DE10327276A1

DE10327276A1 - Vorrichtung zum Verschließen oder Öffnen einer Öffnung, insbesondere Bodenöffnung eines Materialbunkers für einen Hochofen

Info

Publication number: DE10327276A1
Application number: DE10327276A
Authority: DE
Inventors: Frank Dipl.-Ing. Engl; Franz-Josef Dipl.-Ing. Irnich; Arno Dipl.-Ing. Korbmacher
Original assignee: Z&J Technologies GmbH
Current assignee: Z&J Technologies GmbH
Priority date: 2003-06-17
Filing date: 2003-06-17
Publication date: 2005-01-05
Also published as: DE502004008109D1; RU2004117325A; JP2005008984A; US20040262324A1; KR20040111077A; BRPI0402221A; US7156371B2; EP1496127A2; CA2471058A1; ATE409240T1; UA82655C2; EP1496127B1; CN1619243A; EP1496127A3

Abstract

Vorrichtung zum Verschließen oder Öffnen einer Öffnung, insbesondere Füll- oder Bodenöffnung (11) eines oberhalb der Gicht eines Hochofens angeordneten Materialbunkers (12), mit einem mit einem Antrieb verbindbaren Klappenteller (10). Der Klappenteller (10) ist an zwei um zwei sich parallel zueinander erstreckenden Schwenkachsen (13, 14) schwenkbar gelagerten Schwenkarmen (15, 16) angelenkt, und zwar derart, dass die auf einer Senkrechten zu den Schwenkachsen (13, 14) der beiden Schwenkarme (15, 16) liegenden Randbereiche des Klappentellers (10) bei Bewegung derselben aus der Schließ- in die Offenstellung und umgekehrt sich längs entgegengesetzt gerichteten Bogenbahnen (23, 24) bewegen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verschließen oder Öffnen einer Öffnung, insbesondere Einfüllung und Bodenöffnung eines oberhalb der Gicht eines Hochofens angeordneten Materialbunkers, mit einem mit einem Antrieb verbindbaren Klappenteller.

Herkömmlich werden Absperrklappen um eine Schwenkachse aus der Schließ- in die Offenstellung und umgekehrt verschwenkt, wobei die Schwenkachse mit einem hand- oder elektromotorischen Antrieb koppelbar ist. Um die Materialströmung durch die geöffnete Öffnung hindurch durch den Klappenteller nicht unnötig zu beeinträchtigen, ist der Klappenteller in der Regel an einem Klappenrand angelenkt. Dann kann der Klappenteller in Offenstellung die Strömungsöffnung im wesentlichen vollständig freigeben. Nachteilig ist bei dieser Ausführungsform jedoch, dass der Klappenteller relativ weit von der Öffnung weg schwenkt. Handelt es sich um eine Bodenöffnung, muß diese relativ hoch über dem Schüttgut angeordnet sein, um eine Kollision zwischen Schüttgut und Klappenteller zu vermeiden. Bei Hochöfen bedeutet dies zusätzliche Höhe des Materialbunkers mit entsprechend höheren Baukosten für diesen und auch die Material-Fördereinrichtung, die entsprechend höher gebaut werden muß.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die wesentlich kompakter, vor allem niedriger und dennoch funktionssicher ausgebildet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Maßnahmen des Patentanspruches 1 gelöst.

Der Kern der vorliegenden Erfindung liegt also darin, dass der Klappenteller an zwei um zwei sich parallel zueinander erstreckenden Schwenkachsen schwenkbar gelagerten Schwenkarmen angelenkt ist derart, dass die auf einer Senkrechten zu den Schwenkachsen der beiden Schwenkarme liegenden Randbereiche des Klappenteller bei Bewegung derselben aus der Schließ- in die Offenstellung und umgekehrt sich längs entgegengesetzt gerichteter Bogenbahnen bewegen. Der Klappenteller wird bei Bewegung aus der Schließ- in die Offenstellung zunächst von der Öffnung abgehoben. Diese Abhebebewegung wird überlagert durch eine seitliche Verlagerung und Kippbewegung des Tellers, so dass der Teller vollständig aus dem Öffnungsbereich herausbewegt wird, ohne dass er mit dem vollen Durchmesser senkrecht zur Öffnungsebene steht. Auf diese Weise ist ein höherer Füllgrad unterhalb der Öffnung möglich, ohne dass die Gefahr einer Kollision zwischen Schüttgut und Klappenteller besteht. Vorzugsweise sind die Schwenkarme derart dimensioniert und an dem Klappenteller angelenkt, dass der Klappenteller in Offenstellung an der dem ersten Schwenkarm zugekehrten Seite der Öffnung sich außerhalb derselben mit der der Öffnung abgekehrten Seite nach unten gerichtet schräg erstreckt. In dieser Endstellung befindet sich der Klappenteller außerhalb der Öffnung im wesentlichen oberhalb derselben, insbesondere oberhalb des Öffnungs-Schwenkbereiches. Beim Schließvorgang aus der Offenstellung wird der Klappenteller in umgekehrter Richtung in und auf die Öffnung geschwenkt.

Die vorgenannte mehrfach überlagerte Kipp-Translations-Bewegung des Klappentellers wird vorzugsweise dadurch erreicht, dass der eine Schwenkarm im Randbereich des Klappentellers angelenkt ist, während der andere Schwenkarm nach Art einer Kurbelwelle mit einem Kröpfungsabschnitt ausgebildet ist, an dem die zweite Anlenkung des Klappentellers erfolgt, und zwar bautechisch besonders vorteilhaft an der der Öffnung abgewandten Seite der Klappe. Die Schwenkachse des zweiten Schwenkarmes erstreckt sich etwa in der Ebene der zu verschließenden Öffnung, während der Kröpfungsabschnitt – wie bereits erwähnt – vorzugsweise an der der Öffnung abgekehrten Seite des Klappentellers angelenkt ist. Durch den derart ausgebildeten Schwenkarm und dessen Anlenkung erhält man die gewünschte Kippbewegung des Klappentellers um eine Raumachse, die sich parallel zu den Schwenkachsen der beiden Schwenkarme erstreckt und zugleich im Raum längs eines relativ zur Längsachse der zu verschließenden Öffnung gekippten Bogens bewegt, wobei die Endpunkte dieser Bewegung definiert sind durch die Schließstellung des Klappentellers einerseits und dessen Offenstellung andererseits.

Um eine Kollision zwischen Klappenteller und Öffnungsrand zu vermeiden, ist es besonders zweckmäßig, wenn der erste Schwenkarm an einem Punkt oberhalb des der Öffnung zugekehrten Randes des Klappentellers angelenkt ist. Damit kann dieser Anlenkpunkt etwas näher an den Öffnungsrand gelegt werden.

Um den Klappenteller aus der Schließ- in die Offenstellung oder umgekehrt zu bewegen, kann entweder der erste oder der zweite Schwenkarm mit einem Antrieb, insbesondere elektromotorischen Antrieb koppelbar sein.

Der Umfangsrand des Klappentellers definiert entweder einen Kreis, eine Ellipse oder ein Vieleck, d.h. Drei-, Vier-, Sechs- oder Achteck.

Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in
1 eine einer Bodenöffnung zugeordnete Absperrklappe in Schließ- und teilweiser Offenstellung, jeweils in schematischer Seitenansicht;
2 die Schwenkkonstruktion der Klappe gemäß 1 in schematischer Draufsicht; und
3 die Darstellung des Bewegungsablaufes eines Klappentellers der Absperrklappe gemäß 1 aus der Schließ- in die Offenstellung und umgekehrt, in schematischer Seitenansicht.
Die 1 bis 3 zeigen eine Absperrklappe mit Klappenteller 10 in Zuordnung zu einer Bodenöffnung 11 eines Materialbunkers 12, der oberhalb der Gicht eines Hochofens angeordnet sein kann. Konkret geht es um den Durchfluß von Schüttgut durch die Bodenöffnung 11 bei geöffneter Absperrklappe. Der Klappenteller 10 und der zugeordnete Öffnungsrand sind so ausgelegt, dass bei geschlossenem Klappenteller geordnete Öffnungsrand sind so ausgelegt, dass bei geschlossenem Klappenteller ein gasdichter Verschluß der Bodenöffnung 11 sichergestellt ist. Wie insbesondere die 1 und 2 sehr gut erkennen lassen, ist der Klappenteller 10 der Absperrklappe an zwei um zwei sich parallel zueinander erstreckenden Schwenkachsen 13, 14 schwenkbar gelagerten Schwenkarmen 15, 16 angelenkt, und zwar derart, dass die auf einer Senkrechten zu den Schwenkachsen 13, 14 der beiden Schwenkarme 15, 16 liegenden Randbereiche des Klappentellers 10 bei Bewegung derselben aus der Schließ- in die Offenstellung und umgekehrt sich längs entgegengesetzt gerichtetes Bogenbahnen 23, 24 bewegen, so wie dies 3 erkennen läßt. Der eine Schwenkarm 15 ist im Randbereich des Klappentellers 10 angelenkt 17, während der andere Schwenkarm 16 nach Art einer Kurbelwelle mit einem Kröpfungsabschnitt 19 ausgebildet ist, an dem die zweite Anlenkung 18 des Klappentellers 10 erfolgt. Bei der ersten und zweiten Anlenkung 17 und 18 handelt es sich ebenfalls um Schwenklager mit sich parallel zu den Schwenkachsen 13, 14 erstreckenden Anlenkachsen.
Die Schwenkachse 14 des zweiten Schwenkarmes 16 erstreckt sich, wie 1 erkennen läßt, etwa in der Ebene der zu verschließenden Öffnung 11. Der Kröpfungsabschnitt 19 des zweiten Schwenkarmes 16 ist an der der Öffnung 11 abgekehrten Seite des Klappentellers 10 angelenkt. Damit erhält man beim Verschwenken der beiden Schwenkarme 15, 16 die oben beschriebene Bewegungsbahn des Klappentellers 10 entsprechend 3, wenn diese aus der Schließ- in die Offenstellung bzw. umgekehrt bewegt wird.
Der erste Schwenkarm 15 ist, wie ebenfalls der 1 entnommen werden kann, ober- und außerhalb der zu verschließenden Öffnung 11 verschwenkbar gelagert (Schwenkachse 13). In entsprechender Weise ist der erste Schwenkarm 15 an einem Punkt 17 oberhalb des der Öffnung zugekehrten Randes des Klappentellers 10 angelenkt. Damit wird eine kollisionsfreie Bewegung des Klappentellers 10 relativ zum Rand der Bodenöffnung 11 auf engstem Raum, d.h. bei kompakter Bauweise erzielt.
Bei der dargestellten Ausführungsform soll der zweite Schwenkarm 16 mit einem nicht näher dargestellten Antrieb gekoppelt sein. Dieser ist in 2 durch den Doppelpfeil 20 angedeutet.
Entsprechend 2 ist der Umfangsrand des Klappentellers 10 kreisförmig ausgebildet.
Schließlich sei noch erwähnt, dass die Schwenkarme 15, 16 derart dimensioniert und an dem Klappenteller 10 angelenkt sind, dass diese in Offenstellung an der dem ersten Schwenkarm 15 zugekehrten Seite der Öffnung 11 sich außerhalb derselben mit der der Öffnung abgekehrten Seite nach unten gerichtet schräg erstreckt, sowie dies 3 zeigt. Damit ist sichergestellt, dass zum einen der Klappenteller vollständig aus dem Strömungspfad von Schüttgut durch die Öffnung 11 hindurch herausbewegt ist in eine Stellung seitlich dieser Öffnung und im wesentlichen oberhalb derselben. Des weiteren ist sichergestellt, dass sich an dem Klappenteller keine Ablagerungen bilden können. Etwaige Feststoffpartikel fallen von der schräg gekippten Klappenteller im Öffnungszustand von dieser nach unten ab.
Schließlich zeigt insbesondere 3, dass durch die überlagerten Schwenkbewegungen des Klappentellers aus dem Öffnungsbereich heraus diese nicht sehr weit nach unten ausschlägt mit der Folge, dass die Schüttguthöhe näher an die Öffnung 11 herangebracht werden kann, ohne dass eine Kollisionsgefahr zwischen Schüttgut und Klappentellers besteht.
Selbstverständlich eignet sich die beschriebene Konstruktion auch für eine Tandem-Bodenöffnung in einem Materialbunker oberhalb der Gicht eines Hochofens. Sie eignet sich auch für alle anderen Bodenöffnungen, durch die hindurch Schüttgut transportiert werden soll.
Wie die obige Beschreibung des Ausführungsbeispieles zeigt, handelt es sich bei den Schwenkachsen 13, 14 um stationäre Achsen, während die Anlenkachsen 17, 18 am Klappenteller mit dieser mitbewegt werden. Diese Achsen sind also bewegliche Achsen. Durch diese Kombination läßt sich die gewünschte kollisionsfreie Bewegung der Klappentellers auf engstem Raum bewerkstelligen. Der Schwenkradius des ersten Schwenkarmes 15 ist in 1 mit der Bezugsziffer 21 gekennzeichnet, während der Schwenkradius des zweiten Kurbel-Schwenkarmes 16 in 1 mit der Bezugsziffer 22 angedeutet ist. Der erste Schwenkradius ist durch die Länge des ersten Schwenkarmes 15 und der zweite Schwenkradius 22 durch die Kurbelarmlänge des zweiten Schwenkarmes 16 vorgegeben.
Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

10: Klappenteller einer Absperrklappe
11: Bodenöffnung
12: Materialbunker
13: Schwenkachse
14: Schwenkachse
15: Schwenkarm
16: Schwenkarm
17: Anlenkung
18: Anlenkung
19: Kröpfungsabschnitt
20: Antrieb
21: Schwenkradius
22: Schwenkradius
23: Bogenbahn
24: Bogenbahn

Claims

Vorrichtung zum Verschließen oder Öffnen einer Öffnung, insbesondere Bodenöffnung (11) eines oberhalb der Gicht eines Hochofens angeordneten Materialbunkers (12), mit einem mit einem Antrieb koppelbaren Klappenteller (10), dadurch gekennzeichnet, daß der Klappenteller (10) an zwei um sich parallel zueinander erstreckenden Schwenkachsen (13, 14) schwenkbar gelagerten Schwenkarmen (15, 16) angelenkt ist, derart, dass die auf einer Senkrechten zu den Schwenkachsen (13, 14) der beiden Schwenkarme (15, 16) liegenden Randbereiche des Klappentellers (10) bei Bewegung derselben aus der Schließ- in die Offenstellung und umgekehrt sich längs entgegengesetzt gerichtetes Bogenbahnen (23, 24) bewegen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Schwenkarm (15) im Randbereich des Klappentellers (10) angelenkt (Anlenkung 17) ist, während der andere Schwenkarm (16) nach Art einer Kurbelwelle mit einem Kröpfungsabschnitt (19) ausgebildet ist, an dem die zweite Anlenkung (18) des Klappentellers (10) erfolgt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (14) des zweiten Schwenkarmes (16) sich etwa in der Ebene der zu verschließenden Öffnung (11) erstreckt, während der Kröpfungsab schnitt (19) desselben an der der Öffnung (11) abgekehrten Seite des Klappentellers (10) angelenkt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schwenkarm (15) ober- und außerhalb der zu verschließenden Öffnung (11) verschwenkbar gelagert ist (Schwenkachse 13).
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schwenkarm (15) an einem Punkt (17) oberhalb des der Öffnung (11) zugekehrten Randes des Klappentellers (10) angelenkt ist (Anlenkung 17).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß entweder der erste (15) oder der zweite (16) Schwenkarm mit einem Antrieb (20) koppelbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfangsrand des Klappentellers (10) entweder einen Kreis, eine Ellipse oder ein Vieleck definiert.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkarme (15, 16) derart dimensioniert und am Klappenteller (10) angelenkt sind, dass der Klappenteller (10) in Offenstellung an der dem ersten Schwenkarm (15) zugekehrten Seite der Öffnung (11) sich außerhalb derselben mit der der Öffnung abgekehrten Seite nach unten gerichtet schräg erstreckt.