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"Dichtungseinrichtung für Türen von Verkokungsöfen"
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Die Erfindung betrifft eine Dichtungseinrichtung für Türen von Verkokungsöfen,
deren Dichtelement seitlich am Türkörper befestigt ist und beim Binsetzen der Koksofentür
so gegen die gegenüberliegende Fläche des Ofenrahmens gepreßt wird, daß möglichst
geringe Mengen des während des Verkokungsprozesses entstehenden Gases in diesem
Bereich in die Atmosphäre entweichen können, wobei mehrere Dichtelemente hintereinander
vertikal zur Ofenlängsachse angeordnet sind.
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Eine der Hauptanforderungen, die an Türen von Verkokungsöfen gestellt
werden, ist die auch nach längerer Betriebseeit noch zuverlässige Abdichtung gegenüber
der Außenatmosphäre. Diese Anforderung kann mit den bisher bekannten Türabdichtungen
nur deshalb sehr schwer eingehalten werden, weil die Dichtungselemente durch teerige
Bestandteile, die sich aus dem Koksofengas niederschlagen, sehr schnell und sehr
stark verunreinigt werden. Obwohl diese Verunreinigungen letstlich auch zu einer
Abdichtung mitherangezogen werden können, stellen sie Jedoch insbesondere in der
Anfangsphase des Verkokungaprozesses eine erhebliche Belastung der Außenatmosphäre
dar. Im übrigen erfordern sie in regelmäßigen Abständen umfangreiche Reinigungsmaßnahmen,
die meist mit Hilfe von mechanischen Kratzern und ähnlichen Geräten halbautomatisch
durchgeführt werden. Nachteilig sind neben dem hohen Arbeitsaufwand die mit derartigen
Arbeiten oft verbundenen Beschädigungen der offenstehenden Kammern und der Dichtungselemente
selbst.
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Es sind bereits mehrere Einrichtungen bekannt, mit deren Hilfe die
mit der Abdichtung der Türen von Verkokungsöfen verbundenen Probleme beseitigt werden
sollen. So ist eine Dichtung für Koksofentüren bekannt mit mehreren stegartig ausgebildeten,
gegen eine glatte Auflagefläche andrückenden Metalldichtungen mit scharfen abgerundeten
oder flachen Graten, bei der die Dichtungsstege Je für sich aus Einzelteilen bestehen,
die durch starre und federnde Mittel so
gegen die glatte Auflagefläche
aufdrückbar sind, daß ihr Anliegen in ihrer Gesamtheit gegen die Fläche gewährleistet
ist. Man hat zwischen diesen Dichtungsstegen als bstandshalter elastische Zwischenlagen
angeordnet die auch das Ablagern von teerigen Kondensaten vihindert sollen. Eine
Dichtungsfunktion kommt ihnen allerdings nicht zu (DT-GM 7 138 975).
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Die Abdichtung wird lediglich durch die metallischen Dichtungsteile
bewirkt, eo daß insbesondere in der Anfangsphase des Verkokungsprozesses so lange
Teernebel und sonstige Verschmutzungen in die frei Atmosphäre austreten, bis die
Spalte mit teerigen Kondensaten gestellt sind. Die Dichtungseinrichtung ist insbesondere
deshalb unbefriedigend, weil eine Nachstellung der Dichtungsschneiden nicht vorgesehen
ist.
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Perner sind Dichtingseinrichtungen für Koksofentüren bekannt, die
mit Anklemmvorrichtungen seitlich an den türkörper angeklemmt sind und aus einer
äußeren und einer inneren Metalleiste, sowie einer von diesen umschlossenen, die
Metalleisten funktionsseitig über ragenden Dichtungsleiste aus einem elastischen
Material bestehen und die bei Türschluß auf eine dafür vorgesehene Fläche des Türrahmens
selbst aufgesetzt sind. Diese Dichtung dichtet jedoch nur mit der aus elastischem
Material bestehenden Leiste ab, so daß sie nur mit großem Arbeitsaufwand dann nachgestellt
werden kann, wenn das elastische Material der Leiste swischen die beiden Metalleisten
gepreßt ist.
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Neben den bereits genannten Nachteilen sind insbesondere die durch
das Nachschlagen der sogenannten Hammerschlagleiste auftretenden Beschädigungen
des Ofenrandes zu nennen. Als Hammerschlagleiste bezeichnet man die metallischen
Dichtelemente, die durch eine Hammerkopf- oder Hakenkopfschraube so gehalten werden,
daß ihre Lage durch Hammerschläge verändert werden kann. Durch dieses Nachschlagen
wird die als Dichtfläche dienende Oberfläche des Ofenrahmens beschädigt und in ihrer
Dichtfunktion nach und nach außer Betrieb gesetzt. Darüber hinaus verlaufen alle
derartigen Dichteinrichtungen an der inneren Stirnwand der Koksofentür, d.h. also,
sie sind in der Bewegungsrichtung einer einzusetzenden Tür angeordnet.
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Diese Anordnung hat bei allen Abdichtungselementen den Nachteil, daß
sie der Biegelinie des Ofenrahmens oder anderer Ofenteile folgen müssen. Je nach
Konstruktion der betreffenden Teile ihrer Isolierung und der thermischen Belastune
können sich diese während des Betriebes des Koksofens erheblich verändern.
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Es hat sich dabei insbesondere gezeigt, daß sie über die Längsachse
des Ofens unterschiedliche Veränderungen aufweisen, 80 daß sich sowohl konvexe als
auch konkave Formen ergeben.
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Derartige Nachteile versucht die GB-PS 436 292 (Fig. 1) dadurch abzustellen,
daß mehrere Dichtelemente hintereinander im Spalt zwischen Koksofentür und Ofenrahmen
vertikal zur Ofenlängsachse angeordnet werden. Diese Dichtelemente bestehen aus
dünnen Stahlplatten, die sich beim Einsetzen der Koksofentür
verbiegen
und an die Gegenfläche des Ofenrahmens anlegen. Das außen liegende Dicht element
weist zusätzlich eine Unterstützungsnase für die Stahlplatte auf. Die Unterstützungsnase
kann über eine Spindel verstellt werden.
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Eine derartige Einrichtung ist kompliziert und arbeitet zu ungenau.
Beim Einsetzen der Koksofentür kann bei dem relativ rauhen Betrieb einer Kokerei
die Stahlplatte sehr leicht beschädigt bzw. abgekantet werden, so daß die Dichtwirkung
ganz oder teilweise entfällt. Außerdem liegen die Stahlplatten infolge der Einsatzrichtung
ungünstig an der gegenüberliegenden Fläche des Ofenrahmens an, so daß insbesondere
bei ungünstigen Druckverhältnissen im Koksofen bzw. bei ermüdetem Material der Stahlplatten
doch erhebliche Mengen an Leckgas austreten können.
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4'uadiesem Grunde ist von seiten des Erfinders nach jFigF . 2 eine
Dichteinrichtung vorgeschlagen worden, die neben dem vertikal zur Ofenlängsachse
angeordneten.Dichtelement auch ein horizontal angebrachtes Dichtelement vorsieht.
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Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, einelDichtungaeinrichtung
zu entwickeln und vorzuschlagen, die über lange Betrieboeeiten dichthält und bei
der die der Dichtung dienenden Teile auch noch nach längerem Gebrauch ihre Elastizität
behalten bzw. bei Beschtidigungen einfach ausgewechselt werden können.
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Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß als Dichtungseinrichtung ein
einzelnes Dichtelement mit einer als definierbare Gegenfläche wirkenden Dichtleiste
dient, daß das Dichtelement elastisch ausgeführt und die Dichtleiste lösbar mit
dem Ofenrahmen verbunden ist.
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Bei einer derartigen Vorrichtung können Beschädisungen des Ofenrahmens
durch das Dichtelement nicht mehr vorkommen. Gleichzeitig ist eine Abdichtung geschaffen,
die seitlich an der Ofentüre angeordnet ist und eine seitliche Dlchtfläche aufweist,
die unabhängig von der Biegelinie des Ofenrahmens und der anderen Ofenteile wirksam
ist. Der Fortfall der stirnseitigen Dichtungen an der Tür, insbesondere der Wegfall
der als Hammerschlagleisten ausgebildeten Dichtungen bzw.
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der für die elastische Dichtung notwendigen Stützelemente ermöglicht
es, die Türe unmittelbar auf den Ofenrahmen aufzusetzen und dadurch eine erste Vorabdichtung
zu erhalten. Diese ermöglicht u.a. einen Schutz der auch erfindungsgemäß aus elastischem
Material bestehenden Dichtung.
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Die Dichtung wird jedesmal beim Herausnehmen und beim Einsetzen der
Koksofentür belastet, weil sie an der mit dem Ofenrahmen verbundenen Dichtleiste
entlanageführt wird. Deswegen ist erfindungsgemäß vorzugsweise die Dichtung durch
eine Spannfeder und/oder einen Puffer aus elastischem Material nachgiebig.
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Dabei hat der Puffer eine das Einschieben begünstigende Form. Ein
Abrieb des aus elastischem Material bestehenden Puffers ist nicht zu befürchten,
weil durch die teerhaltigen Gase immer eine ausreichende Schmierung zwischen dem
Dichtelement und der Dichtleiste aegeben ist.
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Vorteilhaft ist bei der erfindungsgemäßen Dichtungseinrichtung, daß
die Abdichtung nicht linien-, sondern flächenhaft ist. Diese Flächendichtung wird
erfindungsgemäß dadurch erhöht, daß das Dichtelement ein flexibler Schlauch ist,
der in einer an der Seitenwand der Koksotentür befestigten Klemme lösbar gehalten
ist. Dieser Schlauch ist im Regelfall mit Luft gefüllt und wird in der Klemme so
gehalten, daß er über eine genügende Nachgiebigkeit verfügt. Derartige Schläuche
sind besonder einfach bei Beschädigungen auszuwechseln.
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Sie werden als Ganzes um den ganzen Rand der Koksofontür gelegt und
damit gleichzeitig beim Aufblasen oder alleine schon durch das Einbringen verspannt.
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Zweckmäßigerweise kann ein derartiger Schlauch aber auch in mehrere
Abteile und Teile untergliedert sein, so daß bei einer kleinen Beschädlgung nicht
der gesamte Schlauch, sondern eben nur ein bestimmter Teil ausgewechselt werden
muß.
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Wegen der Abschirmung gegenüber dem eigentlichen Ofen ist die Wahl
des Materials nicht auf hitzebeständige Substanzen beschränkt. Es kann sowohl Gummi
als auch Asbest verwendet werden. Zweckmäßig ist es jedoch aus Sicherheitsgründen,
daß erfindungagemäß das Dichtelement aus hitzebeständigem Material besteht oder
an der der Dichtleiste zugewandten Seite mit einer hitzebeständigen Schicht versehen
ist.
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Die Einführung des Dichtelementes beim Einsetzen der Tür wird erfindungsgemäß
dadurch vereinfacht, daß die
Dichtleiste im Bereich des Dicht elementes
abgeschrägt ist und in diesem Bereich eine geneigte Dichtfläche bildet. Hierdurch
wird sowohl eventuellen Beschädigungen vorgebeugt als auch gleichzeitig eine möglichst
große Fläche zum Abdichten angeboten. Die Schräge ist zweckmäßigerweise so angesetzt,
daß das Dichtelement beim Einführen auf die Dichtfläche trifft, ohne mit der Spitze
der. Dichtleiste in Berührung kommen zu können.
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Bei Veränderungen des Dichtelementes infolge der thermischen Belastung
kann es zweckmäßig sein, insbesondere dann, wenn keine Spannfeder verwendet wird,
die Dichtleiste nachstellbar auszubilden.
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Erfindungagemäß wird daher vorgeschlagen, daß die Stege, Uber die
die Dichtleiste mit dem Ofenrahmen verbunden ist, Langlöcher aufweist. Durch Lösen
der Befestigungsschrauben kann auf einfache Weise dann die Dichtleiste verschoben
werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles
in der Zeichnung weiter erläutert; es zeigt Fig. 1 Querschnitt durch einen Teil
des Koksofens mit Koksofentür, Fig. 2 - 7 Dichtelemente.
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Der in Fig. 1 gezeigte Ausschnitt zeigt eine Seite der Koksofentür
6 mit den zur Dichtunaseinrichtung gehörenden Einzelteilen. Auf der anderen Seite
der Koksofentür ist der andere Teil der Dichteinrichtung angebracht. Da beide Seiten
identisch sind, kann sich die Erläuterung auf den dargestellten Ausschnitt beschränken.
Die Koksofentür selbst ist mit 6 bezeichnet, während die Seitenwand mit 8 bezeichnet
ist, an der die Dichtung 4 über eine Klemme oder eine ähnlich gestaltete Vorrichtung
angebracht ist. Auf die Darstellung weiterer Einzelheiten der bekannten Koksofentür
kann verzichtet werden.
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Die dargestellte Situation zeigt einen gefüllten Koksofen während
des Garungsprozesses. Die Koksofentür 6 ist eingesetzt und über eine nicht dargestellte
Spindel verspannt. Die im Koksofen entstehenden und insbesondere zu Beginn des Verkokungsprozesses
nach außen drückenden Gase werden in den Kanal 7 geleitet. Mit 3 ist der den Türkörper
oder Steinstopfen 2 haltende Steinhalter bezeichnet. Durch den dichten Anschluß
im Bereich 20 zwischen der Seitenwand 8 der Koksofentür 6 und dem Ofenrahmen 12
ist bereits eine Erstbarriere für das nach außen drückende Gas geschaffen. Auf die
bisher in diesem Bereich üblichen Hammerschlagleisten wird verzichtet, so daß die
dort bisher üblichen Beschädigungen des Ofenrahmens 12 gänzlich entfallen und eine
ideale Dichtzone im Bereich 20 entsteht. Das austretende Gas gelangt in den Ringraum
19, der durch die Dichtung 4 nach außen abgedichtet ist. Die Berührungsdichtung
4 hat eine Dichtfläche 1, die zwischen der Seitenwand 8 der Ofentür 6 und einer
Dichtleiste 11 lieot; der
Dichtweg zwischen dem Raum 19 und der
Atmosphäre verläuft demnach im wesentlichen senkrecht zur Dichtfläche 20 an der
Türstirnseite. Die Dichtleiste 11 ist über die Stege 15 mit dem Ofenrahmen 12 lösbar
verbunden. Das sich im Raum 19 sammelnde Gas kann oben in die Vorlage abgesaugt
werden.
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Nach Abschluß des Garunqsprozesses wird durch Lösen der nicht dargestellten
Spindel die Koksofentür 6 mit der Klemme 5 und der daran befindlichen Dichtung 4
herausgezogen. Die Dichtleiste 11 dagegen bleibt in ihrer Lage und dient zugleich
beim Wiedereinsetzen der Ofentür 6 in den Koksofen als Leitvorrichtung. Das Einführen
wird zusätzlich durch eine Führung erleichtert, die aus dem an der Tür festen Führungsbock
9 und einer Hakenbefestigung 10 besteht.
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Die Führungsfläche 14, die von außen nach innen schräg verläuft und
außen an der Dichtleiste 11 angebracht ist, trägt auch die Dichtfläche 1 und gewährleistet
die erforderliche Ausdehnung der Dichtfläche sowie eine Schonung der Dichtung 4.
Als Dichtung ist im Ausführungsbeispiel ein Schlauch 4.
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Dieser ist so flexibel, daß er sich durch die Klemme 5 zusammennressen
und halten läßt und sich auch an die Schrägfläche 14 der Dichtleiste 11 anschmiegt.
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Mindestens die Außenkante 13 des Dichtelementes kann aus einem hitzebeständigen
Material bestehen, um eventuelle Beschädigunaen zu vermeiden.
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Die Klemme 5, die den flexiblen Schlauch 4 im dargestellten Beispiel
fixiert, besteht im Regelfall aus Federstahl. An den äußeren Enden 18 weist die
Klemme 5 Spitzen auf, um ein Herausrutschen des Schlauches 4 zu vermeiden. Wird
der Schlauch beschädigt und verliert damit die notwendige Flexibilität, so kann
der beschädigte Schlauch 4 leicht aus der Klemmvorrichtung herausgenommen, ein neuer
nicht aufgeblasener Schlauch eingeführt werden, der dann beim Aufblasen sich in
der Klemme 5 so verhakt, daß er die gewünschten Funktionen erfüllen kann. Die Klemme
5 kann sowohl an die Seitenwand 8 der Koksofentür 6 angeschweißt werden als auch
durch Bohrungen und Schrauben mit der Seitenwand befestigt sein. Es ist auch denkbar,
daß sie über Langlöcher oder ähnliche Verstellvorrichtungen verfügt, so daß die
Lage der Klemme 5 und damit des Schlauches 4 beliebig in der Senkrechten verändert
werden kann. Damit können eventuelle auftretende Verluste in der Elastizität einfach
ausgeglichen werden.
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Die Dichtleiste 11 ist lösbar mit dem Ofenrahmen 12 verbunden. Üblich
hierfür sind Verschraubungen. Auf eine Darstellung kann daher verzichtet werden.
Auf eine Verwendung von hitzebeständigem Material kann dann verzichtet werden, wenn
wie dargestellt, zwischen die Stege 15 und den Ofenrahmen 12 eine Isolierschicht
21 eingeführt ist. Diese Stege 15 weisen Langlöcher auf, so daß zusätzlich auch
eine Verstellbarkeit dieses
Teile der Dichteinrichtunq in Richtung
auf das Dichtelement 1 möglich ist. Es kann auch zweckmäßicr sein, die Dichtleiste
11 aus einem nachqiebigen, vorzugsweise wäre- oder hitzebeständigen Material herzustellen.
Dadurch können sowohl Beschädiqunen vermieden als auch gleichzeitig eine möglichst
enge Abdichtung zwischen der Dichtleiste 11 und dem Dichtelement 1 erreicht werden.
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Die Fig. 2 zeigt ein Dichtelement 1, das z.B. aus Edelstahl besteht.
Zweckmäßig ist es, wenn die Dichtung 4 und die Dichtleiste 11 aus dem gleichen Material
bestehen. Die Dichtung 4 ist auch in diesem Ausführungsbeispiel mit der Seitenwand
8 der Koksofentür 6 verbunden.
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Fig. 3 zeigt eine Dichtung aus elastischem Material, nämlich einen
vollen Puffer 16, der von einer Klemme 5 gehalten wird. Die Formgebung des Puffers
16 ermöglicht eine günstige Führung entlang der Dichtfläche 14 der Dichtleiste 11.
Der Puffer 16 kann statt aus Vollmaterial,wie z.B. Gummi, auch aus einem schlauchartigen
oder diesem entsorechenden Gebilde bestehen.
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Fig. 4 zeigt eine Dichtung aus einer Metallschiene 22 und einem aus
flexiblen Werkstoff und einer Nase 23. Die besondere Ausbildung des aus flexiblem
Material bestehenden Teils der Dichtuna, d.h. der Nase 23, sichert beim Einsetzen
der Koksofentür
eine möglichst große Dichtfläche und einen Dichtweg
zwischen der Nase 23 und der Fläche 14.
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Fig. 5 zeigt eine Dichtung, die über eine Spannfeder 17 nachgiebig
gestaltet ist. Auch hier wird ein Puffer 16, der aus flexiblem Material besteht,
durch eine Klemme 5 gehalten.
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Fig. 6 gibt eine Dichtung wieder, die aus Metall besteht. Diese Dichtung
27 ist aus Federstahl oder einem ähnlichen Material und, wie dargestellt, als Blechstreifen
verwirklicht. Der Streifen ist an seinen Enden 28 so umgebogen, daß die Enden 28
hinter Krampen 29 fassen und damit eine ausreichend elastische Wirkung des Dichtelementes
ergeben. Die Dichtung ist durch Schrauben 30 mit der Seitenwand 8 lösbar verbunden.
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Zweckmäßig ist auch die Verwendung eines Metall-oder Metallgliederschlauches
anstelle der Dichtung 27.
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Vorteilhaft ist es, wie in Fig. 7 dargestellt, den aus nachgiebigem
Material bestehenden Dichtstift 34 mit einer Halterung 35 einzufassen, die lösbar
mit der Seitenwand 8 verbunden ist. Der Dichtstift 34 wird zweckmäßig mit Schrauben
36, die hier nur angedeutet sind, befestigt, wobei die Schrauben 36 die Halterung
35 und den Dichtstift 34 durchdringen. Der Dichtstift 34 ist nachstellbar, da er
z.B. Langlöcher aufweist. Als Werkstoff für den Dichtstift 34 wird zweckmäßig glasfaserverstärkter,
asbest- oder metallarmierter Kunststoff verwendet. Zur Verbesserung der Dichtwirkung
und
zur Schonung der Dichtung kann es zwecksmäßig sein, die als
Gegenfläche dienende Seite der Dichtleiste 11 mit einer Gleitschicht aus einem Gleitmittel
zu versehen. Eine solche Schicht ist jedoch meist durch die Teerbestandteile gegeben,
die von dem vor der Dichtung anstehenden Gas mitgeführt wird.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist nicht dargestellt,
welche praktisch eine Kombinatbn der Ausbildung der Dichtung 4 nach dem Ausführungsbeispiel
der Fig. 1 und der Pufferdichtun 16 nach Fig. 6 darstellt. In der Profilhalterung
nach Fig. 1 ist bei dieser Ausführungsform ein Hohlkörper untergebracht, welcher
mit einem gegebenenfalls unter Überdruck stehenden as gefüllt ist und als Presse
für den zwischen dem Hohlkörper und den Vorsprüngen gehaltenen Puffer dient, welcher
die eigentliche Dichtung darstellt. Der Puffer dichtet auf der Schrägfläche 14 ab.
Die Dichtfläche wird am Puffer ausgebildet und deren in der Zeichenebene verlaufende
Dimension stellt den Dichtweg dar, nämlich die kürzeste Entfernung längs der Dichtfläche
1 zwischen den gegeneinander abzudichtenden Räumen 19 und der nicht bezeichneten
Atmosphäre.
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In allen Fällen verläuft demnach die Dichtfläche der Dichtung 4 senkrecht
zur Fläche 20 und ist seitlich an der Tür angeordnet, während die Fläche 20 an der
Türstirnseite angebracht ist.
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Patentansnr-tlche
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