) wird der Tellerhebel (16) angetrieben.
Beim Schließen der Dichtklappe schwenkt zuerst der Klappenteller (12) (Fig. 1 b und 2b) bis zum Anschlag (21 ) vor den Dichtsitz der Klappe und wird anschließend über die Koppel (20) nach oben gezogen und gegen den Dichtsitz im Gehäuse gepresst. Hierbei erlauben die Federelemente (27 oder 29) eine senkrechte Bewegung des Systems bestehend aus Klappenteller (12), Tellerhebel (16) und Lagerkonsole (28), sodass der Klappenteller (12) planparallel auf den Dichtsitz aufsetzt.
Beim Öffnen der Klappe werden zunächst die Federelemente (27 oder 29) entspannt und der Klappenteller entfernt sich vom Dichtsitz bevor über die Koppel der Schwenkvorgang des Klappentellers erfolgt. Dadurch wird vorteilhafterweise erreicht, dass der Klappenteller sich lediglich einige Millimeter vom Dichtsitz entfernt und anschließend berührungslos aus dem Bereich der Öffnung herausgedreht wird, ohne diesen zu weit in Strömungsrichtung von der Öffnung zu entfernen, um eine Kollision mit Schüttgut zu vermeiden.
Vorteilhafterweise wird bei der erfindungsgemäßen Konstruktion lediglich ein Antrieb benötigt, der über die Koppel sowohl eine translatorische Bewegung als auch eine Rotation des Klappentellers bewirkt. Zusätzlich erfolgt dieser Bewegungsablauf, entgegen einer Viergelenkkette mit hohen dynamischen Belastungen, sehr harmonisch ohne dynamische Lastspitzen. Weiterhin wird durch die erfindungsgemäße Lösung ein nur sehr geringer Spalt benötigt um eine Kollision des Klappentellers mit dem Dichtsitz zu verhindern. Dies erspart Bauhöhe.
Die Erfindung hat außerdem den Vorteil, dass eine Relativbewegung quer zur Strömungsrichtung bzw. in Öffnungsebene durch das planparallele Aufsitzen des Klappentellers (12) auf den Dichtsitz praktisch vermieden wird. 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 nahe an der Bodenöffnung des Materialbunkers geführt wird.
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 reibungsfrei- es 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.
Bei einer bevorzugten Ausgangsform sind das erste und zweite Drehgelenk in der Schließstellung auf einer gemeinsamen senkrechten Achse angeordnet. 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 a: einen Querschnitt durch eine Vorrichtung nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel mit einem Klappenteller in Schließstellung; die Federelemente sind hier als Federstäbe ausgeführt;
Fig.1 b: die Vorrichtung gemäß Fig. 1 a mit dem Klappenteller in Offenstellung;
Fig.1 c: eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1 a;
Fig.2a: einen Querschnitt durch eine Vorrichtung nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel mit einem Klappenteller in Schließstellung; die Federelemente sind hier als Torsionsstäbe mit Gelenkarmen ausgeführt;
Fig.2b: die Vorrichtung gemäß Fig. 2a mit dem Klappenteller in Offenstellung;
Fig.2c: eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 2a;
Die Figuren 1 a - 1 c und 2a - 2c zeigen eine Gichtklappe mit einem Klappenteller 12, der zum Verschließen oder Öffnen einer Bodenöffnung 10 eines oberhalb der Gicht eines Hochofens angeordneten Materialbunkers 1 1 vorgesehen ist. Durch Öffnen des Klappentellers 12 wird Schüttgut, insbesondere Erze und Möller durch die Bodenöffnung 10 in die Gicht des Hochofens geleitet. In der Schließstellung ist die Bodenöffnung gasdicht durch den Klappenteller 12 verschlossen. Die Bodenöffnung 10 ist an der Unterseite eines Trichters angeordnet, der mit dem Materialbunker 1 1 verbunden ist. Für den gasdichten Verschluss der Bodenöffnung ist an deren Öffnungsrand ein Dichtsitz 24 mit Dichtelementen vorgesehen. Wie in Fig. 1 b 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 a, 2a) und in eine Offenstellung (Fig. 1 b, 2b) 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 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 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 unkritisch sind, wird der Klappenteller 12 seitlich verschwenkt und in den Zwischenraum zwischen Trichter 23 und Gichtgehäuse 26 bewegt.
Die für diese Bewegung des Klappentellers 12 angepasste Getriebeanordnung
13 umfasst Federelemente (27 oder 29), die entweder als Federstäbe oder als Torsionsstäbe mit Gelenkarmen ausgeführt sein können. 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. 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 a und 1 b 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 a).
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 a, 1 b, 2a und 2b 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 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-förmigen Abschnitts des Betätigungshebels 15 angeordnet. In der Schließstellung ist das Drehgelenk 19 auf der Mittellinie 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. 1 c 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 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 und somit auf derselben senkrechten Linie angeordnet, wie das erste Drehgelenk 19 des Betätigungshebels 15.
Aus der in Fig. 1 a 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 a 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.
Aufgrund der Anordnung der beiden Drehgelenke 19, 21 auf der Mittellinie in der Schließstellung gemäß Fig. 1 a wird beim Abheben des Klappentellers 12 zunächst eine lineare bzw. ausschließlich translatorische Bewegung des Klappentellers 12 entlang der Mittellinie bzw. in Strömungsrichtung durchgeführt. Durch die beabstandete Anordnung der beiden Drehachsen 17, 18 des Betäti- gungshebels 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 nachgeordnet, d. h. läuft diesem nach.
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 a durch die Anordnung der beiden Drehgelenke 19, 22 auf der Mittellinie 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
1 1 Materialbunker
12 Klappenteller
13 Getriebeanordnung
14 Antrieb
15 Betätigungshebel
16 Tellerhebel
17, 18 Drehachsen
19 Drehgelenk
20 Koppel
21 Anschlag
22 Drehgelenk Trichter Dichtsitz Dichtfläche Gehäuse Federstab Lagerkonsole Torsionsstab

Claims

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zum Verschließen oder Öffnen einer Öffnung eines oberhalb der Gicht eines Hochofens angeordneten Materialbunkers (1 1 ) 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) a) über den Tellerhebel (16) an der Drehachse (18) mit der Lagerkonsole (28) verbunden ist,
b) die Lagerkonsole über Federelemente (27 oder 29) beweglich mit dem Gehäuse (26) verbunden ist,
c) über den Antrieb (14) der Betätigungshebel (15) im Drehpunkt (17) gedreht wird und
d) mittels der Koppel (20) über die Drehgelenke (19, 22) der Tellerhebel (16) angetrieben
und der Klappenteller bewegt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente als Federstäbe (27) ausgebildet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Federelemente als Torsionsstäbe mit Gelenkarmen (29) ausgebildet sind.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Schließen der Dichtklappe zuerst der Klappenteller (12) bis zum Anschlag (21 ) vor den Dichtsitz der Klappe schwenkt und anschließend über die Koppel (20) nach oben gezogen und gegen den Dichtsitz im Gehäuse gepresst wird, wobei die Federelemente (27 oder 29) eine senkrechte Bewegung des Systems, bestehend aus Klappenteller (12), Tellerhebel (16) und Lagerkonsole (28) erlauben, sodass der Klappenteller (12) planparallel auf den Dichtsitz aufsetzt.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Öffnen der Dichtklappe zunächst die Federelemente (27 oder 29) entspannt werden und sich der Klappenteller vom Dichtsitz entfernt, bevor über die Koppel der Schwenkvorgang des Klappentellers erfolgt.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebeanordnung (13) einen Betätigungshebel (15) und einen Tellerhebel (16) umfasst, die ortsfest und voneinander beabstandet angeordnete Drehachsen (17, 18) aufweisen.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungshebel (15) und der Tellerhebel (16) durch ein erstes Drehgelenk (19) gekoppelt sind.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 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.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 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.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ortsfesten Drehachsen (17, 18) bezogen auf eine senkrechte Achse versetzt angeordnet sind.
1 1 . Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (17) des Tellerhebels (16) näher an eine Mittelachse der Öffnung angeordnet ist, als die Drehachse (18) des Betätigungshebels (15)
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Drehgelenk (19, 22) auf unterschiedlichen Schwenkbahnen bewegbar sind, wobei die Drehgelenke (19, 22) in der Offenstellung des Klappentellers (12) weiter voneinander beabstandet sind als in der Schließstellung des Klappentellers (12).
13. Hochofen mit einer Vorrichtung gemäß einen der Ansprüche 1 bis 12.
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