DE1043591B - Vorrichtung zur Regelung der Kuehlwassermenge - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur Regelung der Kühlwassermenge Die Erfindung betrifft einen direkt wirkenden, temperaturgesteuerten Mengenregler zur Anpassung eines Kühlmittelstromes an den jeweiligen Bedarf.
• Kühlelemente, wie z. B. wassergekühlte Kupferdüsen von Kupolöfen, sind nicht immer gleichmäßig belastet. Größere Stücke des Ofeneinsatzes benötigen längere Zeit, bis sie vollkommen geschmolzen sind. llan beobachtet daher, daß diese Stücke oftmals tief ins Koksbett eindringen und kurz oberhalb der Kupferdüsen abschmelzen. Das von diesen Stücken herabtropfende Eisen fällt auf die jeweils darunterliegende Düse, die infolge der großen Wärmeübergangszahl des flüssigen Eisens stark wärmebelastet wird. Die Kühlwassermenge jeder Düse muß dann ausreichen, diese Spitzenbelastung aufzunehmen. Das Einwandern überschwerer Stücke in das Koksbett ist dem Zufall unterworfen. Es ist daher nicht damit zu rechnen, daß über allen Düsen gleichzeitig solche Stücke abschmelzen. Eine temperaturgesteuerte Regelung der Kühlwassermenge jeder einzelnen Düse würde also den Vorteil ])ringen, daß alle Düsen mit Ausnahme derjenigen, über denen gerade überschwere Stücke abschmelzen, mit normaler Kühlwassermenge betrieben werden können und nur die stärker belasteten Düsen einen größeren Kühlwasserdurchfluß haben müssen. Ohne eine solche Regelung müßte der Kühlwasserdurchfluß für die Summe der maximalen Belastungen aller Düsen ausgelegt werden. Es ist offensichtlich, daß die Regelung der Kühlwassermenge in Abhängigkeit von der Wärmebelastung der Düsen beträchtliche Kühlwasserersparnisse bringt, ohne daß die Düsen irgendwie gefährdet werden. Deshalb wurde bereits vorgeschlagen, in die einzelnen Kühlwasserabläufe Temperaturfühler einzubauen und diese über je einen Temperaturregler auf ein Drosselorgan an den entsprechenden Kühlwassereinläufen wirken zu lassen. Eine solche Einrichtung ist in der Lage, den Kühlwasserdurchfluß derart zu regeln, daß die Austrittstemperatur konstant bleibt. Solche indirekt wirkende Regelanlagen sind jedoch sehr teuer und benötigen viel Platz, so daß die Bewegungsfreiheit am Ofen sehr beschränkt wird. Aus diesem Grunde zieht man meist vor, überhaupt auf eine Kühl-,vassermengenregelung zu verzichten, und nimmt den beträchtlichen Kühlwasserverlust in Kauf.
• Die ständig größer werdende Verknappung an Kühlwasser zwingt nun jedoch dazu, eine Einrichtung zu finden, die die Kühlwassermenge der einzelnen Düsen an den Bedarf anpaßt, wenig Platz beansprucht und billig ist.
• Da an die Genauigkeit der Regelung nicht allzu hohe Ansprüche gestellt werden, genügt ein direkt wirkender Regler. Wenn der Betriebsdruck des Kühlwasserversorgungssystems nicht übertrieben hoch ist, kann die Regelung des Kühlwasserdurchflusses am jeweiligen Kühlwasseraustritt erfolgen.
• Die Erfindung besteht nun darin, daß in die Leitung, durch die das Kühlwasser aus dem Kühlelement ausströmt, bzw. in ein entsprechendes Gehäuse ein Drosselorgan eingebaut wird, welches so ausgebildet ist, daß es nicht vollkommen geschlossen werden kann und außerdem druckentlastet ist, und daß zur Betätigung dieses Drosselorgans in Abhängigkeit von der Kühlwassertemperatur eine kühlwasserumströmte Bimetallfeder angeordnet wird. Zweckmäßig wird diese Bimetallfeder als Wendel ausgebildet.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Abb. 1 im Längsschnitt und in Abb. 2 im Querschnitt dargestellt, in dem die Drosselung erfolgt.
• Im Gehäuse 1 befinden sich zwei oder mehrere symmetrisch verteilte Durchbrüche 2, deren freier Querschnitt je nach Lage des Drehkörpers 3, der auf dem Schaft 4 gelagert ist, mehr oder weniger versperrt wird. Mit dem Drehkörper 3 ist eine Bimetallwendel 5 verbunden, die mit ihrem anderen Ende am Kopf des Schaftes 4 befestigt ist. Zwischen dem Gehäuse 1 und dem Drehkörper 3 besteht ein Spalt, der so bemessen ist, daß, wenn die Nocken 6 den Durchbrüchen 2 gegenüberstehen, der Kühlwasserdurchfluß für die normale Belastung möglich ist. Die Durchbrüche 2 sind so bemessen, daß, wenn sie von den Nocken 6 vollkommen freigegeben sind, der Kühlwasserdurcbfluß für die Spitzenbelastung möglich ist. Zur Begrenzung der Drehbewegung des Drehkörpers 3 in beiden Richtungen dient der Stift 7.
• Dadurch, daß die Durchbrüche 2 immer einen Mindestdurchfluß haben, ist die Bimetallwendel 5 dauernd umspült und kann auf jede Änderung der Küblwassertemperatur reagieren. Der Schaft 4 kann nach Lösen der Mutter 8 mit Hilfe eines Schraubenziehers derart verdreht werden, daß die Bimetallwendel 5 bei geschlossenen Durchbrüchen 2 unter Vorspannung steht, weil sich ein Nocken 6 des Drehkörpers 3 gegen den Stift 7 legt. Wird nun die Mutter 8 angezogen, ist die Bimetallwendel 5 auf eine bestimmte Kühlwassertemperatur eingestellt und dreht den Drehkörper 3 nur dann, wenn diese Temperatur überschritten wird. Die Nokken 6 geben entsprechend der Übertemperatur die Durchbrüche 2 frei, und der Kühlwasserdurchfluß vergrößert sich bis zu einer Gleichgewichtslage, weil mit der größeren Durchflußmenge die Kühlwasseraustrittstemperatur absinkt. Jeder Kühlwasser-Übertemperatur entspricht eine bestimmte Lage des Drehkörpers 3. Die hühlwasseraustrittstemperatur wird also nicht konstant gehalten. -i,ian kann jedoch durch Vergrößerung der Anzahl der Windungen der Bimetallwendel 5 die Ansprechgenauigkeit beliebig steigern, wenn man dies in besonderen Fällen für nötig hält. Die Durchflußrichtung ist beliebig, und der Drehkörper 3 ist vollkommen entlastet.
• Hat das Kühlwasserversorgungssystem zu hohen Druck, so kann dieser durch ein Druckminderventil gesenkt werden. Ein Druckminderventil und eine größere Anzahl der erfindungsgemäßen Kühlwasserregier, beispielsweise für die einzelnen Düsen einer Kupolofenanlage, sind immer unvergleichlich billiger als die entsprechende Anzahl von Temperaturreglern. Der ersparte Platz setzt außerdem die Unfallgefahr für die Ofenarbeiter herab.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Vorrichtung zur Anpassung der Kühlwassermenge von Kühlelementen an den jeweiligen Bedarf durch ein Drosselorgan, dadurch gekennzeichnet, daß in einem vom ausströmenden Kühlwasser durchflossenen Gehäuse ein nicht vollkommen schließbares druckentlastetes Drosselorgan und zu dessen Betätigung in Abhängigkeit von der Kühlwassertemperatur eine Bimetallfeder angeordnet sind.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bimetallfeder als Wendel ausgebildet ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselorgan aus dem Drehkörper (3) und den Durchbrüchen (2) im Gehäuse (1) besteht und zwischen dem Drehkörper (3) und dem Gehäuse (1) ein Spalt ist, der den Durchfluß der normalen Kühlwassermenge gestattet.