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Wärmebehandlungsofen für Metallgegenstände
Die Erfindung betrifft einen Wärmebehandlungsofen für verschiedene Metallgegenstände, beispiels- weise Metalldrahtringe, der aus einem um eine im wesentlichen lotrechte Achse drehbaren Tisch, Ring- scheibe od. dgl. besteht, der bzw. die teilweise von einem ortsfesten Gehäuse überdeckt ist, durch das hindurch die das Wärmgut tragenden Teile des Tisches beweglich sind, und der an einer oder mehreren
Stellen Öffnungen hat, durch die hindurch die Flammen von ausserhalb und vor diesen Öffnungen angeordneten Brennern ziehen, wenn sich der mehrere Herde für die Aufnahme des Wärmgutes tragende Tisch schrittweise durch das Gehäuse zu Haltestellen für die Herde dreht, die genau vor den Brennern liegen, wobei die Herde aus von Wänden umschlossenen Hohlräumen bestehen.
Die Erfindung bezweckt, einen Ofen zu schaffen, der während seines Betriebes den denkbar kleinsten Arbeitskraftbedarf hat, so dass sein Betrieb billig und im wesentlichen vollkommen automatisch ist.
Ausserdem soll dabei eine im Wesen zentrale Erwärmung des Materials erhalten werden, damit dasselbe auf eine homogene und gleichförmige Weise durchwärmt wird.
Der erfindungsgemässe Ofen ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wände der Herde im wesentlichen einer Schneckenspiralliniefolgen und die Herdhohlräume eine oder mehrere tangential liegende, ejektorförmige Eintrittsöffnungen aufweisen, in die die Flamme von Brennern bei jeder Haltestelle gerichtet sind, und dass die Herde zentrale Abzugsöffnungen für die in den Hohlräumen durch die tangentiale Einströmung in Rotation versetzten Verbrennungsgase besitzen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. Fig. 1 zeigt in der Draufsicht, teilweise im Schnitt, eine Ofenanlage gemäss der Erfindung, im wesentlichen gebaut wie ein Drehherdofen, Fig. 2 den Ofen längs der Schnittlinie lI-lI der Fig.1 und Fig. 3 denselben längs der Schnittlinie III - TTT der Fig. 1.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform eines Wärmebehandlungsofens nach der Erfindung schematisch dargestellt, wobei mit 1 der ringförmige Tisch oder die Scheibe bezeichnet ist.
Gemäss der Erfindung kann man allerdings auch volle, runde Tische anwenden, aber konstruktiv am zweckmässigsten ist die Form einer ringförmigen Scheibe. Dieser Tisch besteht aus geeignetem wärmebeständigen Material, beispielsweise aus feuerfestem Stein, aus Keramik od. dgl. Die Scheibe wird direkt von einer Unterlage 2 getragen, an deren Unterseite Laufräderpaare 3 und 4 in zum Scheibenmittelpunkt konzentrischen Kreisen angeordnet sind. Die Räder laufen in Lagern 5 von Konsolen 6, die von der Unterlage 2 herabreichen. Jedes Rad 3 und 4 läuft auf je einer kreisförmigen Schiene oder einem Geleise 7 bzw. 8, wodurch der Tisch entweder manuell oder vorzugsweise durch einen (in der Zeichnung nicht dargestellten) Antriebsmotor leicht um seinen Mittelpunkt drehbar ist.
Auf dem Tisch befinden sich in im wesentlichen gleichem Abstand mehrere in Schneckenspiralenform gebaute Herde, die ebenfalls aus wärmebeständigem Material hergestellt sind. Jeder dieser Herde 9 hat innen einen von Wänden umschlossenen Hohlraum 10, in den eine ejektorförmige Öffnung 11 führt.
Nach der Erfindung ist es auch möglich, mehrere solcher Öffnungen im genannten Hohlraum 10 anzuordnen, obwohl diese in der Zeichnung nicht gezeigt sind.
Oberhalb jedes Herdes 9 liegt beispielsweise eine aus Metall bestehende scheibenartige Abdeckung 12 (Fig. 2 und Fig. 3). Die Abdeckung 12 besitzt eine zentral gelegene Öffnung 13 für den Abzug aus dem
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Hohlraum10, zu dem sie im wesentlichen konzentrisch liegt. Diese Abdeckung 12 weist auch zueinander konzentrische, rinnenförmige, mit Sand gefüllte Tassen 14 und 15 auf, worin die Ränder 16 und 17 einer ringförmigen Haube 18 abdichtend aufsitzen. Ferner ragen von der Abdeckung 12 mehrere Rohre 19 empor, die als Zuleitungsrohre für ein geeignetes Schutzgas in das Innere der Haube und zugleich als Stütze für die Stapeln von Wärmgut dienen. Die Abzugsrohre 20 für das unter der Haube 18 befindliche Gas sind hingegen am Boden der Haube in die Abdeckung 12 verlegt.
Oberhalb der Abdeckung 12 wurde mit strichpunktierter Linie 21 die Kontur des Gutes eingezeichnet, das wärmebehandelt wird und das aus
Metalldrahtringen oder aus anderem Metallgut besteht.
Durch Rohrleitungen, die auf der Zeichnung verdeckt sind, stehen die Zuführungsrohr 19 in direkter
Verbindung mit einem Hauptzuführungsrohr 22, das unter dem Drehtisch montiert ist und das über ein
Ventil 23 und ein Rohr 24 an einen Schutzgasbehälter 25 angeschlossen ist. Dieser Behälter 25 wird von einem zur Tischmitte konzentrischen, ringartigen Gefäss gebildet, das bis zu einer bestimmten Höhe mit einer Flüssigkeit 26, z. B. Öl, gefüllt ist. In diesen Behälter 25 tauchen drei ringförmige Bleche 27, 28 und 29, die zusammen mit einer Deckscheibe 30 das Schutzgas einschliessen.
Dabei kann mit zwei ver- schiedenen Schutzgasarten gearbeitet werden, wobei der eine ringartig geformte Hohlraum 31 zwischen den Tauchblechen 27 und 28 die eine Schutzgasart und ein zweiter, gleich gebauter Hohlraum 32 zwischen den Tauchblechen 28 und 29 eine andere Schutzgasart enthält. Vom Hohlraum 31 führt ein Rohr 33 und vom Hohlraum 32 ein Rohr 34 je zum Rohr 24. Die beiden Rohre 33 und 34 können jedes für sich über das Ventil 23 in direkte Verbindung mit den Zuführungsrohren in der Haube 18 kommen, u. zw. in Abhängigkeit von der Drehstellung des Tisches 1. Die Schutzgase in den beiden Hohlräumen 31 und 32 werden unter einem bestimmten Überdruck gehalten, so dass Luft oder Verbrennungsgase gehindert sind, unter die Hauben 18 einzudringen.
Es besteht so die Gewissheit, dass das unter Wärmebehandlung stehende Material vollständig von einer schützenden Atmosphäre umgeben ist, die keine Oxydation oder irgendeine andere Korrosion zulässt.
Nach den Fig. 1 und 2 ist der scheibenartige Tisch 1 längs eines bestimmi. en Kreisabschnittes von einem Ofengehäuse 35 umschlossen, das aus einem geeigneten wärmebeständigen Material besteht. Dieses Ofengehäuse wird von einem Eisengestell 36 getragen und ist an seinen beiden Enden mit Ofentüre 37 und 38 verschlossen, die. beimHindurchwandern des Herdes 9 samt Haube 18 emporgehoben oder zur Seite geschwungen werden. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, dreht sich der scheibenartige Tisch 1 frei innerhalb der Wände des Ofengehäuses 35 samt den Herden 9 und den daraufgestellten Hauben 18.
Die ringähnliche Scheibe 1 besitzt jedoch aufwärts gerichtete, ringförmig gebaute Sand- oder Tauchtassen39 und 40, in die Dichtungsbleche 41 der Wände des Ofengehäuses 35 tauchen, wodurch eine verhältnismässig gute Dichtung des Ofeninnern gegenüber der Aussenatmosphäre erreicht wird. Obzwar in der Zeichnung nicht gezeigt, geht vom Ofengehäuse ein Abzugsrohr oder Schlot ab, um die Verbrennungsgase abzuführen.
In der beispielsweise gezeichneten Ofenanlage ist die Aussenwand des Ofengehäuses 35 an drei Stellen durchbrochen, und in den so gebildeten Öffnungen 42 sind geeignete Brenner 43 für flüssigen, gasförmigen oder pulverähnlichen Brennstoff angebracht. Diese Brenner 43 sind im wesentlichen in dem gleichmässigen Abstand montiert, der dem Abstand der Herde 9 auf der Ringscheibe 1 entspricht. Es ist dabei beabsichtigt, die Plätze der Brenner als Haltestellen für die Ringscheibe zu verwenden, d. h. der Abstand der Brenner 43 entspricht dem Vorschub der Herde 9 durch das Ofengehäuse 35 hindurch. Wie aus Fig. l ersichtlich, befinden sich drei Herde an ihren Haltestellen, d. h. in einer solchen Stellung, dass die Flammen der Brenner 43 direkt in die Öffnungen 11 hineingerichtet sind.
Aus einem besonderen, im folgenden erklärten Grund befinden sich die Herdöffnungen 11 in einem bestimmten Abstand 44 von der Innenwand des Ofengehäuses 35.
Die Ringscheibe 1 ist ausser vom Ofengehäuse 35 längs eines bestimmten Kreisabschnittes noch mit einem Gehäuse 45 überbaut. Dieses Gehäuse weist zumindest eine Verschlusstür 46 auf und umgrenzt eine sogenannte Kühlzone für das aus dem Ofengehäuse 35 auf den Herden 9 transportierte Gut. Dabei sind gemäss der Erfindung anstatt der Brenner 43, beispielsweise in drei Haltestellen, Kaltluftdüsen 47 eingebaut, die zu den Öffnungen 11 der Herde 9 gerichtet sind. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, wird an das Gehäuse der Kühlzone 45 eine Luftleitung 48 angeschlossen, die zu einer von einem Motor angetriebenen Ventilatoranlage 49 führt. Durch diese Anordnung wird der Kühlluftstrom durch das ganze Kühlgehäuse und durch die darin befindlichen Hauben 18 beschleunigt, wodurch die Abkühlzeiten des Wärmegutes erheblich verkürzt werden.
Der Wärmebehandlungsofen nach der Erfindung wird auf folgende Weise betrieben : Die Herde 9 werden, sobald die Hauben 18 abgenommen sind, bei A mit zu behandelndem Wärmegut beschickt, worauf die Hauben 18 wieder auf die Herde 9 aufgesetzt werden. Die Ringscheibe 1 wird nach einem
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schon im voraus bestimmten Zeitplan in eine schrittweise, vorzugsweise automatische Bewegung versetzt und so nach und nach in die Zone B gedreht. Hier wird die Luft durch die Abzugsrohre 20 hinausgedrückt, indem man durch die Rohre 19 Schutzgas in die Haube 18 einströmen lässt.
Beim nächsten Schritt werden die nun beschickten Herde 9 samt ihren mit Schutzgas gefüllten Hauben 18 nach Öffnen der Ofentüre 37 in das Ofengehäuse 35 geschafft und die Herde 9 schrittweise zu den verschiedenen Haltestellen gefördert, die sich vor den Brennern 43 befinden. Die Verbrennungsgase der Brenner 43 blasen mit grosser Kraft geraden Weges in die Öffnungen 11 der schneckenartig ausgebauten Hohlräume 10 der Herde 9 hinein.
In diesen Hohlräumen werden die Verbrennungsgase in eine Wirbelströmung verwandelt, bevor sie in
Richtung der Pfeile (s. Fig. 2) durch die Abzugsöffnung 13 der Abdeckung 12, ständig wirbeln, aufwärts durch die Haubenmitte 18 empor in der Richtung zur Decke des Ofengehäuses 35 jagen, indem sie dabei in unmittelbare Berührung mit den Innenwänden der Hauben 18 kommen.
Unter der Ofendecke 35 biegt der Wirbelstrom der Verbrennungsgase seitwärts ab. Die abwärts strömenden Gase streichen hiebei an den
Aussenwänden der Hauben 18 entlang. Danach vereinigt sich dieses Gas durch Saugwirkung mit den ein- strömenden Verbrennungsgasen ; diese Saugwirkung wird durch die Brenner 43 im Bereich 44 hervorgerufen und man erhält dadurch einen sehr günstigen Umlauf der Verbrennungsgase in ihrer Kreislaufbewegung.
Durch diese Anordnung werden keine besonderen Antriebsvorrichtungen zur Beschleunigung der Ver- brennungsgase um die Hauben 18 herum benötigt und man erhält gleichzeitig eine sowohl zentrale als auch an der Peripherie auftretende Wärmeeinwirkung auf das unter den Hauben 18 gestapelte Wärmgut.
Der eigentliche Aufheizungssektor wird nach der Zeichnung von den beiden mit C bezeichneten
Herden dargestellt, während der Herd D sich zweckmässig in der Temperaturausgleichszone des Ofen- gehäuses 35 befindet.
Bei der fortgesetzten, schrittweisen Wanderung der Ringscheibe 1 kommen die Herde 9 in das blech- umkleidete Gehäuse 45, sobald die Ofentüre 38 den Zugang freigibt.
An den durch die Kühldüsen 47 angedeuteten Haltestellen wird ein kräftiger kühlender Wind, vor- zugsweise aus Luft bestehend, durch die Öffnungen 11 der Herde 9 eingeblasen. Diese Kühlströmung unter- stützt ein Exhaustor 49 über die Rohrverbindung 48. Auf diese Weise werden in kurzer Zeit die Hauben- wände 18 und das darunter befindliche Wärmgut abgekühlt, bevor dasselbe beim Schieber 46 die Kühlzone auf dem Wege in die Be- und Abladezone A verlässt, worauf sich der beschriebene Vorgang wiederholt.
Bei dem nach der Erfindung gebauten Wärmebehandlungsofen für Metallgegenstände ist es möglich, die Anlage durch geeignete, zeitlich eingestellte Kontrollvorrichtungen vollkommen zu automatisieren ; der einzige Handgriff, der gemacht werden muss, ist die Beschickung der Herde 9.
Die Erfindung ist nicht allein auf das in der Beschreibung gezeigte und beschriebene Ausführung- beispiel beschränkt, sondern kann im Bereich des zugrundeliegenden Erfindungsgedankens auf mancherlei
Art abgewandelt werden.
PATENTANSPRÜCHE ;
1. Wärmebehandlungsofen für Metallgegenstände, beispielsweise für Metalldrahtringe, bestehend aus einem im wesentlichen um eine lotrechte Achse drehbaren, das zu behandelnde Material tragenden Ring,
Tisch, Scheibe od. dgl., der bzw. die teilweise von einem ortsfesten Gehäuse überdeckt ist, durch das hindurch die das Wärmgut tragenden Teile des Tisches beweglich sind, und das an einer oder mehreren
Stellen Öffnungen hat, durch die hindurch die Flammen von ausserhalb und vor diesen Öffnungen ange- ordneten Brennern ziehen, wenn sich der mehrere Herde für die Aufnahme des Wärmgutes tragende Tisch schrittweise durch das Gehäuse zu Haltestellen für die Herde dreht, die genau vor den Brennern liegen, wobei die Herde aus von Wänden umschlossenen Hohlräumen bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass die
Wände der Herde (9)
im wesentlichen einer Schneckenspirallinie folgen und die Herdhohlräume (10) eine oder mehrere tangential liegende, ejektorförmige Eintrittsöffnungen (11) aufweisen, in die die Flammen von Brennern (43) bei jeder Haltestelle gerichtet sind, und dass die Herde (9) zentrale Abzugsöffnungen (13) für die in den Hohlräumen durch die tangentiale Einströmung in Rotation versetzten Verbrennungsgase besitzen.