CN102112809B - 带畸变补偿的辐射加热装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种辐射加热管(5)，其具有带中间段(6)和至少一个布置在该中间段旁边的回引段(7，8)的管体，该回引段(7，8)与该中间段形成环路(9，10)。在辐射加热管的端部(12)处布置有关节支承件(23)，而在辐射加热管的另一端部(11)处设有与该关节支承件(23)相对而置的滑动支承件(15)。燃烧器(14)用于加热辐射加热管(5)。

Description

带畸变补偿的辐射加热装置
技术领域
本发明涉及一种辐射加热管，其也简称为辐射管。
背景技术
为了加热烤炉腔(Ofenraum)而使用辐射加热管，其在内部通过合适的热源(例如燃烧器)加热并由此变热。位于烤炉腔中的物品主要通过由辐射加热管散发的热辐射加热。
对于工业应用，使用带多个臂或分支的辐射加热管，其总体具有可观的重量。辐射加热管的一端穿过炉壁而延伸。外部常常凸缘安装有燃烧器。为了承受辐射加热管的可观的重量，其在它的相对而置的封闭的端部处常常附加地支撑在相对而置的炉壁处。为此，相应的支撑装置常常安装(fassen)于滑动支承装置中，从而辐射加热管在运行中能够沿纵向膨胀。
发现这种滑动座有时容易卡住，特别是当辐射加热管非常刚性的时候。例如在使用所谓双P辐射管的时候就是这种情况。卡住会造成损伤辐射加热管或它的支承装置。这种损伤会导致失去气密性，这是不能接收的。
发明内容
由此出发，本发明的目的是，提供一种能够以简单的方式保证辐射加热管的完整性——特别地在其气密性方面——的可能性。
该目的利用根据权利要求1的辐射加热管实现：
根据本发明的辐射加热管具有带优选地构造成直的中间段和两个布置在该中间段旁边的回引段(Rückführungsabschnitt)的管体。这利用该中间段形成环路(Schleife)，在该环路中形成例如气体循环流动。这种辐射加热管具有大的辐射表面。另一方面它相对地呈刚性且相对地重。该辐射加热管因此优选地在两个端部都被支撑。在它的一个端部处它支撑在滑动支承件(Schiebelager)处，其能够补偿(ausgleichen)辐射加热管的轴线方向的膨胀。该滑动支承件附加地允许辐射加热管的一定的摆动运动。在它的相对而置的端部，该辐射加热管安装于关节支承件(Gelenklager)处，其使辐射加热管能够围绕至少一个轴线进行摆动运动。该关节支承件优选地不允许辐射加热管的轴线运动，而是关于轴线方向将其固定。
该滑动支承件和关节支承件优选地布置在不同的、彼此相对而置的炉壁处，在其之间布置有辐射加热管，而该辐射加热管被支撑于其处。从而辐射加热管的支承装置既能够补偿由热引起的辐射加热管长度变化，又可以补偿由热或老化引起的炉壁的彼此相对运动。特别对于很大、很长或很高的烤炉——在该烤炉中较长的互相平行的辐射加热管列加热长形的烤炉腔——两个炉壁可能彼此平行地稍稍移位。辐射加热管的两个支承——两者都容许一定的摆动运动——基本不产生力地保持该辐射加热管，并避免应力作用于辐射加热管。当其由于热或其它原因出现时，辐射加热管侧向的弯曲也能够被补偿。这既对陶瓷辐射加热管有效，特别也对钢板制辐射加热管有效。
优选地，关节支承件确定摆动轴线，该摆动轴线横向于辐射加热管伸延。摆动轴线可以确定成偏心的——例如在辐射加热管的边缘。优选地配设的关节支承装置在烤炉腔外靠近炉壁而布置。例如它定位在燃烧器和炉壁之间。
摆动支承装置的关节轴线优选地定向成水平的。从而安装于滑动支承装置中的辐射加热管的端部能够稍稍抬起或下沉，而没有有害的力作用在辐射加热管上。
进一步，该关节支承件可以构造成该辐射加热管也能够稍稍侧向摆动。此时它围绕竖直摆动轴线摆动。因此在炉壁有微小的变形时，没有显著的力作用在辐射加热管上。
对于根据本发明的辐射加热管，在辐射加热管的燃烧器侧的端部处没有固定的管端约束。而该辐射加热管可摆动一定角度地安装。
在最简单的情况中，关节支承件可以通过带向上开放的容纳部的保持件形成，辐射加热管的凸缘位于在该容纳部中。容纳部在竖直方向以及轴线方向固定该凸缘，但既允许凸缘围绕水平轴线摆动一定角度，又允许凸缘围绕竖直轴线摆动一定角度。
优选地，在支承在关节支承件处的辐射加热管的端部或凸缘和炉壁之间布置有补偿器(Kompensator)，该补偿器将烤炉腔朝向凸缘而气密地封闭，但不固定地夹紧辐射加热管的端部。该补偿器可以安装在辐射加热管箱(Strahlungsheizrohrkasten)处，该辐射加热管箱位于炉壁中。辐射加热管箱关闭设在炉壁中的开口，通过该开口辐射加热管可以被导入烤炉腔中。补偿器例如通过波浪形薄壁板壳形成，其一个端部与辐射管连接，而其另一个端部与炉壁或插入件连接，该插入件位于炉壁的开口中。该补偿器可以布置在炉壁的外侧处，即在烤炉腔之外，或如果需要也可以布置在其内部。
附图说明
本发明有利的实施形式的进一步的细节可以由附图或说明书得到。说明书针对本发明的主要方面以及其它事实。附图公开进一步的细节并作为补充而被提出。其中：
图1显示了带辐射加热管的烤炉腔的截面原理图，该辐射加热管用于加热烤炉腔，
图2显示了根据图1的装置的辐射加热管的单独的截面原理图，
图2a显示了补偿器的修改的实施形式，
图3以原理图显示了根据图2的辐射加热管的支承装置的原理，而
图4显示了本发明的修改的实施形式的截面原理图。
具体实施方式
在图1中显示了烤炉腔1，该烤炉腔1由两个烤炉腔壁2，3限定。烤炉腔1可以是长形的通道或管道，通过该烤炉腔1延伸有优选地横向地从上到下地(untereinander)构造成相同的、布置成一列的辐射加热管4，5。它们用于加热烤炉腔以及特别地加热相应的被处理物品，例如纵向通过烤炉腔而引导的板带。
辐射加热管4，5相应地支承在两个炉壁2，3处，如由图2中的辐射加热管5的例子所见。其优选地由钢板构成并具有管形的、优选地直的的中间段6和回引段7，8，该回引段7，8与中间段6相应地形成环路9，10。这种辐射加热管4，5也称为“双P辐射加热管”。它们在端部11处封闭，而它们在它们的另一端部12处设有开口13，在该开口13处相接有燃烧器14。该燃烧器14为例如由钢板构成的辐射加热管5的内部空间供给燃料和空气，并使废气从辐射加热管5的内部空间排出。它可以用于维持无焰氧化或也用于形成火焰。在双P辐射加热管能够进行的强烈的循环流动简化了无焰运行，并因此简化了辐射加热管5的整个表面的均匀的加热。
辐射加热管5在两个端部11，12被支撑，并很大程度上不受到应力。端部11在炉壁3处安装于滑动支承件15中。该滑动支承件15在最简单的情况中通过在炉壁3中构造成的、朝向烤炉腔1开放的开口形成，该开口可以例如以截面为环形、椭圆形或长形的插口(Buchse)16内衬。在该插口16中相配有栓(Zapfen)17，该栓17构造在辐射加热管5的端侧的、封闭的端部11处。该栓17(参考它的纵向)可移动进入插口16。此外它具有一定的间隙，从而它在插口16中也能够稍稍(至少不到一度或也可以稍多)摆动。
辐射加热管5的另一个端部12具有管突起部18，该管突起部18穿过炉壁2而延伸。炉壁2设有开口19，通过该开口19，辐射加热管5能够被导入烤炉腔1中。该开口19通过关闭装置(例如为所谓辐射加热管箱20的形式)封闭，该辐射加热管箱20与炉壁2密封地封闭。辐射加热管箱20具有贯通开口
Figure GSB00001068849700051
21，管突起部18延伸通过该贯通开口21。
围绕它的开口13，管突起部18例如设有凸缘22，该凸缘22构造成盘形并且沿径向从管突起部18的边缘离开而延伸。该凸缘22可以通过圆形的或有角的盘形成，用作燃烧器14的承载件。此外它优选地形成关节支承件23的一半，通过该关节支承件23，管突起部18且辐射加热管5随之可摆动地被保持。为了允许辐射加热管5至少进行适当大小(即若干度)的摆动运动，贯通开口21优选地略微大于管突起部18的外直径。
关节支承件23的另一半通过承载件24形成，该承载件24具有例如向上开放的缺口、凹槽或类似的凹进部分。该承载件例如通过由厚的板材构造成的、向上延伸的臂形成，该臂在它的上部的自由端部具有凹进部分。在该凹进部分中置有在使用中竖直定向的凸缘22的下侧边缘。从而该凸缘22支撑在承载件24处，并且关于轴向，即沿中轴线25纵向固定。该中轴线25是想象的中线，同心地通过管突起部18和中间段6。由于该支承装置，该凸缘22能够围绕横向于该中轴线25而置的关节轴线摆动，该关节轴线在图2中垂直于图面。它触及凸缘22的下部边缘并在使用中定向成水平的。此外凸缘22根据需要能够围绕竖直方向稍稍摆动，该竖直方向能够截断中轴线25，并在图2中平行于图面而置。
该臂也可以构造成叉状的，并且在上部具有两个凹进部分，该凹进部分相应地安装有凸缘的一段。由此凸缘且辐射管随之可围绕水平轴线摆动。它在这种情况中围绕竖直轴线是不可摆动地。
为了产生烤炉的气密性，可以设有补偿器26。其例如通过对中于管突起部18的金属折叠波纹管(Metallfaltenbalg)的形式的波纹管装置形成，该金属折叠波纹管以边缘与凸缘22气密地连接，并且其另一边缘气密地保持在辐射加热管箱20处。该补偿器构造成弹性的，并且优选地布置在烤炉腔外。补偿器26朝向外部气密地封闭通过贯通开口21形成的通道。图2a显示了改型的补偿器26′。该补偿器26′通过在端部处径向向外翻边的、非波浪形的即外部平坦的金属密封圈形成。
至此所描述的辐射加热管5如图3所示是被支承的。滑动支承件15允许沿中轴线25纵向的运动，并因此用于补偿辐射加热管5的热膨胀或也补偿炉壁2，3之间在其加热和冷却时的间距变化。而关节支承件23用于补偿炉壁2，3之间彼此平行的相对位移。因此在炉壁2，3变形时，没有力施加在辐射加热管5上。关节支承件23和补偿器26优选地布置在冷的区域中，即在烤炉腔1外，而滑动支承件15可以布置在热的区域，即在烤炉腔中。
图4显示了根据本发明的辐射加热管5的备选的实施形式。其在相同的附图标记的基础上参考上述说明。而与上述说明不同，关节支承件23的关节轴线稍稍靠近中轴线25。因此它在凸缘22的下部边缘上方伸延。这可以例如设有侧向的栓，该栓容纳在一个或多个保持件24，例如相应的叉状物中，该叉状物在两侧安装凸缘22。
此外，在贯通开口21和管突起部18之间构造成的环形空间可以利用顺应性的密封件，例如玻璃棉制的套筒填充。
总而言之，本发明特别涉及双P辐射加热管。通常，辐射加热管侧向地装配在炉壁中，并且利用凸缘固定地与炉壁焊接或螺旋连接。通常，安装在辐射加热管端部处的支承装置在烤炉内壁的相对侧中引导在合适的支架中。该支架通常构建成辐射加热管能够自由伸展。通过加热，它常常伸展出若干厘米。静态地看，这涉及辐射加热管的利用位于它的自由端部处的滑动支承件的固定约束。损伤既可能发生在滑动支承件处，也可能发生在钢管凸缘处。特别对于双P辐射加热管，由于辐射加热管的高刚性而产生这种情况。该力不能总是通过管的变形吸收。这可能破坏辐射加热管凸缘和辐射加热管之间或辐射加热管和支承装置之间的焊缝。本发明通过用关节支承件代替燃烧器侧的辐射加热管端部的固定约束而弥补了这种情况。
附图标记清单
1.烤炉腔
2，3.炉壁
4，5.辐射加热管
6.中间段
7，8.回引段
9，10.环路
11，12.端部
13.开口
14.燃烧器
15.滑动支承件
16.插口
17.栓
18.管突起部
19.开口
20.辐射加热管箱
21.贯通开口
22.凸缘
23.关节支承件
24.承载件
25.中轴线
26.补偿器

Claims (15)

1.一种辐射加热管(5)，其包括：
管体，所述管体具有中间段(6)和布置在所述中间段(6)旁边的至少一个回引段(7，8)，所述回引段(7，8)与所述中间段(6)形成环路(9，10)，
布置在所述辐射加热管(5)的端部(12)处的关节支承件(23)，
滑动支承件(15)，所述滑动支承件(15)与所述关节支承件(23)相对而置地布置在所述辐射加热管(5)的另一端部(11)处，以及
燃烧器(14)，用于加热所述辐射加热管(5)，
其中，总共设有至少两个回引段(7，8)，所述回引段(7，8)与所述中间段(6)相应地形成环路(9，10)。
2.根据权利要求1所述的辐射加热管，其特征在于，所述管体在它的设有所述滑动支承件(15)的端部(11)处被封闭。
3.根据权利要求1所述的辐射加热管，其特征在于，所述回引段(7，8)平行于所述中间段(6)而延伸。
4.根据权利要求1所述的辐射加热管，其特征在于，所述中间段(6)和所述回引段(7，8)由钢板构成。
5.根据权利要求1所述的辐射加热管，其特征在于，所述中间段(6)和所述回引段(7，8)由铸钢构成。
6.根据权利要求1所述的辐射加热管，其特征在于，所述关节支承件(23)确定至少一个摆动轴线。
7.根据权利要求1所述的辐射加热管，其特征在于，所述关节支承件(23)确定水平地定向的摆动轴线。
8.根据权利要求7所述的辐射加热管，其特征在于，所述摆动轴线不截断所述中间段(6)的中轴线(25)，而是横向于其伸延。
9.根据权利要求1所述的辐射加热管，其特征在于，所述关节支承件(23)布置在所述辐射加热管(5)的燃烧器连接部下方。
10.根据权利要求1所述的辐射加热管，其特征在于，所述关节支承件(23)布置在烤炉腔(1)外，所述烤炉腔(1)能够被所述辐射加热管(5)加热。
11.根据权利要求1所述的辐射加热管，其特征在于，所述辐射加热管(5)在第一炉壁(2)和第二炉壁(3)之间延伸，其中属于所述滑动支承件(15)的承台布置在第二炉壁(3)处，而所述关节支承件(23)布置在相对而置的第一炉壁(2)处。
12.根据权利要求11所述的辐射加热管，其特征在于，所述辐射加热管(5)能够摆动地穿过所述第一炉壁(2)，在所述第一炉壁(2)处布置有所述关节支承件(23)。
13.根据权利要求12所述的辐射加热管，其特征在于，相邻于所述关节支承件(23)的所述辐射加热管(5)的端部相对第一炉壁(2)被密封。
14.根据权利要求13所述的辐射加热管，其特征在于，为了密封而设有波纹管装置。
15.根据权利要求1所述的辐射加热管，其特征在于，所述燃烧器(14)为设置用于无焰氧化的燃烧器。
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