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Sonde zur Entnahme von Gasproben und zur Ausführung von thermischen Messungen über der Beschickungsoberfläche eines Schachtofens sowie Verwendung der Sonde - Dokument DE4105831C2
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE4105831C2 08.10.1998
Titel Sonde zur Entnahme von Gasproben und zur Ausführung von thermischen Messungen über der Beschickungsoberfläche eines Schachtofens sowie Verwendung der Sonde
Anmelder Paul Wurth S.A., Luxemburg/Luxembourg, LU
Erfinder Mailliet, Pierre, Howald, Luxemburg/Luxembourg, LU;
Lonardi, Emile, Bascharage, Luxemburg/Luxembourg, LU;
Wies, Georges, Dudelange, Luxemburg/Luxembourg, LU
Vertreter Bernhardt, W., Dipl.-Ing. Dr.-Ing., Pat.-Anw., 66123 Saarbrücken
DE-Anmeldedatum 25.02.1991
DE-Aktenzeichen 4105831
Offenlegungstag 12.09.1991
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 08.10.1998
Veröffentlichungstag im Patentblatt 08.10.1998
IPC-Hauptklasse G01N 1/22
IPC-Nebenklasse G01K 13/10   C21B 7/24   G01D 11/30   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sonde zur Entnahme von Gasproben und zur Ausführung von thermischen Messungen über der Beschickungsoberfläche eines Schachtofens, wobei diese Sonde einen Sondenarm aufweist, der mit einer Reihe von Öffnungen versehen ist, um an verschiedenen Stellen der Beschickungsoberfläche gleichzeitig Gasproben zu entnehmen und thermische Messungen auszuführen, und der Sondenarm eine Länge hat, die größer als der Radius des Ofens ist, und so angeordnet ist, daß er sich von dem mittleren Gebiet des Ofens bis nach außerhalb des Ofens erstreckt, wobei er durch eine Öffnung in der Wand des Ofens hindurchgeführt ist. Die Erfindung betrifft außerdem die Verwendung einer solchen Sonde.

Bis jetzt waren im wesentlichen zwei Arten von Sonden der oben beschriebenen Art bekannt, nämlich die festen Sonden und die durch die Wand des Ofens hindurch ein- und ausführbaren Sonden. Feste über der Beschickungsoberfläche unbewegliche Sonden haben den Nachteil, daß sie die Fallbahn des Beschickungsmaterials stören und den Stößen durch das Beschickungsmaterial ausgesetzt sind, was einen sehr raschen Verschleiß mit sich bringt.

Radial verschiebbare Sonden, wie sie zum Beispiel in der DE-PS 14 08 098 und der GB 914,700 beschrieben werden, werden zwischen zwei Beschickungszyklen in den Ofen eingeführt und vor dem folgenden Beschickungszyklus wieder herausgezogen. Diese Sonden weisen nicht die Nachteile der festen Sonden auf, aber erfordern Mittel, um sie zu verschieben, sowie Mittel, um sie gegenüber der Wand des Ofens abzudichten. Außerdem ist mit ihrer Handhabung ein gewisser Zeitverlust verbunden.

In der DE 26 31 316 A1 wird eine verbesserte Sonde vorgeschlagen, die schwenkbar ist. Der Arm dieser Sonde ist an einer vertikalen Stange befestigt, die durch den schrägen Teil des Ofenkopfes hindurchgeführt ist, und die Mittel aufweist, um sie um ihre vertikale Achse zu drehen. Bei dieser Bewegung wird der horizontale Sondenarm über die Beschickungsoberfläche hinweg geschwenkt. Diese Sonde hat den Vorteil, daß sie über der gesamten Schwenkoberfläche Messungen ausführen kann, während die anderen Sonden nur entsprechend einer radialen Linie Messungen ausführen können. Außerdem kann der Sondenarm rasch in eine Parkposition bei der Wand des Ofens gebracht werden, wo er die Beschickung nicht stört und außerhalb der Fallbahn des Beschickungsmaterials ist. Dagegen erfordert die Wartung der Sonde, insbesondere die Ersetzung der Thermoelemente und die Entstopfung der Gasproben-Entnahmerohre den Ausbau der ganzen Sonde, wobei dieser Ausbau noch dadurch erschwert wird, daß er in vertikaler Richtung durch die Öffnung in dem schrägen Teil der Ofenwand vorgenommen werden muß.

Alle bis jetzt bekannten Sonden haben außerdem den Nachteil, daß sie nicht an das Beschickungsprofil anpaßbar sind, das von einem Ofen zum anderen verschieden sein kann. Daraus ergibt sich, daß die Höhe der Probenentnahmen und der thermischen Messungen von einer Meßöffnung zur anderen verschieden ist, was Fehler bei der Interpretation der Messungen verursachen kann.

Aus der DD 121 551 und der Veröffentlichung HANSA- Schiffahrt-Schiffbau-Hafen, Vol. 106 (1969) Nr. 18, Seiten 1566-1568, sind schwenkbar gelagerte Rauchgassonden für Rauchgaskanäle bekannt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue Sonde zur Entnahme von Gasproben und zur Ausführung von thermischen Messungen über der Beschickungsoberfläche eines Schachtofens zu schaffen, bei der die Thermoelemente leicht ersetzt und die Gasproben-Entnahmerohre rasch entstopft werden können, ohne die Sonde ausbauen zu müssen, bei der die Neigung des Sondenarms an das Beschickungsprofil angepaßt werden kann, und bei der der Sondenarm rasch in eine Parkposition gebracht werden kann, ohne den Beschickungsprozeß zu stören.

Diese Aufgabe wird durch eine Sonde mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch eine Sonde mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 gelöst.

Nach einer ersten bevorzugten Ausführungsform besteht der Haltering aus einem Wälzlager-Block mit einem festen Laufkranz, der mit der Wand des Ofens fest verbunden ist, und einem beweglichen Laufkranz, der die Drehzapfen aufweist und um den festen Laufkranz umlaufen kann, wobei er von einem Motor angetrieben wird. Infolge dieser Drehung kann der Sondenarm, wenn er eine nicht der Drehachse entsprechende Winkelposition einnimmt, eine Präzissionsbewegung ausführen, wobei er eine Oberfläche beschreibt, die der Oberfläche eines Hyperboloids entspricht. Dabei kann der Sondenarm parallel zu der Materialböschung angeordnet werden, um Messungen auszuführen, und seitlich nach dieser Präzissionsbewegung in eine Parkposition gebracht werden, um außerhalb der Fallbahn des Beschickungsmaterials zu sein.

Der Wälzlager-Block kann je nach dem Winkel der Materialböschung auf verschiedene Weise bezüglich einer diametralen Richtung des Ofens ausgerichtet werden. Der Block kann so angeordnet werden, daß seine Drehachse horizontal, und bezüglich des Ofens diametral verläuft. Der Block kann auch so angeordnet werden, daß seine Achse horizontal ist und einen spitzen Winkel mit der diametralen Achse des Ofens bildet, die durch die Mitte des Wälzlager-Blocks verläuft.

Der Wälzlager-Block kann auch so geneigt werden, daß seine Drehachse in einer vertikalen Ebene einen spitzen Winkel mit der Horizontalen bildet, wobei sie nach der Mitte des Ofens hin ansteigt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Haltering ein doppelter Ring mit einer Kardanfunktion, der einen äußeren Ring aufweist, der mit den besagten zwei äußeren Drehzapfen versehen ist, und außerdem mit zwei inneren Drehzapfen versehen ist, die kreuzförmig zu den äußeren Drehzapfen angeordnet sind und auf einem inneren Ring drehbar sind, der mit der Wand des Ofens fest verbunden ist.

Weitere Merkmale der Sonde ergeben sich aus der ausführlichen Beschreibung einiger Ausführungsformen, wobei auf die beigefügten Figuren Bezug genommen wird, die Folgendes darstellen:

Die Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der Sonde, wobei diese in zwei verschiedenen Neigungspositionen wiedergegeben ist.

Die Fig. 1a zeigt die Einzelheiten der Aufhängung der Sonde im vertikalen Schnitt.

Die Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht des äußeren Teils der Sonde und ihrer Aufhängung.

Die Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform der Sonde.

Die Fig. 3b ist eine Schnittansicht gemäß der Schnittebene B-B der Fig. 3.

Die Fig. 4 ist eine schematische Darstellung einer ersten Verfahrensweise bei der Verwendung der Sonde im Aufriß.

Die Fig. 5 ist eine schematische Darstellung der ersten Verfahrensweise im Aufriß bei axialer Projektion.

Die Fig. 6 ist eine schematische Darstellung der ersten Verfahrensweise im Grundriß.

Die Fig. 7 zeigt die erste Verfahrensweise in der Perspektive.

Die Fig. 8 bis 11 sind schematische Darstellungen, die den Fig. 4 bis 7 entsprechen und eine zweite Verfahrensweise bei der Verwendung der Sonde veranschaulichen.

Die Fig. 12 bis 15 sind schematische Darstellungen, die den Fig. 4 bis 7 entsprechen und eine dritte Verfahrensweise bei der Verwendung der Sonde veranschaulichen.

Die Fig. 16 ist eine schematische Darstellung einer vierten Verfahrensweise bei der Verwendung der Sonde im Grundriß.

Die Fig. 17 ist eine schematische Ansicht im Aufriß bei Projektion in Richtung C der Fig. 16.

Die Fig. 18 ist eine schematische Ansicht im Aufriß bei Projektion in Richtung B der Fig. 16.

Die Fig. 19 ist eine schematische Ansicht im Aufriß bei Projektion in Richtung A der Fig. 16.

Die Fig. 20 ist eine perspektivische Darstellung der Verfahrensweise der Fig. 16.

Die Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer Sonde 22, die über der Beschickungsoberfläche eines Hochofens 24 angebracht ist. Es handelt sich speziell um einen Hochofen, der mit einem V-förmigen Beschickungsprofil, das heißt, mit einer konischen Materialböschung arbeitet, die von der Mitte der Beschickungsoberfläche nach der Wand hin ansteigt. Die Sonde 22 weist im wesentlichen einen geraden Sondenarm 26 auf, der so konzipiert ist, daß die Thermoelemente und Gasproben-Entnahmerohre, insbesondere zum Zwecke ihres Ausbaus, von außerhalb des Ofens erreicht werden können, ohne daß der Sondenarm 26 ausgebaut werden muß.

Gemäß der vorliegenden Erfindung weist die Sonde ein System zur Aufhängung des Arms 26 auf, damit dieser in der Einsatzposition entsprechend der Neigung der Materialböschung geneigt werden kann, was durch die zwei verschiedenen Winkelpositionen des in der Fig. 1 dargestellten Arms 26 veranschaulicht ist.

Der Sondenarm 26 wird durch eine Öffnung 30 in der Ofenwand 28 in den Ofen 24 eingeführt und reicht in dem Ofen 24 bis in die mittlere Zone. Der Arm 26 wird von einem Haltering 32 gehalten, der mit dem Rand der Öffnung 30 und der Wand 28 fest verbunden ist.

Bei der Ausführungsform der Fig. 1 besteht der Haltering 32 aus einem Wälzlager-Block mit einem festen Laufkranz 34, der mit dem Rand der Öffnung 30 fest verbunden ist, und einem beweglichen Laufkranz 36, der über bekannte Wälzmittel, wie Kugeln oder Rollen, um den festen Laufkranz umlaufen kann. Dieser bewegliche Laufkranz 36 wird durch nicht dargestellte Mittel angetrieben, um ihn um den Laufkranz 34 herum drehen zu können. Dazu kann er mit einem Zahnkranz versehen werden, in den ein nicht dargestelltes Antriebsritzel eingreift. Der äußere bewegliche Zahnkranz 36 weist zwei einander diametral gegenüberliegende seitliche Drehzapfen 38, 40 auf, auf denen zwei Arme 42 und 44 gelenkig gelagert sind, die sich auf beiden Seiten des Sondenarms 26 parallel zueinander erstrecken und über einen Aufhängering 46, der um den äußeren Teil des Sondenarms 26 herum vorgesehen ist, mit diesem Sondenarm fest verbunden sind. Mittels eines hydraulischen Zylinders 48, der zwischen dem Aufhängering 46 und dem beweglichen Laufkranz 36 angebracht ist, ist es möglich, den Sondenarm 26 um die Achse der Drehzapfen 38 und 40 zu kippen, wie dies in der Fig. 1 dargestellt ist, und so die Neigung des Arms 26 in dem Ofen zu ändern.

Die Abdichtung zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Ofens 24 erfolgt durch eine sphärische Dichtung, die im vorliegenden Fall aus einem sphärischen Segment 50 besteht, das mit dem Sondenarm 26 fest verbunden ist, und dessen Krümmungszentrum dem Drehzentrum des Laufkranzes 36 entspricht, wobei dieses Drehzentrum auf der Achse der zwei Drehzapfen 38 und 40 liegt. Die innere Oberfläche des festen Laufkranzes 34 des Halterings 32 ist als sphärische Gleitfläche mit dem gleichen Krümmungszentrum ausgebildet, so daß das Segment 50 bei der Drehung des Laufkranzes 36 und bei der Kippung des Sondenarms 26 um die Achse der Drehzapfen 38 und 40 bei guter Abdichtung auf dieser Gleitfläche verschoben werden kann. Die Gleitfläche des Laufkranzes 34 kann dazu mit einer an sich bekannten Dichtungseinlage versehen werden. Dabei ist anzumerken, daß das Segment 50 nur eine Führungs- und Abdichtungsfunktion und keine Haltefunktion erfüllt, da diese Haltefunktion ausschließlich von dem Haltering 32 in Verbindung mit den zwei Armen 42, 44, die den Sondenarm 26 tragen, erfüllt wird.

Die Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform der Aufhängung des Sondenarms 26. Wie bei der ersten Ausführungsform wird der Sondenarm 26 von zwei Armen 42, 44 getragen, die auf seitlichen Drehzapfen 38 und 40 eines Halterings 52 gelenkig gelagert sind, der mit dem Rand der Öffnung fest verbunden ist, wobei die Führung und die Abdichtung ebenfalls über ein sphärisches Segment 50 erfolgen, das auf der inneren, sphärischen Gleitfläche des Halterings 52 verschoben wird. Im Gegensatz zu der Ausführungsform gemäß der Fig. 1 ist der Haltering 52 jedoch nicht als Wälzlager-Block, sondern als Kardangelenk ausgeführt. Wie in der Fig. 3b dargestellt, besteht der Haltering aus einem äußeren Ring 54, der mit den Drehzapfen 38 und 40 versehen ist, und aus einem inneren Ring 56, der mit dem Rand der Öffnung 30 fest verbunden ist. Der äußere Ring 54 ist über zwei Drehzapfen 58, 60, die kreuzförmig zu den Drehzapfen 38 und 40 angeordnet sind, mit dem inneren Ring 56 verbunden. Der äußere Ring 54 kann also bezüglich des inneren Rings 56 um die Achse der Drehzapfen 58 und 60 geschwenkt werden, was durch den Pfeil 62 symbolisiert ist. Unabhängig davon kann der Sondenarm 26 um die Drehzapfen 38 und 40 geschwenkt werden, was durch den Pfeil 64 symbolisiert ist. Diese zwei Schwenkbewegungen werden durch - nicht dargestellte - hydraulische Zylinder hervorgerufen, die dem Hubzylinder 48 der Fig. 1 ähnlich sind. Um den äußeren Ring 54 gegenüber dem inneren Ring 56 schwenken zu können, müssen die Kontaktflächen der beiden Ringe eine sphärische Form haben, mit dem Schnittpunkt der zwei Achsen der vier Drehzapfen als Krümmungszentrum. Diese Schwenkbewegungen ermöglichen dem Sondenarm 26, jede beliebige horizontale oder vertikale Neigung innerhalb des Ofens einzunehmen.

Im Folgenden wird eine erste Verwendungsart einer Sonde für die Ausführungsform gemäß der Fig. 1 beschrieben, wobei auf die in der Fig. 1 dargestellten zwei Winkelpositionen Bezug genommen wird. Die in der Fig. 4 veranschaulichte Position 66 entspricht einem Beschickungsprofil mit sehr steiler Materialböschung. Für den Sondeneinsatz wird der Sondenarm 26 parallel zu der Materialböschung angeordnet, wozu er mittels des Hubzylinders 48 um seine Aufhänge-Drehzapfen 38 und 40 geschwenkt wird. Am Ende des Sondeneinsatzes wird der Sondenarm 26 in eine Parkposition gebracht, um außerhalb der Bahn des Beschickungsmaterials zu sein, und um vor der großen Hitze geschützt zu sein, die in der Mitte des Ofens herrscht. Dazu wird der bewegliche Laufkranz 36 des Halterings 32 um eine Viertelumdrehung gedreht, ohne die Winkelposition des Sondenarms 26 bezüglich seiner Aufhänge-Drehzapfen zu ändern. Bei dieser Drehung des Laufkranzes 36 um seine Achse X beschreibt der Sondenarm 26 eine konische Präzessionsbewegung um die Achse X, wobei diese Präzessionsbewegung der Oberfläche eines Hyperboloids entspricht, wie dies in der Fig. 7 dargestellt ist. Wie in der Fig. 5 dargestellt ist, beschreibt die Spitze der Sonde 26 einen Viertelkreis 68, bis sich der Sondenarm 26 in einer horizontalen Position befindet, die der in der Fig. 6 veranschaulichten Parkposition 66' entspricht. Je größer die Neigung des Sondenarms 26 in der Sondeneinsatz-Position gemäß der Fig. 4 ist, desto näher bei der Wand ist die Parkposition gemäß der Fig. 6, da - wie aus der Fig. 5 ersichtlich ist - der von der Spitze des Sondenarms 26 beschriebene Radius des Kreises 68 um so größer ist, je größer die Neigung des Arms ist.

Für den Sondeneinsatz bei einer Beschickungsoberfläche mit weniger steiler Materialböschung kann der Sondenarm angehoben werden, zum Beispiel in die in der Fig. 4 mit der Kennziffer 70 bezeichnete Position. Wie aus der Fig. 5 ersichtlich ist, wird jedoch bei einer Anhebung des Sondenarms 26 in eine weniger steile Position, wie beispielsweise die Position 70, der von der Spitze des Sondenarms bei einer Schwenkung der Sonde 26 um die Achse X beschriebene Radius des Kreises 72 vermindert. Dies bedeutet, daß - wie aus der Fig. 6 ersichtlich ist - die Parkposition 70' zu weit von der Wand des Ofens entfernt ist. Dies stellt jedoch kein Problem dar, denn wenn der Sondenarm 26 einmal in der Parkposition 70' ist, muß er nur noch mittels des Hubzylinders 48 in horizontaler Richtung um die Achse der Drehzapfen 38, 40 geschwenkt werden, um seinen Winkel bezüglich der Achse X zu vergrößern und so den Arm 26 zu schwenken, bis er nahe genug bei der Wand des Ofens ist, beispielsweise bis in die Position 66' gemäß der Fig. 6.

Die Ausführungsform gemäß der Fig. 1 mit der Möglichkeit der Schwenkung und der Drehung des Sondenarms 26 ist speziell für einen Schachtofen bestimmt, der mit verschiedenen Beschickungsprofilen, das heißt, mit mehr oder weniger steilen Materialböschungen betrieben wird. Wenn dagegen ein Ofen immer mit der gleichen Materialböschung betrieben wird, ist es nicht erforderlich, die Möglichkeit der Schwenkung des Arms 26 um die Drehzapfen 38 und 40 vorzusehen. Der Sondenarm 26 kann dann unter einer bestimmten Neigung bezüglich der Achse X, die dem Winkel der Materialböschung entspricht, mit dem mobilen Laufkranz 36 fest verbunden werden.

Wenn - wie unter Bezugnahme auf die Fig. 4 bis 7 beschrieben - die Materialböschung steil ist und der Sondenarm 26 in der Position 66 ist, wird in der Tat nicht die Möglichkeit genutzt, den Sondenarm 26 um die Drehzapfen 38 und 40 zu schwenken, um ihn von einer Sondeneinsatz-Position nach einer Parkposition und umgekehrt zu bewegen. Wenn dagegen der Sondenarm 26 in einer weniger steilen Position ist, wie beispielsweise der Position, die in der Fig. 4 mit der Kennziffer 70 bezeichnet ist, genügt die Drehung des Sondenarms 26 um die Achse X allein nicht, um die Sonde in eine Parkposition zu bringen, die nahe genug bei der Wand des Ofens ist, und dann muß auf die Schwenkung des Sondenarms 26 um diese Halte-Drehzapfen 38 und 40 zurückgegriffen werden, um den Neigungswinkel bezüglich der Achse X zu vergrößern.

Die Fig. 8 bis 15 veranschaulichen zwei Kunstgriffe bei der Montage der Sonde, mit denen dieses Problem gelöst werden kann, und die ermöglichen, die Sonde in eine Parkposition außerhalb der Fallbahn des Beschickungsmaterials zu bringen, ohne daß es erforderlich ist, den Sondenarm zu schwenken.

Die Fig. 8 zeigt den Sondenarm 26 in einer Position 74 mit im wesentlichen gleichem Neigungswinkel wie bei der Position 70 der Fig. 4. Bei der Ausführungsform der Fig. 8 bis 11 ist die Schwenkung, die vorgesehen ist, um den Sondenarm gemäß der Fig. 4 von der Position 70' nach der Position 66' zu bringen, durch eine entsprechende Ausrichtung des Halterings 32 ersetzt, bei der die Drehachse X, wie aus der Fig. 10 ersichtlich ist, einem spitzen Winkel mit der vertikalen diametralen Ebene bildet. Daraus ergibt sich, daß die Spitze des Sondenarms 26 bei der Schwenkung zwischen der Sondeneinsatz-Position 74 und der Parkposition 76 einen Kreisbogen 78 beschreibt (siehe Fig. 9), der größer als 90° ist, wobei der Sondenarm 26 immer noch, wie aus der Fig. 11 ersichtlich ist, eine Oberfläche eines Hyperboloids erzeugt. Bei dieser Ausführungsform ist der Winkel α um so kleiner, je steiler die Materialböschung ist.

Ein zu der Anordnung gemäß den Fig. 8 bis 11 analoges Ergebnis kann mit der Anordnung gemäß den Fig. 12 bis 15 erhalten werden. Die Sondeneinsatz- Position 80 des Sondenarms gemäß der Fig. 12 entspricht in der Tat im wesentlichen der Sondeneinsatz-Position 74 gemäß der Fig. 8. Ebenso entspricht die Parkposition 82 des Sondenarms gemäß der Fig. 14 im wesentlichen der Parkposition 76 gemäß der Fig. 10. In der Fig. 14 liegt die Drehachse X jedoch, im Gegensatz zu der Fig. 10, immer noch in der diametralen Ebene, aber der Haltering 32 ist, wie aus der Fig. 12 ersichtlich, so ausgerichtet, daß seine Drehachse X in der diametralen Ebene einen Winkel β mit der Horizontalen bildet, wobei diese Drehachse X zu der Mitte des Ofens hin ansteigt. Die Wirkung dieser Ausrichtung der Achse X ergibt sich aus der Fig. 13, die zeigt, daß der Radius des von der Spitze des Sondenarms 26 beschriebenen Kreises 84 proportional zu der Größe des Winkels β erhöht ist, was zur Folge hat, daß in der Parkposition 82 gemäß der Fig. 14 der Sondenarm weiter von der vertikalen diametralen Ebene entfernt ist. Wie bei der Ausführungsform der Fig. 8 bis 11 kann der Winkel β um so kleiner sein, je steiler die Materialböschung ist.

Die Ausführungsform der Fig. 3 erfordert kein Funktionsschema, um ihre Manövrierungsmöglichkeiten zu veranschaulichen. Das Kardan-Universalgelenk gemäß der Fig. 3b ermöglicht in der Tat, den Sondenarm 26 unabhängig von der Neigung der Materialböschung in jede beliebige Winkelposition zu bringen.

Wenn ein Ofen dauernd mit dem gleichen Beschickungsprofil betrieben wird, ist es sogar möglich, nach dem Muster der Ausführungsform der Fig. 1 die Ausführungsform der Fig. 3 zu vereinfachen, wozu das Kardan-Universalgelenk durch eine Aufhängung mit einfacher Schwenkung um die Drehzapfen 38 und 40 ersetzt wird, das heißt, die Drehzapfen 58 und 60 weggelassen werden, und anstelle der zwei Aufhängeringe ein einziger Aufhängering vorgesehen wird. Die Fig. 16 bis 20 sind Funktionsschemas, die die Bewegung des Sondenarms 26 bei einer solchen vereinfachten Ausführungsform veranschaulichen. Diese Figuren zeigen den Sondenarm in der Sondeneinsatz-Position 86 und in der Parkposition 88, die eine horizontale Position ist. Bei dieser vereinfachten Ausführungsform ist die Aufhängung des Sondenarms 26 so konzipiert, daß die Schwenkachse der Drehzapfen 38 und 40 bezüglich der Horizontalen entsprechend der Steilheit der Materialböschung geneigt ist. Daraus ergibt sich, daß der Sondenarm 26 von der Sondeneinsatz-Position 86 nach der Parkposition 88, und umgekehrt, durch Schwenken um die Drehzapfen 38 und 40 bewegt wird, wobei eine geneigte Ebene überstrichen wird, wie dies in der perspektivischen Ansicht der Fig. 20 dargestellt ist.

Die Neigung des Sondenarms in der Sondeneinsatz- Position, sowie der Winkel der Materialböschung sind in der Fig. 19 veranschaulicht. Diese Winkel werden in den Fig. 17 und 18 wegen der schrägen Betrachtung in Richtung C bzw. D größer wiedergegeben.


Anspruch[de]
  1. 1. Sonde zur Entnahme von Gasproben und zur Ausführung von thermischen Messungen über der Beschickungsoberfläche eines Schachtofens, mit einem Sondenarm (26), der mit einer Reihe von Öffnungen versehen ist, um an verschiedenen Stellen der Beschickungsoberfläche Gasproben zu entnehmen und gleichzeitig thermische Messungen auszuführen, wobei der Sondenarm (26) eine größere Länge als der Radius des Ofens hat und so angeordnet ist, daß er sich von dem zentralen Gebiet des Ofens bis nach außerhalb des Ofens erstreckt, wobei der Sondenarm (26) durch eine Öffnung (30) in der Wand (25) des Ofens hindurchgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (30) von einem Haltering (32, 52) umgeben ist, der mit der Wand (28) des Ofens fest verbunden und mit zwei einander diametral gegenüberliegenden, äußeren Drehzapfen (38, 40) versehen ist, auf denen zwei parallele Arme (42, 44) gelenkig gelagert sind, zwischen denen der Sondenarm (26) angebracht ist, daß der Sondenarm (26) über mindestens einen Hubzylinder (48), der zwischen dem Haltering (32, 52) und dem äußeren Ende des Sondenarms (26) angeordnet ist, um das Zentrum des Halterings (32, 52) beweglich ist, und daß der Sondenarm ein Segment (50) mit einer kreisförmigen Gleitfläche aufweist, die auf einer Oberfläche des Halterings (32, 52) bei guter Abdichtung verschiebbar ist.
  2. 2. Sonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Ende des Sondenarms (26) von einem Aufhängering (46) getragen ist, der mit den zwei Armen (42, 44) fest verbunden ist, wobei auf dem Aufhängering (46) der Hubzylinder (48) gelenkig gelagert ist.
  3. 3. Sonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltering (32) ein Wälzlager-Block ist, mit einem festen Laufkranz (34), der mit der Wand (28) des Ofens fest verbunden ist, und mit einem beweglichen Laufkranz (36), der die Drehzapfen (35, 41) aufweist und um den festen Laufkranz (34) umlaufen kann, wobei er von einem Motor angetrieben ist.
  4. 4. Sonde nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wälzlager-Block so angeordnet ist, daß seine Drehachse (X) horizontal und bezüglich des Ofens diametral verläuft.
  5. 5. Sonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltering (52) ein doppelter Ring (54, 56) mit einer Kardanfunktion ist, wobei der doppelte Ring (54, 56) einen äußeren Ring (54) aufweist, der mit den zwei ersten, äußeren Drehzapfen (38, 40) und außerdem mit zwei weiteren, inneren Drehzapfen (58, 60) versehen ist, die kreuzförmig zu den äußeren Drehzapfen (38, 40) angeordnet sind, wobei der äußere Ring (54) auf einem inneren Ring (56) schwenkbar ist, und wobei der innere Ring (56) mit der Wand (28) des Ofens fest verbunden ist.
  6. 6. Sonde zur Entnahme vor Gasproben und zur Ausführung von thermischen Messungen über der Beschickungsoberfläche eines Schachtofens, mit einem Sondenarm (26), der mit einer Reihe von Öffnungen versehen ist, um an verschiedenen Stellen der Beschickungsoberfläche Gasproben zu entnehmen und gleichzeitig thermische Messungen auszuführen, wobei der Sondenarm (26) eine größere Länge als der Radius des Ofens hat und so angeordnet ist, daß er sich von dem zentralen Gebiet des Ofens bis nach außerhalb des Ofens erstreckt, wobei der Sondenarm (26) durch eine Öffnung (30) in der Wand (28) des Ofens hindurchgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (30) von einem als Haltering (32) ausgebildeten Wälzlager-Block umgeben ist, der aus einem festen Laufkranz (34), der mit der Wand (28) des Ofens fest verbunden ist, und einem beweglichen Laufkranz (36), der um den festen Laufkranz (34) umlaufen kann, zusammengesetzt ist, wobei der bewegliche Laufkranz (36) von einem Motor angetrieben ist, und daß Mittel (38, 40, 42, 44, 46) zur Befestigung des Sondenarms (26) auf dem beweglichen Laufkranz (36) vorhanden sind, sowie ein mit dem Sondenarm (26) fest verbundenes sphärisches Segment (50) mit einer peripheren Gleitfläche, die auf einer ebenfalls sphärisch ausgebildeten, inneren Oberfläche des festen Laufkranzes (34) bei guter Abdichtung verschiebbar ist.
  7. 7. Sonde nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wälzlager-Block so angeordnet ist, daß seine Drehachse (X) horizontal ist und einen spitzen Winkel (α) mit der durch die Mitte des Wälzlager-Blocks (32) verlaufendenden diametralen Achse des Ofens bildet.
  8. 8. Sonde nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wälzlager-Block so geneigt ist, daß seine Drehachse (X) in einer vertikalen Ebene einen spitzen Winkel (β) mit der Horizontalen bildet, wobei diese Drehachse (X) zu der Mitte des Ofens hin ansteigt.
  9. 9. Verwendung einer Sonde nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Untersuchung der Beschickungsoberfläche eines Schachtofens mit einem V-förmigen Beschickungsprofil.
  10. 10. Verwendung einer Sonde nach Anspruch 9, wobei der Sondenarm (26) in der Sondeneinsatz-Position parallel zu der Neigung der Materialböschung angeordnet wird.






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