DE2000801A1 - Ruecklaufsicherung fuer Elektroden von Elektrooefen oder aehnlichen Einrichtungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rücklaufsicherung für Elektroden von Elektroöfen oder ähnlichen Einrichtungen, wie beispielsweise Plasmabrennern zur Spaltung von Kohlenwasserstoffen zu Acetylen, Äthylen, Methan und Wasserstoff.

Es ist bekannt, sich verbrauchende Elektroden von Elektroöfen oder Plasmabrennern durch Vorschubeinrichtungen entsprechend dem Elektrodenabbrand während des Betriebes in diese Apparaturen zu transportieren und damit auch diese Apparaturen in ihrem Strom-Spannungs- und Widerstandsabhängigkeitsverhältnis zu steuern.

Diese Vorschubeinrichtungen bestehen im wesentlichen aus angetriebenen Transportrollen, deren Profilierung der jeweiligen Elektrodenform angepasst werden kann. Derartige Reibräder werden an die Elektroden angepresst und vermitteln der Elektrode durch ihre gesteuerte Drehbewegung den Vorschub. Die Reibung zwischen den Elektroden und den Transportrollen ist dabei das Kriterium für die übertragbare Kraft, welche zum Vorschub der Elektroden notwendig ist.

Außerdem werden auch Elektroden-Vorschubeinrichtungen verwendet, bei denen die Vorschubbewegung auf die Elektroden hydraulisch über Klemmbacken oder lamellenartige Vorrichtungen erfolgt; auch dabei ist die Reibung zwischen den Klemmbacken und den Elektroden ein entscheidender Faktor für die zu übertragende Vorschubkraft auf die Elektroden.

Weiterhin ist es bekannt, dass Elektroden-Vorschubvorrichtungen in der Art verwendet werden, dass die Elektroden fest in eine supportartige Transport- oder Vorschubeinrichtung eingespannt sind und mittels Zahnrad- und Zahnstangentrieben oder Schnecken- bzw. Spindeltrieben bewegt sowie durch diese zu einer Vorschubbewegung veranlasst werden.

Die Elektroden-Vorschubeinrichtungen mit reibradartigen Transportrollenantrieben sowie die hydraulisch betätigten Vorschubeinrichtungen mit Klemmbacken als auch die mit nicht selbstsperrenden Getrieben ausgerüsteten Vorschubgetriebe weisen den Nachteil auf, dass bei plötzlich auftretenden Überdrücken in Innern des Elektroofens, insbesondere in geschlossenen Brennersystemen, die Elektroden unter Überwindung der Reibkräfte zwischen den Elektroden und den Transportvorrichtungen entgegen der Vorschubrichtung aus dem Brenner herausgeschoben werden können. Dies kann bei geringen Vorschiebungen zur Störung der Strom-Spannungsverhältnisse, bei großen Vorschiebungen sogar bis zum Ausstoß der Elektroden aus dem Ofen und zur Zerstörung der gesamten Brennerapparatur führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art zu schaffen, der die vorerwähnten Nachteile nicht anhaften, die vielmehr so ausgebildet ist, dass sie einen ungehinderten Elektrodenvorschub gewährleistet, aber die Rückbewegung der Elektroden mit Sicherheit verhindert. Das wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch erreicht, dass jede Elektrode konzentrisch von einer Buchse umgeben ist, die axialelastisch auf einem am Ofenoberteil angebrachten Tragkörper gelagert ist, wobei in ringsum in der Buchse angebrachten Bohrungen Klemmelemente vorgesehen sind, die mit der Elektrode und dem Tragkörper klemmend zusammenwirken.

Auf diese Weise gelangt man zu einer Rücklaufsicherung der einleitend genannten Art, die die vorerwähnte Erfindungsaufgabe voll erfüllt. Insbesondere kann es nicht mehr zu einem Hinausschieben der Elektroden aus dem Ofen kommen. Hinzu kommt, dass die erfindungsgemäße Rücklaufsicherung unabhängig vom Vorschubsystem arbeitet und sich radialen Zentrierbewegungen der Elektrode sowie deren eventuell ungleichmäßiger Oberflächenbeschaffenheit anpassen kann.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass

a) die elastische Lagerung der Buchse auf dem Tragkörper durch Federn erfolgt, b) als Klemmelemente Kugeln dienen, wobei die Innenfläche des Tragkörpers sich nach oben hin konisch verjüngend ausgebildet ist, c) als Klemmelemente Rollen oder Kipphebel dienen, wobei in die Innenfläche des Tragkörpers Kerben als Widerlager für die Rollen oder Kipphebel eingearbeitet sind, d) der Tragkörper fest, jedoch leicht lösbar mit dem Ofenoberteil verbunden ist und/oder e) der Tragkörper radialbeweglich auf dem Ofenoberteil angebracht ist, beispielsweise durch einen Klemmring oder Klemmlaschen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Die Erfindung ist nicht auf die in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform beschränkt, vielmehr sind im Rahmen der Erfindung weitere Abwandlungen möglich. Es zeigt:

Figur 1 einen Längsschnitt durch den Ofenoberteil, Figur 2 einen Querschnitt längs der Schnittlinie II-II und Figur 3 eine Abwandlung der Erfindung.

Die in der Zeichnung dargestellte und erfindungsgemäß beschaffene Rücklaufsicherung dient für Elektroden von Elektroöfen oder ähnlichen Einrichtungen, wie beispielsweise Plasmabrennern zur Spaltung von Kohlenwasserstoffen zu Acetylen, Äthylen, Methan und Wasserstoff. Dabei ist jede Elektrode 1 konzentrisch von der Buchse 4 umgeben, die durch die Federn 10 axialelastisch auf dem am Ofenoberteil 3 angebrachten Tragkörper 8 gelagert ist, wobei in ringsum in der Buchse 4 angebrachten Bohrungen 5 Kugeln 6 oder Rollen bzw. Kipphebel 14 vorhanden sind. Im Falle der Verwendung von Kugeln 6 ist die Innenfläche 9 des Tragkörpers 8 sich nach oben hin konisch verjüngend ausgebildet. Bei Verwendung von Rollen oder Kipphebeln 14 sind in der Innenfläche des Tragkörpers 8 Kerben 15 eingearbeitet, die als Widerlager für die Rollen oder Kipphebel 14 dienen.

Die Befestigung des Tragkörpers 8 auf dem Ofenoberteil 3 kann fest durch Verschraubung 11 oder radialbeweglich durch einen Klemmring oder Klemmlaschen 12 erfolgen.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäß beschaffenen Rücklaufsicherung ist folgende:

Die Elektrode 1 wird durch die Vorschubeinrichtung 2 in den Elektroofen oder Brenner durch den Ofenoberteil 3 in Richtung des Pfeiles a transportiert. Sie muß sich dabei durch die Buchse 4 in Transportrichtung a bewegen. Die Buchse 4 hat an ihrem zylindrischen Teil Bohrungen oder runde Ausfräsungen 5, in die mehrere, aber mindestens drei Kugeln 6 eingelegt sind, welche durch den angeschraubten Deckring 7 wie in einem Kugelkäfig so festgehalten sind, dass sie in den radialen Richtungen b und c Bewegungsspiel haben. Die Buchse 4 wird in dem Tragkörper 8 derart geführt, dass die Kugeln 6 an dessen leicht konischer Innenseite 9 Anlage finden, indem sich die Buchse 4 durch die Druckfedern 10 auf dem Tragkörper 8 abstützt und dadurch in

Richtung des Pfeiles d gedrückt wird. Die Buchse 4 kann sich aber nur soweit in Richtung des Pfeiles d aus dem Tragkörper 8 schieben, bis die Kugeln 6 an der konischen Innenseite 9 des Tragkörpers 8 einerseits und der Elektrode 1 andererseits mit geringem Anpressdruck, bewirkt durch die Federn 10, anliegen.

Der Tragkörper 8 kann entweder fest auf den Ofenoberteil 3 wie bei 11 montiert werden, oder aber lose durch den fest montierten Haltering 12 so gehalten werden, dass er sich radial in allen Richtungen verschieben lässt und dadurch der Elektrode bei etwaigen Zentrierbewegungen um den Winkel kleines Alpha folgen kann.

Wird die Elektrode 1 durch die Vorschubrollen 2 in Richtung des Pfeiles a transportiert, so kann sie unter überwinden des geringen Anpreßdruckes der Kugeln 6 an diesen abrollen oder aber an diesen gleiten. Wird bei unebenen Oberflächenbeschaffenheiten 13 der Elektrode 1 der Gleitwiderstand zwischen den Kugeln 6 und der Elektrode 1 zu groß, so werden die Kugeln 6 mit der Buchse 4 gegen den Druck der Federn 10 mit in Richtung des Pfeiles a transportiert, bis die Kugeln 6 an der konischen Innenseite 9 des Tragkörpers 8 so viel Bewegungsfreiheit in Richtung des Pfeiles e erhalten, um den Unebenheiten 13 ausweichen zu können.

Wirkt nun auf die Elektrode 1 eine der Transportrichtung a entgegengesetzte Rückstoßbewegung in Richtung des Pfeiles e, werden die Kugeln 6 zwischen der konischen Innenseite 9, des Tragkörpers 8 und der Elektrode 1 in Richtung der Pfeile e und b eingekeilt. Wenn diese Keilwirkung zwischen der Elektrode 1 und den Kugeln 6 einerseits und den Kugeln 6 und der konischen Innenseite 9 des Tragkörpers 8 andererseits so groß wird, dass sie der Kraft der Rückstoßbewegung in Richtung des Pfeiles e standhält, was bei Elektroden aus Graphit oder Kohle zum Eindrücken der Kugeln in das relativ weiche Graphit führen kann, ist die Rückstoßbewegung in Richtung des Pfeiles e der Elektrode 1 aufgefangen und beendet.

Die gleiche Wirkung lässt sich auch erreichen, wenn anstelle der Kugeln 6 Rollen oder Kipphebel 14 gemäß Figur 3, welche im Tragkörper 8 gelagert sind, eingesetzt werden.

Das Lösen dieser Keilverbindung erfolgt selbsttätig, wenn die normale Vorschubbewegung in Transportrichtung a wieder eingeleitet wird.

Claims (6)

1) Rücklaufsicherung für Elektroden von Elektroöfen oder ähnlichen Einrichtungen, wie beispielsweise Plasmabrennern zur Spaltung von Kohlenwasserstoffen zu Acetylen, Äthylen, Methan und Wasserstoff, dadurch gekennzeichnet, dass jede Elektrode (1) konzentrisch von einer Buchse (4) umgeben ist, die axialelastisch auf einem am Ofenoberteil (3) angebrachten Tragkörper (8) gelagert ist, wobei in ringsum in der Buchse (4) angebrachten Bohrungen (5) Klemmelemente (6, 14) vorgesehen sind, die mit der Elektrode (1) und dem Tragkörper (8) klemmend zusammenwirken.

2) Rücklaufsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Lagerung der Buchse (4) auf dem Tragkörper (8) durch Federn (10) erfolgt.

3) Rücklaufsicherung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Klemmelemente Kugeln (6) dienen, wobei die Innenfläche (9) des Tragkörpers (8) sich nach oben hin konisch verjüngend ausgebildet ist.

4) Rücklaufsicherung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Klemmelemente Rollen oder Kipphebel (14) dienen, wobei in die Innenfläche (9) des Tragkörpers (8) Kerben (15) als Widerlager für die Rollen oder Kipphebel (14) eingearbeitet sind.

5) Rücklaufsicherung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper (8) fest, jedoch leicht lösbar mit dem Ofenoberteil (3) verbunden ist.

6) Rücklaufsicherung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragkörper (8) radialbeweglich auf dem Ofenoberteil (3) angebracht ist, beispielsweise durch einen Klemmring oder Klemmlaschen (12).