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Schäumvorrichtung für flüssiges Schmelzgut Zusatz zum Patent 60I 274
Die Erfindung bezieht sich auf Schäumvorrichtungen nach Patent 60I 274 und besteht
im wesentlichen darin, daß die zwei Schäumtaschen aufweisende und eine Pendelbewegung
ausführende Schäumvorrichtung nach der Haupterfindung so ausgebildet wird, daß mehr
als zwei Kammern auf einer Achse angeordnet sind und ihnen eine in einer Richtung
absatzweise erfolgende Drehbewegung erteilt' wird.
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Gegenüber an sich bekannten Anordnungen von Schäumgefäßen auf einer
Achse mit ununterbrochenem Umlauf wird mit der Erfindung in erster Linie die Wirkung
erzielt, daß sich infolge der Drehung in Absätzen jede Schäumtasche unter der Zuführungsrinne
für das flüssige Schmelzgut eine Zeitlang in Ruhe befindet und die Weiterdrehung
erst nach völliger Beendigung des Schäumvorganges erfolgt. Dadurch hat man diesen
Vorgang selbst vollkommen in der Hand und erhält die Gewähr, daß die gesamte Schmelzgutmenge
in Schäumgut umgewandelt wird. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn das
Schmelzgut in unregelmäßigen Mengen zufiießt.
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Auf der Zeichnung sind in Abb. I und 2 zwei Ausführungsbeispiele
des Erfindungsgegenstandes in Seitenansicht und teilweise schematischer Darstellung
wiedergegeben.
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Das als Kipptrommel ausgebildete, unter einer Rinne I für schmelzflüssiges
Gut - etwa Hochofenschlacke - angeordnete Schäumgefäß 2 (Abb. I) ist durch radiale
Wände 3, 4, 5, 6 in vier gleich große und verhältnismäßig tiefe Schäumtaschen 7,
8, 9, 10 unterteilt. Die hohle Achse II des Gefäßes 2 ist durch in den Ebenen der
Wände 3, 4, 5, 6 liegende Wände in vier Kammern geteilt, deren jede durch eine Anzahl
von Bohrungen im Mantel der Achse II mit einer der Schäumtaschen 7, 8, 9 10 zwecks
Zuleitung der Schäumflüssigkeit - etwa Wasser - in Verbindung steht. Das eine Ende
der Achse II ist außerhalb des Gefäßes 2 mit Bohrungen I2, I3, I5,. I5, die mit
den ersterwähnten Bohrungen in der gleichen Kammer der Hohlachse II liegen, versehen
und in einer ortsfesten Muffe i6 gelagert, die mit einem Anschlußstutzen 17 für
eine die Schäumflüssigkeit - etwa Wasser -zuführende Leitung8 versehen ist. Der
Stutzen 17 ist so angeordnet, daß in seinem Bereiche die während der Drehung der
Kipptrommel 2 jeweils oben befindliche Bohrung - in der auf der Abbildung-veranschaulichten
Stellung mit 12 bezeichnet - in seinem Bereich liegt. Mit der Achse 16 ist ein Stirnrad
19 starr verbunden, das mit einem auf einer Welle 20 sitzenden Stirnrade 2I in Eingriff
steht.
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Auf der Welle 20 ist ferner ein festes Sperrad 22 und eine lose drehbare
Kurbel 23 angeordnet, die eine mit dem Sperrade 22 in der Weise zusammenarbeitende
Sperrklinke 24 trägt, daß zwischen diesen Teilen bei einer Drehung der Kurbel 23
im Sinne des Pfeiles x Kraftschluß herrscht. Die Kurbel 23 ist durch eine Zugstange
25 mit der Kurbel 27 eines als Bremslüftmotor ausgebildeten Drehstrommotors 26 gelenkig
verbunden. In der Stromzuführungsleitung des Motors ist ein Schütz 28 vorgesehen,
das
mittels ein Schalters 29, der als Druckknopfschalnte-r äusgebildét ist, aber auch
durch eine selbsttätige Schaltuhr mit einstellbarer Schaltzeit ersetzt werden kann,
eine und ausgeschaltet wird. Die Zugstange 25 ist über ihren Angriffspunkt an der
Kurbel 23 hinaus verlängert und besitzt hier ein Langloch 30, in dem das Ende des
einen ArmeS 3t eines doppelarmigen, ortsfest gelagerten Hebels geführt ist, dessen
anderer Arm 32 über eine Zugstange 33 mit einem ebenfalls ortsfest gelagerten einarmigen
Hebel 34 in gelenkiger Verbindung steht. Der Hebel 34 trägt einen Bremsklotz 35,
der mit einer fest auf der Achse II sitzenden Bremstrommel 36 zusammenarbeitet.
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Ist der Schäumvorgang, der sich jeweils in der unter der Schlackenrinne
I befindlichen Tasche der Kipptrommel 2 abspielt, beendet, so wird mittels des Druckknopfschalters
29 durch den den Schäumvorgang beaufsichtigenden Bedienungsmann oder aber die Schaltuhr,
die auf eine bestimmte Schäumzeit eingestellt worden ist, der Strom geschlossen
und dem Motor 26 über das Schütz 28 zugeführt. Infolgedessen macht die Kurbel 27
eine Drehung bis in die strichpunktiert gezeichnete Stellung; dieser Bewegung folgen
die Zugstange 25 und die Kurbel 23, die ihrerseits mittels des in dieser Drehrichtung
(Pfeil x) wirkenden Klinkengesperres 22, 23, 24 das Stirnrad 21 um einen bestimmten
Winkel dreht. Diese Bewegung wird durch das Stirnrad 19 auf die Kipptrommel 2 übertragen,
und zwar sind Anordnung und Abmessungen der Antriebsorgane so gewählt, daß dem Ausschlage
der Kurbel 27 des Bremslüftmotors 26 (bis in die strichpunktiert gezeichnete Stellung)
eine Drehung der Trommel 2 um go" entspricht. Das rechtzeitige Abbremsen und das
Festhalten der Kipptrommel in ihrer neuen Betriebsstellung erfolgt dadurch, daß
die Zugstange 25 gegen Ende ihres Hubes mit ihrem Langloch 30 den Hebelarm 3I mitnimmt
und über das Gestänge 32> 33, 34 ein Anpressen des-Bremsklotzes 35 an die Bremsscheibe
36 herbeiführt.
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Gleichzeitig ist die Bohrung 15 in den Bereich des die Schäumilüssigkeit
zuführenden Stutzens I7 gelangt; der Schäumvorgang findet nunmehr in der durch die
Wände 3 und 6 begrenzten Tasche der Kipptrommel 2 statt. Nach Ermessen des den Vorgang
beaufsichtigenden, den Druckknopfschaiter betätigenden Bedienungsmannes oder nach
Ablauf der in der Schaltuhr eingestellten Zeit wird dem Motor 26 von neuem Strom
zugeführt, so daß sich der beschriebene Vorgang wiederholt.
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Statt durch einen .Bremslüftmotor kann das Schäumgefäß auch in anderer
Weise angetrieben werden, etwa durch einen ständig umlaufenden Gleichstrommotor
mit regelbarer Drehzahl unter Verwendung eines Vorgeleges, eines Kurbeltriebes und
eines nur in einer Drehrichtung wirksamen Getriebes oder auch mittels Preßluft oder
Druckwassers. Einen Antrieb des Kippgefäßes mittels Druckwassers zeigt das in Abb.
2 dargestellte Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes.
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Die Ausbildung der Kipptrommel 37, die auch, wie in Abb. 2, mit fünf
Schäumtaschen versehen sein kann, sowie die Einrichtung zpr Zuführung der Schäumflüssigkeit
sind im wesentlichen die gleichen wie nach Abb. I. Der Antriebsmotor 38 wird mit
Druckwasser betrieben, das aus einer Zuführungsleitung 39 über ein umsteuerbares
Ventil 40 durch die jeweils eingeschaltete Leitung 41 bzw. 42 der Vorder-oder Rückseite
des Kolbens 43 zugeführt wird, während für die Abführung des Druckwassers eine an
das Ventil 40 angeschlossene Leitung 44 vorgesehen ist. Die Stange 45 des Kolbens
43 trägt an ihrem freien Ende einen Kreuzkopf 46 und ist mit einer Zugstange 47
gelenkig verbunden, die unter Vermittlung eines Langloches 48 an einer auf der Achse
der Kipptrommel 37 drehbaren Kurbel 49 angreift. Die Kurbel 49 trägt eine Klinke
50, die einen Fortsatz 51 trägt, in dessen Bahn ein ortsfester Anschlag 62 vorgesehen
ist. Auf der Achse der Kipptrommel 37 sitzen undrehbar ein mit der Klinke 50 in
der Drehrichtung des Pfeiles w zusammenarbeitendes Sperrad 52 sowie eine Scheibe
53, die mit einer der Zahl der Schäumtaschen entsprechenden Anzahl von Rasten 54
versehen ist, die durch Nocken 55 getrennt sind. In der Nähe der Scheibe 53 ist
ein mit einem Gegengewicht 57 versehener Hebe156 ortsfest gelagert, dessen Ansatz
58 mit den Rasten 54 in der Weise zusammenarbeiten kann, daß er die Kipptrommel
37 nach jeder Weiterdrehung in einer Stellung festhält, in der sich eine ihrer Schäumtaschen
mitten unter der das flüssige Schmelzgut zuführenden Rinne befindet.
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In der Bahn eines Fingers 59 des Hebels 56 liegt ein an der Zugstange
47 angelenkter Mitnehmer 6c, der im Sinne des Pfeiles y ausschwingen kann, aber
am Ausschwingen in entgegengesetzter Richtung durch einen Anschlag 6I der Zugstange
47 gehindert wird.
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Wird nach Beendigung des Schäumvorganges in der sich unter der Schmelzgutrinne
befindlichen Schäumtasche dem Motor 38 bei der in der Zeichnung wiedergegebenen
Stellung des Ventils 40 Druckwasser durch die Leitung 41 zugeführt, so beginnt sich
der Kolben 43 und das mit ihm verbundene Gestänge45,47 in Richtung des Pfeiles z
zu bewegen. Infolge der Anordnung des Langloches 48 wird zunächst die Kurbel 49
noch nicht mitgenommen, sondern der Mitnehmer 60 in Anlage an den Finger 59 des
Hebels 56 gebracht und dessen Ansatz 58 aus der Rast 54 der Scheibe 53 herausgezogen.
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Bei der weiteren Bewegung der Getriebeteile
43>
45> 47 wird zwischen der Stange 47, der Kurbel 49, der Klinke 50 und dem Sperrade
52 Kraftschluß hergestellt, so daß die Schäumtrommel 37 in Drehung versetzt wird.
Der Hub desMotors 38 ist so bemessen, daß bei der Endlage des Kolbens 43 die Trommel
37 eine Stellung einnimmt, in welcher die Mitte der der ersten Schäumtasche benachbarten
Tasche unter der Schmelzgutrinne liegt. Während der Drehung der Trommel 37 gleitet
der Ansatz 58 des Hebels 56 auf dem Nocken 55 der Scheibe 53 und greift unter der
Wirkung des Gegengewichts 57 nach Beendigung der Drehung in die nächste Rast 54
ein und hält so bei der schrittweisen Drehung die Trommel 37 in ihrer jeweiligen
Betriebsstellung fest.
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Beim Rückgange des Gestänges 45, 47 bleibt die Klinke 50 außer Wirkung
und wird erst durch Anlage ihres Fortsatzes 5I an dem Anschlag 62 in Eingriffsstellung
gebracht, während der Mitnehmer 60 durch Ausschwingen im Sinne des Pfeiles y über
den Finger 59 hinweggleitet.
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Die Dauer des Schäumvorganges kann durch den das Ventil 40 schaltenden
Bedienungsmann entsprechend den jeweiligen Erfordernissen geregelt werden.
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Infolge der schrittweisen Drehung der Kipptrommel haben die aus der
Schäumflüssigkeit sich bildenden Dämpfe genügend Zeit, das flüssige Schmelzgut aufzublähen,
was zur Verbesserung der Eigenschaften des Schaumgutes erheblich beiträgt. Da das
flüssige Schmelzgut häufig - z. B. in dem Falle, daß es sich um die Herstellung
von Hüttenbims aus Hochofenschlacke handelt - dem Schäumgefäß in unregelmäßigen
Mengen zufließt, so ist hier zur Erzielung eines leichten Bimses und einer möglichst
vollständigen Umwandlung der gesamten Schmelzgutmenge unter Vermeidung der Bildung
von nicht geschäumtem Gute (Schlackensand) der schrittweise und regelbare Antrieb
des Schäumgefäßes, der jeweils diesen Erfordernissen des einzelnen Schäumvorganges
angepaßt werden kann, von besonderer Bedeutung.
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Die Ausführung der Schäurakammern als Gefäße von verhältnismäßig
großer Tiefe, wie sie die Anordnung von Schäumtaschen in einer Kipptrommel gestattet,
bietet den Vorteil, daß die Wege, welche die in Dampf übergegangene Flüssigkeit
durch das Schmelzgut hindurch zurücklegen muß, länger sind und hierbei der sich
bildende Dampf sich in mehrere Einzelstrahlen verteilt, die das Schäumgut besonders
porig und leicht machen.
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Gegenüber einem hin und her kippenden Schäumgefäß weist die schrittweise
in einer Drehrichtung kippende Trommel nach der Erfindung den Vorteil größerer Haltbarkeit
auf, da der Stoß beim Auftreffen fortfällt. Auch ist eine bessere Abkühlung der
jeweils entleerten Tasche möglich, da sie erst nach längerem Leerlauf wieder mit
flüssigem Schmelzgut gefüllt wird.