DE1257177B

DE1257177B - Hot wind valve

Info

Publication number: DE1257177B
Application number: DER31412A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Ewald W Rohde
Original assignee: EWALD W ROHDE DR ING
Current assignee: EWALD W ROHDE DR ING
Priority date: 1961-11-07
Filing date: 1961-11-07
Publication date: 1967-12-28

Description

Heißwindschieber Die Erfindung betrifft einen Heißwindschieber mit wassergekühlter Zunge, in deren zylinderförmigen Kühlwasserraum das Kühlwasser durch Leitflächen tangential ein- und hinausgeleitet wird.Hot blast gate valve The invention relates to a hot blast gate valve water-cooled tongue, in whose cylindrical cooling water space the cooling water flows through Guide surfaces is fed in and out tangentially.

Heißwindschieber üblicher Bauart für Schachtöfen od. dgl. werden mit Zungen und Dichtungsringen aus Kupfer oder Stahl ausgerüstet, welche mit Wasser gekühlt werden. Ähnliche, mit Wasser gekühlte Elemente mit in einer Ebene rundem Querschnitt sind beispielsweise im Industrieofenbau bekannt. Um eine gleichmäßige Kühlung, beispielsweise der Zungen von Heißwindschiebern, zu erzielen, bemüht man sich, dem Wasser eine größere Geschwindigkeit zu geben, was gleichzeitig zur Folge haben soll, daß die Schwebestoffe im Wasser in Bewegung gehalten werden und sich nicht absetzen.Hot blast gate valve of the usual type for shaft furnaces or the like. Are with Tongues and sealing rings made of copper or steel, which are equipped with water be cooled. Similar elements cooled with water with round ones in one plane Cross-sections are known, for example, in industrial furnace construction. To be even Efforts are made to achieve cooling, for example of the tongues of hot blast valves to give the water a greater speed, which at the same time result should have that the suspended solids in the water are kept in motion and themselves do not settle.

Um dies zu erreichen, sind verschiedene Ausführungen bekannt. Üblich sind bei Heißwindschieberzungen Verrippungen, durch welche parallele Kanäle entstehen, so daß das Wasser treppenförmig hin- und hergeführt wird.Various designs are known to achieve this. Common are ribs on hot blast valve tongues, which create parallel channels, so that the water is led back and forth like a staircase.

Weiterhin ist es bekannt, derartige Verrippungen spiralig innerhalb der Zunge anzuordnen, so daß das Wasser auf einer spiraligen Bahn zum Mittelpunkt der Scheibe und von dort gegebenenfalls wieder zur Peripherie zurückgeführt wird.Furthermore, it is known to have ribs of this type spirally within the tongue so that the water on a spiral path to the center of the disk and from there, if necessary, is returned to the periphery.

In der Praxis zeigt sich, daß trotz dieser Verrippungen die Schwebestoffe des Kühlwassers sich in den Ecken absetzen, die außerhalb der Strömung liegen, so daß an diesen Stellen die Zunge mangels Kühlung durchbrennt.In practice it has been shown that, despite this ribbing, the suspended solids of the cooling water settle in the corners that are outside the flow, so that in these places the tongue burns through for lack of cooling.

Um diesen Mangel zu beseitigen ist vorgeschlagen worden, die Zungen und Ringe in ihrem ganzen Querschnitt aus Röhren zu wickeln, so daß das Wasser hierdurch eine einer idealen Strömung weitgehend angenäherte Strömung mit etwa gleichbleibender Wassergeschwindigkeit erhält. Diese Kühlelemente sind aber teuer und kompliziert.In order to remedy this deficiency it has been proposed to use the tongues and to wind rings in their entire cross-section from tubes, so that the water passes through them a flow that largely approximates an ideal flow and is more or less constant Maintains water speed. However, these cooling elements are expensive and complicated.

Bei einer weiteren bekannten Bauart wird zur Vermeidung der Schäden durch Schlammabsetzung das Kühlwasser von unten in die Zunge durch ein Rohr eingeführt, welches bei geöffnetem Schieber den Heißwindquerschnitt einengt. Dieses Rohr wird mittels Stopfbüchsen nach unten aus dem Schiebergehäuse herausgeführt, so daß hier Undichtigkeiten kaum vermeidbar sind.In another known design, to avoid the damage the cooling water is introduced into the tongue through a pipe from below by sludge settling, which narrows the hot blast cross-section when the slide is open. This pipe will out of the valve body by means of stuffing boxes, so that here Leaks can hardly be avoided.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die den bekannten Bauarten anhaftenden Nachteile zu vermeiden und einen Heißwindschieber zu schaffen, bei welchem das Kühlwasser so in die Zunge bzw. in Kühlelemente derselben geführt wird, daß seine Strömungsenergie sich auf die gesamte im Kühlelement vorhandene Wassermenge überträgt, ohne in Wirbeln vernichtet zu werden. Diese Aufgabe wird, ausgehend von einem Heißwindschieber mit wassergekühlter Zunge, in deren zylinderförmigen Kühlwasserraum das Kühlwasser durch Leitflächen tangential ein- und hinausgeleitet wird, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sich an die Kühlwassereintrittsöffnung und an die Kühlwasseraustrittsöffnung je eine Leitfläche anschließen, die in einander entgegengesetzten Richtungen kreisbogenförmig im Abstand von der Zylinderinnenwand über einen Teil von deren Umfangslänge verlaufen, während aus dem Bereich des Kreismittelpunktes ein Wasserableitungsrohr radial zur Kühlwasseraustrittsöffnung verläuft.The invention is based on the object that the known types to avoid inherent disadvantages and to create a hot blast valve in which the cooling water is guided into the tongue or cooling elements of the same in such a way that its flow energy is based on the total amount of water present in the cooling element transmits without being destroyed in eddies. This task is based on a hot air valve with a water-cooled tongue, in its cylindrical cooling water space the cooling water is introduced and discharged tangentially through guide surfaces, according to the invention solved in that the cooling water inlet opening and the cooling water outlet opening each connect a guide surface that is circular arc-shaped in opposite directions run at a distance from the inner wall of the cylinder over part of its circumferential length, while from the area of the center of the circle a water drainage pipe radially to Cooling water outlet opening runs.

Innerhalb der von Einbauten nahezu freien wassergekühlten Zunge wird das Kühlwasser durch die tangentiale Einleitung in kreisende Bewegung versetzt, während die Ableitung des Kühlwassers auf zwei verschiedenen Wegen erfolgt, nämlich derart, daß ein Teil des Kühlwassers tangential abgeleitet wird, während ein weiterer Teil des Kühlwassers aus dem Mittelpunkt der kreisförmigen Bewegung etwa radial abgezogen wird.Inside the water-cooled tongue, which is almost free of internals, is the cooling water is set in circular motion by the tangential introduction, while the drainage of the cooling water takes place in two different ways, namely such that part of the cooling water is derived tangentially, while another Part of the cooling water from the center of the circular movement approximately radially is deducted.

Bei denjenigen Schieberzungen, deren Kühlwasserinnenraum zur Bildung von Kanälen mit Verrippungen versehen ist, läßt es sich kaum oder zumindest nur unter sehr beträchtlichen Kosten erreichen, daß die Querschnitte der Kanäle nicht wesentlich größer sind als die Querschnitte der Kühlwasserzu- und -ableitungen. In der Praxis werden selbst an engen Stellen die Querschnitte der durch Verrippungen gebildeten Kanäle etwa das Fünf- bis Zehnfache der Wassereintrittsöffnungen betragen, so daß sich in den Kanälen eine gegenüber der Wassereintrittsgeschwindigkeit auf 1/.5 bis 1/1o verminderte Geschwindigkeit ergibt. Bei einer derartigen Geschwindigkeitsverminderung ist das Ausfallen von Schwebestoffen nicht vermeidbar. Eine Verminderung der Kanalquerschnitte hat - abgesehen von den hohen Kosten für die dafür erforderlichen zahlreichen Verrippungenzwangläufig hohe Reibungsverluste des Wassers an den Kanalwänden zur Folge, denn bekanntlich ist die Wassergeschwindigkeit unmittelbar an den Berührungsstellen mit den Wänden praktisch gleich Null. Auch dies hat eine Verminderung der Kühlwirkung und erhöhtes Absetzen von Schwebestoffen zur Folge. Schließlich lassen sich in durch Verrippungen gebildeten Kühlwasserkanälen scharfe Knicke in keinem Fall vermeiden. Selbst bei spiraliger Anordnung der Kanäle ist zumindest ein außerordentlich scharfer Knick erforderlich, nämlich an der Umlenkstelle im Zentrum der Schieberzunge.For those slide tongues whose cooling water interior is used for formation is provided with ribs by channels, it can hardly or at least only achieve at very considerable cost that the cross-sections of the channels do not are significantly larger than the cross-sections of the cooling water supply and drainage lines. In practice, the cross-sections of the ribs are even in tight spaces formed channels are about five to ten times the water inlet openings, so that there is a relative to the water entry velocity in the channels 1 / .5 to 1 / 1o reduced speed results. With such a reduction in speed the precipitation of suspended solids is unavoidable. A reduction in the cross-section of the duct Has - inevitably apart from the high costs of the numerous ribs required for this high friction losses of the water on the canal walls result, as is well known is the water speed directly at the contact points with the walls practically zero. This, too, has a reduction in the cooling effect and an increased effect Sedimentation of suspended solids result. Finally, you can get in by ribbing Under no circumstances avoid sharp kinks in the cooling water channels formed. Even at spiral arrangement of the channels is at least an extremely sharp kink required, namely at the deflection point in the center of the slide tongue.

Alle diese Eigenschaften der mit Verrippungen versehenen Schieberzungen führen stets zu örtlichen Verminderungen der Durchflußgeschwindigkeit und damit unmittelbar zu einer Verminderung der Kühlwirkung an dieser Stelle, weiterhin zum stellenweisen Absetzen von Schwebestoffen mit der Folge einer gefährlichen Herabsetzung der Kühlwirkung an den Absetzstellen und insgesamt dazu, daß derartige Schieberzungen bereits nach kurzer Gebrauchszeit durchbrennen.All these properties of the ribbed slide tongues always lead to local reductions in the flow rate and thus immediately to a reduction in the cooling effect at this point, continue to Partial settling of suspended matter with the consequence of a dangerous reduction the cooling effect at the settling points and overall to the fact that such slide tongues burn through after a short period of use.

Diese Nachteile ergeben sich bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Heißwindschieber nicht, da das Kühlwasser praktisch die gesamten Innenseiten der beiden beispielsweise als Kreisflächen ausgebildeten Schieberzungenflächen bespült. Im Bereich des Kühlwassereintritts und des Kühlwasseraustritts sind die Querschnitte verhältnismäßig gering, so daß sich an diesen Stellen so hohe Strömungsgeschwindigkeiten ergeben, daß die Ablagerung von Schwebestoffen mit Sicherheit ausgeschlossen ist. Auch sonst weist der Kühlwasserraum keine Verengungen, Knicke im Kühlwasserlauf od. dgl. auf, an denen sich Schwebestoffe absetzen könnten. Infolge der ständigen etwa kreisförmigen Bewegung des Kühlwassers im Kühlwasserraum der Zunge werden schwere Schwebestoffe nach außen geschleudert und von dem dort mit hoher Geschwindigkeit kreisenden Wasser durch den tangentialen Flüssigkeitsaustritt ausgeschwemmt. Schwebestoffe, deren spezifisches Gewicht geringer ist als das Wasser, sammeln sich dagegen im Zentrum der Kreisbewegung des Kühlwassers und werden von dort durch das radial verlaufende Wasserableitungsrohr abgezogen. Auf diese Weise ist eine Freihaltung des Kühlwasserinnenraumes der Schieberzunge von Schwebestoffablagerungen gewährleistet.These disadvantages arise in the case of the device designed according to the invention Hot blast gate valves do not, as the cooling water practically covers the entire inside of the flushed two slide tongue surfaces, for example designed as circular surfaces. The cross-sections are in the area of the cooling water inlet and the cooling water outlet relatively low, so that there are such high flow velocities at these points show that the deposition of suspended matter is definitely excluded. Otherwise, the cooling water space does not have any constrictions or kinks in the cooling water flow or the like, on which suspended matter could settle. As a result of the constant approximately circular movement of the cooling water in the cooling water space of the tongue becomes heavy Suspended matter is thrown outwards and from there at high speed circulating water washed out through the tangential liquid outlet. Suspended solids, whose specific weight is lower than the water, on the other hand, collect in the Center of the circular motion of the cooling water and are from there through the radial Drainage pipe removed. In this way, the cooling water interior is kept free the slide tongue of suspended matter is guaranteed.

Da das innerhalb der Schieberzunge kreisende Wasser mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit an den zu kühlenden Schieberflächen vorbeiströmt, ergibt sich darüber hinaus eine ausgezeichnete Kühlwirkung. Auch im Zentrum der Kreisbewegung tritt keine nennenswerte Verminderung der Kühlwirkung ein, da das sich dort ansammelnde heiße Wasser und etwa sich bildende Dampfblasen aus diesem Bereich durch das radial verlaufende Wasserableitungsrohr ständig abgeleitet werden.Since the water circulating within the slide tongue with relatively flows past the slide surfaces to be cooled at high speed, results in addition, an excellent cooling effect. Also in the center of the circular motion there is no noticeable reduction in the cooling effect, since the accumulates there hot water and any steam bubbles that form from this area through the radial running water drainage pipe are constantly drained.

In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Es zeigt F i g. 1 einen Schnitt nach der Linie A-B der F i g. 2 und F i g. 2 eine Draufsicht zu F i g. 1.In the drawing, the invention is illustrated using an exemplary embodiment. It shows F i g. 1 shows a section along the line A-B in FIG. 2 and F i g. 2 one Top view of FIG. 1.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise in Anwendung auf eine Heißwindschieberzunge erläutert. Die Schieberzunge ist in Schweißkonstruktion ausgebildet, könnte jedoch auch als Gußstück gefertigt werden.In the drawing, the invention is applied to, for example a hot blast valve tongue explained. The slide tongue is in a welded construction formed, but could also be made as a casting.

Das Kühlwasser tritt durch eine mit dem Bezugszeichen 11 bezeichnete Kühlwassereintrittsöffnung in einem Klotz 1 in die Zunge ein und durch eine Kühlwasseraustrittsöffnung 12 wieder aus. Der Klotz 1 bildet mit einem Mantelblech 4 und zwei Deckblechen 2 die Schieberzunge, welche mittels Leisten 3 gegenüber dem nicht dargestellten Schiebergehäuse abgedichtet ist.The cooling water enters the tongue through a cooling water inlet opening designated by the reference numeral 11 in a block 1 and exits again through a cooling water outlet opening 12. The block 1 forms with a jacket sheet 4 and two cover sheets 2 the slide tongue, which is sealed by means of strips 3 with respect to the slide housing, not shown.

An die Kühlwassereintrittsöffnung 11 schließt sich eine Leitfläche oder ein Leitblech 6 an, durch das das Kühlwasser in die Zunge eingeführt wird. Die Leitfläche 6 ist etwa kreisbogenförmig im Abstand von der Zylinderinnenwand angeordnet. Das überschüssige Wasser strömt durch einen mittels eines Leitbleches oder einer Leitfläche 5 gebildeten Kanal zur Kühlwasseraustrittsöffnung 12. Die Leitfläche 5 ist ebenfalls etwa kreisbogenförmig ausgebildet und im Abstand zur Zylinderinnenwand des Mantelbleches 4 angeordnet.A guide surface or a guide plate 6 connects to the cooling water inlet opening 11 , through which the cooling water is introduced into the tongue. The guide surface 6 is arranged approximately in the shape of a circular arc at a distance from the inner wall of the cylinder. The excess water flows through a gap formed by means of a guide plate or a guide surface 5 channel to the cooling water outlet opening 12. The guide surface 5 is also approximately arcuate configuration and spaced from the inner cylinder wall of the casing sheet. 4

Mit dem Bezugszeichen 7 ist ein mit einem strömungsgünstigen Querschnitt versehenes, beispielsweise mit einem tropfenförmigen Querschnitt versehenes Rohr bezeichnet, daß aus dem Bereich des Kreismittelpunktes der Schieberzunge sich etwa radial zur Kühlwasseraustrittsöffnung 12 erstreckt. Das Rohr 7 ist derart angeordnet, daß das in der Zunge kreisende Wasser möglichst wenig behindert wird.With the reference number 7 is a with a flow-favorable cross section provided, for example provided with a teardrop-shaped cross-section tube denotes that from the area of the center of the circle of the slide tongue is approximately extends radially to the cooling water outlet opening 12. The tube 7 is arranged in such a way that that the water circulating in the tongue is hindered as little as possible.

Ebenso, wie Stehbolzen 9, die das Ausbeulen der Deckbleche 2 verhindern, so ausgebildet sind, daß sie die kreisende Wasserströmung nicht stören.As well as stud bolts 9, which prevent the cover plates 2 from bulging, are designed so that they do not interfere with the circulating water flow.

Das Kühlwasser wird - wie insbesondere aus F i g. 1 ersichtlich ist - etwa tangential durch die Kühlwassereintrittsöffnung 11 in die Zunge eingeführt, wobei sich durch geeignete Formgebung eine etwa laminare Strömung ergibt, so daß die kinetische Energie des eintretenden Wassers nicht in Wirbeln vernichtet wird, sondern zur Beschleunigung des Wasserinhaltes in der Schieberzunge eingesetzt wird. Die gesamte Wassermenge wird hierdurch in ständig kreisender Bewegung gehalten, solange die Strömungsenergie des eintretenden Wassers die Reibungswiderstände des Wasserinhaltes im Kühlelement überwindet.The cooling water is - as in particular from FIG. 1 can be seen - introduced approximately tangentially through the cooling water inlet opening 11 into the tongue, an approximately laminar flow resulting from suitable shaping, so that the kinetic energy of the incoming water is not destroyed in eddies, but is used to accelerate the water content in the slide tongue. The entire amount of water is kept in constant circular motion, as long as the flow energy of the incoming water exceeds the frictional resistance of the Overcomes water content in the cooling element.

Da das Kühlwasser etwa tangential aus der Zunge mittels der Leitflächen 5 durch die Kühlwasseraustrittsöffnung 12 wieder aus dem Kühlwasserraum der Zunge hinausgeführt wird, werden die infolge der Zentrifugalkraft zum Mantelblech 4 gedrängten spezifisch schwereren Schmutzstoffe selbsttätig aus dem Innenraum der Schieberzunge wieder entfernt, während das infolge der Zentrifugalkraft sich im Mittelpunkt sammelnde stark erwärmte Wasser sowie spezifisch leichte Schwebestoffe bzw. Luft- und Dampfblasen mittels des Wasserableitungsrohres 7 ebenfalls zur Wasseraustrittsöffnung 12 etwa radial aus dem Kühlwasserraum der Schieberzunge gleichfalls entfernt werden.Since the cooling water is roughly tangential from the tongue by means of the guide surfaces 5 through the cooling water outlet opening 12 again from the cooling water space of the tongue is led out, are forced to the shell plate 4 as a result of centrifugal force Specifically heavier contaminants automatically from the interior of the slide tongue removed again, while that collects in the center as a result of centrifugal force strongly heated water as well as specifically light suspended matter or air and vapor bubbles by means of the water drainage pipe 7 also to the water outlet opening 12, for example can also be removed radially from the cooling water space of the slide tongue.

Claims

Claim: Hot blast gate valve with water-cooled tongue, in whose cylindrical cooling water space the cooling water is fed in and out tangentially through guide surfaces, characterized in that a guide surface (6, 5) is attached to the cooling water inlet opening (11) and to the cooling water outlet opening (12). which run in opposite directions in a circular arc at a distance from the cylinder inner wall over part of its circumferential length, while a water drainage pipe (7) runs radially to the cooling water outlet opening (12) from the area of the center of the circle. Documents considered: Belgian Patent No. 512 299.