DE908011C

DE908011C - Lockable gas torch for coke oven templates

Info

Publication number: DE908011C
Application number: DEST1405D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Gustav Lambertz
Original assignee: Carl Still GmbH and Co KG
Current assignee: Carl Still GmbH and Co KG
Priority date: 1944-12-23
Filing date: 1944-12-23
Publication date: 1954-04-01

Description

Absperrbare Gasfackel für Koksofenvorlagen Die Gasvorlagen von Koksofenbatterien werden üblicherweise mit sogenannten Gasfackeln ausgestattet, welche die Bestimmung haben, etwaiges überschüssiges Koksofengas aus der Vorlage in die freie Luft abzulassen, meistens zugleich zu verbrennen. Eine solche Gasfackel muß natürlich absperrbar sein, was gewöhnlich durch einen Absperrschieber ermöglicht wird. Die Bedienung einer solchen Absperrvorrichtung an einer Gasfackel ist immer umständlich und mühsam, weil sich die Gasfackel oberhalb der Koksofenvorlage, also in sehr großer Höhe angeordnet befindet, und wegen ihrer Bestimmung in der Regel einen verhältnismäßig großen Durchgangsquerschnitt für das Gas besitzt, der also auch ein entsprechend großes und schweres Absperrorgan bedingt. Wenn die Gasfackel auch dazu dienen soll, bei einer Betriebsstörung, etwa bei einem Stillstand des Gassaugers oder bei einem anderen die regelrechte Gasabfuhr hemmenden Vorkommnis, das überschüssige Gas möglichst schnell in die freie Luft abzulassen, so können umständliche und zeitraubende Bedienungsmaßnahmen zum Offenstellen der Gasfackel Betriebsgefahren verursachen oder sogar, wenn sie womöglich in der auftretenden Verwirrung ganz unterlassen werden, schwerwiegende Schädgungen der ganzen Anlage nach sich ziehen. Die Erfindung hat zum Ziel, -eine absperrbare Gasfackel für Koksofenvorlagen für den Fall einer Betriebsstörung von der üblicherweise notwendigen Handbedienung unabhängig zu machen. Sie beruht auf dem Gedanken, die bei einer Hemmung der Gasabfuhr der Vorlage auftretende Steigerung des Gasdrucks unmittelbar dazu auszunutzen, um selbsttätig eine erfindungsgemäße Absperrvorrichtung, die normalerweise den Gasdurchgang abschließt, zu öffnen, ohne dafür besondere maschinelle Einrichtungen zu Hilfe zu nehmen. Die Erfindung besteht darin, daß das zur Gasableitung dienende Fackelrohr an seinem unteren Ende zur selbsttätigen Absperrung mit einer senkrecht bewegbaren und ständig überlaufenden Tauchtasse versehen ist, die auf der Decke einer durch eine Gewichtsentlastung hochgehaltenen und mit dem unteren Rand ständig in einen Flüssigkeitstrog eintauchenden Glocke angebracht ist, auf deren Äußeres der Druck des abzusperrenden Gases einwirkt und deren Innenraum mit dem Innern des Fackelrohrs in offener Verbindung steht. Es wird also erfindungsgemäß als Absperrvorrichtung eine senkrecht bewegbare Tauchtasse von besonderer Gestaltung und Anordnung benutzt, die unter der Einwirkung des Druckes des abzusperrenden Gases steht. Das Wesen der Erfindung liegt dabei darin, daß die erwähnte, die absperrende Tauchtasse tragende Glocke infolge ihrer gekennzeichneten Gestaltung und Anordnung von ihrem Innenraum her, weil dieser ständig mit dem Innern des Fackelrohrs, d. h. dem Abzugsraum des abzuleitenden Gases oder, was dasselbe ist, mit der äußeren Atmosphäre in Verbindung steht, auf ihre ganze Grundfläche den niedrigeren Druck dieses Abzugsraums, dagegen von außen her auf dieselbe Grundfläche den höheren Druck des abzusperrenden Gases erfährt, der nämlich unter Vermittlung der Tauchflüssigkeit auch auf die ganze Grundfläche der eigentlichen Tauchtasse einwirkt. Der hieraus resultierende Überdruck des Gases auf die ganze Glocke von oben her wird, wenn er durch eine auftretende Steigerung über ein bestimmtes Maß sich vergrößert, zur Abwärtsbewegung der Glocke und der Tauchtasse und dadurch zum Öffnen der Tauchungsabsperrung ausgenutzt. Im einzelnen werden die hierbei geltenden theoretischen Zusammenhänge in dem am Schluß dieser Beschreibung angefügten Rechnungsbeispiel mitgeteilt werden.Lockable gas flare for coke oven reservoirs The gas reservoirs for coke oven batteries are usually equipped with so-called gas flares, which the determination have to vent any excess coke oven gas from the template into the open air, mostly burned at the same time. Such a gas flare must of course be lockable be what is usually made possible by a gate valve. The operation such a shut-off device on a gas flare is always cumbersome and laborious, because the gas flare is located above the coke oven, i.e. at a very high height is located, and because of their purpose, as a rule, a relatively large passage cross-section for the gas, which also has a correspondingly large and heavy shut-off device conditional. If the gas flare is also to be used in the event of a malfunction, for example in the event of a standstill of the gas suction device or in the event of another, the regular gas discharge obstructive occurrence, the excess gas as quickly as possible into the open air to let off, so cumbersome and time-consuming operating measures to open the gas flare cause operational hazards or even if they are possibly in the any confusion that occurs should be completely avoided, serious damage to the whole system. The invention has the aim -a lockable gas flare for coke oven deposits in the event of a malfunction of to make the usually necessary manual operation independent. It is based on the idea of the increase occurring when the gas discharge of the template is inhibited of the gas pressure to be used directly to automatically generate a Shut-off device that normally closes off the gas passage without opening to use special mechanical equipment for this purpose. The invention exists in that the flare tube serving for gas discharge at its lower end for automatic Provide barrier with a vertically movable and constantly overflowing immersion cup is that on the ceiling of a held up by a weight relief and with attached to the lower edge of the bell, which is constantly immersed in a liquid trough is, on the outside of which the pressure of the gas to be shut off acts and their interior is in open communication with the interior of the flare tube. So it becomes according to the invention a vertically movable immersion cup of special design as a shut-off device and arrangement used under the action of the pressure of the gas to be shut off stands. The essence of the invention lies in the fact that the aforementioned, the shut-off Diving cup-carrying bell due to its distinctive design and arrangement from their interior, because this is constantly connected to the inside of the flare tube, i. H. the vent of the gas to be discharged or, what is the same, with the outer one Atmosphere, on its entire base the lower pressure this vent, on the other hand the higher pressure from the outside on the same base area of the gas to be shut off, namely under the mediation of the immersion liquid also acts on the entire base of the actual immersion cup. The one from here resulting overpressure of the gas on the whole bell from above will be when he increases over a certain amount through an occurring increase, to a downward movement the bell and the immersion cup and thereby used to open the immersion shut-off. In detail, the theoretical relationships that apply here are given in the am The calculation example attached at the end of this description must be communicated.

Für die Wirksamkeit dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung spielt selbstverständlich, da man mit Hilfe des praktisch überhaupt verfügbaren Gasüberdrucks nur begrenzt große Bewegungskräfte für die Glocke schaffen kann, die Größe und Art der Gewichtsentlastung eine Rolle. Eine bevorzugte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist in dieser Hinsicht dadurch gekennzeichnet, daß zur Gewichtsentlastung mit Hilfe eines Gegengewichts die Glocke an dem waagerechten Arm eines schwingenden Hebels aufgehängt und das Gegengewicht an dem Gegenarm des Hebels mit dem Schwerpunkt oberhalb der waagerechten Hebelachse angebracht ist. Hiermit ergeben sich gewisse Vorteile für die Wirksamkeit und Betriebssicherheit der Vorrichtung, die im einzelnen durch die nachfolgende, in der Zeichnung bezügliche Beschreibung und das Rechnungsbeispiel dargelegt werden.For the effectiveness of this device according to the invention, it goes without saying that because the gas overpressure that is practically available is only limited Can create large motive forces for the bell, the size and type of weight relief a role. This is a preferred embodiment of the subject matter of the invention Respect characterized in that for weight relief with the help of a counterweight the bell hung on the horizontal arm of a swinging lever and that Counterweight on the counter arm of the lever with the center of gravity above the horizontal one Lever axis is attached. This results in certain advantages for the effectiveness and operational safety of the device, which is determined in detail by the following, The description and the calculation example are shown in the drawing.

Die Vorteile des Erfindungsgegenstandes liegen in der selbsttätigen, jeglichen Eingriff von Hand ersparenden Funktion und in der damit gegebenen Betriebssicherheit begründet. Beim plötzlichen Auftreten einer Betriebsstörung, die in einer Hemmung der Gasabfuhr der Vorlage zum Ausdruck kommt, wird schon bei einer verhältnismäßig kleinen Steigerung des Gasdrucks in der Vorlage binnen kürzester Zeit selbsttätig das Öffnen der Absperrvorrichtung der Gasfackel herbeigeführt und dadurch dem überschüssigen Gas sofort ein Ausweg in die freie Luft geboten, bevor irgendwelche ernstere Betriebsgefahren oder Schädigungen eintreten können. Die geschilderte Ausführungsform ist von einfachster Bauart und sichert wegen des ständigen Flüssigkeitsverschlusses der Tauchtasse eine durchaus zuverlässige Abdichtung, bedarf daher auch keiner nennenswerten Beobachtung und Unterhaltung im Betrieb. Wenn bei größeren Ofenanlagen eine Mehrzahl von Gasfackeln an derselben Vorlage angebracht wird, so treten bei einem Störungsfall alle unabhängig voneinander in Funktion und beeinflussen sich gegenseitig in keiner Weise.The advantages of the subject matter of the invention lie in the automatic, function that saves any manual intervention and ensures operational reliability justified. The sudden occurrence of a malfunction resulting in an inhibition the gas discharge of the template is expressed, is already proportionate small increase in gas pressure in the template within a very short time automatically the opening of the shut-off device of the gas flare brought about and thereby the excess Gas immediately provided a way out to the open air before any serious operational hazard or damage can occur. The embodiment described is the simplest Design and secures a absolutely reliable sealing, therefore does not require any noteworthy observation and entertainment in the company. If there are a number of gas flares in larger furnace systems is attached to the same template, then in the event of a malfunction, all step independently function of each other and do not influence each other in any way.

Die Zeichnung gibt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes in einem senkrechten Schnitt durch die Mittelachse wieder. Die Vorrichtung ist durchweg als ein Rotationskörper in bezug auf diese Achse gestaltet.The drawing gives an embodiment of the subject matter of the invention again in a vertical section through the central axis. The device is consistent designed as a body of revolution with respect to this axis.

Der feststehende Körper der Gasfackel besteht aus dem senkrechten Gaszufuhrrohr x, dem daran festsitzenden, tonnenförmigen Gehäuse 2 und dem mittels einer Flanschverbindung aufgesetzten Deckelteil 3, in dem der Rohrstutzen q. befestigt ist; dieser bildet zusammen mit dem oberen Fortsetzungsrohr g das eigentliche Fackelrohr. Das untere Ende 6 des Rohrs q. ragt durch den Deckelteil 3 ein Stück weit in das Gehäuse hinein. Im Innern des Gehäuses 2 ist der feststehende Flüssigkeitstrog 7 auf Querträgern 8 so angeordnet und gestaltet, daß zwischen seiner zylindrischen Seitenbegrenzung und dem Gehäusemantel 2 ein genügend weiter ringförmiger Raum für den Durchgang des abzuleitenden Gases besteht. In dem freien Höhenraum zwischen dem unteren Rand des Rohrendes 6 und dem oberen Rand des FlüssigkeitstrOgs 7 ist nun die erfindungsgemäße Glocke 9, die auf ihrer Decke die Tauchtasse zo trägt, senkrecht bewegbar angeordnet. Sie ist in ihrer höchsten Stellung gezeichnet, in der sie sowohl unten in den Trog 7 eintaucht als auch oben einen Tauchverschluß für das untere Rohrende 6 schafft. Demgemäß umgreift die Tasse io das Rohrende 6, d. h. ihr Innendurchmesser ist etwas größer als der Außendurchmesser dieses Rohrendes. Der Durchmesser der eigentlichen Glocke 9 ist nach der Zeichnung noch größer als derjenige der Tauchtasse io; diese Ausführungsweise ist für die Erfindung vorteilhaft, aber nicht unbedingt notwendig, wie sich später aus dem Rechnungsbeispiel ergeben wird. Die Tauchtasse io wird mit einer geeigneten Flüssigkeit ii angefüllt, die aus einem Zufuhrrohr i2 mit einem Ventil oder Hahn 14 zugeführt wird. Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht nun darin, daß der Innenraum der Glocke 9 und das Innere des Fackelrohrs 4 durch ein Rohr 15, das die Tauchflüssigkeitsschicht ii durchsetzt, in offener Verbindung miteinander stehen. Dieses Rohr 15 wird nach der Zeichnung in der Mittelachse der Vorrichtung angeordnet und am oberen Ende mit einem Tragring 16 versehen, um zur Aufhängung der Glocke 9 nebst Tasse io verwendet zu werden. Diese Aufhängung geschicht mittels eines Tragseils 17, das nach oben hin weiter über die Seilrinne eines Kreissegmentbogens 18 geführt und mit seinem Ende daran bei i9 befestigt ist; dieser Segmentbogen 18 ist am Endpunkt eines waagerechten Schwinghebels 2o befestigt, der mittels einer an ihm sitzenden keilförmigen Schneide 21 in einer an dem Rohr 4 abgestützten Schwingpfanne 22 um die waagerechte Achse 0 ohne nennenswerten Reibungswiderstand schwingen kann. Der Gegenarm 23 des waagerechten Hebels 20 trägt an seinem Ende das mittels eines oder mehrerer Schraubbolzen 24 befestigte Gegengewicht 25. Der Mittelpunkt und -zugleich Schwerpunkt M des Gegengewichts ist erfindungsgemäß erheblich oberhalb der waagerechten Achse 0-X angeordnet. Die Verbindungslinie 0-M bildet daher mit der waagerechten Achse 0-X einen Winkel a von beachtlicher Größe, im Zeichnungsbeispiel einen solchen von 48°.The fixed body of the gas flare consists of the vertical gas supply pipe x, the barrel-shaped housing 2 fixed to it and the cover part 3, which is attached by means of a flange connection and in which the pipe socket q. is attached; together with the upper extension pipe g, this forms the actual flare tube. The lower end 6 of the tube q. protrudes through the cover part 3 a little way into the housing. Inside the housing 2, the fixed liquid trough 7 is arranged and designed on cross members 8 so that there is a sufficiently wider annular space for the passage of the gas to be diverted between its cylindrical side delimitation and the housing jacket 2. In the free height space between the lower edge of the pipe end 6 and the upper edge of the liquid flow 7, the bell 9 according to the invention, which carries the immersion cup on its ceiling, is now arranged so as to be vertically movable. It is drawn in its highest position, in which it dips into the trough 7 at the bottom and creates a plunger seal for the lower end of the pipe 6 at the top. Accordingly, the cup surrounds the pipe end 6, ie its inside diameter is somewhat larger than the outside diameter of this pipe end. According to the drawing, the diameter of the actual bell 9 is even greater than that of the immersion cup io; this embodiment is advantageous for the invention, but not absolutely necessary, as will become apparent later from the calculation example. The immersion cup io is filled with a suitable liquid ii, which is supplied from a supply pipe i2 with a valve or tap 14. An essential feature of the invention is that the interior of the bell 9 and the interior of the flare tube 4 are in open communication with one another through a tube 15 which penetrates the immersion liquid layer ii. This tube 15 is arranged according to the drawing in the central axis of the device and provided at the upper end with a support ring 16 in order to be used to suspend the bell 9 together with the cup. This suspension story by means of a support cable 17, which is passed upwards further over the cable groove of a circular segment arc 18 and attached with its end to it at i9; This segment arch 18 is attached to the end point of a horizontal rocker arm 2o, which can oscillate by means of a wedge-shaped cutter 21 seated on it in a swing pan 22 supported on the pipe 4 about the horizontal axis 0 without significant frictional resistance. The counter arm 23 of the horizontal lever 20 carries at its end the counterweight 25 fastened by means of one or more screw bolts 24. The center and - at the same time the center of gravity M of the counterweight is according to the invention arranged considerably above the horizontal axis 0-X . The connecting line 0-M therefore forms an angle a of considerable size with the horizontal axis 0-X , in the drawing example an angle of 48 °.

Um den Hub der Glocke 9 nach oben hin zu begrenzen, sind am Boden der Tasse io über ihren Umkreis vier Flacheisenstücke 26 von mäßiger Dicke, etwa io mm, so angebracht, daß die Unterkante des Rohrendes 6 dagegen stößt. Hierdurch wird zugleich eine auch in der Höchststellung der Glocke bestehende Flüssigkeitsverbindung über den ganzen Rohrumfang zwischen der äußeren und inneren Teilmasse der Tauchflüssigkeit gesichert. Zur Begrenzung der Höhenbewegung der Glocke 9 nach unten hin sind am unteren Teil des Flüssigkeitstrogs 7 vier kleine Konsolen 27 befestigt, auf welche der untere Rand der Glocke 9 in ihrer Tiefstellung aufstößt.To limit the stroke of the bell 9 upwards, are on the ground the cup io four flat iron pieces 26 of moderate thickness, about 10 mm, attached so that the lower edge of the pipe end 6 abuts against it. Through this becomes at the same time a fluid connection that also exists in the highest position of the bell over the entire circumference of the pipe between the outer and inner partial mass of the immersion liquid secured. To limit the vertical movement of the bell 9 downwards are on lower part of the liquid trough 7 four small brackets 27 attached to which the lower edge of the bell 9 pushes open in its lower position.

Beim Betriebe der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das Zufuhrrohr 12 an eine geeignete Flüssigkeitszufuhr angeschlossen, die am zweckmäßigsten die gewöhnliche Vorlagenberieselung sein kann. Als geeignete Flüssigkeit kommen daher Frischwasser, Ammoniakwasser, Gaskühlerkondensat, Dünnteer od. dgl. in Betracht. Die zugeführte Flüssigkeit hält die Tauchtasse io ständig gefüllt, fließt über deren Außenrand, über das anschließende Deckenrandstück der Glocke 9 und außen an deren Mantel entlang in den Flüssigkeitstrog 7 hinein, der dadurch ebenfalls ständig gefüllt erhalten wird. Die aus dem Trog 7 über seinen Rand überlaufende überschüssige Flüssigkeit wird durch das Gehäuse 2 und das Gaszufuhrrohr i in die Koksofenvorlage abgeführt. Die Glocke 9 mit der Tauchtasse io befindet sich im normalen Ruhezustand in der durch die Zeichnung dargestellten höchsten Stellung, die durch passende Bemessung des Gegengewichts 25 gesichert wird. In dieser Stellung muß der durch das Gegengewicht hervorgerufene Seilzug Z des Tragseils 17 etwas größer als die Summe aus der Bodenlast B und dem Eigengewicht G der Glocke 9, also B + G < Z sein. Hierbei ist der von dem abzusperrenden Gas angefüllte Raum des Gehäuses 2 gegen das Fackelrohr 4, 5 durch die Tauchungsflüssigkeit ii der Tasse io und gegen den Innenraum der Glocke 9 durch die Tauchungsflüssigkeit des Trogs 7 abgesperrt. Erfahrungsgemäß herrscht in einer Koksofenvorlage ein aus dem Auftrieb des Koksofengases herrührender Überdruck desselben gegen die äußere Atmosphäre von etwa 4 mm WS; in Höhe der Tauchtasse io ist dieser Überdruck um ein Weniges, etwa. i mm WS, noch größer, beträgt also hier praktisch etwa 5 mm WS. Da Atmosphärendruck auch in dem Fackelrohr 4 herrscht, so stellt sich also der Spiegel der Tauchflüssigkeit ii, wenn diese Flüssigkeit Wasser ist, im Innern des Fackelrohrs 4 um etwa 5 mm höher als außerhalb desselben, d. h. es ist, mit den Bezeichnungen der Zeichnung, ho - h = hz = rd. 5 mm. Auf der Flüssigkeit ii lastet dann im Fackelrohr 4 der Gasdruck Po, der gleich dem Atmosphärendruck ist, und außerhalb des Fackelrohrs der Gasdruck p, der etwas, nach dem Vorgesagten um etwa 5 mm, größer als p. ist. Am Boden der Tauchflüssigkeit ii lastet dann, wenn man zunächst den Flüssigkeitsraum außerhalb des Rohrs 4 betrachtet, ein Druck gleich der Summe aus dem Gasdruck p und dem aus der Flüssigkeitshöhe h resultierenden Zusatzdruck. Dieser Summendruck ist nun aber über die ganze waagerechte Grundfläche der Tasse io, auch im Raum innerhalb des Rohrs 4, gleich groß, entsprechend einem Grundgesetz der Hydraulik. Außerdem lastet der Gasdruck P auf dem äußeren freien Randteil der Decke der Glocke 9. Demnach ist also dieser Druck P über die ganze Grundfläche der Glocke 9 von oben her wirksam. Im Innern der Glocke 9 herrscht nun aber, wegen der erfindungsgemäßen Verbindung durch das Rohr 15, der niedrigere Druck p, des Innern des Fackelrohrs 4. Dieser niedrigere Druck wirkt also von unten her gegen die ganze Deckengrundfläche der Glocke 9. Es ist daher in jedem Betriebszustand der Druckunterschied p - Po in Richtung von oben nach unten auf die ganze Glocke 9 wirksam, und daraus ergibt sich unmittelbar, daß eine im Betrieb auftretende Vergrößerung des Gasdrucks P gegenüber dem immer konstanten Gasdruck po dazu geeignet sein kann, die Glocke und damit die Tauchtasse io nach unten hin in Bewegung zu setzen, um den Tauchverschluß zu öffnen.In operation of the device according to the invention, the supply pipe 12 is connected to a suitable liquid supply, which can most conveniently be the ordinary receiver sprinkler. Suitable liquids are therefore fresh water, ammonia water, gas cooler condensate, thin tar or the like. The supplied liquid keeps the immersion cup io constantly filled, flows over its outer edge, over the adjoining top edge piece of the bell 9 and outside along its jacket into the liquid trough 7, which is thus also kept constantly filled. The excess liquid overflowing from the trough 7 is discharged through the housing 2 and the gas supply pipe i into the coke oven reservoir. The bell 9 with the immersion cup io is in the normal resting state in the highest position shown in the drawing, which is secured by suitable dimensioning of the counterweight 25. In this position, the cable pull Z of the support cable 17 caused by the counterweight must be somewhat greater than the sum of the floor load B and the dead weight G of the bell 9, i.e. B + G <Z . Here, the space of the housing 2 filled with the gas to be shut off is closed off from the flare tube 4, 5 by the immersion liquid ii of the cup and against the interior of the bell 9 by the immersion liquid of the trough 7. Experience has shown that in a coke oven reservoir there is an overpressure of about 4 mm water pressure resulting from the buoyancy of the coke oven gas against the external atmosphere; at the level of the immersion cup io, this overpressure is a little, for example. i mm WS, even larger, is practically about 5 mm WS here. Since atmospheric pressure also prevails in the flare tube 4, the level of the immersion liquid ii, if this liquid is water, is about 5 mm higher inside the flare tube 4 than outside it, i.e. it is, with the designations of the drawing, ho - h = hz = approx. 5 mm. The gas pressure Po, which is equal to atmospheric pressure, then weighs on the liquid ii in the flare tube 4, and outside the flare tube the gas pressure p, which is somewhat greater than p, according to the above by about 5 mm. is. At the bottom of the immersion liquid ii, if you first consider the liquid space outside the tube 4, a pressure equal to the sum of the gas pressure p and the additional pressure resulting from the liquid height h. However, this total pressure is now the same over the entire horizontal base area of the cup, also in the space inside the pipe 4, in accordance with a basic law of hydraulics. In addition, the gas pressure P loads on the outer free edge part of the ceiling of the bell 9. Accordingly, this pressure P is effective over the entire base of the bell 9 from above. Inside the bell 9, however, because of the connection according to the invention through the tube 15, the lower pressure p prevails inside the flare tube 4. This lower pressure thus acts from below against the entire ceiling surface of the bell 9. It is therefore in each Operating state, the pressure difference p - Po in the direction from top to bottom on the entire bell 9 is effective, and it follows immediately that an increase in the gas pressure P occurring during operation compared to the always constant gas pressure po can be suitable for the bell and thus the To set the immersion cup io downwards in order to open the immersion seal.

Es möge z. B., indem der Druckunterschied - @o von dem bisherigen Größenwert 5 mm WS des Ruhezustands auf den vergrößerten Wert 25 mm WS gesteigert wird, die Bodenlast B so weit vergrößert werden, daß nunmehr B + G = Z wird. Entsprechend vergrößert sich dann natürlich auch der Höhenunterschied h= von 5 auf 25 mm WS, indem die Tasse io auch weiterhin durch den Zufluß aus dem Rohr 12 bis zum Rand voll bleibt: Wenn nun der Gasdruck noch um einen geringen Betrag, gegebenenfalls nur einige Millimeter Wassersäule, weiter vergrößert wird, so bekommt die Glocke 9 Übergewicht und sinkt abwärts, wobei das Gegengewicht 25 unter Anheben weiter herumgeschwungen wird. Nach Absenken der Glocke um die Tauchungstiefe h, des unteren Fackelrohrendes 6 beginnt das Austauchen und Freiwerden der unteren Rohrkante, also das Öffnen der Tauchungsabsperrung. In diesem Stadium ist der Mittelpunkt oder Schwerpunkt des Gegengewichts 25 von V nach M' gelangt. Sein wirksamer Hebelarm, bezogen auf die Kippachse 0 hat sich von q auf q' verkleinert. Dadurch hat die Glocke g ein starkes zusätzliches Übergewicht bekommen, und sie sinkt weiter ab, auch wenn von diesem Stadium ab, wegen der nunmehr offenen Verbindung der Räume des Gehäuses 2 und des Fackelrohrs .4, 5 ein teiheeiser Ausgleich der Gasdrücke p und - Po, d. h. eine Verringerung des Druckunterschieds f -- p, eintritt. Hier zeigt sich der Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung des Hebelgewichts 25 mit seinem Schwerpunkt oberhalb der waagerechten Achse 0-X. Am Ende des ganzen, dem Höhenmaß n entsprechenden Absenkungswegs der Glocke g setzt sich dieselbe mit ihrem unteren Rand auf die Konsolen 27 auf; sie bleibt also mit diesem Glockenrand bei jeder Stellung in die Tauchungsflüssigkeit des Trogs 7 eingetaucht. In dieser Tiefstellung ist die Lichtraumhöhe u- zwischen der Unterkante des Fackelrohrendes 6 und der Oberkante der Tauchtasse io erreicht, durch welche das vorher abgesperrt gewesene Koksofengas der Vorlage aus dem Gehäuse 2 in das Fackelrohr 4, 5 überströmen und ins Freie abgeleitet werden kann.It may z. B. by increasing the pressure difference - @o from the previous size value 5 mm WS of the idle state to the enlarged value 25 mm WS, the floor load B can be increased so much that now B + G = Z. The height difference h = then increases accordingly, of course, from 5 to 25 mm WS, as the cup remains full to the brim due to the inflow from the pipe 12: If the gas pressure is now reduced by a small amount, possibly only a few millimeters Water column, is further increased, the bell 9 becomes overweight and sinks downwards, the counterweight 25 being swung around while being raised. After lowering the bell by the immersion depth h of the lower flare tube end 6, the lower pipe edge begins to emerge and become free, i.e. the opening of the immersion barrier. At this stage, the center or center of gravity of the counterweight 25 has moved from V to M '. Its effective lever arm, based on the tilting axis 0, has decreased from q to q '. As a result, the bell g has gained a strong additional preponderance, and it continues to sink, even if from this stage, because of the now open connection between the spaces of the housing 2 and the flare tube .4, 5 a partial equalization of the gas pressures p and - Po , ie a reduction in the pressure difference f - p occurs. This shows the advantage of the inventive arrangement of the lever weight 25 with its center of gravity above the horizontal axis O -X. At the end of the entire lowering path of the bell g, corresponding to the height n, the same sits down with its lower edge on the consoles 27; it therefore remains immersed in the immersion liquid of the trough 7 with this bell rim in every position. In this lower position, the clearance height u- between the lower edge of the flare tube end 6 and the upper edge of the immersion cup io is reached, through which the previously blocked coke oven gas from the template flows from the housing 2 into the flare tube 4, 5 and can be discharged into the open.

Wenn die Störung, die zum selbsttätigen Auslösen und Öffnen der Absperrungsvorrichtung geführt hat, behoben ist, so kann die Absperrung durch einfaches, von Hand zu bewirkendes Zurücklegen des Schwinghebels 22, 23 bzw. des Gegengewichts 25 wiederhergestellt und die Vorrichtung erneut betriebsbereit gemacht werden.If the fault causes the shut-off device to be triggered and opened automatically has led, has been resolved, the shut-off can be effected simply by hand Returning the rocker arm 22, 23 or the counterweight 25 restored and the device can be made operational again.

Rechnungsbeispiel für eine Gasfackel von 60o mm Q5 des Rohrs Die hauptsächlichsten Abmessungen und Größenwerte sind, entsprechend den Eintragungen der Zeichnung, die folgenden, wobei unter fo, f1, f2 und f3 die waagerechten Querschnitte verstanden werden d, = 60o mm f" = 0,2827 m'2 = doE@. 4 fi = 03739 m2 (entspr. Ego mm 0 ) f2 = 0,7238 m2 (entspr. g60 mm o) f3 = o,oi5i6 m2 (bei 5 mm Wandstärke) h. - o,io m ltt = o,og m "°ü J ö'°ö5m j beim normalen Ruhezustand n = o,28 m = 0,19 m s = iooo -kg -_ Raumgewicht von Wasser Ina als Tauchflüssigkeit r = 0,40 m R = 0,6o m u = 48' (frei gewählt) (3 12,8g' (berechnet aus h, und r) q = R cos a = 0,4015 111 q' = R cos (a -;- ß) = o,2gi8 m G = 35 kg Eigengewicht der Glocke -@ Tasse bei Ausführung in Leichtmetall (spezifisches Gewicht = 2,8) mit durchweg 5 mm Wandstärke. Die Bodenlast B errechnet sich, wenn man den sehr kleinen Querschnitt des Rohrs 15 vernachlässigt, wie folgt: B = P f3 + P (f2 - fl) + (P + las) (fi - f0) (1) + (Po + ho s) fo - (P + lau S) f3 - Po f2 Hierin ist aber wegen des hydrostatischen Gleichgewichts innerhalb der Wasserfüllung ii: -:h.s (2) Po+hos=P -Gleichung (2) in (i) eingesetzt gibt: B = p f3 + p (f2 - fl) + (p + las) (fl - fo) (3) + (P -^ IZS) f0 (P + 11.S) f3' L'0 f2 :Mach Ausmultiplizieren und Ordnen wird B=Pf3+Pf2-Pfi-Pfo -lasfl-lasfo-ItuSf3-Pof2 - f f3 + P fi + P f0 + las fo (4) also B - P f2 -#, Po f2 '"_ IL S f 1 - lt" S f3 (J) =(P- t'0) f2rtlaSfl-IluSf3.Calculation example for a gas flare of 60o mm Q5 of the pipe The main dimensions and size values are, according to the entries in the drawing, the following, whereby under fo, f1, f2 and f3 the horizontal cross-sections are understood d, = 60o mm f "= 0.2827 m'2 = doE @. 4th fi = 03739 m2 (corresponds to ego mm 0) f2 = 0.7238 m2 (corresponding to g60 mm o) f3 = o, oi5i6 m2 (with 5 mm wall thickness) H. - o, io m ltt = o, og m "° ü J ö '° ö5m j during normal rest n = 0.28 m = 0.19 m s = iooo -kg -_ density of water Ina as an immersion liquid r = 0.40 m R = 0.6o m u = 48 '(freely chosen) (3 12.8g '(calculated from h, and r) q = R cos a = 0.4015 111 q '= R cos (a -; - ß) = 0.2 gi8 m G = 35 kg dead weight of the bell - @ cup when made of light metal (specific weight = 2.8) with consistently 5 mm wall thickness. If the very small cross-section of the pipe 15 is neglected, the bottom load B is calculated as follows: B = P f3 + P (f2 - fl) + (P + las) (fi - f0) (1) + (Po + ho s) fo - (P + lau S) f3 - Po f2 Here, however, because of the hydrostatic equilibrium within the water filling ii: -: hs (2) Po + hos = P equation (2) inserted into (i) gives: B = p f3 + p (f2 - fl) + (p + las) (fl - fo) (3) + (P - ^ IZS) f0 (P + 11.S) f3 'L'0 f2: Do multiply and organize will B = Pf3 + Pf2-Pfi-Pfo -lasfl-lasfo-ItuSf3-Pof2 - f f3 + P fi + P f0 + las fo (4) So B - P f2 - #, Po f2 '"_ IL S f 1 - lt" S f3 (J) = (P- t'0) f2rtlaSfl-IluSf3.

In dieser als Ergebnis erhaltenen Gleichung (5) sind ho und f, herausgefallen; diese Werte haben also auf die Größe der Bodenlast B keinen Einfluß.In this equation (5) obtained as a result, ho and f i are dropped out; these values therefore have no influence on the size of the floor load B.

Die Bodenlast B setzt sich nach (5) aus folgenden Beiträgen zusammen: (p -Y0) f2 Ist die Einwirkung des Gasdruckunterschieds (p-p.) über die innere Glockengrundfläche f2; h s f1 ist das Gewicht einer Flüssigkeitsfüllung des Tassenfassungsraums von der Randhöhe h und der Grundfläche f1; - lau s ß ist der Auftrieb des untersten Glockenrands in der Flüssigkeit des Trogs 7. Da der obige erste und der einzige Beitrag, der die für den Betrieb wesentlichste Veränderliche P enthält, mit dem Faktor f2 behaftet ist, so erscheint es vorteilhaft, f2 möglichst groß, zweckmäßig nennenswert größer als den feststehenden Querschnitt f, des Fackelrohrs bzw. als den Querschnitt f1 der Tauchtasse zu wählen, damit die Bodenlast B im Betrieb möglichst groß wird.The bottom load B is made up of the following contributions according to (5): (p -Y0) f2 is the effect of the gas pressure difference (pp.) Over the inner bell base area f2; hs f1 is the weight of a liquid filling of the cup holding space from the edge height h and the base area f1; - lau s ß is the buoyancy of the lowest bell rim in the liquid of trough 7. Since the above first and only contribution, which contains the most important variable P, has the factor f2, it seems advantageous to use f2 as possible large, expediently noticeably larger than the fixed cross-section f of the flare tube or the cross-section f1 of the immersion cup, so that the floor load B is as high as possible during operation.

Für den normalen, in der Zeichnung mit ausgezogenen Linien dargestellten Ruhezustand ergeben die oben festgesetzten Größenwerte als Zahlenbeispiel: P - po = lt s (vgl. Gleichung 2) = 0,005 # 1000 1e. = 5 2 oder mm WS, m also B = 5 - 0,7238 + 0,1 - 1000 - 0,3739 - 0,1 - 1000 - 0,01516 = 3,6i90 + 37390 -1516 = 39,493 kg Dazu G = 35,ooo kg Eigengewicht gibt B + G = 74,493 kg < Z (6) Es soll nun das Gewicht Q des Gegengewichts 25 so bestimmt werden, daß bei einer weiteren Steigerung des Gasdrucks p bzw. des Gasdruckunterschieds um 20 mm WS, also bei das Gleichgewicht B + G = Z eintritt, wobei die nunmehrige Bodenlast B natürlich größer als die oben für (P - p0) = 5 mm WS errechnete Bodenlast B ist. Hierfür findet man dann B = 25 - 0,7238 + o,1 - 1000 - 0,3731) - o,1 - iooo - o,oi5i6 = 18,o95 -+- 37,39 - 1516 = 53969 kg und B - G = 53,969 -@- 35,0 = 88,d69 kg.For the normal state of rest, shown in the drawing with solid lines, the size values specified above result as a numerical example: P - po = lt s (see equation 2) = 0.005 # 1000 1e. = 5 2 or mm WS, m Thus, B = 5-0.7238 + 0.1 - 1000 - 0 3739 - 0.1 - 1000 - 0.01516 = 3.6i90 + 37390 -1516 = 39.493 kg In addition G = 35,000 kg dead weight gives B + G = 74.493 kg <Z (6) The weight Q of the counterweight 25 is now to be determined in such a way that with a further increase in the gas pressure p or the gas pressure difference by 20 mm WS, that is to say at the equilibrium B + G = Z occurs, whereby the current floor load B is of course greater than the floor load B calculated above for (P - p0) = 5 mm WS. For this one finds B = 25 - 0.7238 + o, 1 - 1000 - 0.3731) - o, 1 - iooo - o, oi5i6 = 18, o95 - + - 37.39 - 1516 = 53969 kg and B - G = 53.969 - @ - 35.0 = 88, d69 kg.

Nun ist, wenn man zur Rechnungsvereinfachung das Eigengewicht des Schwinghebels 20, 23 in das Gewicht Q des Gegengewichts 25 miteinrechnet und auf dessen Schwerpunkt 1I reduziert T_ r = Q q (7) und wegen der aufgestellten Gleichgewichtsbedingung Z = (B + G) (8) auch (B + G) r = Q q (9) Mit diesem Größenwert von Q wird nach (7) und es trifft in der Tat auch zahlenmäßig die Gleichgewichtsbedingung zu: Z = 88,969 = B + G, wie oben.Now, if to simplify the calculation, the dead weight of the rocker arm 20, 23 is included in the weight Q of the counterweight 25 and reduced to its center of gravity 1I T_ r = Q q (7) and because of the established equilibrium condition Z = (B + G) (8 ) also (B + G) r = Q q (9) With this magnitude of Q, according to (7) and in fact the equilibrium condition also applies numerically: Z = 88.969 = B + G, as above.

Wenn sich nun der Gasdruckunterschied noch mehr vergrößert, etwa um weitere io mm WS, also p - Po = 35 mm WS wird, so tritt Übergewicht der Glocke Tasse und Absenkung derselben ein.If the gas pressure difference increases even more, by about If another 10 mm WS, i.e. p - Po = 35 mm WS, then preponderance of the bell cup occurs and lowering the same.

Für p - Po = 35 mm WS errechnet sich B = 35 ' 0,7238 + 37,39 -1,5i6 = 25,333 = 3739 - 1,516 = 61,207 kg und B G = 61,2o7 + 35,0 = 96,207 kg. Bei Beginn des Absenkens ist wie vorher Z = 88,969 und somit B + G -Z = 96,207 - 88,969 = 7,238k9. Dies ist die Größe der anfänglich auf die Glocke wirkenden, sie absenkenden Treibkraft, d. h. ihres Übergewichts.For p - Po = 35 mm WS this results in B = 35 '0.7238 + 37.39 -1.5i6 = 25.333 = 3739 - 1.516 = 61.207 kg and BG = 61.2o7 + 35.0 = 96.207 kg. At the start of the lowering, Z = 88.969 and thus B + G -Z = 96.207 - 88.969 = 7.238k9, as before. This is the magnitude of the driving force initially acting on the bell and lowering it, ie its excess weight.

Mit fortschreitendem Absenken wird der Seilzug Z immer kleiner, weil sich das Moment Q q durch Abnehmen von q verkleinert.As the lowering progresses, the pull Z becomes smaller and smaller, because the moment Q q decreases by decreasing q.

Nach dem Absenkungsweg kt = 0,o9 m ist die Grenze der Flüssigkeitstauchung der Tasse erreicht, dabei q bis auf q' verkleinert, und daher ist der Seilzug Die Bodenlast B am Ende dieses Absenkungsweges ht, wobei hu, = o,1 = h, = 0,i + 0,09 = 0,i9 m geworden ist, beträgt B = 25 - 0,7238 + o,1 - 1000 - 0,3739 - 0,i9 # iooo - o,oi5i6 = 25333 + 3739 - 2,88 = 59843 kg.After the lowering path kt = 0.09 m , the limit of the liquid immersion of the cup is reached, with q reduced to q ' , and therefore the cable pull is The floor load B at the end of this lowering path ht, where hu, = o, 1 = h, = 0, i + 0.09 = 0, i9 m , is B = 25 - 0.7238 + o, 1 - 1000 - 0, 3739-0, i9 iooo # - o, oi5i6 2 = 5333 + 3739 to 2.88 = 59843 kg.

Daraus folgt B -- G -Z = 59,843 + 35,0 - 6446 - 30,383 kg.From this follows B - G -Z = 59.843 + 35.0 - 6446 - 30.383 kg.

Demnach hat sich das Übergewicht der Glocke bzw. die auf sie wirkende Treibkraft über den ersten Teil h, = 9o mm des Absenkungswegs von 7,238 bis auf 30,383 kg erhöht.Accordingly, the overweight of the bell or the driving force acting on it has increased over the first part h, = 90 mm of the lowering path from 7.238 to 30.383 kg.

Beim Fortschreiten der Absenkung tritt Öffnen der Tauchungsabsperrung ein. In diesem Stadium ist mit der Möglichkeit eines teilweisen Ausgleichs der unterschiedlichen Gasdrücke p und Po zu rechnen. Ein vollständiges oder auch nur annäherndes Absinken des Drucks p bis auf p, ist aber ausgeschlossen, weil beim Überströmen von Gas aus dem Gehäuse 2 mit dem Gasdruck p in das Fackelrohr 4 mit dem Gasdruck Po ein bestimmter Überdruck p - Po für Geschwindigkeitshöhe und Umlenkungswiderstände benötigt wird, der unter Umständen erheblich groß sein kann.As the lowering progresses, the immersion shut-off opens a. At this stage there is a possibility of partial compensation of the different Calculate gas pressures p and Po. A complete or even approximate drop of the pressure p up to p, but is excluded because when gas flows over it the housing 2 with the gas pressure p in the flare tube 4 with the gas pressure Po a certain Overpressure p - Po is required for speed level and deflection resistances, which can be considerably large under certain circumstances.

Selbst wenn man aber hier mit dem als untersten Grenzwert in Betracht kommenden Minimum rechnen will, so bleibt auch dann noch ein positives Übergewicht und eine Treibkraft für die Glocke und die weitere Glockenbewegung abwärts übrig, wie folgendes ergibt: Für das Minimum oder mm WS, das, ist der Anfangswert des Ruhezustands, wird in dem betrachteten Stadium B = 5 ' 07238 -+ 3739 - 2,88 = 36i9 + 37,39 - 2,88 = 38,13 kg.But even if one wants to calculate with the minimum possible as the lowest limit value, there is still a positive overweight and a driving force for the bell and the further bell movement downwards, as follows: For the minimum or mm WS, that is, the initial value of the resting state, becomes in the stage under consideration B = 5'07238 - + 3739 - 2.88 = 36i9 + 37.39 - 2.88 = 38.13 kg.

Daraus folgt B-i-G-Z=38,i3 ±35,o-64,46=8,67. Praktisch ist dieses Übergewicht bedeutend größer. Das positive Maß dieses Übergewichts auch im ungünstigst gedachten Fall während des Offenstehens der Absperrung ist auf die fortschreitende Verkleinerung von q, d. h. auf die Anordnung des Gegengewichts 25 mit seinem Schwerpunkt M erheblich oberhalb der waagerechten Achse 0-X zurückzuführen. Zusammenfassende Übersicht Ruhezustand, Absperrung der Glocke p - p.'= 5 mm WS, B + G < Z, kein Übergewicht.This implies BiGZ = 38, i3 ± 35, o-64.46 = 8.67. In practice, this excess weight is significantly greater. The positive amount of this excess weight even in the worst case scenario while the barrier is open is due to the progressive reduction in size of q, ie to the arrangement of the counterweight 25 with its center of gravity M well above the horizontal axis 0-X . Comprehensive overview of the state of rest, locking the bell p - p. '= 5 mm WS, B + G < Z, no excess weight.

Gleichgewichtszustand, noch Absperrung p-po=5+2o=25mm WS, B+G=Z. Absenkung der Glocke um kt = 9o mm, noch kein Öffnen p - Po = 5 + 30 = 35 mm WS, B + G - Z = 7,24 kg zu Beginn = 30,38 kg am Ende, also positives Übergewicht. Weitere Absenkung, Öffnen der Absperrung: $ -Po < 35 mm WS, B -[- G -Z > 8,67 kg, > 5 mm WS, positives Übergewicht das sich fortschreitend vergrößert. Ende der Absenkung nach dem senkrechten Weg n = 28o mm, dann lichte Öffnungsweite, senkrecht gemessen, u- = n - h, = 28o - 9o - igo nun. Bis zuletzt positives Übergewicht.State of equilibrium, still shut off p-po = 5 + 2o = 25mm WS, B + G = Z. Lowering of the bell by kt = 9o mm, no opening yet p - Po = 5 + 30 = 35 mm WS, B + G - Z = 7.24 kg at the beginning = 30.38 kg at the end, i.e. positive overweight. Further lowering, opening the barrier: $ -Po <35 mm WS, B - [- G -Z> 8.67 kg, > 5 mm WS, positive overweight that progressing enlarged. End of the lowering after the vertical path n = 28o mm, then clear opening width, measured vertically, u- = n - h, = 28o - 9o - igo now. Positive overweight right up to the end.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Lockable gas flare for coke oven deposits, thereby characterized in that the flare tube serving for gas discharge at its lower end for automatic shut-off with a vertically movable and constantly overflowing one Immersion cup is provided, which is held up on the ceiling by a weight relief and with the lower edge constantly immersed in a liquid trough is attached, on the outside of which the pressure of the gas to be shut off acts and the interior of which is in open connection with the interior of the flare tube.

2. Lockable Gas flare according to claim i, characterized in that for weight relief with Using a counterweight, the bell on the horizontal arm of a swinging one Lever suspended and the counterweight on the counter arm of the lever with the center of gravity is attached above the horizontal lever axis.