DE3407997A1 - SEALING DEVICE - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Abdichten eines Reaktors während des Anschließens eines Brenners, vorzugsweise während des Anschließens eines Plasmabrenners an die Brenneröffnung eines Schachtofens, beispielsweise zur Reduktion von Metalloxid.The invention relates to a device for sealing a reactor while a burner is being connected, preferably during the connection of a plasma torch to the torch opening of a shaft furnace, for example to reduce Metal oxide.
In der schwedischen Patentanmeldung 83 04 722-5 werden ein Verfahren und eine Vorrichtung für den Austausch von Plasmabrennern, während der von diesen Plasmabrennern zu beheizende Schachtofenreaktor weiterläuft, beschrieben.In the Swedish patent application 83 04 722-5 a method and a device for the exchange of plasma torches, while the shaft furnace reactor to be heated by these plasma torches continues to run.
Dies wird mit Hilfe eines Schiebers erreicht, welcher in der Reaktorwandung, und zwar im Einschubrohr des Reaktors, angeordnet ist, wobei dieser Schieber den Reaktor von der Außenatmosphäre vollständig abschließt, wenn der Plasmabrenner herausgezogen wird, wobei es nur dann möglich ist, den Schieber zu öffnen, wenn der Plasmabrenner sich in seiner Abdichtlage befindet, d.h. mit seiner Nase teilweise in das Verbindungsteil des Einschubrohres eingeschoben ist.This is achieved with the aid of a slide which is arranged in the reactor wall, specifically in the reactor's insertion tube is, this slide completely isolates the reactor from the outside atmosphere when the plasma torch is pulled out, whereby it is only possible to open the slide when the plasma torch is in its sealing position is located, i.e. is partially inserted with its nose into the connecting part of the insertion tube.
Nachteilig bei diesem Verfahren ist die Tatsache, daß in der Zwischenzeit zwischen dem öffnen des Ventils bis zu dem Zeitpunkt, zu welchem der Plasmabrenner aus seiner Abdichtlage in seine Betriebslage geschoben ist, durch den Ringspalt zwischen der Wandung des Einschubrohres und der Nase des Plasmabrenners eine ündichtheit entsteht. Diese ündichtheit kann naturgemäß dadurch verringert werden, daß die Öffnung im Verbindungsteil des Einschubrohres genau dem Durchmesser der Nase des Plasmabrenners angepaßt wird. Dadurch wird die Undichtheit zwar inThe disadvantage of this method is the fact that in the meantime between the opening of the valve and the time to which the plasma torch from its sealing position in its operating position is pushed through the annular gap between the wall of the insertion tube and the nose of the plasma torch a leak arises. This leakage can naturally can be reduced in that the opening in the connecting part of the insertion tube is matched exactly to the diameter of the nose of the plasma torch. As a result, the leak is in
gewissem Umfange verringert, doch steigen dadurch die Herstellungskosten und das Einschieben des Plasmabrenners wird erschwert.reduced to a certain extent, but this increases the manufacturing cost and the insertion of the plasma torch is made difficult.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Abdichteinrichtung zu schaffen, welche jegliche Undichtheit während des Einschiebens eines Brenners in einen im Betrieb befindlichen Reaktor ausschaltet, insbesondere während des Einschiebens eines Plasmabrenners aus seiner Abdichtlage in seine Betriebslage, in welcher er abdichtend gegen die Dichtfläche am Reaktor gepreßt wird, wobei zunächst ein Schieber, welcher normalerweise den Reaktor vollkommen von der Außenatmosphäre abschließt, geöffnet werden muß.The invention has the task of providing a sealing device to provide that any leakage during the insertion of a burner into an operating one Switches off the reactor, in particular while a plasma torch is being pushed out of its sealing position into its Operating position in which it is pressed sealingly against the sealing surface on the reactor, initially a slide, which normally closes the reactor completely from the outside atmosphere, must be opened.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine erfindungsgemäße Einrichtung der eingangs genannten Art gekennzeichnet durch einen in einem Sitz des Anschlußteiles zur Brenneröffnung des Reaktors angeordneten Dichtring mit Durchbrüchen für die Zufuhr eines Schutzgases.To achieve this object, a device according to the invention of the type mentioned at the beginning is characterized by an in a seat of the connection part for the burner opening of the reactor arranged sealing ring with openings for the supply of a Protective gas.
Durch Verwendung eines Schutzgases mit praktisch dem gleichen Druck oder mit einem den Druck im Reaktor übersteigenden Druck wird sichergestellt, daß kein Gas aus dem Reaktor austreten kann und daß das Verbindungsteil des Einschubrohres des Reaktors ein relativ reichlich bemessenes Spiel ergeben kann, wodurch das Einschieben des Brenners beträchtlich erleichtert und beschleunigt wird.By using a protective gas with practically the same pressure or with a pressure that exceeds the pressure in the reactor it is ensured that no gas can escape from the reactor and that the connecting part of the insertion tube of the reactor can result in a relatively ample play, which facilitates the insertion of the burner considerably and is accelerated.
Weitere Merkmale und Besonderheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der beiliegenden Zeichnung; es zeigtFurther features and special features of the invention emerge from the following description with reference to the enclosed Drawing; it shows
Fig.1 eine Ansicht des Verbindungsteiles eines Einschubrohres eines Reaktors mit einem in Betriebslage eingesetzten Plasmabrenner im Teilschnitt; und1 shows a view of the connecting part of an insertion tube a reactor with a plasma torch used in the operating position in partial section; and
Fig.2 eine vergrößerte Ansicht der erfindungsgemäßen Abdichteinrichtung.Fig. 2 is an enlarged view of the invention Sealing device.
Fig.1 zeigt einen Plasmabrenner 1, dessen Nase 2 in das Verbindungsteil 3 eines Einschubrohres 4 in der Wandung eines Schachtofens, der im einzelnen nicht dargestellt ist, in Betriebslage eingeschoben ist. Der Plasmabrenner wird zunächst bis zu einer Abdichtlage eingeschoben, in welcher der Schieber 6 des Ventils 5 geöffnet wird, woraufhin der Plasmabrenner in die in der Figur dargestellte Betriebslage weitergeschoben wird. In dieser Lage legt sich eine Stirnfläche 7 des Plasmabrenners abdichtend gegen eine Dichtfläche 8 an der Außenseite des Verbindungsteiles. Vorzugsweise ist zwischen diesen beiden Flächen außerdem irgendeine Form einer Abdichtung vorgesehen.Fig.1 shows a plasma torch 1, the nose 2 of which in the connecting part 3 of an insert pipe 4 in the wall of a shaft furnace, which is not shown in detail in Operating position is inserted. The plasma torch is first pushed in as far as a sealing layer in which the Slide 6 of valve 5 is opened, whereupon the plasma torch is pushed further into the operating position shown in the figure will. In this position, an end face 7 of the plasma torch is sealingly against a sealing surface 8 on the Outside of the connecting part. Preferably there is also some form of seal between these two surfaces intended.
Die in Fig.2 in vergrößertem Maßstabe dargestellte erfindungsgemäße Abdichteinrichtung besitzt einen Flansch 9 mit einem Kanal 10 für die Zufuhr irgendeines Schutzgases. In diesem Flansch 9 ist ein Sitz 12 für einen nach innen weisenden Dichfr· ring 13 ausgebildet. Der Dichtring 13 wird durch einen Sicherungsring 14 in der gewünschten Lage festgehalten, wobeiThe illustrated in Figure 2 on an enlarged scale according to the invention The sealing device has a flange 9 with a channel 10 for the supply of any protective gas. In this Flange 9 is a seat 12 for an inwardly facing seal ring 13 formed. The sealing ring 13 is secured by a locking ring 14 held in the desired position, with
dieser Sicherungsring durch gestrichelt angedeutete Schraubbolzen festgeschraubt wird. Fig.2 zeigt außerdem einen O-Ring 16, welcher für eine Abdichtung zwischen der Stirnfläche 7 des Plasmabrenners und der Dichtfläche 8 des Reaktors bezw. des Flansches 9 sorgt.this locking ring is screwed tight by means of screw bolts indicated by dashed lines. Fig.2 also shows an O-ring 16, which for a seal between the end face 7 of the Plasma torch and the sealing surface 8 of the reactor BEZW. of the flange 9 ensures.
Der Dichtring 13 besitzt eine nach innen offene Nut 17 mit Durchbrüchen 18, welche mit dem Ringspalt 19 an der Außenseite des Dichtringes 13 in Verbindung stehen. Durch den vorgenannten Kanal 10 wird in diesen Spalt 19 Schutzgas eingeblasen. The sealing ring 13 has an inwardly open groove 17 Breakthroughs 18, which with the annular gap 19 on the outside of the sealing ring 13 are in connection. Through the aforementioned Channel 10 is blown into this gap 19 inert gas.
Die erfindungsgemäße Ausbildung einer Abdichteinrichtung erlaubt es, daß das Spiel zwischen dem Verbindungsteil 3 des Einschubrohres und dem Plasmabrenner relativ groß gehalten werden kann, während der eigentliche Dichtring 13 einen Durchmesser erhalten kann, welcher im wesentlichen dem Umfang der Brennernase entspricht. Der Dichtring 13 kann aus Metall (Rotguß) hergestellt werden, um zu verhindern, daß er durch Ruß oder sonstige Ablagerungen an der Brennernase beschädigt wird, wenn der Brenner herausgezogen wird.The inventive design of a sealing device allows it that the game between the connecting part 3 of the insertion tube and the plasma torch is kept relatively large can be, while the actual sealing ring 13 has a diameter can be obtained, which corresponds essentially to the circumference of the burner nose. The sealing ring 13 can be made of metal (Gunmetal) to prevent it from being damaged by soot or other deposits on the burner nose when the burner is pulled out.
Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Dichtring 13 aus einem Material hergestellt, welches zumindest teilweise elastisch ist und einen niedrigen Reibungskoeffizient besitzt, beispielsweise aus Teflon. Indem man dem Dichtring ein erweitertes Einschubende 20 gibt, wird das Anschließen des Plasmabrenners an den Reaktor weiterhin erleichtert. Als Schutzgase eignen sich in diesem Zusammenhang Stickstoff und Argon.According to a preferred embodiment of the invention, the sealing ring 13 is made of a material which at least is partially elastic and has a low coefficient of friction, for example made of Teflon. By If the sealing ring gives an extended push-in end 20, the connection of the plasma torch to the reactor is further facilitated. Suitable protective gases in this context are nitrogen and argon.
Die erfindungsgemäße Abdichteinrichtung verhindert daher vollständig jegliches Austreten von Gasen aus dem Reaktor während des Anschließens eines Plasmabrenners. Stattdessen strömt das Schutzgas aus und in gewissem Umfange auch in den Reaktor hinein. Das Einströmen des Schutzgases in den Reaktor kann allerdings durch sorgfältige Einstellung des Schutzgasdruckes minimal gehalten werden, wenn dieser Druck nur leicht über dem im Reaktor herrschenden Druck liegt.The sealing device according to the invention therefore completely prevents any escape of gases from the reactor while connecting a plasma torch. Instead, the protective gas flows out and, to a certain extent, into the Reactor inside. The flow of protective gas into the reactor can, however, be prevented by careful adjustment of the protective gas pressure be kept to a minimum if this pressure is only slightly above the pressure prevailing in the reactor.
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