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Einrichtung zum Einstellen und Absperrendes Gasstromes in Heißgaskanälen
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Einstellen und Absperren des Gasstromes
in Heißgaskanälen.
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Hierfür werden in der Regel auf- und abwärts bewegte Schieber aus
Metall, metallarmierter oder umrahmter Schamotte oder aus Schamotte allein verwendet.
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Die Rauchgase sind insbesondere, bei Einzelöfen ohne Abwärmeverwertung
sehr heiß. Die Erwärmung des Schiebers ist dabei sehr unterschiedlich. An der unteren
Durchtrittsstelle der Feuergase sind sie oft auf Weißglut erwärmt, während der obere
Teil, zumal wenn der Schieber aus dem Kanal herausgezogen ist, kühl bleibt. Dies
führt zwangsläufig zu Verwerfungen und materialzermürbenden Wärmespamiungen. Verworfene
Schieber schließen aber bald nicht mehr dicht, klemmen in den Führungen und beschädigen
diese, wenn sie nicht rechtzeitig ersetzt werden.
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Um solche Fehler zu mildern, werden sie starkwandig ausgeführt. Dadurch
werden sie aber schwer und benötigen-zur Bedienung Ausgleichsgewichte und Hebezeuge.
Die auf solche Weise umständliche Handhabung verleitet die Bedienung oft dazu, im
Interesse sparsamerVerbrennung notwendige Schieberverstellungen aufzuschieben oder
zu unterlassen.
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Erfindungsgemäß sollen diese Mängel dadurch behoben werden, daß die
Spindel zum Verstellen des Verschlußkörpers außerhalb des Kanals in Gasströmungsrichtung
verfahr- oder schwenkbar und zusätzlich drehbar gelagert ist, so daß der Verschlußkörper
nach Abheben von seinem Sitz in einer Kanalerweiterung allseitig frei hängt.
In
der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes in mehreren Skizzen
wiedergegeben.
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Skizze i gibt in perspektivischer Darstellung, Skizze 2 in der Sicht
von oben die grundsätzliche Anordnung der Einrichtung wieder.
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Der Ofenkanal mündet in eine Erweiterung, die durch einen Verschlußkörper
abgedeckt wird, der seitlich, in diesem Fall von oben, von einer Spindel gehalten
wird, deren Lagerung und Verstelleinrichtung außerhalb des Kanals verlegt ist. Der
Verschlußkörper hat die Form eines Tellers, der sowohl längs als quer zur Strömung
gestellt (vgl. Skizze 2, punktierte Stellung) im Querschnitt eine strömungsgünstige,
z. B. symmetrische Linsenform erhält. Der Verschlußteller kann einteilig, z. B.
aus hitzebeständiger Stampfmasse, oder in zwei Hälften, z. B. aus gebrannter Schamotte,
hergestellt werden, die durch Anker (s. Skizze 3) zusammengehalten werden.
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Die Spindel kann bei Verwendung von Stampfmasse durch entsprechende
Verdickungen gegen Herausziehen geschützt mit eingestampft'werden, oder es werden
Einsparungen vorgesehen, in die die Spindel durch Stampfmasse verdeckt und befestigt
eingelassen wird. Bei zweiteiliger Ausführung wird die Spindel in entsprechende
Einsparungen zwischen die durch Anker zu verbindenden Hälften eingelegt.
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Die Spindel ist im Gegensatz zur Befestigung von Schiebern erfindungsgemäß
seitlich, in diesem Fall oben abgehend, dem Feuerstrom voll ausgesetzt. Dies macht
bei hoher Feuerbelastung gewisse Schutzmaßnahmen nötig. Erfindungsgemäß wird deshalb
vorgeschlagen, sie aus Kitze- oder korrosionsbeständigem Material auszuführen oder
sie mit einem losen Mantel oder einem festen Überzug aus solchem zu umgeben oder
die Spindel mit einem Überzug zu versehen, der bei der Erhitzung in das Stangenmaterial
eindiffundiert und mit dem Grundmaterial der Spindel eine Kitze- und korrosionsbeständige
Legierung ergibt. Es kann aber auch mit Abstand ein Rohr über die Spindel geschoben
werden, das über den Kanal hinausreicht und über und in dem Kanalbereich Öffnungen
erhält, durch die unter dem Einfluß des im Kanal herrschenden Unterdrucks Kaltluft
zur Kühlung der Spindel und des Mantels einzieht.
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Gleicherweise kann, der Schutzmantel an der Abdeckung der Kanalerweiterung
fest angeordnet werden, der, länglich geformt, ausreichenden Raum zur Bewegung der
Spindel gibt und am Eintritt ganz oder teilweise offen unter dem Einfluß des Zuges
ausreichenden Durchlaß kühler Außenluft zum Schutz der Spindel und des Mantels gibt.
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Die Spindel kann schließlich auch als ein Rohr ausgebildet werden,
das ganz oder teilweise mit einem in Hitze flüssigen Material gefüllt wird, das
Überwärme im Kanalbereich durch Verdampfung und Kondensation oder durch Thermosiphonwirkung
in den außerhalb des Kanals, also kühler liegenden Teil der Spindel abführt.
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Die Skizzen 4, 5 und 6 geben aus der Summe der Möglichkeiten drei
kennzeichnende Ausführungsbeispiele der Gestaltung der Führung des Ventils außerhalb
des Kanals wieder. In Skizze 4 ist das Ventil in der Richtung der Strömung auf festen
Schienen verfahrbar und zugleich drehbar aufgehängt. Durch Bewegung in Richtung
der Strömung wird der Verschlußkörper vom Ventilsitz entfernt. Durch Drehen mittels
der Handgriffe kann es in der punktierten Querlage (s. Skizze 2) oder um 18o° gewendet
werden.
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Skizze 5 und 6 geben Beispiele wieder, in denen die Aufhängung ortsfest
und die Verstellung des Verschlußkörpers durch eine Winkelverstellung der Spindel
erfolgt. Verstelleinrichtung und Aufhängepunkt können dabei in ihrer Lage gegeneinander
vertauscht werden.
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Es sind noch zahlreiche andere Ausführungsformen im Rahmen der Erfindung
möglich, bei denen die Spindel zum Verstellen des Verschlußkörpers außerhalb des
Kanals gelagert ist und gegebenenfalls neben einer Bewegung in Richtung der Strömung
eine Drehung des Ventils ermöglicht ist.
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Zur genauen Begrenzung der zentrischen Lage des Verschlußkörpers zum
Ventilsitz kann erfindungsgemäß an der Haltevorrichtung, in den Skizzen nicht wiedergegeben,
eine feststellbare Feineinstellung angebracht werden.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung arbeitet nun in folgender Weise:
Zur Regelung der gewünschten Durchflußmenge wird der Ventilverschlußkörper mehr
oder weniger nahe an die Mündung durch entsprechende Betätigung der Aufhängung herangerückt
oder abgezogen. Um einen geringstmöglichen Durchflußwiderstand zu erreichen, wird
er weit vom Ventilsitz abgerückt und alsdann mittels der Handgriffe quer zur Strömung
gestellt.
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Gegenüber den eingangs geschilderten Mängeln der Schieber hat die
Einrichtung nach der Erfindung folgende Vorzüge: In jeder Lage allseitig gleichmäßig
von dem Feuerstrom umflossen, ist die Einrichtung in allen Teilen gleichmäßig warm.
Verwerfungen Risse und materialzermürbende Spannungen sind so ausgeschaltet, dies
um so mehr, als Verschlußkörper und Sitz der strömungsgünstigen Form wegen kleiner
gehalten werden können als Schieber und Schieberöffnung. Entsprechend höher ist
auch die Lebensdauer.
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Leicht innerhalb des Strömungskanals frei von Führungen hängend und
im Gegensatz zu Schiebern nur in fast gleichbleibender Höhe zu bewegen, ist die
Einrichtung nach der Erfindung leicht zu verstellen und verführt so nicht zur Unterlassung
der zu sparsamer Verbrennung notwendigen Nachstellung des Zuges. Eine besondere
Bedeutung gewinnt die leichte Verstellmöglichkeit des Verschlußkörpers für diejenigen
Einbaufälle, wo der Schieber anstatt von Hand durch einen Regler betätigt werden
soll, da es bekanntlich bei allen Regeleinrichtungen besonders darauf ankommt, die
Verstellkräfte so klein wie möglich zu halten. Auch die Herstellungskosten des einfach
geformten Ventilverschlußkörpers und der einfachen Aufhängung sind weitaus geringer
als diejenigen eines Schiebers mit Schieberführung, Gegengewicht und Hebezeug.
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Die Anwendbarkeit der Einrichtung ist nun keineswegs auf den bisher
geschilderten Fall des Verschlusses bzw. der Regelung eines Strömungskanals beschränkt.
Die
Einrichtung kann vielmehr auch mit besonderem Vorteil für den wechselseitigen Verschluß
zweier Kanäle dienen, wie dies in Skizze 7 wiedergegeben ist. Hier wird der Verschlußkörper
wechselnd von einer zur anderen Kanalseite geführt, wobei die Aufhängung entweder
nach Skizze .I jeweils von einer nach der anderen Seite verfahren wird oder nach
Skizze 5 und 6 in Form eines Pendels bewegt wird. Auch dieses Beispiel zeigt den
Vorteil der leichten Verstellbarkeit.
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Waren bisher Anwendungsbeispiele beschrieben, in denen die Einrichtung
zur Absperrung und Regehing von Kanälen für sehr heiße Rauchgase verwendet wird,
;o@ ist sie gleicherweise sinngemäß auch für Verschluß und Regelung des Abwärmestromes
beim Kühlen der Öfen anzuwenden.
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Sofern hierbei bei niedrigen Temperaturen eine höhere Dichtigkeit
gefordert wird, kann die Mündung in Form eines Kragens aus dünnem, z. B. elastischem
Blech. hergestellt werden, in den sich der mit schwachkegeliger ()der kugeliger
Sitzfläche versehene, gegebenenfalls ebenfalls aus hitzebeständigem Metall auszuführende
Ventilverschlußkörper unter Anwendung eines entsprechenden Drucks derart einzwängt,
daß sich Ventilverschlußkörper und Sitzfläche in einer geschlossenen Linie voll
dichtend berühren.
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Zur besseren Anpassung von Verschlußkörper und Ventilsitz kann (#s
zweckmäßig sein, den Ventilversclilußkörper an der Halterung in begrenztem Umfang
beweglich zu befestigen (Skizze 8).
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Im Gegensatz zii der bisher geschilderten Bewegung des Ventilverschlußkörpers
ausschließlich in Richtung der Strömung kann der Ventilverschlußkörper in diesem
Fall seitlich weggeklappt werden.