DE1949471C3 - Flap seal for shaft furnaces, especially for blast furnaces that can be operated in the high pressure process - Google Patents
Flap seal for shaft furnaces, especially for blast furnaces that can be operated in the high pressure processInfo
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Description
überhöhter Innendruck, demgegenüber gerade abgedichtet werden soll, dadurch ausgenutzt werden, indem mit Steigen des Innendruckes die Elastizitä: der Klappe.gestattet, eine höhere Dichtkraft in verschiedener Weise auszunutzen. Steigt nämlich der Gasdruck im Inneren des Ofenraumes eines Hochofens an, so tritt in gewissem Sinne eine Membianwirknng bei der erfindungsgemäßen Klappendichtung ein, die den eigentlichen Dichtrand veranlaßt, um einen geringen Betrag nach außen zu wandern. Die damit verbundene Schleifwirkung gestattet überraschenderweise, etwa auf den Dichtflächen befindlichen Staub oder Schmutz beiseite zu drücken, so daß eine Selbstreinigungs-Wirkung gegeben ist. Beide Dichtflächen suchen sich daher je nach den Druckverhältnissen eine gegenseitig günstigste Auflage, mit der die beabsichtigte Dichtwirkung verbunden ist. Das Merkmal der Abrundung des Dichtrandes trägt dazu bei, in jeglicher Biegestellung der »Membrane« einen Dichtrand von wünschenswerter ao Breite zur Verfügung zu stellen.Excessive internal pressure, against which it is currently being sealed, can be exploited, in that as the internal pressure rises, the elasticity of the flap allows a higher sealing force in various Way to take advantage. This is because the gas pressure inside the furnace chamber of a blast furnace increases a membrane effect occurs in a certain sense in the flap seal according to the invention, which causes the actual sealing edge, to migrate outwards by a small amount. The associated grinding effect surprisingly allows to push aside any dust or dirt on the sealing surfaces, so that there is a self-cleaning effect. Both sealing surfaces are therefore looking for each other depending on the Pressure conditions a mutually beneficial support with which the intended sealing effect is connected is. The feature of the rounding of the sealing edge helps in any bending position of the "Membrane" to provide a sealing edge of a desirable width.
Für die weitere Ausgestaltung der Erfindung ist nunmehr vorteilhaft, daß die Dichtfläche für einen radialen Schiebebereich der mit einem ovalen Dichtrand ausgestatteten Dichtklappe eben und geschliffen ist. Der Dichtrand der Dichtklappe wälzt sich daher in Zeiträumen unterschiedlicher innerer Gasdruck-Beaufschlagung, d. h. beim Druckaufbau auf der geschliffenen Fläche ab. Eine glatte Fläche erleichtert den Schmutz zu entfernen und erleichtert ferner das Gleiten bzw. Abwälzen des entsprechenden Teiles der Umfangslinie des betreffenden Klappenquerschnittes. For the further embodiment of the invention it is now advantageous that the sealing surface for a radial sliding area of the sealing flap, which is equipped with an oval sealing edge, is flat and ground is. The sealing edge of the sealing flap therefore rolls in periods of different internal gas pressure exposure, d. H. when pressure builds up on the sanded surface. A smooth surface makes it easier to remove the dirt and also facilitates the sliding or rolling of the corresponding Part of the circumference of the relevant flap cross-section.
Nach einem anderen, besonders bevorzugten Erfindungsmerkmal ist vorgesehen, daß die Dichtfläche im Ovalbereich des Dichtrandes der Dichtklappe mit einer umlaufenden Rille ausgeführt ist. Die umlaufende Rille dient unterschiedlichen Zwekken. Zunächst kann in ihr am Dichtrand befindlicher Staub teilweise abgelagert werden. Zum anderen stützt sich der Dichtrand der Dichtklappe statisch bestimmt auf zwei Stellen am ovalen Umfangsbereich. Es ist daher möglich, eine besonders gute Dichtwiikung beim Druckaufbau zu erzielen, wobei die Elastizität der Dichtklappe dazu beiträgt, eventuelle verzogene Dichtklappen eben zu richten, d. h. dem Verlauf der Rillc-ränder anzupassen.According to another, particularly preferred feature of the invention it is provided that the sealing surface is in the oval area of the sealing edge of the sealing flap is designed with a circumferential groove. The circumferential groove serves different purposes. First of all, some of the dust located on the sealing edge can be deposited in it. On the other hand the sealing edge of the sealing flap is statically determined on two points on the oval peripheral area. It is therefore possible to achieve a particularly good sealing effect when the pressure is built up, with the elasticity of the sealing flap helps to straighten any warped sealing flaps, d. H. to match the course of the Rillc edges.
In Weiterverfolgung dieses Grundgedankens sind die Querschnittskanten der umlaufenden Rille in einer der Ovalform des Dichtrandes dtr Dichtklappe angenäherten Form ausgebildet. Damit wird ein besonderes genaues Anschmiegen der Dichtrandflächen an den Dichtkanten erzielt.In pursuit of this basic idea, the cross-sectional edges of the circumferential groove are in one of the oval shape of the sealing edge dtr sealing flap approximated shape. It will be a special one the sealing edge surfaces nestle precisely against the sealing edges.
Nach der weiteren Erfindung ist hierzu noch vorgesehen, daß in die Rille ein oder mehrere Kanäle münden, in die ein inertes Gas unter Druck einführbar ist. In Offenstellung der Dichtklappe strömt daher je nach den Druckverhältnissen eine mehr oder minder große Menge des inerten Gases durch oie Rille, reinigt diese und, sobald der Dichtrand der Klappe in den Bereich der Rille gelangt, wirkt sich die Strömung des inerten Gases auch auf die Dichtfläche der Dichtklappe aus. Es ist daher mit dem erfindungsgemäßen Vorschlag die doppelte Wirkung verbunden, einesteils stets die Rille freizuhalten, andererseits etwaige Ansätze auf dem Dichtrand der Klappe zu entfernen. Ein anderer Vorteil dieser Maßnahme besteht darin, daß das aus der Rille tretende Gas den Austritt des staubbehafteten Gichtgases in der Schließstellung der Dichtklappe mit Sicherheit verhindert, da jeweils ein gewisser Anteil des Spülgases in den Ofenraum und andere Anteile in den vor der Dichtklappe liegenden Raum entweichen können. Die Erfindungsmaßnähme ist daher geeignet, in verschiedener Hinsicht die Dichtwirkung der Klappendichtung zu verbessern.According to the further invention, this is also provided that one or more channels in the groove open into which an inert gas can be introduced under pressure. In the open position of the sealing flap there is therefore a flow depending on the pressure conditions, a more or less large amount of the inert gas through oie Groove, cleans it and, as soon as the sealing edge of the flap comes into the area of the groove, takes effect the flow of the inert gas also affects the sealing surface of the sealing flap. It is therefore with the The proposal according to the invention has the dual effect of always keeping the groove free on the one hand, on the other hand, to remove any approaches on the sealing edge of the flap. Another benefit of this The measure consists in that the gas emerging from the groove prevents the dusty furnace gas from escaping in the closed position of the sealing flap with security prevented, as each a certain proportion of the purging gas escape into the furnace chamber and other components escape into the space in front of the sealing flap be able. The inventive measure is therefore suitable in various respects the sealing effect to improve the clapper seal.
Bei einem Hochofen-Gichtverschluß nach der bezeichneten Gattung ist es vorteilhaft, nach längeren Zeiten diese Teile, die die Dichtflächen bilden, auszutauschen. Daher ist es gemäß der weiteren Erfindung zweckmäßig, daß Rille und Gaskanäle in einem austauschbaren Ringflansch angeordnet sind. Dieser kann sich eispielsweise auf dem Ofenkopf befinden und den Anschluß zu den darüberliegenden Vorratsbunkern bilden. In the case of a blast furnace top seal of the type described, it is advantageous after longer Time to replace these parts that form the sealing surfaces. Hence it is according to the further invention expedient that the groove and gas channels are arranged in an exchangeable annular flange. This can, for example, be located on the furnace head and form the connection to the storage bunkers above.
Zur fertigungstechnisch einwandfreien Bearbeitung bzw. zu einer besonders günstigen Ausführungsform läßt sich die Erfindung derart gestalten, daß die Rille aus zwei konzentrisch angeordneten, mit unterschiedlichen Außen- bzw. Innen-Durchmessern ausgeführten Ringen gebildet ist. Die Fertigung dieser Ringe ist deshalb sehr günstig, weil die Außenseiten beider Ringe später die Innenseiten des Rillenspaltes bilden, diese Flächen können daher, soweit erforderlich, abgedreht bzw. an den Dichtflächen geschliffen sein. Es ist somit möglich, die Ringe leicht zu ersetzen bzw. solche vorrätig zu halten, um kurzfristig einen Austausch etwa nicht mehr abdichtender Ringe durchführen zu können, was wohl in den seltensten Fällen erforderlich ist.For processing that is flawless in terms of manufacturing technology or for a particularly favorable embodiment the invention can be designed in such a way that the groove consists of two concentrically arranged, with different Outer and inner diameters executed rings is formed. The manufacture of this Rings is very cheap because the outside of both rings will later become the inside of the groove form, these surfaces can therefore, if necessary, turned off or ground on the sealing surfaces being. It is thus possible to easily replace the rings or to keep them in stock for short notice to be able to exchange about no longer sealing rings, which is probably in the is required in the rarest cases.
Eine besondere Wirkung gestattet, die Erfindung in arbeitsverfahrenstechnischer Hinsicht zweckmäßig im Betrieb einzusetzen. Es ist vorgesehen, daß jeweils kurz vor Erreichen der Dichtstellung die Klappe angehalten, in dieser Position vorübergehend belassen wird, dann der Inertgasstrom beschleunigt und erst danach die volle Dichtkraft auf den Dichtklappenrand übertragen wird. Mit dieser Verfahrensweise stellt sich eine überraschende Wirkung der Selbstreinigung ein. Kurz vor Erreichen der Dichtstellung die Dichtklappe anzuhalten, bedeutet, daß ein enger Strömungskanal entsteht, in dem das Inertgas momentan eine Beschleunigung erfährt, und so eine bessere Reinigungswirkung ausübt. Wenn also insbesondere vor dem Schließen der Dichtklappe diese Selbstreinigung durchgeführt wird, se ist mit allergrößter Sicherheit der Dichtsitz im kurz darauffolgenden Augenblick des Schließens der Klappe in einer gewünschten Verfassung. In der kurzen Zeit zwischen Anhalten und Schließen ist ein Absetzen von Staub kaum mehr möglich. Bei entsprechend hoher Beschleunigung des Inertgases, das z. B. aus Stickstoff bestehen kann, kann eine entsprechend hohe Reinigungskraft erzeugt werden. Die dem Dichtrand der Klappe gegenüberliegende Rille bewirkt überdies eine Teilung des Inertgas-Stromes und damit einen besonders starken Aufprall auf der Kuppe des Dichtrandes, so daß die Umlenkung des Gasstromes in einer Richtung erfolgt, die geeignet ist, etwa anhaftenden Staub zu entfernen.A special effect allows the invention to be expedient in terms of work process engineering to be used in operation. It is provided that shortly before reaching the sealing position the The flap is stopped and temporarily left in this position, then the flow of inert gas is accelerated and only then is the full sealing force transferred to the edge of the sealing flap. With this procedure there is a surprising effect of self-cleaning. Shortly before reaching the sealing position To stop the sealing flap means that a narrow flow channel is created in which the inert gas is currently experiencing an acceleration, and thus has a better cleaning effect. If so this self-cleaning is carried out in particular before the sealing flap is closed, se is with the greatest possible security of the sealing seat in the moment shortly after the closing of the flap in a desired constitution. There is a settling in the short time between stopping and closing hardly possible from dust. With a correspondingly high acceleration of the inert gas, the z. B. off If nitrogen can exist, a correspondingly high cleaning power can be generated. The dem The groove opposite the sealing edge of the flap also divides the flow of inert gas and thus a particularly strong impact on the tip of the sealing edge, so that the deflection of the Gas flow takes place in a direction that is suitable for removing any adhering dust.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt und im folgenden näher erläutert.In the drawing, exemplary embodiments of the invention are shown schematically and in the following explained in more detail.
Fig. 1 bildet einen Teilquerschnitt des Dichtsitzes der erfindungsgemäßen Klappendichtung;Fig. 1 forms a partial cross-section of the sealing seat the flap seal according to the invention;
Fig. 2 stellt einen ebensolchen TeilquerschnittFig. 2 shows such a partial cross-section
5 65 6
wie Fig. 1 jedoch für eine andere Ausführungsform sentliche Grundlage dieses Gedankenganges befindar;
den sich Ringteile 13 bzw. 14 jeweils in solch kon-F i g. 3 zeigt denselben Teilquerschnitt des Dicht- zentrischer Lage, daß die Rille 12 entsteht. Die umsitzes
nach den Fig. 1 und 2, wiederum für eine laufende Rille 12 (der Umlauf ist bei 15 gestrichelt
andere Ausführungsform. 5 angedeutet) weist Querschnittskanten 16 bzw. 17 auf, Sämtliche in den F i g. 1 bis 3 gezeigten Ausfüh- die dem Verlauf des Dichtrandes 10 entsprechen,
rungsformen können an Hochofen-Gichtverschlüssen Zusätzlich münden nunmehr am Umfang des Ring-Anwendung
finden, bei denen die Klappe eine bis- flansches 2, gespeist aus einer weiter nicht dargeherige
Gichtglocke ersetzt. Es ist jedoch auch mög- stellten Sammelleitung Kanäle 18 in die Rille 12.
lieh, an irgendeiner anderen Stelle des höher liegen- j α Durch diese Kanäle 18 wird inertes Gas, durch den
den Vorratsbunkers oder irgendwo an einem Schleu- Pfeil 19 angedeutet, unter Druck zugeführt. Die'
senein- oder -ausgang dieselbe Art der Klappen- Rille 12 kann auch dadurch gebildet werden, daß
dichtung anzuwenden. die Ringteile 13 und 14 des Ringflansches 2 einge-Gemäß
Fig. 1 bildet daher der Teil 1 das untere setzt ausgeführt sind, d. h. daß es sich um selbstän-Ende
eines Einfüllrichters an einem Hochofen- 15 dige Ringe handelt, die in den Grundkörper des
Gichtverschluß der Bauart Hochdruck. Unter dem Ringflansches 2 eingefügt werden. Dies erleichtert,
Einfülltrichter 1 liegt der Ringflansch 2, der an sei- wie vorstehend erwähnt, die Fertigung bzw. den
ner Unterseite 3 die eigentliche Dichtfläche 4 be- Austausch solcher Ringteile 13 und 14.
sitzt. Diese ist im Ausführungsbeispiel der F i g. 1 In F i g. 3 ist die Wirkungsweise der erfindungseben
dargestellt und daher durch Schleifbearbeitung 20 gemäßen Klappendichtung in dem speziellen Fall
besonders glatt gehalten. Der daran anschließende der Fig. 2 ersichtlich. Danach strömt das Inertgas
Teil 5 stellt den oberen Teil des Hochofenkopfes dar. unter Druck (19) durch die Kanäle 18, gelangt von
Der Dichtfläche zugeordnet und um eine waage- dort in die Rille 12 und stößt auf den Dichtrand 10,
rechte, senkrecht auf der Zeichenfläche stehende d. h. auf dessen höchste Stelle 11, um sich dort in
Achse schwenkbar, befindet sich die Dichtklappe 6, 25 die beiden Strömungsteile 20 und 21 zu trennen. In
mit einem verhältnismäßig dünnwandigen inneren den dabei gegebenen engen Strömungsquerschnitten
Querschnittsbereich 7 und einem äußeren Quer- herrscht eine hohe Strömungsgeschwindigkeit, so
schnitt 8, der entsprechend dickwandiger ausgeführt daß bei deren momentanen Umwandlung in Druckist.
Der Wandungsverlauf 9 ist außerdem gewölbt, energie etwa auf dem Dichtrand 10 haftender Staub
ähnlich einer Membrane. Der äußere Querschnitts- 30 weggeblasen wird. Gleichzeitig bildet sich ein entbereich
8 weist einen abgerundet geformten Dicht- sprechender Druck in den Räumen 22 bzw. 23. Der
rand 10 auf. Dieser wölbt sich derart, daß stets eine Gegendruck des inerten Gases trägt folglich dazu
reltaiv breite Berührungsfläche 11 in Form eines bei, Gas aus dem Ofenraum 22 nicht entweichen zu
umlaufenden Ringes rings um den Umfang der lassen. Es kann damit der Vorteil bewirkt werden,
Klappe 6 entsteht, gleichgültig welche Winkellage 35 während der Schließbewegung der Klappe 6 die erder
innere Querschnittsbereich 7 der Dichtklappe 6 wähnte Selbstreinigung hervorzurufen,
einnimmt. Die Erfindung ist geeignet, im Bereich der bein Fig. 2 ist eine andere Ausführungsform mit zeichneten Ofengattungen an den verschiedensten
einer Rille 12 gezeigt. Die Rille 12 läuft entsprechend Stellen zur Druckabdichtung herangezogen zu werdem
Durchmesser des Ringflansches 2 um. Als we- 40 den.As in FIG. 1, however, the essential basis of this train of thought is located for another embodiment; the ring parts 13 and 14 each in such a con-F i g. 3 shows the same partial cross-section of the sealing-centric position that the groove 12 is created. The umsitzes according to FIGS. 1 and 2, again for a running groove 12 (the circumference is indicated by dashed lines at 15, another embodiment. 5) has cross-sectional edges 16 and 17, respectively, all in FIGS. 1 to 3, which correspond to the course of the sealing edge 10, can be used at blast furnace top closures. However, it is also possible to have a collecting line channels 18 into the groove 12, at some other point of the higher lying position Pressure supplied. The input or output of the same type of flap groove 12 can also be formed by applying a seal. the ring parts 13 and 14 of the ring flange 2 are in-According to FIG. 1, therefore, the part 1 forms the lower sets are executed, ie that it is self-end of a hopper on a blast furnace-15-ended rings that are in the base of the top seal of the high pressure type. Be inserted under the annular flange 2. This facilitates the filling funnel 1, the annular flange 2, which, as mentioned above, the production or the ner underside 3, the actual sealing surface 4 replaces such ring parts 13 and 14.
sits. This is in the embodiment of FIG. 1 In F i g. 3 shows the mode of operation of the flap seal according to the invention and is therefore kept particularly smooth in the special case by grinding machining 20. The subsequent one in FIG. 2 can be seen. Then the inert gas flows part 5 represents the upper part of the blast furnace head. Under pressure (19) through the channels 18, comes from the assigned sealing surface and around a level into the groove 12 and strikes the sealing edge 10, right, vertically The sealing flap 6, 25 is located to separate the two flow parts 20 and 21, ie at its highest point 11, so that it can be pivoted in the axis. In a relatively thin-walled inner cross-sectional area 7 with the narrow flow cross-sections and an outer cross-section, there is a high flow velocity, so section 8, which is made correspondingly thick-walled so that it is instantaneously converted into pressure. The course of the wall 9 is also arched, so that dust adhering to the sealing edge 10 is similar to a membrane. The outer cross section 30 is blown away. At the same time, an area 8 is formed which has a rounded seal-speaking print in the spaces 22 and 23, respectively. The edge 10 has. This arches in such a way that a counter pressure of the inert gas always contributes to it, consequently, a relatively wide contact surface 11 in the form of a ring around the circumference of the ring around the circumference of which gas cannot escape from the furnace chamber 22. The advantage can thus be achieved that flap 6 is created, regardless of which angular position 35, during the closing movement of flap 6, which the inner cross-sectional area 7 of sealing flap 6 imagined to cause self-cleaning,
occupies. The invention is suitable, in the area of FIG. The groove 12 runs around the diameter of the annular flange 2 according to points used for pressure sealing. Than we- 40 den.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |