CH654652A5

CH654652A5 - Cooling tunnel for the controlled forced cooling of heated articles, in particular of castings

Info

Publication number: CH654652A5
Application number: CH961880A
Authority: CH
Inventors: Rainer Dipl-Ing Ruehl; Hans Mueller; Lothar Doeling; Karl-Heinz Koehler; Peter Dipl-Ing Luleich
Original assignee: Gisag Veb
Priority date: 1979-12-29
Filing date: 1980-12-29
Publication date: 1986-02-28
Also published as: DD146847A1; BG41230A1; DK546680A; PL228664A1; SU1204641A1; CS246553B1; PL136656B1

Abstract

The cooling tunnel (1) consists of three sections, a precooling section (4), a main cooling section (5) and a drying section (6). The sections (4, 5, 6) are closed off above and below by nozzle plates (9) to form accumulation spaces (8). The three sections (4, 5, 6) also have lateral guide devices (17) for removing the outgoing air, which at the same time form a heat protection for the casing (7). In the main cooling section (5), the nozzle plates (9) are assigned means (31), which can be switched off, for atomising a liquid coolant as well as regulating devices. The hot castings (2) entering into the cooling tunnel (1), which have temperatures between 400 and 650 DEG C, are cooled to a working temperature of at most 60 DEG C in the cooling tunnel (1). The heating of the outer wall of the cooling tunnel (1) is reduced, and the consumption of coolants is reduced in this cooling tunnel. <IMAGE>

Description

**WARNUNG** Anfang DESC Feld konnte Ende CLMS uberlappen **. ** WARNING ** beginning of DESC field could overlap end of CLMS **.

PATENTANSPRÜCHE 1. Kühltunnel für die gesteuerte Zwangskühlung von erhitztem Gut, insbesondere von Gussstücken, das mittels eines Stetigförderers (3) transportiert wird, bestehend aus einem Vorkühlabschnitt (4), einem Hauptkühlabschnitt (5) und einem Trockenabschnitt (6), die hintereinander angeordnet, durch bewegliche Klappen (27,48) voneinander getrennt und mit Einrichtungen zur Zuführung von Kühlmitteln versehen sind, wobei der Hauptkühlabschnitt (5) und Trockenabschnitt (6) ober- und unterhalb des Stetigförderers (3) durch Düsenplatten (9) abgeschlossene Stauräume (8) für ein gasförmiges Kühlmittel und Leiteinrichtungen (17) zur Abfuhr des erwärmten gasförmigen Kühlmittels aufweisen und der Vorkühlabschnitt (4) entweder ober- und unterhalb des Stetigförderers (3) durch Düsenplatten (9) abgeschlossene Stauräume (8) für ein gasförmiges Kühlmittel und Leiteinrichtungen (17) zur Abfuhr des erwärmten gasförmigen Kühlmittels oder seitlich des Stetigförderers (3) Leiteinrichtungen (17) zur Zufuhr eines gasförmigen Kühlmittels und quer zum Stetigförderer (3) Austrittsstutzen (26) zur Abfuhr des erwärmten gasförmigen Kühlmittels aufweist, und wobei der Hauptkühlabschnitt (5) den Düsenplatten (9) zugeordnete, abschaltbare Mittel (31) zur Zerstäubung eines flüssigen Kühlmittels aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiteinrichtungen (17) für das gasförmige Kühlmittel durch Bildung eines Doppelmantels zugleich einen Wärmeschutz für die Ummantelung (7) des Kühltunnels (I) leisten, dass die im Hauptkühlabschnitt (5) der Zerstäubung des flüssigen Kühlmittels (14) dienenden Mittel (31) einzeln abschaltbar sind und dass regelungstechnische Mittel (52, 53, 54, 55, 16, 38) zur Anpassung der Kühlmittelmengen an die abzuführenden Wärmemengen nach Massgabe der Aulheizung der Kühlmittel sowie im Hauptkühlabschnitt (5) regelungstechnische Mittel (33,34, 35,36, 37) zur Anpassung der Zugabe des flüssigen Kühlmittels (14) an den Betriebszustand des Kühltun oels (1) vorgesehen sind. PATENT CLAIMS 1. Cooling tunnel for the controlled forced cooling of heated goods, in particular castings, which is transported by means of a continuous conveyor (3), consisting of a pre-cooling section (4), a main cooling section (5) and a drying section (6), which are arranged one behind the other Movable flaps (27, 48) are separated from one another and are provided with devices for supplying coolants, the main cooling section (5) and drying section (6) above and below the continuous conveyor (3) being closed by nozzle plates (9) for storage spaces (8) have a gaseous coolant and guide devices (17) for removing the heated gaseous coolant and the pre-cooling section (4) either above and below the continuous conveyor (3) by means of nozzle plates (9) storage spaces (8) for a gaseous coolant and guide devices (17) to remove the heated gaseous coolant or to the side of the continuous conveyor (3) guide devices (17) for supplying a g A-shaped coolant and transverse to the continuous conveyor (3) has outlet connections (26) for removing the heated gaseous coolant, and wherein the main cooling section (5) has switchable means (31) for atomizing a liquid coolant assigned to the nozzle plates (9), characterized in that that the guiding devices (17) for the gaseous coolant also provide thermal protection for the jacket (7) of the cooling tunnel (I) by forming a double jacket, that the means (31) serving to atomize the liquid coolant (14) in the main cooling section (5) can be switched off individually and that control technology means (52, 53, 54, 55, 16, 38) for adapting the coolant quantities to the heat quantities to be dissipated in accordance with the heating of the coolants and in the main cooling section (5) control technology means (33, 34, 35, 36) , 37) are provided to adapt the addition of the liquid coolant (14) to the operating state of the cooling oil (1).

2. Kühltunnel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Kühlung von Behandlungsgut mit hoher Wärmestrahlung der Vorkühlabschnitt (4) derart ausgeführt ist, dass das gasförmige Kühlmittel mittels der Leiteinrichtungen (17) und schlitzförmigen Auslässen (25) in der Ebene des Stetigförderers (3) horizontal durch den Kühltunnel (1) geführt und durch über und unter dem Stetigförderer (3) angeordnete Absaugstutzen (26) abgeführt wird. 2. Cooling tunnel according to claim 1, characterized in that for cooling material to be treated with high heat radiation, the pre-cooling section (4) is designed such that the gaseous coolant by means of the guide devices (17) and slot-shaped outlets (25) in the plane of the continuous conveyor (3 ) horizontally through the cooling tunnel (1) and is discharged through suction nozzles (26) arranged above and below the continuous conveyor (3).

3. Kühltunnel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die im Hauptkühlabschnitt (5) zur Zuführung des flüssigen Kühlmittels (14) vorgesehenen Mittel (31) mit Bohrungen versehene Rohre sind, die innerhalb von Schlitzdüsen (30) der als Stauraum (8b) und Düsenplatte (9b) ausgebildeten Führungseinrichtungen für das gasförmige Kühlmittel angeordnet sind. 3. Cooling tunnel according to claim 1, characterized in that the means (31) provided with bores in the main cooling section (5) for supplying the liquid coolant (14) are tubes which, within slot nozzles (30), serve as storage space (8b) and Nozzle plate (9b) trained guide devices for the gaseous coolant are arranged.

4. Kühltunnel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Anpassung der Menge flüssigen Kühlmittels (14) an den Betriebszustand des Kühltunnels (1) kommunizierend verbundene zweiteilige Vorratsbehälter (33) vorgesehen sind, deren einer Teil (33b) eine über dem geregelten Normalniveau des flüssigen Kühlmittels (14) liegende Auslassöffnung (35) zu den Wasserdüsenrohren (31) aufweist und deren anderer Teil (33a) druckdicht mit der Zuleitung (57) für das gasförmige Kühlmittel in den Hauptkühlabschnitt (5) verbunden ist. 4. Cooling tunnel according to claim 3, characterized in that in order to adapt the amount of liquid coolant (14) to the operating state of the cooling tunnel (1) communicatively connected two-part storage containers (33) are provided, one part (33b) of which is above the regulated normal level liquid coolant (14) lying outlet opening (35) to the water nozzle pipes (31) and the other part (33a) is pressure-tightly connected to the supply line (57) for the gaseous coolant in the main cooling section (5).

Die Erfindung betrifft einen Kühltunnel gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. The invention relates to a cooling tunnel according to the preamble of patent claim 1.

Durch die Erfindung wird eine zusammenhängende fliessende Fertigung nach dem Auspack- bis zum Strahlputzprozess ermöglicht, sowie eine gegebenenfalls notwendige zusätzliche Wärmebehandlung durch eine gesteuerte Abkühlung eingespart. The invention enables a coherent, fluid production after the unpacking to the jet cleaning process, and any additional heat treatment that may be necessary is saved by controlled cooling.

Gussstücke haben nach dem Trennen von dem Formwerkstoff, dem sogenannten Auspacken, vorrangig Temperaturen, die zwischen 400 und 650"C liegen. Es besteht aber die technologische Forderung, dass die Gussstücke beim nachfolgenden Putzen eine Arbeitstemperatur von 60"C haben. After separation from the molding material, the so-called unpacking, castings primarily have temperatures between 400 and 650 "C. However, there is a technological requirement that the castings have a working temperature of 60" C during subsequent cleaning.

Für die Erfüllung einer vergleichbaren Aufgabe sind Vorrichtungen aus dem Fachgebiet der Wärmebehandlung von Werkstücken bekannt. So wird in der BRD-Auslegeschrift Nr. 1159480 eine Vorrichtung für das Abschrecken von langgestrecktem Glühgut beschrieben, die ein kontinuierliches, in mehreren Stufen regelbares Abschrecken ermöglicht. Dies wird dadurch erreicht, dass das Behandlungsgut mittels eines Stetigförderers durch eine Abschreckkammer geführt wird, die durch Pendelklappen in mehrere Abschnitte unterteilt ist. Devices for performing a comparable task are known from the field of heat treatment of workpieces. For example, a device for quenching elongated annealing material is described in FRG publication No. 1159480, which enables continuous quenching that can be regulated in several stages. This is achieved in that the material to be treated is guided by means of a continuous conveyor through a quenching chamber which is divided into several sections by swing flaps.

Die verwendete Kühlflüssigkeit wird unter hohem Druck allseitig dem Behandlungsgut zugeführt, wobei in den einzelnen Abschnitten der Abschreckkammer unterschiedliche Abkühlintensitäten eingestellt werden können. The cooling liquid used is fed to the material to be treated on all sides under high pressure, different cooling intensities being able to be set in the individual sections of the quenching chamber.

Diese Vorrichtung hat den Nachteil, dass insbesondere im ersten Teil der Abschreckkammer durch den hohen Anteil an Strahlungswärme eine starke Aufheizung der Kammerwände unvermeidbar ist, insbesondere, wenn mit Luft als Kühlmittel gearbeitet wird. Die dadurch entstehenden Umweltbedingungen wirken sich, neben dem erhöhten Verschleiss der Abschreckkammer selbst, ungünstig auf die angrenzenden Arbeitsplätze aus. Ausserdem wird bei Zwangsabschaltungen, z.B. für Reparaturen, die Zugänglichkeit solange verhindert, bzw. erschwert, bis die Aussenwand sich auf eine erträgliche Temperatur abgekühlt hat. Weiterhin hat die genannte Vorrichtung den Nachteil, dass bei der Verwendung von flüssigen Kühlmitteln mit Druckdüsen gearbeitet werden muss. Dadurch ist zur Erzielung einer wirksamen Zerstäubung ein hoher Kühlmittelverbrauch notwendig.Es hat sich aber gezeigt, dass nur ein geringer Teil der eingesetzten Flüssigkeitsmenge für die Kühlung wirksam wird. This device has the disadvantage that, in particular in the first part of the quenching chamber, a strong heating of the chamber walls is unavoidable due to the high proportion of radiant heat, especially when working with air as a coolant. The resulting environmental conditions, in addition to the increased wear of the quenching chamber itself, have an unfavorable effect on the adjacent workplaces. In addition, with forced shutdowns, e.g. for repairs that prevent or make access difficult until the outer wall has cooled to a tolerable temperature. Furthermore, the device mentioned has the disadvantage that pressure jets have to be used when using liquid coolants. This means that high coolant consumption is required to achieve effective atomization, but it has been shown that only a small part of the amount of liquid used is effective for cooling.

Das ist der Anteil, der unmittelbar auf das heisse Behandlungsgut trifft und dort verdampft. That is the portion that directly hits the hot material to be treated and evaporates there.

Der weitaus grössere Teil der Kühlflüssigkeit jedoch sammelt sich im unteren Teil der Kühlkammer, ohne wesentlich am Kühlprozess beteiligt gewesen zu sein. Bei geringen Kühlmitteldurchsätzen muss der Bohrungsdurchmesser dieser Zerstäuberdüsen sehr klein gehalten werden, was jedoch zur Folge haben kann, dass diese Düsen leicht verstopfen. Diese Gefahr ist insbesondere dadurch hoch, weil aus ökonomischen Gründen die nichtverdampfte Kühlflüssigkeit im Umlauf wieder verwendet wird, was ihre Verunreinigung kaum vermeidbar macht. Weiterhin lässt die in der AS 1159480 gebotene Beschreibung die Lösung der wichtigen Frage der Kühlmittelreduzierung nicht erkennen. The much larger part of the cooling liquid, however, collects in the lower part of the cooling chamber without being significantly involved in the cooling process. With low coolant throughputs, the bore diameter of these atomizing nozzles must be kept very small, which can, however, result in these nozzles clogging easily. This risk is particularly high because, for economic reasons, the non-evaporated cooling liquid is re-used in circulation, which makes its contamination almost unavoidable. Furthermore, the description provided in AS 1159480 does not reveal the solution to the important question of coolant reduction.

Es ist das Ziel der Erfindung, den Verschleiss eines Kühltunnels für die Zwangskühlung von Gussstücken durch die thermische Belastung zu verringern und die Wartungsfreundlichkeit zu erhöhen durch die Gewährleistung einer schnellen Zugänglichkeit zum Kühltunnel bei Reparaturen sowie den Kühlmittelverbrauch zu reduzieren. It is the aim of the invention to reduce the wear of a cooling tunnel for the forced cooling of castings due to the thermal load and to increase the ease of maintenance by ensuring quick access to the cooling tunnel during repairs and to reduce the consumption of coolant.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, die Führung des bzw. der Kühlmittel(s) innerhalb des Kühltunnels so zu gestalten, dass dessen Aufheizung trotz hoher Temperaturen des eintretenden Behandlungsgutes vermieden, bzw. The object of the invention is to design the guidance of the coolant (s) within the cooling tunnel in such a way that its heating is avoided despite high temperatures of the material to be treated, or

wesentlich verringert wird, sowie weiterhin die Art der Einbringung und Dosierung des/der Kühlmittel(s) so auszubilden, dass bei ausreichender Kühlwirkung der Verbrauch an Kühlmittel(n) minimiert wird. is significantly reduced, as well as the type of introduction and metering of the coolant (s) in such a way that, with sufficient cooling effect, the consumption of coolant (s) is minimized.

Diese Aufgabe wird bei einem Kühltunnel gemäss dem This task is performed in a cooling tunnel according to the

Oberbegriff des Patentanspruches 1 durch die im kennzeichnenden Teil dieses Patentanspruches enthaltene Merkmale gelöst. Preamble of claim 1 solved by the features contained in the characterizing part of this claim.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher dargestellt. The invention is illustrated below with the aid of an exemplary embodiment.

In dem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt Fig. 1: die Ansicht eines erfindungsgemässen Kühltunnels im Längsschnitt mit den zugehörigen lufttechnischen Einrichtungen in schematischer Darstellung. In the exemplary embodiment of the invention, FIG. 1 shows: The view of a cooling tunnel according to the invention in longitudinal section with the associated ventilation equipment in a schematic representation.

Fig. 2: einen Querschnitt des Kühltunnels gemäss Fig. 1 im Vorkühlabschnitt mit einer Führung des gasförmigen Kühlmittels senkrecht zur Transportebene. 2: a cross section of the cooling tunnel according to FIG. 1 in the pre-cooling section with a guidance of the gaseous coolant perpendicular to the transport plane.

Fig. 3: einen Querschnitt des Kühltunnels entsprechen Fig. 2 mit einer Zuführung des gasförmigen Kühlmittels in der Transportebene quer zur Transportrichtung. 3: a cross section of the cooling tunnel corresponds to FIG. 2 with a supply of the gaseous coolant in the transport plane transversely to the transport direction.

Fig. 4: das Zerstäubungsprinzip für das flüssige Kühlmittel im Hauptkühlabschnitt Fig. 5: das Blockschaltbild für die Führung und Dosierung des flüssigen Kühlmittels. Fig. 4: the atomization principle for the liquid coolant in the main cooling section Fig. 5: the block diagram for the guidance and metering of the liquid coolant.

Wie aus rig. 1 erkennbar ist, besteht der Kühltunnel 1 durch den die zu kühlenden Gussstücke 2 mittels des Stetigförderers 3 transportiert werden aus den Abschnitten 4, 5, 6 mit einer gemeinsamen Ummantelung 7 sowie oberhalb und unterhalb der Ummantelung 7 aus Stauräumen 8 in denen die Kühlluft beruhigt, der erforderliche Differenzdruck aufgebaut und die Luft über die gesamte Länge des jeweiligen Abschnittes 4, 5 bzw. 6 verteilt wird. Der dem Innenraum zugewendete Teil der Ummantelung 7, zugleich den Stauraum 8 in dieser Richtung begrenzend, wird durch die Düsenplatten 9 mit den Düsen 10 für den Austritt der Luft aus den Stauräumen 8 gebildet.Zusätzlich dazu sind im Hauptisühl- abschnitt 5 oberhalb und unterhalb der Ummantelung 7 Einrichtungen 31 zum Heranführen und Zerstäuben des flüssigen Kühlmittels, bevorzugt Wasser, angebracht. As from rig. 1, the cooling tunnel 1 through which the castings 2 to be cooled are transported by means of the continuous conveyor 3 consists of sections 4, 5, 6 with a common casing 7 and above and below the casing 7 from storage spaces 8 in which the cooling air soothes, the required differential pressure is built up and the air is distributed over the entire length of the respective section 4, 5 or 6. The part of the casing 7 facing the interior, which at the same time delimits the storage space 8 in this direction, is formed by the nozzle plates 9 with the nozzles 10 for the air to escape from the storage spaces 8. In addition, in the main cooling section 5 there are above and below the Sheath 7 devices 31 for introducing and atomizing the liquid coolant, preferably water, attached.

Der Transport der heissen Gussstücke 2 durch den Kühltunnel 1 geschieht mittels eines Stetigförderers 3, der im Ausführungsbeispiel zweckmässig als perforiertes Plattenband ausgebildet ist. The hot castings 2 are transported through the cooling tunnel 1 by means of a continuous conveyor 3, which in the exemplary embodiment is expediently designed as a perforated plate belt.

Jedoch kann auch jeder andere Stetigförderer, wie z.B. However, any other continuous conveyor, e.g.

Schwingförderer oder 11 Hängeförderer eingesetzt werden, wobei ein mehrseitiges, gesteuertes Heranführen des Kühl- mittels gewährleistet sein muss. Der technologische Ablauf des Abkühlens der Gussstücke 2 ist folgender: Nachdem die Gussstücke auf einem vorzugsweise kontinuierlich arbeitenden Auspackaggregat, wie z.B. einer nicht dargestellten speziellen Schwingförderrinne vom Form stoff befreit worden sind, erfolgt von diesem die selbständige Übergabe auf das Plattenband 3. Ist der Stetigförderer als Hängeförderer ausgebildet, dann muss ein zusätzliches Manipuliergerät zum Einhängen der Gussstücke 2 zwischengeschaltet werden.Während des Transportes auf dem Ausleeraggregat und auf dem daran anschliessenden Stetigförderer 3 kühlen die Gussstücke 2 an ruhender Luft bereits langsam ab, bis sie durch einen wärmebeständigen Vorhang 11 in den Vorkühlabschnitt 4 des Kühltunnels 1 eintreten. Vibratory conveyors or 11 overhead conveyors are used, whereby a multi-sided, controlled feeding of the coolant must be guaranteed. The technological process of cooling the castings 2 is as follows: After the castings are placed on a preferably continuously working unpacking unit, e.g. If a special vibrating conveyor trough (not shown) has been freed from the molding material, it is transferred independently to the conveyor belt 3. If the continuous conveyor is designed as a hanging conveyor, then an additional manipulator for hanging the castings 2 must be interposed. During transport on the discharge unit and on the adjoining continuous conveyor 3, the castings 2 cool slowly in still air until they enter the pre-cooling section 4 of the cooling tunnel 1 through a heat-resistant curtain 11.

Dort werden die Gussstücke 2 im Umluftverfahren beidseitig aus den Düsen 10 von oben und unten mit Kühlluft beaufschlagt und gesteuert abgekühlt. Die dafür benötigte Kühlluft wird aus dem Trockenabschnitt 6 durch die Leitung 12 angesaugt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die aus dem Trockenabschnitt 6 abgeführte Luft nicht zusätzlich entstaubt worden muss und ausserdem schon eine gewisse Vorwärmung der in den Vorkühlabschnitt 4 eingebrachten Kühlluft stattgefunden hat, wodurch unerwünschte Beeinflussung des Eigenspannungszustandes der Gussstücke 2 vermieden werden. Da die Kühlluft aus dem Trockenabschnitt 6 gleichzeitig die Aufgabe hat, über die Wärmeübertrager 13 das nichtverdampfte, erwärmte Wasser 14 aus dem Hauptkühlabschnitt 5 zu kühlen, wird diese Wärme in Form einer zusätzlichen Temperaturanhebung auf diese Luft übertragen. There, the castings 2 are subjected to cooling air on both sides from the nozzles 10 from above and below and cooled in a controlled manner in a circulating air process. The cooling air required for this is drawn in from the drying section 6 through the line 12. This has the advantage that the air discharged from the drying section 6 does not have to be additionally dedusted and, in addition, a certain amount of preheating of the cooling air introduced into the pre-cooling section 4 has already taken place, as a result of which undesired influencing of the internal stress state of the castings 2 is avoided. Since the cooling air from the drying section 6 also has the task of cooling the non-evaporated, heated water 14 from the main cooling section 5 via the heat exchangers 13, this heat is transferred to this air in the form of an additional temperature increase.

Die Kühlluft wird mittels der Lüfter 15 durch die Umluftleitungen 12 angesaugt und über die Drosseln 16 gesteuert in die oberen und unteren Stauräume 8 eingeblasen, von wo aus sie durch die Düsen 10 mit hoher Geschwindigkeit in den Kühltunnel 1 eintritt. Die Düsen 10 können entweder als Runddüsen oder als Schlitzdüsen ausgebildet werden. Die Kühlluft prallt senkrecht auf die heissen Gussstücke 2 und wird über Leiteinrichtungen 17, die sich seitlich des Plattenbandes 3 befinden, wieder abgesaugt. Durch diese Ausbildung der Leiteinrichtungen 17 wird eine Verdopplung der Aussenwand, d.h. der Ummantelung 7 des Kühltunnels 1 erreicht.Der hohe Anteil an Strahlungswärme, der insbesondere im Yorkühlabschnitt 4 frei wird, kann infolge dieser Massnahme die Ummantelung 7 nicht mehr direkt aufheizen, da die Leiteinrichtungen 17 diesen Teil der freigesetzten Wärme absorbieren. Eine Erwärmung der Ummantelung 7 erfolgt nunmehr nur noch in weit geringerem Masse durch die Konvektionswärme. The cooling air is sucked in by the fans 15 through the recirculation lines 12 and blown into the upper and lower storage spaces 8 in a controlled manner via the throttles 16, from where it enters the cooling tunnel 1 at high speed through the nozzles 10. The nozzles 10 can either be designed as round nozzles or as slot nozzles. The cooling air impinges vertically on the hot castings 2 and is sucked off again via guide devices 17 which are located on the side of the plate belt 3. This design of the guide devices 17 doubles the outer wall, i.e. of the jacket 7 of the cooling tunnel 1. The high proportion of radiant heat that is released in particular in the York cooling section 4 can no longer heat the jacket 7 directly as a result of this measure, since the guide devices 17 absorb this part of the heat released. The casing 7 is now heated only to a much lesser extent by the heat of convection.

Den weiteren Verlauf der Kühlluft zeigt Fig. 1. Die durch die Leitungen 18 abgesaugte Kühlluft wird über eine Drossel 19 einem Filter 20 zugeführt, in dem die Abluft von den gröbsten Verunreinigungen gereinigt wird. Danach wird sie durch einen Wärmeübertrager 21 geleitet. Die hierbei übertragene Anfallenergie kann zweckmässigerweise für die Beheizung von Arbeitsräumen genutzt werden. Anschliessend wird ein Teil der Abluft über einen Wirbelnassabscheider 22 vollständig gereinigt und durch die Abluftleitung 23 der Aussenluft zugeführt. Der andere Teil wird im Umluftverfahren durch die Leitung 24 der Kühlluft für den Trockenabschnitt 6 beigemischt. 1 shows the further course of the cooling air. The cooling air drawn off through the lines 18 is fed via a throttle 19 to a filter 20, in which the coarsest impurities are cleaned in the exhaust air. Then it is passed through a heat exchanger 21. The incident energy transferred in this way can expediently be used for heating work rooms. Subsequently, part of the exhaust air is completely cleaned by a vortex wet separator 22 and supplied to the outside air through the exhaust air line 23. The other part is admixed to the cooling air for the drying section 6 in the circulating air process through the line 24.

Im Falle sehr hoher Auspacktemperaturen kann es schon durch die Konvektionswärme zu einer grösseren Aufheizung der Ummantelung 7 kommen. Um auch den Konvektionsanteil nicht nach aussen dringen zu lassen, ist alternativ folgende weitere erfindungsgemässe Ausführungsform möglich: Die Kühlluft wird gemäss Fig. 3 durch Leiteinrichtungen 17 so geführt, dass sie seitlich in der Förderebene in den Vor kühlabschnitt 4 einbläst. Die Kühlluft überstreicht die heissen Gussstücke 2, erwärmt sich dadurch und verlässt durch die Austrittsstutzen 26 den Kühltunnel 1.Durch die Doppelmantelausführung wird der Austritt der Wärme aus dem Kiihltunnel 1 verhindert, wobei die relativ kalte Kühlluft, die aus dem Trockenabschnitt 6 zuströmt, eine zusätzliche Kühlung der äusseren Ummantelung 7 bewirkt. In the case of very high unpacking temperatures, the convection heat can lead to a greater heating of the casing 7. In order not to let the convection portion penetrate to the outside, the following further embodiment according to the invention is alternatively possible: The cooling air is guided according to FIG. 3 by guide devices 17 such that it blows into the cooling section 4 at the side in the conveying plane. The cooling air sweeps over the hot castings 2, heats up as a result, and leaves the cooling tunnel 1 through the outlet connections 26. The double-jacket design prevents the heat from escaping from the cooling tunnel 1, with the relatively cold cooling air flowing in from the drying section 6 providing an additional one Cooling of the outer casing 7 causes.

In dem Vorkühlabschnitt 4 werden die Gussstücke 2 auf grund der über die Drosseln 16 einstellbaren Windgeschwindigkeiten und der damit verbundenen relativ geringen Wär meübergangszahlen durch die geringe spezifische Wärme der Luft allmählich abgekühlt. Durch den Weitertransport gelangen die heissen Gussstücke 2 anschliessend durch einen weiteren Vorhang 27 in den Hauptkülllabschnitt 5. In the pre-cooling section 4, the castings 2 are gradually cooled by the low specific heat of the air due to the wind speeds adjustable via the throttles 16 and the associated relatively low heat transfer rates. As a result of the onward transport, the hot castings 2 then pass through a further curtain 27 into the main cooling section 5.

Der Abkühlverlauf der Vorkühlung muss so gesteuert werden, dass der Eintritt der Gussstücke 2 in den Hauptkühlabschnitt 5 bei solchen Temperaturen erfolgt, wo eine erhöht Eigenspannungsbildung nicht mehr möglich ist. Es ist bekannt, dass sich diese Spannungen im plastisch-elastischen Bereich ausbilden. Bei Gusseisen mit Lamellengraphit liegt dieser Bereich beispielsweise zwischen 700 bis 450"C. Daraus ist abzuleiten, dass für empfindliche Gussstücke 2 die Eintrittstemperatur in den Hauptkühlabschnitt 5 bei Temperaturen / 4500C liegen sollte. The course of cooling of the pre-cooling must be controlled in such a way that the castings 2 enter the main cooling section 5 at such temperatures that increased internal stress formation is no longer possible. It is known that these tensions develop in the plastic-elastic range. In the case of cast iron with lamellar graphite, this range is, for example, between 700 and 450 ° C. From this it can be deduced that for sensitive castings 2 the entry temperature into the main cooling section 5 should be at / 4500 ° C.

Im Hauptkühlabschnitt 5 werden die Gussstücke 2 durch mittels Luft zerstäubtes Wasser beidseitig gesteuert von oben und von unten intensiv weiter abgekühlt. Die dafür benötigte Luft wird entweder vom Trockenabschnitt 6 - vorrangig bei Winterbetrieb - oder als der Atmosphäre entnommene Frischluft durch die Frischluftleitung 28 angesaugt und über eine Drossel 29 dem Stauraum 8b zugeführt. Durch Schlitzdüsen 30 verlässt die Luft mit hoher Geschwindigkeit den Stauraum 8b, was zur Zerstäubung des füssigen Kühlmittels 14 ausgenutzt wird (Fig. 4 und 5). In the main cooling section 5, the castings 2 are intensively cooled from above and below by water atomized by means of air. The air required for this is either sucked in by the drying section 6 - primarily in winter operation - or as fresh air taken from the atmosphere through the fresh air line 28 and fed to the storage space 8b via a throttle 29. The air leaves the storage space 8b at high speed through slot nozzles 30, which is used to atomize the liquid coolant 14 (FIGS. 4 and 5).

Das zu zerstäubende Wasser 14 wird durch Wasserdüsenrohre 31, welche in den Schlitzdüsen 30 angeordnet sind, in den Zerstäuberbereich 32 gebracht. Um den Wasserdruck möglichst konstant zu halten, befindet sich in einer bestimmten Höhe über der oberen bzw. unteren Reihe von Wasserdüsenrohren 31 jeweils ein Vorratsbehälter 33. In Fig. The water 14 to be atomized is brought into the atomizer area 32 through water nozzle tubes 31, which are arranged in the slot nozzles 30. In order to keep the water pressure as constant as possible, there is a reservoir 33 at a certain height above the upper or lower row of water nozzle tubes 31.

5 ist diese Einrichtung für die oberen Wasserdüsenrohre 31 zeichnerisch, für die unteren schematisch dargestellt. Der Vorratsbehälter 33 hat neben der Möglichkeit des Einstellens eines konstanten Wasserdruckes die zusätzliche Aufgabe, beim Abschalten der Luftzufuhr für die Wasserzerstäubung auch die Wasserzufuhr zu unterbrechen. 5, this device for the upper water nozzle tubes 31 is shown schematically, for the lower ones schematically. In addition to the possibility of setting a constant water pressure, the storage container 33 has the additional task of also interrupting the water supply when the air supply for the water atomization is switched off.

Die Funktionsweise des Vorratsbehälters 33 ist dabei folgende: Der Wasserstand im Vorratsbehälter 33 wird über ein Schwimmerventil 34 geregelt. Ist der Kühltunnel 1 ausser Betrieb, d. h. die Zufuhr des gasförmigen Kühlmittels abgeschaltet, so reicht der Wasserstand bis zur Unterkante der Auslassöffnung 35 des Vorratsbehälters 33. The functioning of the storage container 33 is as follows: The water level in the storage container 33 is regulated via a float valve 34. If the cooling tunnel 1 is out of operation, d. H. the supply of the gaseous coolant is switched off, the water level extends to the lower edge of the outlet opening 35 of the storage container 33.

Dieser ist in zwei Abschnitte 33a und 33b unterteilt, wobei beide unter Wasser durch eine Öffnung 36 verbunden sind und der Abschnitt 33a an die Kühlluftzufuhr für die Wasserzerstäubung (Leitung 28) angeschlossen ist. Wird der Kühltunnel 1 in Betrieb gesetzt, d. h. die Kühlluftzufuhr eingeschaltet, so baut sich im Abschnitt 33a des Vorratsbehälters 33 der entsprechende Differenzdruck der verwendeten Lüfter auf, was mit einer gleichzeitigen Senkung des Wasserstandes in diesem Abschnitt verbunden ist. Entsprechend dem Gesetz der kommunizierenden Gefässe steigt in dem Abschnitt 33b der Wasserstand über die Auslassöffnung 35, so dass das Wasser zu den Wasserdüsenrohren 31 abfliessen kann. Das abfliessende Wasser wird ständig durch das Schwimmerventil 34 ersetzt. This is divided into two sections 33a and 33b, both of which are connected under water through an opening 36 and section 33a is connected to the cooling air supply for water atomization (line 28). If the cooling tunnel 1 is put into operation, i. H. If the cooling air supply is switched on, the corresponding differential pressure of the fans used builds up in section 33a of the storage container 33, which is associated with a simultaneous lowering of the water level in this section. In accordance with the law of the communicating vessels, the water level rises in section 33b via the outlet opening 35, so that the water can flow off to the water nozzle pipes 31. The outflowing water is constantly replaced by the float valve 34.

Das aus dem Vorratsbehälter 33 abfliessende Kühlwasser wird in einem gebräuchlichen Filter 37 von Verunreinigungen befreit, die zu Verstopfungen bei der Zerstäubung führen könnten. Über Magnetventile 38, mittels derer einzelne Wasserdüsenrohre 31 je nach Gusssortiment abgeschaltet werden können, wird das Wasser 14 schliesslich zu den Wasserdüsenrohren 31 geleitet. Die Wasserdüsenrohre 31 sind über ihre ganze Länge mit Bohrungen 39 versehen. The cooling water flowing out of the reservoir 33 is freed of impurities in a conventional filter 37, which could lead to blockages during atomization. The water 14 is finally conducted to the water nozzle pipes 31 via magnetic valves 38, by means of which individual water nozzle pipes 31 can be switched off depending on the cast assortment. The water nozzle tubes 31 are provided with holes 39 over their entire length.

Wegen der hohen Luftgeschwindigkeit im Zerstäubungsbereich 32 werden die aus den Bohrungen 39 austretenden Wasserstrahlen fein zerstäubt wodurch eine intensive Kühlung der Gussstücke 2 erreicht wird. Because of the high air speed in the atomization area 32, the water jets emerging from the bores 39 are atomized finely, whereby intensive cooling of the castings 2 is achieved.

Da nur ein geringer Teil des Wassers 14 bei der Kühlung verdampft, wird die untere Düsenplatte 9b muldenförmig ausgebildet, so dass sich das nichtverdampfte, erwärmte Wasser 14 sammeln kann. Since only a small part of the water 14 evaporates during cooling, the lower nozzle plate 9b is made trough-shaped, so that the non-evaporated, heated water 14 can collect.

Dieses Wasser 14 wird über eine Rohrleitung 40 abgeleitet und fliesst in ein Absetzbecken 41, wo sich die Feststoffanteile, wie z. B. Formstoffreste, absetzen können. Der sich absetzende Schlamm wird ständig über ein nicht dargestelltes Kratzerband aus dem Absetzbecken 41 abgeführt. Das Wasser 14 aus dem Absetzbecken 41 wird anschliessend durch einen Wärmeübertrager 13 und eine Pumpe 43 dem Vorratsbehälter 33 wieder zugeführt, so dass ein Kreislauf entsteht. This water 14 is discharged via a pipeline 40 and flows into a settling basin 41, where the solids, such as. B. residues of molding can settle. The settling sludge is continuously removed from the settling tank 41 via a scraper belt (not shown). The water 14 from the settling basin 41 is then fed back to the reservoir 33 through a heat exchanger 13 and a pump 43, so that a circuit is created.

Die unvermeidbaren Wasserverluste werden mittels eines weiteren Schwimmerventils 44 am Absetzbecken 41 durch Frischwasser ersetzt. Eine andere Möglichkeit ist die Verwendung eines Teiles des Brauchwassers für den Wirbelnassabscheider 22. The unavoidable water losses are replaced by fresh water by means of a further float valve 44 on the settling tank 41. Another possibility is to use part of the process water for the vortex wet separator 22.

Die den Hauptkühlabschnitt 5 verlassende feuchte Luft wird über Leiteinrichtungen 1 7b seitlich durch die Leitung 45 und die Drossel 46 einem Fliehkraftabscheider 47 zugeführt, wo sich die groben Wassertropfen absetzen. Mittels des nachgeschalteten Wirbelnassabscheiders 22 wird die Kühlluft entstaubt und der Atmosphäre zugeführt. The moist air leaving the main cooling section 5 is fed via guide devices 17b laterally through the line 45 and the throttle 46 to a centrifugal separator 47, where the coarse water drops settle. The cooling air is dedusted and fed to the atmosphere by means of the downstream vortex wet separator 22.

Die Wasserzufuhr im Hauptkühlabschnitt 5 wird dadurch geregelt, dass einzelne Wasserdüsenrohre 31 abgeschaltet werden. The water supply in the main cooling section 5 is regulated in that individual water nozzle tubes 31 are switched off.

Am Ende des Hauptkühlabschnittes 5 sollen die Gussstücke eine Temperatur um ca. 70"C haben. Liegt die Temperatur höher, dann verlassen die Gussstücke 2 den Trockenabschnitt 6 mit zu hohen Temperaturen, da die Kühlwirkung infolge des niedrigen Temperaturgradienten Kühlluft - Gussstück nur gering ist. At the end of the main cooling section 5, the castings should have a temperature of approximately 70 ° C. If the temperature is higher, then the castings 2 leave the drying section 6 at too high temperatures, since the cooling effect is only slight due to the low temperature gradient of the cooling air casting.

Liegen die Austrittstemperaturen aus dem Hauptkühlabschnitt jedoch wesentlich unter 70"C, so kann die vorhandene innere Wärme der Gussstücke deren Trocknungsprozess zu wenig unterstützen, so dass die Gussstücke den Kühltunnel 1 nass verlassen, was den anschliessenden Strahlputzprozess beeinträchtigt. Die Gussstücke 2 gelangen auf dem Plattenband 3 durch den Vorhang 48 in den Trockenabschnitt 6, der analog dem Vorkühlabschnitt 4 (Fig. 3) aufgebaut ist. Der wesentliche Unterschied besteht darin, dass zur Trocknung der Gussstücke 2 überwiegend durch die Leitung 49 angesaugte Frischluft verwendet wird, wobei ein Teil der Kühlluft über die Leitung 50 aus dem Vorkühlabschnitt 4 beigemischt wird. Auch hier ist eine gesteuerte beidseitige Kühlung und Trocknung möglich.Die Gussstücke 2 verlassen trocken, eigenspannungsarm und verzugfrei den Kühltunnel 1 durch den Vorhang 51 mit Temperaturen ' 60"C und werden mit dem gleichen Plattenband 3 einer nicht dargestellten Oberflächenstrahlputzmaschine zugeführt. However, if the outlet temperatures from the main cooling section are significantly below 70 ° C., the internal heat of the castings cannot support their drying process enough, so that the castings leave the cooling tunnel 1 wet, which impairs the subsequent blasting process. The castings 2 reach the plate belt 3 through the curtain 48 into the drying section 6, which is constructed analogously to the pre-cooling section 4 (FIG. 3). The main difference is that fresh air sucked in through the line 49 is predominantly used for drying the castings 2, part of the cooling air is mixed in from the pre-cooling section 4 via line 50. Controlled cooling and drying on both sides is also possible here. The castings 2 leave the cooling tunnel 1 dry, with little internal stress and without distortion, through the curtain 51 with temperatures' 60 "C. and are made with the same plate belt 3 a surface jet cleaning machine, not shown fed.

Durch eine sinnvolle Anordnung von Temperaturmessund Regelorganen ist es möglich, den Prozess der Zwangskühlung auch automatisch zu regeln. Das geschieht dadurch, dass die Temperaturdifferenzen der Kühlmittel vor und nach dem jeweiligen Kühlabschnitt 4, 5, 6 mittels Temperaturmessfühlern 52 gemessen und über Leitungen 42, 53 einem Regler 54 übermittelt werden. Der Regler 54 führt einen Sollwertvergleich durch und gibt über den Verstärker 55 und Leitungen 56 entsprechende Korrektursignale an die Magnetventile 38 bzw. die Drosseln 16, wodurch die Kühlluft bzw. Through a sensible arrangement of temperature measuring and control elements, it is also possible to control the forced cooling process automatically. This takes place in that the temperature differences of the coolants before and after the respective cooling section 4, 5, 6 are measured by means of temperature sensors 52 and transmitted to a controller 54 via lines 42, 53. The controller 54 carries out a setpoint comparison and sends corresponding correction signals to the solenoid valves 38 or the throttles 16 via the amplifier 55 and lines 56, as a result of which the cooling air or

die Kühlwasserzufuhr der abzuführenden Wärmemenge automatisch angepasst wird. the cooling water supply is automatically adjusted to the amount of heat to be removed.

Die mit dem erfindungsgemässen Kühltunnel verbundenen wesentlichen Vorteile bestehen darin, dass - eine wesentliche Verbesserung des gesamten technologischen Ablaufs der Gussstückkühlung verbunden mit einer erheblichen Verkürzung der bisher notwendigen Kühlstrecke und eine entsprechende Verringerung des Investitionsaufwandes erreicht, - Voraussetzungen für die Fliessfertigung mit automatisiertem Betrieb auch im Streckenabschnitt Auspacken Putzen mit entsprechender Einsparung an Arbeitskräften und Transportmitteln geschaffen, - Möglichkeiten der Prozessintegrierung Kühlen/Putzen eröffnet und - eine Verbesserung der Arbeits- und Lebensbedingungen für die in diesem Teil der Giesserei Beschäftigten erreicht werden. The main advantages associated with the cooling tunnel according to the invention are that - a substantial improvement in the overall technological process of casting cooling combined with a considerable shortening of the cooling section required hitherto and a corresponding reduction in investment costs are achieved - the requirements for flow production with automated operation also in the section Unpacking cleaning with corresponding savings in labor and transport means created, - process integration cooling / cleaning opened and - an improvement in working and living conditions for those working in this part of the foundry.

Claims

PATENT CLAIMS

1. cooling tunnel for the controlled forced cooling of heated goods, in particular castings, which is transported by means of a continuous conveyor (3), consisting of a pre-cooling section (4), a main cooling section (5) and a drying section (6), which are arranged one behind the other Movable flaps (27, 48) are separated from one another and are provided with devices for supplying coolants, the main cooling section (5) and drying section (6) above and below the continuous conveyor (3) being closed by nozzle plates (9) for storage spaces (8) have a gaseous coolant and guide devices (17) for removing the heated gaseous coolant and the pre-cooling section (4) either above and below the continuous conveyor (3) by means of nozzle plates (9) storage spaces (8) for a gaseous coolant and guide devices (17) to remove the heated gaseous coolant or to the side of the continuous conveyor (3) guide devices (17) for supplying a g A-shaped coolant and transverse to the continuous conveyor (3) has outlet connections (26) for removing the heated gaseous coolant, and wherein the main cooling section (5) has switchable means (31) for atomizing a liquid coolant assigned to the nozzle plates (9), characterized in that that the guiding devices (17) for the gaseous coolant simultaneously provide thermal protection for the casing (7) of the cooling tunnel (I) by forming a double jacket, that the means (31) serving to atomize the liquid coolant (14) in the main cooling section (5) can be switched off individually and that control technology means (52, 53, 54, 55, 16, 38) for adapting the coolant quantities to the heat quantities to be dissipated in accordance with the heating of the coolants and in the main cooling section (5) control technology means (33, 34, 35, 36) , 37) for adapting the addition of the liquid coolant (14) to the operating state of the cooling oil (1) are provided.

2. Cooling tunnel according to claim 1, characterized in that for cooling material to be treated with high heat radiation, the pre-cooling section (4) is designed such that the gaseous coolant by means of the guide devices (17) and slot-shaped outlets (25) in the plane of the continuous conveyor (3 ) horizontally through the cooling tunnel (1) and is discharged through suction nozzles (26) arranged above and below the continuous conveyor (3).

3. Cooling tunnel according to claim 1, characterized in that the means (31) provided with bores in the main cooling section (5) for supplying the liquid coolant (14) are tubes which, within slot nozzles (30), serve as storage space (8b) and Nozzle plate (9b) trained guide devices for the gaseous coolant are arranged.

4. Cooling tunnel according to claim 3, characterized in that in order to adapt the amount of liquid coolant (14) to the operating state of the cooling tunnel (1) communicatively connected two-part storage containers (33) are provided, one part (33b) of which is above the regulated normal level liquid coolant (14) lying outlet opening (35) to the water nozzle pipes (31) and the other part (33a) is pressure-tightly connected to the supply line (57) for the gaseous coolant in the main cooling section (5).

The invention relates to a cooling tunnel according to the preamble of patent claim 1.

The invention enables a coherent, fluid production after the unpacking to the jet cleaning process, and any additional heat treatment that may be necessary is saved by controlled cooling.

After separation from the molding material, the so-called unpacking, castings primarily have temperatures between 400 and 650 "C. However, there is a technological requirement that the castings have a working temperature of 60" C during subsequent cleaning.

Devices for performing a comparable task are known from the field of heat treatment of workpieces. For example, a device for quenching elongated annealing material is described in FRG publication No. 1159480, which enables continuous quenching that can be regulated in several stages. This is achieved in that the material to be treated is guided by means of a continuous conveyor through a quenching chamber which is divided into several sections by swing flaps.

The cooling liquid used is fed to the material to be treated on all sides under high pressure, different cooling intensities being able to be set in the individual sections of the quenching chamber.

This device has the disadvantage that, in particular in the first part of the quenching chamber, a strong heating of the chamber walls is unavoidable due to the high proportion of radiant heat, especially when working with air as a coolant. The resulting environmental conditions, in addition to the increased wear of the quenching chamber itself, have an unfavorable effect on the adjacent workplaces. In addition, with forced shutdowns, e.g. for repairs that prevent or make access difficult until the outer wall has cooled to a tolerable temperature. Furthermore, the device mentioned has the disadvantage that pressure jets have to be used when using liquid coolants. This means that high coolant consumption is required to achieve effective atomization, but it has been shown that only a small part of the amount of liquid used is effective for cooling.

That is the portion that directly hits the hot material to be treated and evaporates there.

The much larger part of the cooling liquid, however, collects in the lower part of the cooling chamber without being significantly involved in the cooling process. With low coolant throughputs, the bore diameter of these atomizing nozzles must be kept very small, which can, however, result in these nozzles clogging easily. This risk is particularly high because, for economic reasons, the non-evaporated cooling liquid is re-used in circulation, which makes its contamination almost unavoidable. Furthermore, the description provided in AS 1159480 does not reveal the solution to the important question of coolant reduction.

It is the aim of the invention to reduce the wear of a cooling tunnel for the forced cooling of castings due to the thermal load and to increase the ease of maintenance by ensuring quick access to the cooling tunnel during repairs and to reduce the consumption of coolant.

The object of the invention is to design the guidance of the coolant (s) within the cooling tunnel in such a way that its heating is avoided despite high temperatures of the material to be treated, or

is significantly reduced, as well as the type of introduction and metering of the coolant (s) in such a way that, with sufficient cooling effect, the consumption of coolant (s) is minimized.

This task is performed in a cooling tunnel according to the

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