DE4105831A1 - Sonde zur entnahme von gasproben und zur ausfuehrung von thermischen messungen ueber der beschickungsoberflaeche eines schachtofens - Google Patents
Sonde zur entnahme von gasproben und zur ausfuehrung von thermischen messungen ueber der beschickungsoberflaeche eines schachtofensInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sonde zur
Entnahme von Gasproben und zur Ausführung von thermischen
Messungen über der Beschickungsoberfläche eines Schachtofens,
wobei diese Sonde einen Sondenarm aufweist, der
mit einer Reihe von Öffnungen versehen ist, um an verschiedenen
Stellen der Beschickungsoberfläche gleichzeitig
Gasproben zu entnehmen und thermische Messungen
auszuführen, und der besagte Sondenarm eine Länge hat,
die größer als der Radius des Ofens ist, und so angeordnet
ist, daß er sich von dem mittleren Gebiet des Ofens
bis nach außerhalb des Ofens erstreckt, wobei er durch
eine Öffnung in der Wand des Ofens hindurchgeführt ist.
Bis jetzt waren im wesentlichen zwei Arten von
Sonden der oben beschriebenen Art bekannt, nämlich die
festen Sonden und die durch die Wand des Ofens hindurch
einziehbaren Sonden. Die festen, über der Beschickungsoberfläche
unbeweglichen Sonden haben den Nachteil, daß
sie die Fallbahn des Beschickungsmaterials stören und den
Stößen durch das Beschickungsmaterial ausgesetzt sind,
was einen sehr raschen Verschleiß mit sich bringt. Die
radial verschiebbaren Sonden werden zwischen zwei
Beschickungszyklen in den Ofen eingeführt und vor dem
folgenden Beschickungszyklus wieder herausgezogen. Diese
Sonden weisen nicht die Nachteile der festen Sonden auf,
aber erfordern Mittel, um sie zu verschieben, sowie
Mittel, um sie gegenüber der Wand des Ofens abzudichten.
Außerdem ist mit ihrer Handhabung ein gewisser Zeitverlust
verbunden.
In dem US-Patent 40 61 036 wird eine verbesserte
Sonde vorgeschlagen, die schwenkbar ist. Der Arm dieser
Sonde ist an einer vertikalen Stange befestigt, die durch
den schrägen Teil des Ofenkopfes hindurchgeführt ist, und
die Mittel aufweist, um sie um ihre vertikale Achse zu
drehen. Bei dieser Bewegung wird der horizontale Sondenarm
über die Beschickungsoberfläche hinweg geschwenkt.
Diese Sonde hat den Vorteil, daß sie über der gesamten
Schwenkoberfläche Messungen ausführen kann, während die
anderen Sonden nur entsprechend einer radialen Linie
Messungen ausführen können. Außerdem kann der Sondenarm
rasch in eine Parkposition bei der Wand des Ofens
gebracht werden, wo er die Beschickung nicht stört und
außerhalb der Fallbahn des Beschickungsmaterials ist.
Dagegen erfordert die Wartung der Sonde, insbesondere die
Ersetzung der Thermoelemente und die Entstopfung der
Gasproben-Entnahmerohre den Ausbau der ganzen Sonde,
wobei dieser Ausbau noch dadurch erschwert wird, daß er
in vertikaler Richtung durch die Öffnung in dem schrägen
Teil der Ofenwand vorgenommen werden muß.
Alle bis jetzt bekannten Sonden haben außerdem den
Nachteil, daß sie nicht an das Beschickungsprofil
anpaßbar sind, das von einem Ofen zum anderen verschieden
sein kann. Daraus ergibt sich, daß die Höhe der Probenentnahmen
und der thermischen Messungen von einer Meßöffnung
zur anderen verschieden ist, was Fehler bei der
Interpretation der Messungen verursachen kann.
Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, eine neue
Sonde von der in dem Oberbegriff beschriebenen Art vorzuschlagen,
bei der die Thermoelemente leicht ersetzt und
die Gasproben-Entnahmerohre rasch entstopft werden
können, ohne die Sonde ausbauen zu müssen, bei der die
Neigung des Sondenarms an das Beschickungsprofil angepaßt
werden kann, und bei der der Sondenarm rasch in eine
Parkposition gebracht werden kann, ohne den Beschickungsprozeß
zu stören.
Um dieses Ziel zu erreichen, wird gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Sonde von der in dem Oberbegriff
beschriebenen Art vorgeschlagen, die im wesentlichen
dadurch gekennzeichnet ist, daß die besagte Öffnung von
einem Haltering umgeben ist, der mit der Wand des Ofens
fest verbunden ist und mit zwei einander diametral gegenüberliegenden,
äußeren Drehzapfen versehen ist, auf denen
zwei parallele Arme gelenkig gelagert sind, zwischen
denen der Sondenarm angebracht ist, und daß der besagte
Sondenarm um die Mitte des besagten Rings beweglich ist,
wobei er durch mindestens einen Hubzylinder betätigt
wird, der zwischen dem besagten Ring und dem äußeren Ende
des Sondenarms angebracht ist, und daß der Sondenarm eine
kreisförmige Gleitfläche aufweist, die auf der inneren
Oberfläche des besagten Rings bei guter Abdichtung verschoben
werden kann.
Das äußere Ende des Sondenarms wird vorzugsweise
von einem Aufhängering getragen, der mit den zwei Armen
fest verbunden ist, und auf dem der besagte Hubzylinder
gelenkig gelagert ist.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform
besteht der Haltering aus einem Wälzlagerblock mit einem
festen Laufkranz, der mit der Wand des Ofens fest verbunden
ist, und einem beweglichen Laufkranz, der die
besagten Drehzapfen aufweist und um den festen Laufkranz
umlaufen kann, wobei er von einem Motor angetrieben wird.
Infolge dieser Drehung kann der Sondenarm, wenn er eine
nicht der Drehachse entsprechende Winkelposition einnimmt,
eine Präzessionsbewegung ausführen, wobei er eine
Oberfläche beschreibt, die der Oberfläche eines Hyperboloids
entspricht. Dabei kann der Sondenarm parallel zu
der Materialböschung angeordnet werden, um Messungen auszuführen,
und seitlich gemäß dieser Präzessionsbewegung
in eine Parkposition gebracht werden, um außerhalb der
Fallbahn des Beschickungsmaterials zu sein.
Der Wälzlagerblock kann je nach dem Winkel der
Materialböschung auf verschiedene Weise bezüglich einer
diametralen Richtung des Ofens ausgerichtet werden. Der
Block kann so angeordnet werden, daß seine Drehachse
horizontal, und bezüglich des Ofens diametral verläuft.
Der Block kann auch so angeordnet werden, daß seine Achse
horizontal ist und einen spitzen Winkel mit der
diametralen Achse des Ofens bildet, die durch die Mitte
des Wälzlagerblocks verläuft.
Der Wälzlagerblock kann auch so geneigt werden,
daß seine Drehachse in einer vertikalen Ebene einen
spitzen Winkel mit der Horizontalen bildet, wobei sie
nach der Mitte des Ofens hin ansteigt.
Gemäß einer anderen Ausführungsform ist der Haltering
ein doppelter Ring mit einer Kardanfunktion, der
einen äußeren Ring aufweist, der mit den besagten zwei
äußeren Drehzapfen versehen ist, und außerdem mit zwei
inneren Drehzapfen versehen ist, die kreuzförmig zu den
äußeren Drehzapfen angeordnet sind und auf einem inneren
Ring drehbar sind, der mit der Wand des Ofens fest verbunden
ist.
Weitere Besonderheiten und Merkmale werden sich aus
der ausführlichen Beschreibung einiger Ausführungsformen
ergeben, die nachstehend zur Veranschaulichung wiedergegeben
sind, wobei auf die im Anhang beigefügten Figuren
Bezug genommen wird, die folgendes darstellen:
Die Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer
ersten Ausführungsform einer Sonde gemäß der vorliegenden
Erfindung, wobei diese Sonde in zwei verschiedenen
Neigungspositionen wiedergegeben ist.
Die Fig. 1a zeigt die Einzelheiten der Aufhängung
der Sonde im vertikalen Schnitt.
Die Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht des
äußeren Teils der Sonde und ihrer Aufhängung.
Die Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform gemäß
der vorliegenden Erfindung.
Die Fig. 3b ist eine Schnittansicht gemäß der
Schnittebene B-B der Fig. 3.
Die Fig. 4 ist eine schematische Darstellung einer
ersten Verfahrensweise im Aufriß.
Die Fig. 5 ist eine schematische Darstellung der
ersten Verfahrensweise im Aufriß bei axialer Projektion.
Die Fig. 6 ist eine schematische Darstellung der
ersten Verfahrensweise im Grundriß.
Die Fig. 7 zeigt die erste Verfahrensweise in der
Perspektive.
Die Fig. 8 bis 11 sind schematische Darstellungen,
die den Fig. 4 bis 7 entsprechen und eine
zweite Verfahrensweise veranschaulichen.
Die Fig. 12 bis 15 sind schematische Darstellungen,
die den Fig. 4 bis 7 entsprechen und eine
dritte Verfahrensweise veranschaulichen.
Die Fig. 16 ist eine schematische Darstellung
einer vierten Verfahrensweise im Grundriß.
Die Fig. 17 ist eine schematische Ansicht im
Aufriß bei Projektion in Richtung C der Fig. 16.
Die Fig. 18 ist eine schematische Ansicht im
Aufriß bei Projektion in Richtung B der Fig. 16.
Die Fig. 19 ist eine schematische Ansicht im
Aufriß bei Projektion in Richtung A der Fig. 16.
Die Fig. 20 ist eine perspektivische Darstellung
der Verfahrensweise der Fig. 16.
Die Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer
Sonde 22 gemäß der vorliegenden Erfindung, die über der
Beschickungsoberfläche eines Hochofens 24 angebracht ist.
Es handelt sich speziell um einen Hochofen, der mit einem
V-förmigen Beschickungsprofil, das heißt, mit einer
konischen Materialböschung arbeitet, die von der Mitte
der Beschickungsoberfläche nach der Wand hin ansteigt.
Die Sonde 22 weist im wesentlichen einen geraden Sondenarm
26 auf, der so konzipiert ist, daß die Thermoelemente
und Gasproben-Entnahmerohre, insbesondere zum Zwecke
ihres Ausbaus, von außerhalb des Ofens erreicht werden
können, ohne daß der Sondenarm 26 ausgebaut werden muß.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist die Sonde
ein System zur Aufhängung des Arms 26 auf, damit dieser
in der Einsatzposition entsprechend der Neigung der
Materialböschung geneigt werden kann, was durch die zwei
verschiedenen Winkelpositionen des in der Fig. 1 dargestellten
Arms 26 veranschaulicht ist.
Der Sondenarm 26 wird durch eine Öffnung 30 in der
Ofenwand 28 in den Ofen 24 eingeführt und reicht in dem
Ofen 24 bis in die mittlere Zone. Der Arm 26 wird von
einem Haltering 32 gehalten, der mit dem Rand der Öffnung
30 und der Wand 28 fest verbunden ist.
Bei der Ausführungsform der Fig. 1 besteht der
Haltering 32 aus einem Wälzlagerblock mit einem festen
Laufkranz 34, der mit dem Rand der Öffnung 30 fest verbunden
ist, und einem beweglichen Laufkranz 36, der über
bekannte Wälzmittel, wie Kugeln oder Rollen, um den
festen Laufkranz umlaufen kann. Dieser bewegliche Laufkranz
36 wird durch nicht dargestellte Mittel angetrieben,
um ihn um den Laufkranz 34 herum drehen zu können.
Dazu kann er mit einem Zahnkranz versehen werden, in den
ein nicht dargestelltes Antriebsritzel eingreift. Der
äußere bewegliche Zahnkranz 36 weist zwei einander
diametral gegenüberliegende seitliche Drehzapfen auf, auf
denen zwei Arme 42 und 44 gelenkig gelagert sind, die
sich auf beiden Seiten des Sondenarms 26 parallel
zueinander erstrecken und über einen Aufhängering 46, der
um den äußeren Teil des Sondenarms 26 herum vorgesehen
ist, mit diesem Sondenarm fest verbunden sind. Mittels
eines hydraulischen Zylinders 48, der zwischen dem
Aufhängering 46 und dem beweglichen Laufkranz 36
angebracht ist, ist es möglich, den Sondenarm 26 um die
Achse der Drehzapfen 38 und 40 zu kippen, wie dies in der
Fig. 1 dargestellt ist, und so die Neigung des Arms 26
in dem Ofen zu ändern.
Die Abdichtung zwischen dem Inneren und dem Äußeren
des Ofens 24 erfolgt durch eine sphärische Dichtung, die
im vorliegenden Fall aus einem sphärischen Segment 50
besteht, das mit dem Sondenarm 26 fest verbunden ist, und
dessen Krümmungszentrum dem Drehzentrum des Laufkranzes
36 entspricht, wobei dieses Drehzentrum auf der Achse der
zwei Drehzapfen 38 und 40 liegt. Die innere Oberfläche
des festen Laufkranzes 34 des Blocks 32 ist als
sphärische Gleitfläche mit dem gleichen Krümmungszentrum
ausgebildet, so daß das Segment 50 bei der Drehung des
Laufkranzes 36 und bei der Kippung des Sondenarms 26 um
die Achse der Drehzapfen 38 und 40 bei guter Abdichtung
auf dieser Gleitfläche verschoben werden kann. Die Gleitfläche
des Laufkranzes 34 kann dazu mit einer an sich
bekannten Dichtungseinlage versehen werden. Dabei ist
anzumerken, daß das Segment 50 nur eine Führungs- und
Abdichtungsfunktion und keine Haltefunktion erfüllt, da
diese Haltefunktion ausschließlich von dem Wälzlagerblock
32 in Verbindung mit den zwei Armen 42, 44, die den
Sondenarm 26 tragen, erfüllt wird.
Die Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform der
Aufhängung des Sondenarms 26. Wie bei der ersten Ausführungsform
wird der Sondenarm 26 von zwei Armen 42, 44
getragen, die auf seitlichen Drehzapfen 38 und 40 eines
Halterings 52 gelenkig gelagert sind, der mit dem Rand
der Öffnung fest verbunden ist, wobei die Führung und die
Abdichtung ebenfalls über ein sphärisches Segment 50
erfolgen, das auf der inneren, sphärischen Gleitfläche
des Halterings 52 verschoben wird. Im Gegensatz zu der
Ausführungsform gemäß der Fig. 1 ist der Haltering 52
jedoch nicht als Wälzlagerblock, sondern als Kardangelenk
ausgeführt. Wie in der Fig. 3b dargestellt,
besteht der Haltering aus einem äußeren Ring 54, der mit
den Drehzapfen 38 und 40 versehen ist, und aus einem
inneren Ring 56, der mit dem Rand der Öffnung 30 fest
verbunden ist. Der äußere Ring 54 ist über zwei Drehzapfen
58, 60 die kreuzförmig zu den Drehzapfen 38 und
40 angeordnet sind, mit dem inneren Ring 56 verbunden.
Der äußere Ring 54 kann also bezüglich des inneren Rings
56 um die Achse der Drehzapfen 58 und 60 geschwenkt
werden, was durch den Pfeil 62 symbolisiert ist.
Unabhängig davon kann der Sondenarm 26 um die Drehzapfen
38 und 40 geschwenkt werden, was durch den Pfeil 64
symbolisiert ist. Diese zwei Schwenkbewegungen werden
durch - nicht dargestellte - hydraulische Zylinder
hervorgerufen, die dem Hubzylinder 48 der Fig. 1 ähnlich
sind. Um den äußeren Ring 54 gegenüber dem inneren Ring
56 schwenken zu können, müssen die Kontaktflächen der
beiden Ringe eine sphärische Form haben, mit dem Schnittpunkt
der zwei Achsen der vier Drehzapfen als Krümmungszentrum.
Diese Schwenkbewegungen ermöglichen dem Sondenarm
26, jede beliebige horizontale oder vertikale Neigung
innerhalb des Ofens einzunehmen.
Im folgenden wird eine erste Verwendungsart einer
Sonde für die Ausführungsform gemäß der Fig. 1
beschrieben, wobei auf die in der Fig. 1 dargestellten
zwei Winkelpositionen Bezug genommen wird. Die in der
Fig. 4 veranschaulichte Position 66 entspricht einem
Beschickungsprofil mit sehr steiler Materialböschung. Für
den Sondeneinsatz wird der Sondenarm 26 parallel zu der
Materialböschung angeordnet, wozu er mittels des Hubzylinders
48 um seine Aufhängedrehzapfen 38 und 40
geschwenkt wird. Am Ende des Sondeneinsatzes wird der
Sondenarm 26 in eine Parkposition gebracht, um außerhalb
der Bahn des Beschickungsmaterials zu sein, und um vor
der großen Hitze geschützt zu sein, die in der Mitte des
Ofens herrscht. Dazu wird der bewegliche Laufkranz 36 des
Halterings 32 um eine Viertelumdrehung gedreht, ohne die
Winkelposition des Sondenarms 26 bezüglich seiner
Aufhängedrehzapfen zu ändern. Bei dieser Drehung des
Laufkranzes 36 um seine Achse X beschreibt der Sondenarm
26 eine konische Präzessionsbewegung um die Achse X,
wobei diese Präzessionsbewegung der Oberfläche eines
Hyperboloids entspricht, wie dies in der Fig. 7 dargestellt
ist. Wie in der Fig. 5 dargestellt ist,
beschreibt die Spitze der Sonde 26 einen Viertelkreis 68,
bis sich der Sondenarm 26 in einer horizontalen Position
befindet, die der in der Fig. 6 veranschaulichten Parkposition
66′ entspricht. Je größer die Neigung des
Sondenarms 26 in der Sondeneinsatzposition gemäß der
Fig. 4 ist, desto näher bei der Wand ist die Parkposition
gemäß der Fig. 6, da - wie aus der Fig. 5
ersichtlich ist - der von der Spitze des Sondenarms 26
beschriebene Radius des Kreises 68 um so größer ist, je
größer die Neigung des Arms ist.
Für den Sondeneinsatz bei einer Beschickungsoberfläche
mit weniger steiler Materialböschung kann der
Sondenarm angehoben werden, zum Beispiel in die in der
Fig. 4 mit der Kennziffer 70 bezeichnete Position. Wie
aus der Fig. 5 ersichtlich ist, wird jedoch bei einer
Anhebung des Sondenarms 26 in eine weniger steile
Position, wie beispielsweise die Position 70, der von der
Spitze des Sondenarms bei einer Schwenkung der Sonde 26
um die Achse X beschriebene Radius des Kreises 72 vermindert.
Dies bedeutet, daß - wie aus der Fig. 6
ersichtlich ist - die Parkposition 70′ zu weit von der
Wand des Ofens entfernt ist. Dies stellt jedoch kein
Problem dar, denn wenn der Sondenarm 26 einmal in der
Parkposition 70′ ist, muß er nur noch mittels des Hubzylinders
48 in horizontaler Richtung um die Achse der
Drehzapfen 38, 40 geschwenkt werden, um seinen Winkel
bezüglich der Achse X zu vergrößern und so den Arm 26 zu
schwenken, bis er nahe genug bei der Wand des Ofens ist,
beispielsweise bis in die Position 66′ gemäß der Fig. 6.
Die Ausführungsform gemäß der Fig. 1 mit der
Möglichkeit der Schwenkung und der Drehung des Sondenarms
26 ist speziell für einen Schachtofen bestimmt, der mit
verschiedenen Beschickungsprofilen, das heißt, mit mehr
oder weniger steilen Materialböschungen betrieben wird.
Wenn dagegen ein Ofen immer mit der gleichen Materialböschung
betrieben wird, ist es nicht erforderlich, die
Möglichkeit der Schwenkung des Arms 26 um die Drehzapfen
38 und 40 vorzusehen. Der Sondenarm 26 kann dann unter
einer bestimmten Neigung bezüglich der Achse X, die dem
Winkel der Materialböschung entspricht, mit dem mobilen
Laufkranz 36 fest verbunden werden.
Wenn - wie unter Bezugnahme auf die Fig. 4 bis 7
beschrieben - die Materialböschung steil ist und der
Sondenarm 26 in der Position 66 ist, wird in der Tat
nicht die Möglichkeit genutzt, den Sondenarm 26 um die
Drehzapfen 38 und 40 zu schwenken, um ihn von einer
Sondeneinsatzposition nach einer Parkposition und
umgekehrt zu bewegen. Wenn dagegen der Sondenarm 26
in einer weniger steilen Position ist, wie beispielsweise
der Position, die in der Fig. 4 mit der Kennziffer 70
bezeichnet ist, genügt die Drehung des Sondenarms 26 um
die Achse X allein nicht, um die Sonde in eine Parkposition
zu bringen, die nahe genug bei der Wand des
Ofens ist, und dann muß auf die Schwenkung des Sondenarms
26 um diese Haltedrehzapfen 38 und 40 zurückgegriffen
werden, um den Neigungswinkel bezüglich der
Achse X zu vergrößern.
Die Fig. 8 bis 15 veranschaulichen zwei Kunstgriffe
bei der Montage der Sonde, mit denen dieses
Problem gelöst werden kann, und die ermöglichen, die
Sonde in eine Parkposition außerhalb der Fallbahn des
Beschickungsmaterials zu bringen, ohne daß es erforderlich
ist, den Sondenarm zu schwenken.
Die Fig. 8 zeigt den Sondenarm 26 in einer
Position 74 mit im wesentlichen gleichem Neigungswinkel
wie bei der Position 70 der Fig. 4. Bei der Ausführungsform
der Fig. 8 bis 11 ist die Schwenkung, die vorgesehen
ist, um den Sondenarm der Fig. 4 von der
Position 70′ nach der Position 66′ zu bringen, durch eine
entsprechende Ausrichtung des Halterings 32 ersetzt, bei
der die Drehachse X, wie aus der Fig. 10 ersichtlich
ist, einem spitzen Winkel mit der vertikalen diametralen
Ebene bildet. Daraus ergibt sich, daß die Spitze des
Sondenarms 26 bei der Schwenkung zwischen der Sondeneinsatzposition
74 und der Parkposition 76 einen Kreisbogen
78 beschreibt (siehe Fig. 9), der größer als 90°
ist, wobei der Sondenarm 26 immer noch, wie aus der Fig. 11
ersichtlich ist, eine Oberfläche eines Hyperboloids
erzeugt. Bei dieser Ausführungsform ist der Winkel α um
so kleiner, je steiler die Materialböschung ist.
Ein zu der Anordnung gemäß den Fig. 8 bis 11
analoges Ergebnis kann mit der Anordnung gemäß den
Fig. 12 bis 15 erhalten werden. Die Sondeneinsatzposition
80 des Sondenarms gemäß der Fig. 12 entspricht
in der Tat im wesentlichen der Sondeneinsatzposition 74
gemäß der Fig. 8. Ebenso entspricht die Parkposition 82
des Sondenarms gemäß der Fig. 14 im wesentlichen der
Parkposition 76 gemäß der Fig. 10. In der Fig. 14 liegt
die Drehachse X jedoch, im Gegensatz zu der Fig. 10,
immer noch in der diametralen Ebene, aber der Haltering
32 ist, wie aus der Fig. 12 ersichtlich, so
ausgerichtet, daß seine Drehachse X in der diametralen
Ebene einen Winkel β mit der Horizontalen bildet, wobei
diese Drehachse X zu der Mitte des Ofens hin ansteigt.
Die Wirkung dieser Ausrichtung der Achse X ergibt sich
aus der Fig. 13, die zeigt, daß der Radius des von der
Spitze des Sondenarms 26 beschriebenen Kreises 84
proportional zu der Größe des Winkels β erhöht ist, was
zur Folge hat, daß in der Parkposition 82 gemäß der Fig. 14
der Sondenarm weiter von der vertikalen diametralen
Ebene entfernt ist. Wie bei der Ausführungsform der
Fig. 8 bis 11 kann der Winkel β um so kleiner sein, je
steiler die Materialböschung ist.
Die Ausführungsform der Fig. 3 erfordert kein
Funktionsschema, um ihre Manövrierungsmöglichkeiten zu
veranschaulichen. Das Kardan-Universalgelenk gemäß der
Fig. 3b ermöglicht in der Tat, den Sondenarm 26
unabhängig von der Neigung der Materialböschung in jede
beliebige Winkelposition zu bringen.
Wenn ein Ofen dauernd mit dem gleichen
Beschickungsprofil betrieben wird, ist es sogar möglich,
nach dem Muster der Ausführungsform der Fig. 1 die
Ausführungsform der Fig. 3 zu vereinfachen, wozu das
Kardan-Unviversalgelenk durch eine Aufhängung mit
einfacher Schwenkung um die Drehzapfen 38 und 40 ersetzt
wird, das heißt, die Drehzapfen 58 und 60 weggelassen
werden, und anstelle der zwei Aufhängeringe ein einziger
Aufhängering vorgesehen wird. Die Fig. 16 bis 20 sind
Funktionsschemata, die die Bewegung des Sondenarms 26 bei
einer solchen vereinfachten Ausführungsform veranschaulichen.
Diese Figuren zeigen den Sondenarm in der
Sondeneinsatz-Position 86 und in der Parkposition 88, die
eine horizontale Position ist. Bei dieser vereinfachten
Ausführungsform ist die Aufhängung des Sondenarms 26 so
konzipiert, daß die Schwenkachse der Drehzapfen 38 und 40
bezüglich der Horizontalen entsprechend der Steilheit der
Materialböschung geneigt ist. Daraus ergibt sich, daß der
Sondenarm 26 von der Sondeneinsatz-Position 86 nach der
Parkposition 88, und umgekehrt, durch Schwenken um die
Drehzapfen 38 und 40 bewegt wird, wobei eine geneigte
Ebene überstrichen wird, wie dies in der perspektivischen
Ansicht der Fig. 20 dargestellt ist.
Die Neigung des Sondenarms in der Sondeneinsatz-Position,
sowie der Winkel der Materialböschung sind in
der Fig. 19 veranschaulicht. Diese Winkel werden in den
Fig. 17 und 18 wegen der schrägen Betrachtung in
Richtung C bzw. D größer wiedergegeben.
Claims (10)
1. Sonde zur Entnahme von Gasproben und zur Ausführung
von thermischen Messungen über der Beschickungsoberfläche
eines Schachtofens, aus einem Sondenarm (26),
der mit einer Reihe von Öffnungen versehen ist, um an
verschiedenen Stellen der Beschickungsoberfläche
Gasproben zu entnehmen und gleichzeitig thermische
Messungen auszuführen, wobei der besagte Sondenarm eine
größere Länge als der Radius des Ofens hat und so
angeordnet ist, daß er sich von dem zentralen Gebiet des
Ofens bis nach außerhalb des Ofens erstreckt, wobei er
durch eine Öffnung (30) in der Wand (28) des Ofens
hindurchgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die
besagte Öffnung (30) von einem Haltering (32), (52)
umgeben ist, der mit der Wand (28) des Ofens fest
verbunden ist und mit zwei einander diametral gegenüberliegenden,
äußeren Drehzapfen (38), (40) versehen ist,
auf denen zwei parallele Arme (42), (44) gelenkig
gelagert sind, zwischen denen der Sondenarm (26)
angebracht ist, daß der besagte Sondenarm (26) über
mindestens einen Hubzylinder (48), der zwischen dem
besagten Ring (32), (52) und dem äußeren Ende des
Sondenarms (26) angeordnet ist, um das Zentrum des
besagten Rings (32), (52) bewegt werden kann, und daß der
Sondenarm eine kreisförmige Gleitfläche aufweist, die auf
der inneren Oberfläche des besagten Rings (32), (52)
bei guter Abdichtung verschoben werden kann.
2. Sonde gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das äußere Ende des Sondenarms (26) von einem
Aufhängering (46) getragen wird, der mit den zwei Armen
(42), (44) fest verbunden ist, und auf dem der besagte
Hubzylinder (48) gelenkig gelagert ist.
3. Sonde gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Haltering (32) ein Wälzlagerblock ist, aus einem
festen Laufkranz (34), der mit der Wand (28) des Ofens
fest verbunden ist, und einem beweglichen Laufkranz (36),
der die besagten Drehzapfen (38), (40) aufweist und um
den festen Laufkranz (34) umlaufen kann, wobei er von
einem Motor angetrieben wird.
4. Sonde gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der besagte Wälzlagerblock so angeordnet ist, daß
seine Drehachse X horizontal und bezüglich des Ofens
diametral verläuft.
5. Sonde gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der besagte Haltering (52) ein doppelter Ring mit
einer Kardanfunktion ist, wobei dieser doppelte Ring
einen äußeren Ring (54) aufweist, der mit den besagten
zwei äußeren Drehzapfen (38), (40) versehen ist und
außerdem mit zwei inneren Drehzapfen (58, 60) versehen
ist, die kreuzförmig zu den äußeren Drehzapfen angeordnet
sind und auf einem inneren Ring (54) geschwenkt werden
können, der mit der Wand (28) des Ofens fest verbunden
ist.
6. Sonde zur Entnahme von Gasproben und zur Ausführung
von thermischen Messungen über der Beschickungsoberfläche
eines Schachtofens, aus einem Sondenarm (26),
der mit einer Reihe von Öffnungen versehen ist, um an
verschiedenen Stellen der Beschickungsoberfläche Gasproben
zu entnehmen und gleichzeitig thermische Messungen
auszuführen, wobei der besagte Sondenarm eine größere
Länge als der Radius des Ofens hat und so angeordnet ist,
daß er sich von dem zentralen Gebiet des Ofens bis nach
außerhalb des Ofens erstreckt, wobei er durch eine
Öffnung (30) in der Wand (28) des Ofens hindurchgeführt
ist, dadurch gekennzeichnet, daß die besagte Öffnung (30)
von einem Wälzlagerblock (32) umgeben ist, aus einem
festen Laufkranz (34), der mit der Wand (28) des Ofens
fest verbunden ist, und einem beweglichen Laufkranz (36),
der um den festen Laufkranz (34) umlaufen kann, wobei er
von einem Motor angetrieben wird, sowie aus Mitteln zur
Befestigung des Sondenarms (26) auf dem beweglichen
Laufkranz (36), und einem mit dem Sondenarm (26) fest
verbundenen sphärischen Segment (50) mit einer peripheren
Gleitfläche, die auf der ebenfalls sphärischen, inneren
Oberfläche des festen Laufkranzes (34) bei guter
Abdichtung verschoben werden kann.
7. Sonde gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der besagte Wälzlagerblock (32) so angeordnet ist,
daß seine Drehachse X horizontal ist und einen spitzen
Winkel α mit der durch die Mitte des Wälzlagerblocks
(32) verlaufenden diametralen Achse des Ofens bildet.
8. Sonde gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der besagte Wälzlagerblock (32) so geneigt ist, daß
seine Drehachse X in einer vertikalen Ebene einen spitzen
Winkel β mit der Horizontalen bildet, wobei diese
Drehachse X zu der Mitte des Ofens hin ansteigt.
9. Verwendung einer Sonde gemäß irgendeinem der
Ansprüche 1 bis 8 zur Untersuchung der Beschickungsoberfläche
eines Schachtofens mit einem V-förmigen
Beschickungsprofil.
10. Verwendung einer Sonde gemäß Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß der Sondenarm (26) in der
Sondeneinsatz-Position parallel zu der Neigung der
Materialböschung angeordnet ist.
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