DE20001816U1 - Locking device of a coke oven battery - Google Patents
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Description
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Verschlusseinrichtung einer KoksofenbatterieLocking device of a coke oven battery
Die Erfindung betrifft eine Verschlusseinrichtung einer Koksofenbatterie, mit der eine Rohröffnung der Batterie, insbesondere eines Steigrohres, verschließbar ist, deren Öffnung von einem Verschlusssitz mit einer ersten ringförmigen Dichtfläche umgeben ist, an die ein am Sitz abdichtendes Verschlussorgan mit einer zweiten, ebenfalls ringförmigen Dichtfläche zur Anlage bringbar ist.The invention relates to a closure device of a coke oven battery, with which a pipe opening of the battery, in particular of a riser pipe, can be closed, the opening of which is surrounded by a closure seat with a first annular sealing surface, against which a closure member sealing on the seat with a second, also annular sealing surface can be brought into contact.
Bei Koksofenbatterien müssen zwischen einer Kammer und einer Rohgasvorlage angebrachte Rohrverbindungen aus verfahrenstechnischen Gründen beim Chargieren und Dechargieren der Kammer geöffnet bzw. geschlossen werden.In coke oven batteries, pipe connections between a chamber and a raw gas supply must be opened and closed for process-related reasons when charging and decharging the chamber.
Als Verbindungsrohr ist ein sogenanntes Steigrohr installiert, an dessen Ende fluiddicht ein Sitz angebracht ist, der mit einem Verschlussdeckel zusammenwirkt. Der Verschlussdeckel kann mit einem Verschlussmechanismus geöffnet und geschlossen werden. Die Verschlusseinrichtung ist dabei sehr hohen Temperaturen ausgesetzt, so dass die Abdichtung zwischen Verschlussdekkel und Sitz Wärmedehnungen unterliegt, die auszugleichen sind. Hierzu ist eine sogenannte Wassertassen-Abdichtung bekannt, die einen Zulauf, einen Ablauf sowie eine Entsorgung und Reinigung von Wasser erfordert. Bei Frostgefahr muss das Wasser zusätzlich gegen Einfrieren gesichert werden. Die Wassertassen-Abdichtung benötigt daher einen hohen technischen Aufwand.A so-called riser pipe is installed as a connecting pipe, at the end of which a fluid-tight seat is attached, which interacts with a closure cover. The closure cover can be opened and closed with a locking mechanism. The closure device is exposed to very high temperatures, so that the seal between the closure cover and the seat is subject to thermal expansion, which must be compensated for. A so-called water cup seal is known for this, which requires an inlet, an outlet, and disposal and cleaning of water. If there is a risk of frost, the water must also be protected against freezing. The water cup seal therefore requires a high level of technical effort.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Verschlusseinrichtung einer Rohröffnung an einer Koksofenbatterie zu verbessern und insbesondere zu vereinfachen.The object of the invention is to improve and in particular to simplify the closure device of a pipe opening on a coke oven battery.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch eine Verschlusseinrichtung einer Koksofenbatterie der eingangs genannten Art gelöst, bei der eine der Dichtflächen kreisringförmig und die andere Dichtfläche Teil einer Kugel ist.The object is achieved according to the invention by a closure device of a coke oven battery of the type mentioned at the outset, in which one of the sealing surfaces is annular and the other sealing surface is part of a sphere.
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Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass jede Schnittebene einer Kugel ein Kreis ist und dass dieser geometrische Zusammenhang beim Abdichten einer Verschlusseinrichtung vorteilhaft eingesetzt werden kann, die hohen Temperaturschwankungen ausgesetzt ist. Durch die hohen Temperaturschwankungen dehnen sich der Sitz und das Verschlussorgan der Verschlusseinrichtung stark unterschiedlich aus. Bei den erfindungsgemäß gestalteten Dichtflächen ändert dabei die erste Dichtfläche ihren Kreisdurchmesser, während die zweite Dichtfläche ihren Kugeldurchmesser ändert. Die Schwankungen der Durchmesser beeinflussen jedoch die Abdichtung nicht, weil die Berührungsfläche zwischen erster und zweiter Dichtfläche stets ein Kreis ist. Die erste kreisförmige Dichtfläche liegt also stets an der zweiten kugelförmigen Dichtfläche an. Bei einer derart gestalteten Verschlusseinrichtung kann auf eine aufwendige Wassertassen-Abdichtung verzichtet werden.The invention is based on the knowledge that every cutting plane of a sphere is a circle and that this geometric relationship can be used advantageously when sealing a closure device that is exposed to high temperature fluctuations. Due to the high temperature fluctuations, the seat and the closure member of the closure device expand very differently. In the sealing surfaces designed according to the invention, the first sealing surface changes its circular diameter, while the second sealing surface changes its spherical diameter. However, the fluctuations in the diameter do not affect the seal because the contact surface between the first and second sealing surfaces is always a circle. The first circular sealing surface therefore always lies against the second spherical sealing surface. With a closure device designed in this way, a complex water cup seal can be dispensed with.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Verschlussorgan mit einem Kardan- oder Kugelgelenk an einen Verschlussmechanismus gelagert. Das Gelenk erlaubt es dem Verschlussorgan, seine Lage in zwei zueinander senkrechten Richtungen an den Sitz anzupassen. Dadurch kann ein Versatz der Zentren von Verschlussorgan und Sitz, beispielsweise bedingt durch Wärmeausdehnung, ausgeglichen werden. Beim Aufsetzen des Verschlussorgans bewegt sich dieses darüberhinaus relativ zum Sitz, was einen Reinigungseffekt der Dichtflächen bewirkt.In an advantageous development of the invention, the closure member is mounted on a closure mechanism with a cardan or ball joint. The joint allows the closure member to adjust its position to the seat in two mutually perpendicular directions. This makes it possible to compensate for an offset between the centers of the closure member and the seat, for example due to thermal expansion. When the closure member is put on, it also moves relative to the seat, which has a cleaning effect on the sealing surfaces.
Das Verschlussorgan ist besonders vorteilhaft schwimmend auf dem Sitz gelagert. Dabei kann auf ein Kardan- oder Kugelgelenk verzichtet werden, so dass die Verschlusseinrichtung besonders einfach gestaltet ist.The locking mechanism is particularly advantageously mounted in a floating manner on the seat. This means that a cardan or ball joint is not required, so that the locking device is designed to be particularly simple.
Indem das Verschlussorgan bei einer besonderen Ausbildung der Erfindung insbesondere mit konstanter Kraft gegen den Sitz angepresst ist, werden Änderungen der Durchmesser des Kreises und/oder der Kugel durch Temperaturunterschiede selbsttätig und insbesondere gleichmäßig ausgeglichen.In a particular embodiment of the invention, the closure member is pressed against the seat, in particular with a constant force, so that changes in the diameter of the circle and/or the ball due to temperature differences are automatically and in particular evenly compensated.
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Die Verschlusseinrichtung ist ferner besonders einfach gestaltet, indem das Verschlussorgan im wesentlichen von oben auf den Sitz aufgesetzt und durch ein Gewicht gegen den Sitz angepresst wird.Furthermore, the locking device is designed to be particularly simple in that the locking member is essentially placed on the seat from above and pressed against the seat by a weight.
Um eine gute Abdichtung und zugleich einen hohen Reinigungseffekt an den Dichtflächen zu erzielen, kann die erste Dichtfläche als kreisförmige Dichtkante ausgebildet sein. Alternativ kann auch die erste Dichtfläche Teil einer Kugel, eines Torusses oder eines Kegels sein.In order to achieve a good seal and at the same time a high cleaning effect on the sealing surfaces, the first sealing surface can be designed as a circular sealing edge. Alternatively, the first sealing surface can be part of a sphere, a torus or a cone.
Eine vorteilhafte Gestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Verschlussorgan im wesentlichen von oben auf den Sitz aufgesetzt und am Sitz die zweite Dichtfläche von der Öffnung abgewandt ausgebildet ist. Die Formgebung der zweiten Dichtfläche verhindert, dass Fremdkörper von dieser Dichtfläche in die nach oben offene Rohröffnung fallen.An advantageous embodiment of the invention provides that the closure member is placed essentially from above on the seat and the second sealing surface is formed on the seat facing away from the opening. The shape of the second sealing surface prevents foreign bodies from falling from this sealing surface into the pipe opening which is open at the top.
Der Sitz und/oder das Verschlussorgan der erfindungsgemäßen Verschlusseinrichtung weisen/weist vorteilhaft eine Sitzleiste bzw. eine Dichtleiste auf, die je auswechselbar sind, so dass verschlissene Dichtflächen einfach erneuert werden können.The seat and/or the closure member of the closure device according to the invention advantageously have a seat strip or a sealing strip, which are each replaceable, so that worn sealing surfaces can be easily replaced.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen erläutert. Es zeigt:A preferred embodiment of the invention is explained below with reference to schematic drawings. It shows:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Verschlusseinrichtung in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht, undFig. 1 shows a closure device according to the invention in a partially sectioned side view, and
Fig. 2 die Einzelheit Il in Fig. 1.Fig. 2 shows the detail II in Fig. 1.
Fig. 1 zeigt eine Verschlusseinrichtung 10 einer weiter nicht dargestellten Koksofenbatterie, die zum Verschließen einer Öffnung 12 am Ende eines Steigrohres 14 dient. Die Verschlusseinrichtung 10 weist ein Verschlussorgan 16 auf, das gegen einen Sitz 18 abdichtet und mit einem Verschlussmechanismus 2 0 zum Öffnen und Verschließen des Steigrohres 14 bewegt wird.Fig. 1 shows a closure device 10 of a coke oven battery (not shown further), which serves to close an opening 12 at the end of a riser pipe 14. The closure device 10 has a closure member 16 which seals against a seat 18 and is moved by a closure mechanism 20 to open and close the riser pipe 14.
BLOOM Engineering (Europa) Gftibf? 4 ·· ·· lG-84 050BLOOM Engineering (Europe) Gftibf? 4 ·· ·· lG-84 050
Der Sitz 18 weist eine ringförmige Sitzleiste 22 auf, die die Öffnung 12 außen umgibt und im Querschnitt spitzbogenförmig ist. Die Öffnung 12 erstreckt sich dabei im wesentlichen waagerecht und ist von oben zugänglich. Mit dem Ende des Steigrohres 14 ist außen eine ringförmige Stützleiste 24 fluiddicht verschweißt. Auf dieser Stützleiste 24 liegt ein Dichtring 2 6 und nachfolgend die Sitzleiste 22 auf, die mittels Schrauben 28 mit der Stützleiste 24 verschraubt ist. Weil die Sitzleiste 22 im Querschnitt spitzbogenförmig ist, können Fremdkörper auf ihr nicht liegenbleiben.The seat 18 has an annular seat strip 22 which surrounds the opening 12 on the outside and has a pointed arch shape in cross section. The opening 12 extends essentially horizontally and is accessible from above. An annular support strip 24 is welded to the end of the riser pipe 14 on the outside in a fluid-tight manner. A sealing ring 26 and then the seat strip 22 rest on this support strip 24, which is screwed to the support strip 24 by means of screws 28. Because the seat strip 22 has a pointed arch shape in cross section, foreign bodies cannot remain on it.
Das Verschlussorgan 16 weist eine ringförmige und im Querschnitt L-förmige Dichtleiste 30 auf, die über einen Dichtring 32 an einem Deckel 34 anliegt. Die Dichtleiste 30 ist mittels Schrauben 36 an dem Deckel 34 befestigt. Der Deckel 34 ist an einem Kardangelenk 38 gelagert, das mittels Schrauben 4 0 an einem ersten Arm 42 eines Winkelhebels 44 befestigt ist. Der Winkelhebel 44 ist an seinem Scheitel an einem ortsfest angebrachten Schwenklager 46 schwenkbar gelagert. Ein zweiter Arm 48 des Winkelhebels 44 ist an seinem Ende über einen Bolzen 50 an einem Pneumatik-Zylinder 52 angelenkt. Der Bolzen 50 ist dabei in einem am Zylinder 52 ausgebildeten Langloch 54 geführt. Der Winkelhebel 44 kann mit dem Zylinder 52 von einer Stellung A, in der die Öffnung 12 geschlossen ist, in eine Stellung B bewegt werden, in der das Verschlussorgan 16 vom Sitz 18 abgehoben ist. Der Bolzen 50 ist in dem Langloch 54 so positioniert, dass sich der Winkelhebel 44 und damit das Verschlussorgan 16 in der Stellung A geringfügig bewegen können. An dem dem Schwenklager 4 6 abgewandten Ende des ersten Armes 42 ist ein Gewicht 56 angebracht, das das Verschlussorgan 16 mit einer konstanten Anpresskraft F gegen den Sitz 18 vorspannt. Diese Anpresskraft F kann alternativ von einer Feder oder beispielsweise dem Pneumatik-Zylinder 52 aufgebracht werden.The closure member 16 has an annular sealing strip 30 with an L-shaped cross section, which rests on a cover 34 via a sealing ring 32. The sealing strip 30 is fastened to the cover 34 by means of screws 36. The cover 34 is mounted on a universal joint 38, which is fastened to a first arm 42 of an angle lever 44 by means of screws 40. The angle lever 44 is pivotally mounted at its apex on a stationary pivot bearing 46. A second arm 48 of the angle lever 44 is articulated at its end via a bolt 50 to a pneumatic cylinder 52. The bolt 50 is guided in an elongated hole 54 formed on the cylinder 52. The angle lever 44 can be moved with the cylinder 52 from a position A, in which the opening 12 is closed, to a position B, in which the locking member 16 is lifted from the seat 18. The bolt 50 is positioned in the elongated hole 54 such that the angle lever 44 and thus the locking member 16 can move slightly in position A. At the end of the first arm 42 facing away from the pivot bearing 46, a weight 56 is attached, which preloads the locking member 16 against the seat 18 with a constant contact force F. This contact force F can alternatively be applied by a spring or, for example, the pneumatic cylinder 52.
In Fig. 2 ist die besondere Gestaltung der Sitzleiste 22 und der Dichtleiste 30 veranschaulicht. Die Dichtleiste 30 weist an ihrem dem Sitz 18 zugewandten Ende innen eine erste DichtflächeFig. 2 illustrates the special design of the seat strip 22 and the sealing strip 30. The sealing strip 30 has a first sealing surface on the inside at its end facing the seat 18.
BLOOM Engineering (Europa) GmbHJ·BLOOM Engineering (Europe) GmbH J ·
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in Form einer kreisförmigen Dichtkante 58 auf. Diese Dichtkante 58 liegt im dargestellten, geschlossenen Zustand der Verschlusseinrichtung 10 an einer zweiten Dichtfläche 60 des Sitzes 18 auf. Diese zweite Dichtfläche 60 ist Teil einer Kugel K mit Durchmesser D und ist von der Öffnung 16 abgewandt nach außen gerichtet. Das Verschlussorgan 16 überdeckt also mit seinem Deckel 34 und der Dichtleiste 30 den Sitz 18, so dass Fremdkörper, die sich außen an der Dichtleiste 30 oder auf der zweiten Dichtfläche 60 ablagern, nicht in die Öffnung 12 fallen können.in the form of a circular sealing edge 58. In the illustrated closed state of the closure device 10, this sealing edge 58 rests on a second sealing surface 60 of the seat 18. This second sealing surface 60 is part of a sphere K with a diameter D and is directed outwards away from the opening 16. The closure member 16 thus covers the seat 18 with its cover 34 and the sealing strip 30, so that foreign bodies that are deposited on the outside of the sealing strip 30 or on the second sealing surface 60 cannot fall into the opening 12.
Die Dichtleiste 30 liegt mit ihrer kreisförmigen Dichtkante 58 an einem Kreis auf der zweiten kugelförmigen Dichtfläche 60 auf. Bei Temperaturschwankungen ändern sich die Durchmesser der Sitzleiste 22 sowie des Deckels 34 und der Dichtleiste 30. Da die Dichtleiste 30 über den Deckel 34, das Kardangelenk 38 und den ersten Arm 42 mit dem Gewicht 56 gegen die zweite Sitzfläche 60 vorgespannt ist, verschiebt sie sich bei Durchmesserschwankungen auf der zweiten Dichtfläche 60. Sie liegt dabei jedoch stets mit einem Kreis an, so dass eine Abdichtung zwischen dem Verschlussorgan 16 und dem Sitz 18 gewährleistet ist.The sealing strip 30 rests with its circular sealing edge 58 on a circle on the second spherical sealing surface 60. When temperatures fluctuate, the diameters of the seat strip 22 as well as the cover 34 and the sealing strip 30 change. Since the sealing strip 30 is pre-tensioned against the second seat surface 60 via the cover 34, the universal joint 38 and the first arm 42 with the weight 56, it shifts on the second sealing surface 60 when there are diameter fluctuations. However, it always rests in a circle, so that a seal between the closure member 16 and the seat 18 is ensured.
Während in dem dargestellten Ausführungsbeispiel die kreisförmige Dichtkante 58 auf der Außenseite der Kugel K aufliegt, kann bei einer alternativen Ausführungsform eine Dichtkante innen an einer Kugel anliegen. Ferner können alternativ zwei teilweise kugelförmige Dichtflächen oder eine teilweise kegelförmige und eine teilweise kugelförmige Dichtfläche zusammenwirken. While in the illustrated embodiment the circular sealing edge 58 rests on the outside of the ball K, in an alternative embodiment a sealing edge can rest on the inside of a ball. Furthermore, alternatively two partially spherical sealing surfaces or a partially conical and a partially spherical sealing surface can work together.
Da die Sitzleiste 22 und die Dichtleiste 30 jeweils angeschraubt sind, können sie leicht ausgewechselt werden.Since the seat strip 22 and the sealing strip 30 are each screwed on, they can be easily replaced.
Das Kardangelenk 3 8 gleicht einen Versatz in waagerechter Richtung zwischen der Sitzleiste 22 und der Dichtleiste 3 0 aus. Alternativ kann das Verschlussorgan 16 am ersten Arm 42 schwimmend gelagert sein. Durch die geringe Relativbewegung zwischen Sitzleiste 22 und Dichtleiste 30 beim Aufsetzen und Abheben des Verschlussorgans 16 vom Sitz 18 werden die erste und zweiteThe universal joint 38 compensates for a horizontal offset between the seat strip 22 and the sealing strip 30. Alternatively, the closure member 16 can be mounted floating on the first arm 42. Due to the slight relative movement between the seat strip 22 and the sealing strip 30 when the closure member 16 is placed on and lifted off the seat 18, the first and second
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Dichtfläche 58 bzw. 60 gereinigt, so dass sich an ihnen keine Fremdkörper ansammeln. Somit ist stets eine sichere Abdichtung der Verschlusseinrichtung 10 gewährleistet.Sealing surfaces 58 and 60 are cleaned so that no foreign bodies accumulate on them. This ensures that the closure device 10 is always securely sealed.
Claims (8)
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Also Published As
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