DD222640A1

DD222640A1 - GASSCHLEUS INSERTION FOR PASSENGER FOUNTAINS

Info

Publication number: DD222640A1
Application number: DD25586283A
Authority: DD
Inventors: Detlef Tredup; Hans-Peter Haebler
Original assignee: Elektroglas Ilmenau Veb
Priority date: 1983-10-21
Filing date: 1983-10-21
Publication date: 1985-05-22

Abstract

Zahlreiche thermisch-technologische Prozesse erfordern definierte und reproduzierbare Ofenatmosphaeren. Zur Aufrechterhaltung solcher Atmosphaeren werden vielfach Gasschleusen in den Ofenein- und -ausgaengen angeordnet. Zur Reduzierung des Gasverbrauches besitzen die Gasschleusen Einsaetze, vornehmlich aus Kupfer mit hoher Sauerstoffbindungskraft. Die bekannten Loesungen haben den Nachteil, dass sie funktionell verschiedene Unzulaenglichkeiten aufweisen. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass die gefundene Loesung aus leicht auswechselbaren weitgehend schraub- und nietfreien Elementen aufgebaut und in der Hoehe verstellbar ist. Die sauerstoffabsorbierende Flaeche des Einsatzelementes (5) ist dort am groessten, wo die Ofenatmosphaere am wirksamsten Einfluss nimmt. Dieser Einsatz (5) kann z. B. plissee- oder maeanderfoermig gestaltet und auch perforiert sein. Das sich loesende Oxid kann durch ein Schutzsieb (3) aufgefangen werden. Ausserdem ist der Gasschleuseneinsatz mit einer stroemungs- und waermemaessigen Barriere (4) ausgeruestet.Numerous thermal-technological processes require defined and reproducible furnace atmospheres. To maintain such atmospheres gas locks are often placed in the furnace entrances and exits. To reduce gas consumption, the gas locks have inserts, primarily of copper with high oxygen binding force. The known solutions have the disadvantage that they have functionally different Nichtzulaenglichkeiten. The essence of the invention is that the solution found is constructed of easily replaceable largely screw and rivet-free elements and adjustable in height. The oxygen absorbing surface of the insert element (5) is greatest where the furnace atmosphere is most effective. This insert (5) can z. B. plissee- or maeanderfoermig designed and perforated. The loosening oxide can be absorbed by a protective sieve (3). In addition, the gas lock insert is equipped with a flow and thermal barrier (4).

Description

Field of application of the invention

Zahlreiche thermisch-technologische Prozesse erfordern definierte und reproduzierbare Ofenatmosphären. Die Ein- und Ausgänge bei Durchlaufofen sind deshalb mit Gasschleusen ausgerüstet, die in bekannter Weise einen sogenannten Gasschleier bilden. Unterstützt und zur Reduzierung des Schleusengasverbrauches wird diese Anordnung durch einen in die Schleuse einsetzbaren Schleuseneinsatz, vornehmlich aus Kupferblech mit hoher Sauerstoffaffinität zur zusätzlichen Bindung der Sauerstoffspuren, die z.B. durch das Gut in den Ofeneingang gelangen. .Numerous thermal-technological processes require defined and reproducible furnace atmospheres. The inputs and outputs in continuous furnace are therefore equipped with gas locks, which form a so-called gas curtain in a known manner. Supported and to reduce lock gas consumption, this arrangement is provided by a lock insert insertable in the lock, principally copper sheet with high oxygen affinity for additional binding of traces of oxygen, e.g. pass through the estate into the furnace entrance. ,

Die Erfindung findet Anwendung im industriellen Ofenbau, insbesondere bei Hochtemperatur-Durchlauföfen z.B. für den Einsatz zur Herstellung von Glas-Metallverbindungen in der Gehäusefertigung mikroelektronischer Bauelemente.The invention has application in industrial furnace construction, especially in high temperature continuous furnaces e.g. for use in the manufacture of glass-to-metal joints in housing fabrication of microelectronic devices.

Characteristic of the known technical solutions

Bei den bekannten technischen Lösungen sind die aus Kupferblech gefertigten Einzelteile der Gasschleuseneinsätze massiv und fest miteinander verbunden. Diese Ausführung erfüllt ungenügend die Erfordernisse bezüglich der chemischtechnologischen Funktion.In the known technical solutions made of copper sheet items of the gas lock inserts are solid and firmly connected. This embodiment satisfies insufficient the requirements regarding the chemical technological function.

Im einzelnen ist das dadurch bedingt, daß der Schleuseneinsatz gleichförmig in Ofenachs- bzw. Transportrichtung des Gutes aufgebaut ist, obwohl er in dieser Richtung differenzierte Funktionen zu erfüllen hat. Der Teil des Einsatzes, der sich zum Ofeninneren hin befindet, wird stark durch Strahlung und Konvektion erwärmt, wirkt demgemäß besonders aktiv bezüglich der Sauerstoffbindung. . .In detail, this is due to the fact that the lock insert is constructed uniformly in Ofenachs- or transport direction of the goods, although he has to fulfill different functions in this direction. The part of the insert which is located towards the interior of the oven is strongly heated by radiation and convection, and thus it is particularly active with respect to oxygen binding. , ,

Die sauerstoffabsorbierende Fläche muß deshalb hier groß sein — z. B. durch Anordnung vieler Elemente in kleineren AbständenThe oxygen-absorbing surface must therefore be large here - z. B. by arranging many elements at smaller intervals

i zueinander oder durch eine spezielle Gestaltung zur Erreichung großer Oberflächen der Elemente, was bisher unberücksichtigt 'blieb, so daß die volle Wirkungsweise nicht gewährleistet war.i to each other or by a special design to achieve large surfaces of the elements, which so far disregarded remained ', so that the full effect was not guaranteed.

J Gleichermaßen unzulänglich wirkt die kompakte Gestaltung dieser Elemente. Dadurch kann sich nur eine schwache konvektive Komponente ausbilden, was sich nachteilig sowohl hinsichtlich der Wärmeübertragung als auch des strömungsmäßigen Ausgleiches auswirkt.Equally inadequate is the compact design of these elements. As a result, only a weak convective component can form, which adversely affects both the heat transfer and the flow compensation.

Das sich bildende Oxid blättert bei entsprechender Dicke im allgemeinen partiell ab und fällt ungehindert auf das im technologischen Prozeß herzustellende Produkt. Die Qualität kann dadurch stark gemindert bzw. das Erzeugnis unbrauchbar werden.The forming oxide generally flakes off with a corresponding thickness partially and falls freely on the product to be produced in the technological process. The quality can be greatly reduced or the product become unusable.

Die starre Anordnung der Schleusenelemente erfordert zur Erreichung optimaler freier Ofenquerschnitte für das Ofengut, bei unterschiedlicher Guthöhe, verschiedene Gasschleuseneinsätze.The rigid arrangement of the lock elements requires to achieve optimal free furnace cross sections for the furnace good, at different Guthöhe, different gas lock inserts.

Ziel der Erfindung 'Object of the invention

Die Erfindung setzt sich das Ziel, eine technische Lösung zu schaffen, die die chemisch-technologische Funktionsweise hinsichtlich der größeren Sauerstoffbindung, des strömungstechnischen Ausgleiches in dem Schleuseneinsatz, der Wärmeblockade nach außen und des Auffangens der abblätternden Oxidteile verbessert.The invention has the aim of providing a technical solution that improves the chemical-technological operation with respect to the greater oxygen binding, the fluidic compensation in the lock insert, the heat blockade to the outside and the interception of the flaking oxide parts.

Außerdem wurde versucht den Aufbau des Schleuseneinsatzes·so zu gestalten, daß die physikalisch-chemischen Eigenschaften der eingesetzten Werkstoffe optimaler genutzt werden.In addition, an attempt was made to design the lock insert in such a way that the physicochemical properties of the materials used are used optimally.

Explanation of the essence of the invention

Es wurde gefunden, daß sich der Gebrauchs- und Funktionswert von Gasschleüseneinsätzen in Durchlaufofen bedeutend erhöht, wenn sie in der Weise aufgebaut werden, daß die aktiv, sauerstoffbindende Fläche des Einsatzes dort am größten ist, wo auch die Ofenatmosphäre mit ihrer Temperatur am stärksten auf den Gasschleuseneinsatz wirkt. Dieses wird erreicht, indem die sauerstoffabsorbierenden Elemente relativ dicht aufeinander folgen oder z. B. plissee- bzw. mäanderförmig gestaltet werden, wobei die aktiv wirkende Fläche in Richtung zum Ofeneingang bzw.^-ausgang jeweils abnimmt, beispielsweise dadurch erreichbar, daß die Elemente in ihrem Abstand zueinander weiter auseinander liegen. Die Elemente sind insgesamt leicht ' auswechselbar gestaltet.It has been found that the utility and functional value of gas-fired inserts in continuous furnaces increases significantly when constructed in such a way that the active, oxygen-binding surface area of the insert is greatest where the temperature of the furnace is most pronounced Gas lock insert acts. This is achieved by the oxygen-absorbing elements follow each other relatively close or z. B. pleated or meandering shape, wherein the active surface in the direction of the furnace entrance or ^ - exit respectively decreases, for example, achieved in that the elements in their distance from each other further apart. The elements are overall slightly 'replaceable designed.

Dabei hat neben der Strahlungs-, die konvektive Komponente derr Ofenatmosphäre sowohl temperatur- als auch strömungsmäßig einen bedeutenden Anteil, so daß es von Vorteil ist, daß das bzw. die sauerstoffabsorbierenden Elemente ganz oder teilweise, gleich- oder ungleichförmig perforiert werden mit Ausnahme des letzten bzw. der beiden letzten Querelemente aus der Richtung des Ofeninneren gesehen, um hier eine strömungs- und wärmemäßige Blockade bzw. eine Abschirmung zum jeweiligen Ofenausgang aufzubauenIn addition to the radiation, the convective component of the furnace atmosphere, both in temperature and in flow, a significant proportion, so that it is advantageous that the or the oxygen-absorbing elements are perforated in whole or in part, equal or non-uniform except the last or the two last transverse elements seen from the direction of the furnace interior to build here a flow and heat blockage or a shield to the respective furnace exit

Gleichzeitig werden dadurch die energetischen Verluste vermindert. At the same time, this reduces the energy losses.

-2- 255 862 3-2- 255 862 3

Um eine möglichst einfache Regenerierung bzw. Aktivierung der sauerstpffabsorbierenden Flächen vornehmen zu können, sind dieElementez. B. einleg- oder steckbar, weitgehend ohne feste Verbindungen ausgelegt.In order to be able to carry out the simplest possible regeneration or activation of the acid-absorbing surfaces, the elements are. B. insertable or pluggable, designed largely without fixed connections.

Bei einem längeren Betrieb wird das an der Oberfläche entstehende Oxid aufgrund der zunehmenden Dicke abblättern. Deshalb sind an der Unterseite vorzugsweise bei den Querelemeriten Fangtaschen bzw. ein engmaschiges Schutzsieb ganzflächig unterhalb des Schleuseneinsatzes angeordnet, das die Oxidteilchen auffängt. Die Fangtaschen bzw. das Schutzsieb bestehen aus nicht oxidierenden Werkstoffen, z. B. Edelstahl.With prolonged operation, the oxide formed on the surface will flake off due to the increasing thickness. Therefore, catch pockets or a close-meshed protective screen are preferably arranged over the entire area below the lock insert, which collects the oxide particles on the underside, preferably in the Querelemeriten. The catch pockets or the protective screen are made of non-oxidizing materials, eg. B. stainless steel.

Der Gasschleuseneinsatz ist außerdem so gestaltet, daß er in der Höhe leicht umrüstbar ist, d. h. entsprechend der GuthöheThe gas lock insert is also designed so that it is easily convertible in height, d. H. according to the crop height

kann jeweils ein optimal angepaßter freier Kanalquerschnitt erreicht werden. .in each case an optimally adapted free channel cross section can be achieved. ,

In bekannter Weise kann die Schleuse zusätzlich von oben und/oder unten mit einem technologischen Arbeitsgas beströmt werden.In a known manner, the lock can be additionally flowed from above and / or below with a technological working gas.

embodiment

Die Erfindung wird an einem Beispiel erläutert.The invention will be explained by way of example.

Der Gasschleuseneinsatz besteht im vorliegenden Fall aus einem gewinkelten Rahmen 1, der an dem Ende, das zum Ofeninneren liegt mit Distanzstücken 2 zusammengehalten wird.The gas lock insert consists in the present case of an angled frame 1, which is held together with spacers 2 at the end which lies to the furnace interior.

Im Inneren des Rahmens ist ein relativ engmaschiges Schutzsieb 3 zum Auffangen der abblätternden Oxidteilchen angeordnet.Inside the frame, a relatively close-meshed protective screen 3 is arranged for collecting the flaking oxide particles.

Zum Ofenausgang hin ist der Schleuseneinsatz mit einem einfach gewinkelten Querelement 4 versehen, das die Funktion einer Strömungs- und Wärmebarriere gegenüber der Ofenatmosphäre besitzt. Der mäanderförmig gestaltete perforierte Cu-Blechstreifen 5 ist das eigentliche sauerstoffabsorbierende Element des Glasschleuseneinsatzes.Toward the furnace exit, the lock insert is provided with a simple angled transverse element 4 which has the function of a flow and thermal barrier with respect to the furnace atmosphere. The meander-shaped perforated copper sheet metal strip 5 is the actual oxygen-absorbing element of the glass lock insert.

Die Radien der mäanderförmigen Biegungen werden vorliegend in Richtung zum Ofenausgang größer und damit auch der Abstand der Schenkel voneinander, entsprechend wird die sauerstoffabsörbierende Fläche pro Längeneinheit des Gasschleuseneinsatzes kleiner. Die Perforation erhöht die Wirkung der Konvektions- und Strahlungskomponente auf den mäanderförmigen Cu-Blechstreifen und damit die funktioneile Wirksamkeit des Schleuseneinsatzes.The radii of the meandering bends are present in the direction of the furnace exit greater and thus the distance of the legs from each other, according to the oxygen-absorbing surface per unit length of the gas lock insert is smaller. The perforation increases the effect of the convection and radiation component on the meandering Cu sheet metal strip and thus the functional efficiency of the lock insert.

Die Höhenverstellung bzw. Arretierung des Gasschleuseneinsatzes erfolgt mittels der Rahmenstützen 6 und der Splinte 7.The height adjustment or locking of the gas lock insert by means of the frame supports 6 and the split pin. 7

Claims

-1- 255 862

Invention claims:

1. gas lock insert for continuous furnaces, characterized in that the use of a plurality of largely schraub- and rivet-free elements constructed and adjustable in height, wherein the oxygen-absorbing (s) surface (s) of the or of Eintzeiemente (s) (5) there largest is where the furnace atmosphere with its temperature has the strongest influence and allows trapping of the flaking oxide particles.

2. gas lock insert for continuous furnace according to item 1, characterized in that the oxygen-absorbing insert element (5) or at several, the insert elements z. B. pleated or meander-shaped and consist of one or more materials (t) en.

3. gas lock insert for continuous furnace point 1 and 2, characterized in that the or the insert element (s) (5) are perforated in whole or in part, equal or non-uniform, wherein the shape of the perforation holes may have any geometry.

4. gas lock insert for continuous furnace according to item 1 to 2, characterized in that immediately below the oxygen-absorbing insert element (5), in several of these an oxide catching device z. B. in the form of a close-meshed protective screen (3) is arranged. ,

5. gas lock insert for continuous furnace according to item 1 to 4, characterized in that the gas lock insert has a flow and heat barrier (4) in the direction of the furnace outlet, for. B. in the form of an angled element (4).

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