DE10217188B4

DE10217188B4 - Vorrichtung zum Verschließen des Steigrohres eines Koksofens

Info

Publication number: DE10217188B4
Application number: DE2002117188
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Stewen; Thorsten Buddenberg
Original assignee: Deutsche Montan Technologie GmbH
Current assignee: DMT GmbH and Co KG
Priority date: 2002-04-18
Filing date: 2002-04-18
Publication date: 2004-02-26
Anticipated expiration: 2022-04-19
Also published as: DE10217188A1

Abstract

Vorrichtung zum Verschließen des Steigrohres (1) eines Koksofens mit einem Steigrohrdeckel (4) mit einer ringförmigen Dichtfläche (3), die dichtend auf eine Dichtfläche (5) des Steigrohres (1) in Anlage bringbar ist und mit einer Betätigungseinrichtung zum Öffnen und Schließen des Steigrohrdeckels (4) dadurch gekennzeichnet, dass der Steigrohrdeckel (4) federnd an einem Tragarm (6) aufgehängt ist und der Tragarm (6) an einer Betätigungseinrichtung (11) derart verschiebbar geführt ist, dass der Steigrohreckel (4) durch Verschieben auf die Dichtfläche (5) des Steigrohres (l ) Schiebber ist und in Schließstellung dichtend auf der Dichtfläche (5) des Steigrohres (1) liegt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum dichten Verschließen des Steigrohres eines Koksofens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei der Verkokung von Kohle in einem Koksofen werden die aus der Kohle freiwerdenden Rohgase durch auf der Ofendecke angeordnete Steigrohre in die Vorlage geleitet. Das Steigrohr wird mit einem Steigrohrdeckel verschlossen. Durch Schmutzpartikel und kondensierendes Rohgas kann es im Bereich der Steigrohrdeckelabdichtung zu Undichtigkeiten kommen. Zur Verhinderung von Undichtigkeiten wird im Allgemeinen ein Steigrohrdeckel eingesetzt der mit einer Wassertauchung abgedichtet wird. Bei derartigen Dichtungen ist eine mit Wasser gefüllte Tauchtasse vorgesehen, in die der Steigrohrdeckel eintaucht. Auf diese Weise wird durch die Wassertauchung, ein gasdichter Abschluss zwischen dem Steigrohrinneren und der Umgebung erzielt. Der Wasserstand in der Tauchtasse wird über Wasserzu- und ablaufrohre auf einem konstanten Niveau gehalten.

Diese Konstruktion des gasdichten Abschlusses ist jedoch mit verschiedenen Nachteilen verbunden:

– Es ist ein ständiger Wasserfluss bei relativ hohen Umgebungstemperaturen erforderlich.
– Wird das Wasser im Kreislauf geführt muss noch eine leistungsstarke Filteranlage vorgesehen werden.
– Verstopft sich der Abfluss des Wassers aus der Tauchtasse tritt das Wasser über den Rand der Tauchtasse aus und beschädigt dass feuerfeste Mauerwerk des Koksofens. Das amoniakhaltige Wasser würde in kürzester Zeit zu erheblichen Steinschäden führen. Dadurch wird die Lebenszeit der Koksofenbatterie beeinträchtigt.

Auf Grund dieser Nachteile hat es nicht an Vorschlägen gefehlt, eine „trockene Abdichtung" des Steigrohres vorzusehen.

Eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Verschließen des Steigrohres eines Koksofens ist aus der DE 100 30 661 A1 bekannt. Bei dieser Vorrichtung sind die Dichtfläche des Steigrohres und die Dichtfläche des Steigrohrdeckels als ebene Flächen ausgeführt und der Steigrohrdeckel wird durch die Betätigungseinrichtung in Schließstellung derart bewegt, dass die Dichtflächen mindestens einmal relativ zueinander bewegt werden. Dazu ist der Steigrohrdeckel mit einem Befestigungselement an einem Schwenkarm befestigt. Das Befestigungselement weist ein Langloch auf, dessen Längsachse mit der Dichtungsebene einen spitzen Winkel bildet. Zum Verschließen des Steigrohres wird der Schwenkarm mit dem Steigrohrdeckel um eine Schwenkachse in die Schließstellung verschwenkt. Beim Erreichen der Schließstellung setzt sich der Steigrohrdeckel mit seiner Dichtfläche auf die Dichtfläche des Steigrohres ab. Sobald der Steigrohrdeckel vollständig auf der Dichtfläche des Steigrohres ist, wird ein Schwenkarm weiter in Richtung Steigrohr verschwenkt. Dabei gleitet ein Bolzen über die schräg stehende Flanke des Langlochs des Befestigungselementes ab und überträgt dabei auf das Befestigungselement eine Kraft, die auf den Steigrohrdeckel übertragen wird. Die dabei entstehende horizontale Kraftkomponente führt zu einer Verschiebung der Dichtflächen relativ zueinander. Durch diese Relativverschiebung sollen vorhandene Ablagerungen auf den Dichtflächen mechanisch zerrieben und eingeebnet werden.

Bei dieser Ausführungsform der Verschlussvorrichtung ist es von Nachteil, dass die Dichtfläche des Steigrohrdeckels durch das Verschwenken des Schwenkarmes zunächst punktförmig auf der Dichtfläche des Steigrohres absetzt, bevor sie, wie oben dargestellt, vollständig auf der Dichtfläche des Steigrohres sitzt. Diese Art des Verschließens des Steigrohres birgt die Gefahr von Undichtigkeiten, die auch durch die Relativbewegung der Dichtflächen gemäß der DE 100 30 661 A1 nicht behoben werden können.

Die DE 34 31 298 C2 offenbart einen Steigrohrverschluss mit einem glockenartigen Oberdeckel und einen Innendeckel, wobei der Oberdeckel mit dem daran befestigten Innendeckel über ein Kreuzgelenk mit Schwenkhebel oder kardanisch aufgehängt ist. Die Abdichtung nach außen wird durch eine Wassertauchung vorgenommen.

Aus der DE 27 15 995 B1 ist ein Steigrohrdeckel bekannt, der an einer Parallelführung mittels eines Gestänges verschiebbar angeordnet ist. Sowohl der Deckel wie auch die Öffnung haben einander angepasste, konische, auf der Außenseite erweiterte, Randflächen. Dadurch soll ein dichtender Sitz gebildet werden, der aber zum Ausheben des Deckels gut trennbar sein soll.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zum Verschließen des Steigrohres eines Koksofens mit einem Steigrohrdeckel zur Verfügung zu stellen, die mit einer trockenen Abdichtung des Steigrohres das Steigrohr zuverlässig verschließt und bei der die Dichtfläche des Steigrohrdeckels auf die Dichtfläche des Steigrohres derart aufsetzt, dass die Dichtflächen selbsttätig gereinigt werden.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weiterbildungen erfolgen gemäß den Merkmalen der Unteransprüche.

Bei der efindungsgemäßen Vorrichtung wird der Steigrohrdeckel durch Verschieben auf die Dichtfläche des Steigrohres geschoben. Durch dieses Verschieben werden Schmutzpartikel und kondensierendes Koksofenrohgas von den Dichtflächen entfernt. Dieses Abschieben hat eine selbstreinigende Wirkung auf die Dichtflächen.

Die Dichtfläche des Steigrohres ist vorteilhafter Weise an einem Flansch angeordnet. Auf diesem Flansch ist mindestens eine Dichtschnur als Dichtelement vorgesehen. Derartige Dichtschnüre sind an sich bekannt und werden in der Kokereitechnik bereits, seit langem erfolgreich eingesetzt. Die Dichtschnüre werden mittels Nuten und Nadeln am Flansch befestigt und bilden den feststehenden Teil des Verschlusses. Die Ablagerung von verharzenden Stoffen an der Dichtschnur hat eine erhöhte Dichtwirkung zur Folge.

Dadurch, dass erfindungsgemäß der Steigrohrdeckel abgeschoben wird, ist der Kraftaufwand im Gegensatz zu den sonst üblichen Abheben gering, da die Kohäsionskräfte bei der schiebenden Bewegung leicht überwunden werden können.

Der Steigrohrdeckel ist mittig an dem Tragarm beweglich aufgehängt. Durch mehrere Federn, in der Regel vier, wird er an dem Tragarm derart gehalten, dass eine kardanische Beweglichkeit erreicht wird. Auf Grund. dieser federnden Lagerung ist eine Auflage auf den Dichtflächen des Steigrohres immer gewährleistet. Außerdem müssen nur geringe Fertigungstoleranzen bei der Herstellung eingehalten werden.

Bei dem Öffnungsvorgang wird der Deckel mit definierter Kraft geschoben und eventuelle Teerablagerungen werden aufgebrochen ,ohne dass die Dichtschnüre beschädigt werden können. Es erfolgt im Gegenteil bei jedem Öffnungsvorgang eine Reinigung der Dichtelemente.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Lösung wird erstmals ein trocken abdichtender Steigrohrdeckel vorgeschlagen, der das Steigrohr ähnlich zuverlässig wie die Wassertauchung abdichtet. Die Nachteile der Wassertauchung können jedoch nicht auftreten.

Die Federwege der Federn, die den Steigrohrdeckel halten, können so bemessen sein, dass der Steigrohrdeckel auch als Explosionsklappe fungiert.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann in dem Steigrohr eine Druckmessstelle vorgesehen werden. Durch eine Kombination mit einem Zweiwegeventil und einer Steuerung dieses Ventils kann die Funktion einer Explosionsklappe ermöglicht werden. Wenn ein Überdruck gemessen wird, schaltet die Steuerung das Zweiwegeventil derart, dass die Betätigungseinrichtung den Steigrohrdeckel öffnet.

Es ist auch möglich an dem Tragarm ein federgespanntes Kniegelenk vorzusehen, so dass der Steigrohrdeckel bei Auftreten von Explosionen um die Kniegelenkachse verschwenkt.

Die vorgenannten sowie die beanspruchten und in den Ausführungsbeispielen beschriebenen erfindungsgemäß zu verwendenden Bauteilen unterliegen ihrer Größe, Formgestaltung, Materialauswahl und technischen Konzeption keinen besonderen Ausnahmebedingungen, so dass die in dem Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkriterien uneingeschränkt Anwendung finden können.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstands der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der beispielhaft bevorzugte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Verschließen des Steigrohres eines Koksofens dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:
1 Eine Seitenansicht eines Steigrohres mit der erfindungsgemäßen Verschlussvomchtung
2 Einen Steigrohrdeckel mit der Betätigungseinrichtung in Draufsicht
3 Eine Detailausführung des Steigrohrdeckels und des Steigrohres
4 eine Detailansicht Z gemäß der 3.
5 Die Verschlussvorrichtung mit einem Tragarm mit federgespannten Kniegelenk.
Aus der 1 geht hervor, dass ein Steigrohr 1 einen Flansch 2 mit einer Dichtfläche 3 aufweist. Auf dem Flansch 2 ist in der Schließstellung A ein Steigrohrdeckel 4 mit einer Dichtfläche 5 angeordnet. Der Steigrohrdeckel 4 ist mit einer Befestigung 7 an den Tragarm 6 aufgehängt. Der Steigrohrdeckel 6 wird mit Federn 9, von denen aus Übersichtlichkeitsgründen nur eine dargestellt ist, mit einer Federplatte 10 federnd gehalten. Der Tragarm 6 ist mit einer Betätigungseinrichtung 11 über eine Tragarmhalterung 12 verbunden. Mit der Betätigungseinrichtung 11 kann der Tragarm 6 und der Steigrohrdeckel 4 mit Hilfe von Rohren 13 und einem Zylinder 14 von der Schließstellung A in eine geöffnete Stellung B verschoben werden.
In der 2 ist der Steigrohrdeckel 4 der Betätigungseinrichtung 11 dargestellt. Der Steigrohrdeckel 4 ist mit einer Befestigung 7, die in der Mitte des Steigrohrdeckels angeordnet ist, und mit Federn 9 mit der Federplatte 10 federnd an dem Tragarm 6 gelagert. Der Tragarm 6 kann mit seiner Tragarmhalterung 12 auf den Rohren 13 verschoben werden.
Die 3 zeigt den Steigrohrdeckel 4 in Schließstellung A. In der unteren linken Hälfte des Steigrohrdeckels 4 ist dargestellt, wie der Steigrohrdeckel 4 durch die Feder 9 mit seiner Dichtfläche 5 gegen die Dichtfläche 3 des Flansches 2 an dem Steigrohr 1 gedrückt wird. In der rechten oberen Hälfte des Steigrohrdeckels 4 ist dargestellt, wie der Steigrohrdeckel 4, zum Beispiel durch eine Explosion, abhebt. Am dem Steigrohrdeckel 4 ist ein Hitzeschutz 15 angeordnet.
In der 4 ist das Detail Z der 3 dargestellt. Aus der Figur geht hervor, dass zwei Dichtschnüre 20 mittels Nuten 21 und einer Nadel 22 an dem Flansch 2 als Dichtelement befestigt sind.
In der 5 ist eine weitere Möglichkeit des Explosionsschutzes dargestellt. Der Tragarm 6 ist mit einem federgespannten Kniegelenk 25 versehen. Dieses federgespannte Kniegelenk 25 spricht bei einem voraus berechnetem Druck an, so dass der Steigrohrdeckel 4 als Explosionsklappe fungieren kann.

1: Steigrohr
2: Flansch
3: Dichtfläche
4: Steigrohrdeckel
5: Dichtfläche
6 .: Tragarm
7: Befestigung
8: Langloch
9: Federn
10: Federplatte
11: Betätigungseinrichtung
12: Tragarmhalterung
13: Rohre
14: Zylinder
15: Hitzeschutz
20: Dichtschnur
21: Nute
22: Nadel
25: federgespanntes Kniegelenk
A: Schließstellung
B: geöffnete Stellung

Claims

Vorrichtung zum Verschließen des Steigrohres (1) eines Koksofens mit einem Steigrohrdeckel (4) mit einer ringförmigen Dichtfläche (3), die dichtend auf eine Dichtfläche (5) des Steigrohres (1) in Anlage bringbar ist und mit einer Betätigungseinrichtung zum Öffnen und Schließen des Steigrohrdeckels (4) dadurch gekennzeichnet, dass der Steigrohrdeckel (4) federnd an einem Tragarm (6) aufgehängt ist und der Tragarm (6) an einer Betätigungseinrichtung (11) derart verschiebbar geführt ist, dass der Steigrohreckel (4) durch Verschieben auf die Dichtfläche (5) des Steigrohres (l ) Schiebber ist und in Schließstellung dichtend auf der Dichtfläche (5) des Steigrohres (1) liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtfläche (5) des Steigrohres an einem Flansch (2) angeordnet ist und mit mindestens einer Dichtschnur (20) als Dichtelement versehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Steigrohrdeckel (4) mittig an dem Tragarm (6) beweglich aufgehängt ist und durch Federn (9) derart gehalten wird, dass eine kardanische Beweglichkeit erreicht wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Tragarm (6) ein federgespanntes Kniegelenk (25) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Steigrohr (1) eine Druclanessstelle vorgesehen ist.