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Die Erfindung betrifft einen mehrwandigen Kompensator für einen Düsenstock von Schachtöfen, insbesondere Hochöfen, mit zumindest einem ein Tauchrohr umgebenden Faltenbalg und drei an dessem Umfang verteilten, einerseits mit einem gegenüber dem Tauchrohr festen und anderseits mit einem gegenüber diesem beweglichen Anschlussflansch beweglich verbundenen Stangen.
Üblicherweise besitzen Schachtöfen einen Heisswindring, von dem Düsenstöcke zu einzelnen Blasformen führen, aus denen der Heisswind in das Ofengestell eintritt. Infolge der unterschiedlichen Temperaturen von Heissring und Ofengestell sind sehr grosse und unterschiedliche Dehnungen zu berücksichtigen. Zu diesem Zweck werden Kompensatoren in die Düsenstöcke eingebaut, um einerseits eine Winkelbewegung und anderseits eine axiale sowie laterale Verschiebung der Düsenstöcke zuzulassen.
Ein aus dem DE-GBM 7325087 bekannter Kompensator der genannten Art ist einerseits über einen fest mit dem Anschlussflansch an den Heisswindring und anderseits über einen beweglich mit ihm verbundenen Anschlussflansch an einen Rohrabschnitt des Düsenstocks angeschlossen. Der bewegliche Anschlussflansch ist mit einem innenliegenden Tauchrohr des Kompensators über eine Cerafelt-Matte abgedichtet und über einen vielwelligen und vielschichtigen Faltenbalg mit dem festen Anschlussflansch verbunden, so dass sich auch unter Berücksichtigung des unter Bewegungsspiel mit dem Kompensator verbundenen Rohrabschnitts stets eine Abdichtung nach aussen ergibt.
Mehrere und vorzugsweise drei am Umfang des Kompensators gleichmässig verteilte sowie über Zwischenglieder mit den Anschlussflanschen beweglich verbundene Stangen bilden eine Federung für den Kompensator. Die Stangen sind im Bereich des beweglichen Anschlussflansches über Kugelgelenkköpfe allseitig beweglich gelagert und im Bereich des festen Anschlussflansches axial verschiebbar durch eine Bohrung eines mit diesem verbundenen Armes geführt. Beiderseits des Armes stützen sich an diesem die jeweilige Stange umgebende Federn ab, deren Vorspannungen bzw. Neutrallagen an den Stangen einstellbar sind.
Ein derartiger Kompensator ermöglicht eine unter Verformung der Federn erfolgende relative Axialverschiebung sowie eine von den Kugelgelenkköpfen aufgenommene Winkelbewegung der angrenzenden Teile. Eine insbesondere bei einer relativen Lateralverschiebung auftretende Schwenkbewegung der Stangen ist nur in sehr beschränktem Masse und nur dann möglich, wenn die Bohrungen in den Armen ausreichend gross sind, damit sich die Stangen schrägstellen können.
Abgesehen von einer nur sehr begrenzten Kompensierbarkeit von Seitenverschiebungen ist der bekannte Kompensator wegen seiner Kugelgelenkköpfe relativ aufwendig und erfordert infolge der gleichmässig, beispielsweise um 120 versetzt am Umfang verteilten Stangen einen relativ grossen Einbauraum und Abstand von der Ofenseite. Überdies sind die an der Ofenseite befindlichen Stangen nur schlecht zugänglich, wodurch die Handhabung erschwert wird.
Darüber hinaus ist aus der DE-AS 1213448 ein Kompensator mit ringförmigen und drehbeweglich gelagerten Anschlussflanschen bekannt. Die Anschlussflansche sind mit Haken versehen und werden durch Spannschrauben gegeneinander verspannt, die mit ihren Augen die Haken der Anschlussflansche umgreifen.
Dieser bekannte Kompensator erlaubt keine laterale Verschiebung zwischen den beiden Anschlussflanschen. Jede Lateralverschiebung wäre mit einer Abstandsänderung zwischen den Haken der Anschlussflansche verbunden. Dem wirken die Spannschrauben entgegen, die abgesehen von einer vernachlässigbar geringen elastischen Dehnung keine Längenänderung erfahren.
Die Spannschrauben gewähren den Anschlussflanschen des Kompensators nur insofern ein nennenswertes Bewegungsspiel, als sie ein Zusammenpressen des Kompensators erlauben. Dabei besteht die Gefahr, dass die Spannschrauben von den Haken fallen, wenn die Haken nicht relativ weit umgebogen sind. Eine weite Umbiegung stört aber anderseits die Montage der Spannschrauben, d. h. den Ein- und Ausbau des Kompensators.
Hinzu kommt, dass die Spannschrauben infolge besonderer Kompensatorabmessungen nicht immer als handelsübliche Bauteile erhältlich sind und dann einer Sonderanfertigung bedürfen, die besonders aufwendig ist.
Schliesslich werden bei dem bekannten Kompensator nur zwei um 180 versetzt, also diametral gegenüberliegend, angeordnete Spannschrauben und Haken verwendet. Diese Anordnung gewährleistet nicht immer eine ausreichende Verbindung bzw. Verspannung der beiden Anschlussflansche.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher in der Schaffung eines mehrwandigen Kompensators der eingangs erwähnten Art, der unter Vermeidung der genannten Nachteile mit einem vergleichsweise einfacheren Aufbau und einer zweckmässigeren Handhabung eine wirksame Kompensierung der auftretenden Wärmedehnungen ermöglicht, u. zw. ohne Auftreten bleibender Verformungen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung ein mehrwandiger Kompensator vorgeschlagen, der sich dadurch auszeichnet, dass die Stangen unter 900 versetzt angeordnete Augenschrauben darstellen, die jeweils im Bereich des einen Anschlussflansches mit ihrem Gelenkauge einen etwa quer zur Längsrichtung des Kompensators verlaufenden Zapfen drehbar umfassen und im Bereich des andern Anschlussflansches mit ihrem zwischen zwei einstellbaren Anschlägen befindlichen Schraubenteil frei beweglich durch einen Radialschlitz greifen. Ein derartiger Kompensator ermöglicht einerseits eine von den Anschlägen begrenzte Axialverschiebung unter Vermeidung bleibender Verformungen und anderseits eine im zulässigen Rahmen unbegrenzte Seitenverschiebung, bei der die Stangen im Radialschlitz radial verschoben und gegebenenfalls auch verschwenkt werden.
Darüber hinaus kann sich jede Augenschraube um den zugehörigen Zapfen drehen, was beispielsweise dann erforderlich ist, wenn die Anschlussflansche um ihre Längsachse relativ zueinander verdreht werden. Die Dehnungsaufnahme ist bei dem erfindungsgemässen Kompensator ohne Verwendung komplizierter Kugelgelenkköpfe möglich, da eine Seitenverschiebung der Anschlussflansche wegen der Radialschlitz nicht notwendigerweise zu einem Verschwenken aller Stangen führt. Ein wesentlicher Vorteil ergibt sich auch aus der 90 -Verschiebung der drei Augenschrauben, da hiedurch zumindest einer Seite des Kompensators wesentlich geringere Einbaumasse verliehen werden können, und da die in einem Bereich von 180 angeordneten Augenschrauben frei zugänglich sind.
Demzufolge lassen sich die einstellbaren Anschläge schnell und einfach den jeweiligen Erfordernissen anpassen.
Vorzugsweise sind die Zapfen im Bereich des beweglichen Anschlussflansches angeordnet, obwohl auch eine umgekehrte Bauweise denkbar ist, bei der der Zapfen im Bereich des festen Flansches und der Radialschlitz im Bereich des beweglichen Flansches liegt. In allen Fällen lässt sich die gewünschte Kompensation erzielen.
Besonders günstig ist es, wenn die Radialschlitz radial nach aussen geöffnet sind. Hiedurch ergeben sich laschenartig, die Stangen umfassende Teile, die u. a. eine Montage der Stangen auch bei bereits eingesetzten und mit Anschlussgliedern verbundenen Anschlussflanschen ermöglichen, da lediglich die Gelenkaugen auf die Zapfen aufzuschieben und die Schraubenteile zwischen den Anschlägen von aussen in die Laschen eingeführt werden müssen. Eine Lagestabilisierung bzw. -fixierung der Stangen um senkrecht zu den Zapfen stehende Achsen ist nicht erforderlich, da die Stangen lediglich um die Zapfen drehbar sind.
Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemässen Kompensators besteht darin, dass die Radialschlitze eine gegenüber dem Durchmesser der Augenschraube grosse Schlitzbreite aufweisen, so dass sich die Augenschrauben bei einem gegenseitigen Verdrehen der Anschlussflansche auch in erhöhtem Masse um die Zapfen drehen können. Mit der Breite der Radialschlitz kann das zulässige Mass des Drehspiels eingestellt werden.
Damit die Anschlussflansche wegen des erforderlichen Radialabstandes der Stangen von der Längsachse des Kompensators nicht zu gross werden, ist es günstig, wenn die Zapfen bzw. Radialschlitz an bzw. in seitlich hervorstehenden und mit den Anschlussflanschen verbundenen Armen ausgebildet sind.
Eine derartige Radialvergrösserung ist ohne weiteres möglich, da wegen der 90 -Versetzung die notwendigen Einbaumasse an der Rück- bzw. Ofenseite des Kompensators hiedurch nicht beeinträchtigt werden.
Eine besonders einfache Verstellbarkeit der Anschläge ergibt sich dann, wenn als Anschläge Kontermuttern verwendet werden. Diese werden auf die Augenschraube aufgeschraubt und unter Berücksichtigung eines Bewegungsdiagramms in zulässigem Abstand gekontert, damit bleibende Verformungen in jedem Falle vermieden werden.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert. In den Zeichnungen zeigen : Fig. 1 einen erfindungsgemässen Kompensator im Längsschnitt und Fig. 2 den Kompensator der Fig. 1 im Querschnitt längs der Linie A-B.
Der mehrwandige Kompensator --10-- weist ein hitzebeständiges oder hitzebeständig ausgekleidetes Tauchrohr --12-- auf, das an einem Ende mit einem Anschlussflansch --14-- verschweisst und am andern
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Ende mit einem beweglichen Anschlussflansch --16-- versehen ist. Der Anschlussflansch --16-- ist gegenüber dem Tauchrohr --12-- axial sowie lateral verschiebbar und verschwenkbar.
Zum gegenseitigen Abdichten befindet sich eine Cerafelt-Matte-20-- zwischen dem Tauchrohr --12-- und dem Anschluss- flansch --16--, während sich ein vielwelliger und vielschichtiger Faltenbalg --18-- einerseits um das Tauchrohr --12-- und anderseits vom festen Flansch --14-- bis zum beweglichen Flansch --16-- erstreckt.
Dadurch wird auch unter Berücksichtigung eines Bewegungsspiels der Anschlussflansche bzw. von an diesen festzulegenden und nicht dargestellten Anschlussgliedern eine sichere Abdichtung erzielt.
Mit den festen und beweglichen Anschlussflanschen --14 und 16-- sind jeweils drei, gemäss Fig. 2 um 900 versetzt angeordnete Arme bzw. Vierkantbolzen --24 und 22-- fest verbunden und vorzugsweise verschweisst. Die Arme-22-des beweglichen Anschlussflansches-16-tragen seitlich vorstehende Zapfen --30--, die jeweils vom Gelenkauge-28-einer Augenschraube-26-umfasst werden. Das andere Ende einer jeden Augenschraube-26-- ist mit einem nicht näher bezeichneten Gewinde versehen, auf das vier, jeweils in Paaren gekonterte Kontermuttern --32-- aufgeschraubt sind, die einen dem zulässigen Bewegungsspiel entsprechenden Axialabstand aufweisen und als Anschläge fungieren.
Der Schraubenteil zwischen den Anschlägen --32-- greift durch einen nach aussen geöffneten Radialschlitz bzw. eine Lasche - -34--.
In Fig. 2 zeigt ein Pfeil C die Ofenseite an, und es ist deutlich erkennbar, dass die nur auf halbem Umfang angeordneten Augenschrauben auch bei engem Anbau des Kompensators an den Ofen nicht stören und leicht zugänglich sind. Dies ist beispielsweise für ein Verstellen der Anschläge bzw. Kontermuttern und für die Montage und Demontage der Stangen bei fest angebrachten Anschlussflanschen notwendig, was überdies durch die Laschen wesentlich vereinfacht wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Mehrwandiger Kompensator für einen Düsenstock von Schachtöfen, insbesondere Hochöfen, mit zumindest einem ein Tauchrohr umgebenden Faltenbalg und mit drei an dessen Umfang verteilten, einerseits mit einem gegenüber dem Tauchrohr festen und anderseits mit einem gegenüber diesem
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net, dass die Stangen aus um 900 versetzt angeordneten Augenschrauben (26) bestehen, die jeweils im Bereich des einen Anschlussflansches (16,14) mit ihrem Gelenkauge (28) einen etwa quer zur Längsrichtung des Kompensators (10) verlaufenden Zapfen (30) drehbar umfassen und im Bereich des andern Anschlussflansches (14,16) mit ihrem zwischen zwei einstellbaren Anschlägen (32) befindlichen Schraubenteil frei beweglich durch einen Radialschlitz (34) greifen.
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The invention relates to a multi-wall compensator for a nozzle assembly of shaft furnaces, in particular blast furnaces, with at least one bellows surrounding a dip tube and three rods distributed around its circumference, on the one hand with a fixed relative to the dip tube and on the other hand movably connected to a connecting flange that is movable relative to this.
Shaft furnaces usually have a hot blast ring, from which nozzle sticks lead to individual blow molds, from which the hot blast enters the furnace frame. Due to the different temperatures of the hot ring and furnace frame, very large and different expansions must be taken into account. For this purpose, compensators are built into the nozzle assemblies to allow an angular movement on the one hand and an axial and lateral displacement of the nozzle assemblies on the other hand.
A compensator of the type mentioned known from DE-GBM 7325087 is connected on the one hand to a pipe section of the nozzle holder via a connecting flange fixed to the hot wind ring and on the other hand via a connecting flange movably connected to it. The movable connection flange is sealed with an internal immersion pipe of the compensator via a Cerafelt mat and connected to the fixed connection flange via a multi-corrugated and multi-layered bellows, so that, even taking into account the pipe section connected to the compensator with play, there is always an external seal.
Several and preferably three rods evenly distributed around the circumference of the compensator and movably connected to the connecting flanges via intermediate links form a suspension for the compensator. The rods are movably mounted on all sides in the area of the movable connection flange by means of ball joint heads and in the area of the fixed connection flange are guided axially displaceably through a bore in an arm connected to this. On both sides of the arm, springs surrounding the respective rod are supported on it, the pretensioning of which or neutral positions on the rods can be adjusted.
Such a compensator enables a relative axial displacement taking place with deformation of the springs as well as an angular movement of the adjacent parts absorbed by the ball joint heads. A pivoting movement of the rods, which occurs in particular with a relative lateral displacement, is only possible to a very limited extent and only if the bores in the arms are large enough for the rods to be inclined.
Apart from only a very limited ability to compensate for lateral displacements, the known compensator is relatively expensive because of its ball joint heads and requires a relatively large installation space and distance from the furnace side due to the rods distributed evenly, for example by 120 offset around the circumference. In addition, the bars on the furnace side are difficult to access, which makes handling difficult.
In addition, from DE-AS 1213448 a compensator with ring-shaped and rotatably mounted connection flanges is known. The connection flanges are provided with hooks and are braced against each other by tensioning screws, which grip around the hooks of the connection flanges with their eyes.
This known compensator does not allow any lateral displacement between the two connection flanges. Any lateral displacement would result in a change in the distance between the hooks of the connecting flanges. This is counteracted by the tensioning screws, which, apart from a negligibly small elastic expansion, experience no change in length.
The tensioning screws only allow the connecting flanges of the compensator a significant amount of movement to the extent that they allow the compensator to be compressed. There is a risk that the tensioning screws will fall off the hooks if the hooks are not bent over relatively far. On the other hand, however, a wide bend disturbs the assembly of the tensioning screws, i.e. H. the installation and removal of the expansion joint.
In addition, due to the special compensator dimensions, the tensioning screws are not always available as commercially available components and then require a custom-made product that is particularly complex.
Finally, in the known compensator, only two clamping screws and hooks arranged offset by 180, ie diametrically opposite, are used. This arrangement does not always ensure a sufficient connection or bracing of the two connection flanges.
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The object underlying the invention is therefore to create a multi-wall compensator of the type mentioned, which, while avoiding the disadvantages mentioned, allows an effective compensation of the thermal expansions occurring with a comparatively simpler structure and more convenient handling, u. between without the occurrence of permanent deformations.
To solve this problem, a multi-walled compensator is proposed according to the invention, which is characterized in that the rods represent eyebolts arranged offset at 900, each of which in the area of the one connecting flange with its hinge eye rotatably encompass a pin running approximately transversely to the longitudinal direction of the compensator and in the area of the other connection flange, with its screw part located between two adjustable stops, grip freely through a radial slot. Such a compensator enables on the one hand an axial displacement limited by the stops while avoiding permanent deformations and on the other hand an unlimited lateral displacement in which the rods are radially displaced in the radial slot and possibly also pivoted.
In addition, each eyebolt can rotate about the associated pin, which is necessary, for example, when the connecting flanges are rotated relative to one another about their longitudinal axis. The expansion absorption is possible in the compensator according to the invention without the use of complicated ball joint heads, since a lateral displacement of the connecting flanges does not necessarily lead to a pivoting of all rods because of the radial slot. A significant advantage also results from the 90 shift of the three eyebolts, since this means that at least one side of the compensator can be given significantly smaller installation dimensions, and since the eyebolts arranged in an area of 180 are freely accessible.
As a result, the adjustable stops can be quickly and easily adapted to the respective requirements.
The pegs are preferably arranged in the area of the movable connection flange, although a reverse construction is also conceivable, in which the peg is located in the area of the fixed flange and the radial slot is in the area of the movable flange. The desired compensation can be achieved in all cases.
It is particularly favorable if the radial slots are open radially outwards. This results in tab-like, the rods comprehensive parts that u. a. enable assembly of the rods even with connection flanges already in place and connected to connection members, since only the hinge eyes have to be pushed onto the pins and the screw parts between the stops have to be inserted into the tabs from the outside. It is not necessary to stabilize or fix the position of the rods about axes perpendicular to the pegs, since the rods can only be rotated around the pegs.
A further embodiment of the compensator according to the invention consists in the fact that the radial slots have a slot width which is large compared to the diameter of the eye bolt, so that the eye bolts can also rotate to a greater extent around the pins when the connecting flanges are rotated relative to one another. With the width of the radial slot, the permissible amount of rotational play can be set.
So that the connection flanges do not become too large because of the required radial distance between the rods and the longitudinal axis of the compensator, it is advantageous if the pins or radial slots are formed on or in laterally protruding arms connected to the connection flanges.
Such a radial enlargement is easily possible since, because of the 90 ° offset, the necessary installation dimensions on the rear or furnace side of the compensator are not impaired.
A particularly simple adjustability of the stops results when lock nuts are used as stops. These are screwed onto the eyebolt and countered at a permissible distance, taking into account a movement diagram, so that permanent deformations are avoided in any case.
The invention is explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment shown in the drawings. The drawings show: FIG. 1 a compensator according to the invention in longitudinal section and FIG. 2 the compensator of FIG. 1 in cross section along the line A-B.
The multi-walled expansion joint --10-- has a heat-resistant or heat-resistant lined immersion tube --12--, which is welded to a connection flange --14-- at one end and at the other
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The end is provided with a movable connection flange --16--. The connection flange --16-- can be moved and swiveled axially and laterally in relation to the immersion tube --12--.
For mutual sealing there is a Cerafelt mat-20-- between the immersion tube --12-- and the connection flange --16--, while a multi-corrugated and multi-layered bellows --18-- on one side around the immersion tube - 12-- and on the other hand from the fixed flange --14-- to the movable flange --16--.
As a result, a reliable seal is achieved, also taking into account the play of movement of the connecting flanges or of connecting members that are to be fixed to them and not shown.
With the fixed and movable connection flanges --14 and 16--, three arms or square bolts --24 and 22-- are fixedly connected and preferably welded, according to Fig. 2 offset by 900. The arms-22-of the movable connection flange-16-carry laterally protruding pegs -30- which are each encompassed by the joint eye-28-an eyebolt-26. The other end of each eyebolt -26- is provided with an unspecified thread onto which four locknuts -32-, each locked in pairs, are screwed, which have an axial distance corresponding to the permissible movement and act as stops.
The screw part between the stops --32-- engages through an outwardly open radial slot or a tab - -34--.
In FIG. 2, an arrow C indicates the furnace side, and it can be clearly seen that the eyebolts, which are arranged only halfway around the circumference, do not interfere with the furnace even when the compensator is attached to the furnace and are easily accessible. This is necessary, for example, for adjusting the stops or lock nuts and for assembling and disassembling the rods when the connection flanges are permanently attached, which, moreover, is considerably simplified by the tabs.
PATENT CLAIMS:
1. Multi-wall compensator for a nozzle assembly of shaft furnaces, in particular blast furnaces, with at least one bellows surrounding a dip tube and with three distributed around its circumference, on the one hand with one fixed to the dip pipe and on the other with one opposite it
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net that the rods consist of eyebolts (26) offset by 900, each of which in the area of one connecting flange (16, 14) rotates a pin (30) running approximately transversely to the longitudinal direction of the compensator (10) with its hinge eye (28) and in the area of the other connection flange (14, 16) grip freely movably through a radial slot (34) with their screw part located between two adjustable stops (32).