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Glockenofen zur Wärmebehandlung von in Rollenform aufgewickelten Drähten,
Stangen od. dgl. Die Erfindung betrifft einen Glockenofen zur Wärmebehandlung von
Drähten, Stangen od. dgl., die in Rollenfonn aufgewickelt sind, mit einem in der
Grundplatte angeordneten Lüfter, der aus einem Läufer und einem diesen umgebenden,
ebenfalls in der Grundplatte angeordneten Diffusor besteht, dessen Schaufeln im
Bereich des Läufers durch eine mit einer Mittelöffnung versehene Platte abgedeckt
sind.
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Es ist bereits ein Ofen dieser Bauart zum Glühen eines in der Glockenmitte
angeordneten Stapels aus übereinanderliegenden Bunden oder Rollen bekannt, bei dem
die vom Läufer des Lüfters geförderten Gase durch den Diffusor im wesentlichen radial
nach außen und an der Innenseite der beheizten senkrechten Glockenwand nach oben
strömen. Die nach oben strömenden Gase treten in radiale Schlitze von zwischen den
Bunden angeordneten Platten ein und strömen dann durch den in der Mitte des Stapels
vorhandenen zylindrischen Raum zum Einlaß des Läfters zurück.
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Bei einer weiteren bekannten Ausführungsform eines Glockenofens mit
der gleichen Art der Gasumwälzu.ng sind die einzelnen Bunde des Stapels durch Trennplatten
mit dazwischen angeordneten spiral- oder wellenförinigen, senkrechten Abstandsstücken
voneinander getrennt, die außen und innen von Ringen geringerer Höhe umgeben sind,
wobei die an der Glockeninnenwand nach oben strömenden Gase durch die von den Abstandsstücken
gebildeten Kanäle zu dem im Inneren des Stapels vorhandenen zylindrischen Raum und
dann zum Lüfter zurückströmen. Der ganze Stapel ruht auf einer Bodenplatte, deren
Abstandsstücke außen und innen von Ringen von der gleichen Höhe wie die Abstandsstücke
umgeben sind, so daß keine radiale Strömung durch die Kanäle dieser Platte erfolgen
kann.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht nun darin, in
einem Glockenofen der eingangs erwähnten Art eine schnellere und gleichmäßigere
Erhitzung von übereinanderliegenden Rollen od. dgl. dadurch zu erreichen, daß zusätzlich
zu der vorerwähnten, direkt durch den Läufer des Lüfters bewirkten Gasumwälzung
eine nicht durch den Läufer gehende sekundäre Umwälzung in der Ofenatmosphäre durch
baulich einfache Mittel hervorgerufen wird.
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Die wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Diffusorschaufeln
nach außen über die Deckplatte hinaus verlängert und im Verlängerungsbereich oben
offen ausgebildet sind, und daß Ladegestelle, welche die Drahtrollen o.
ä. tragen und mit öffnungen versehene Grundplatten und nach oben gerichtete,
rohrförmige Gebilde aufweisen, in den nach oben offenen Bereichen der Schaufeln
außermittig zur Ofenlängsachse in Abständen voneinander angeordnet sind.
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Hierbei wird die erstrebte sekundäre Umwälzung dadurch erzielt, daß
die mit hoher Geschwindigkeit durch die oben offenen Diffusorschaufeln strömenden
Gase die im Inneren der rohrförmigen Gebilde befindlichen Teile der Ofenatmosphäre
mitreißen, so daß durch die auf den exzentrisch zur Ofenlängsachse aufgestellten
Ladegestellen angeordneten Rollen od. dgl. hindurch eine durch die vom Läufer bewirkte
Gasumwälzung induzierte Strömung hervorgerufen wird.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden Teil der Beschreibung
an Hand der Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen ist Fig. 1 ein vertikaler
Querschnitt durch einen Glockenofen nach der Erfindwig, der mit drei Rollenstapeln
beschickt ist, F i g. 2 ein horizontaler Querschnitt nach 2-2 der F i
g. 1; ein Teil der Diffusorschaufeln ist fortgelassen, um andere Teile des
Ofens zu zeigen,
F i g. 3 ein vergrößerter vertikaler Teilquerschnitt
durch den unteren Teil eines der in F i g. 1 und 2 dargestellten Ladegestelle,
und F i g. 4 ein Grundriß des in F i g. 3 dargestellten Ladegestells,
teilweise im Querschnitt, in etwas kleinerem Maßstab als F i g. 3.
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Die äußere Ofenglocke ist in F i g. 1 mit dem Bezugszeichen
F bezeichnet. Sie hat die übliche Form und erhält eine Mehrzahl von Brennerrohren
1, die längs der inneren Wand der äußeren Ofenglocke angeordnet sind; über
die Zuführungsrohre 2 wird ihnen Brennstoff und Luft zugeführt; die Verbrennungsprodukte
werden durch die Rohre 3 abgeführt. Die Glocke F kann an der Tragöse 4 angehoben
und von der Grundplatte B des Ofens abgehoben bzw. auf diese aufgesetzt werden.
Auf die Grundplatte B wird ferner die innere Ofenglocke 5 gesetzt, die aus
verhältnismäßig dünnen Metallplatten besteht und unten ringförmige Dichtungsflansche
6 und 7 trägt, welche in der in F i g. 1 dargestellten, aufgesetzten
Stellung der inneren Glocke in die Rinnen 8 und 9
der Grundplatte B
hineinragen, die mit Sand, Wasser oder einem anderen geeigneten Dichtungsmaterial
gefüllt sind.
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Die obere Fläche der zusammengesetzten Grundplatte B, die sich innerhalb
der inneren Ofenglocke 5
befindet, ist im wesentlichen in ein und derselben
horizontalen Ebene angeordnet; sie, trägt die Ladegestelle und die Diffusoreinheit,
die mit dem allgemeinen Bezugszeichen S bezeichnet ist. Diese Einheit
S enthält eine Mehrzahl von Diffusorschaufeln 10, die sich von der
Nähe des Ofenmittelpunktes aus spiralförinig nach außen erstrecken und zwischen
sich nach außen divergierende Kanäle bilden, durch die die unterhalb der Glocke
5 befindliche Atmosphäre durch den Zentrifugallüfter 11 gedrückt wird.
An den äußeren Enden der Schaufeln 10 kann ein umlaufender Rand 12 vorgesehen
sein, der die Schaufeln abstützt und den Strom der Atmosphäre entlang der Wandungen
der inneren Glocke 5 nach oben umlenkt. Im mittleren Teil der Diffusoreinheit
S, die gleichzeitig die Aufnahmefläche für das Glühgut bildet, ruht die Einlaßplatte
13 des Lüfters auf den oberen Kanten der inneren Enden der Schaufeln
10, welche, wie in F i g. 1 dargestellt, etwas ausgeschnitten sind,
so daß die obere Fläche der Platte 13 in der gleichen Ebene liegt wie die
Oberkanten der Schaufeln 10. Die Ofenatmosphäre kann durch die Einlaßöffnung
14 der Platte 13 in den Mittelraum des Lüfters 11 eintreten, während
der ringförmige äußere Teil der Platte 13 einen Abschluß darstellt, der dazu
beiträgt, die von dem Lüfter 11 mit großer Geschwindigkeit ausgestoßenen
Gase in horizontaler Richtung nach außen durch die Zwischenräume zwischen den Schaufeln
10 hindurchzuleiten.
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Wenn diese nach außen strömenden Gase, die einen Teil der Hauptumwälz-ung
der Atmosphäre unter der inneren Glocke darstellen, den äußeren Rand 12 des
Diffusors S erreichen, werden sie nach oben abgelenkt und strömen an der
Innenfläche der Seitenwandungen der Glocke 5 entlang nach oben. Da diese
Wandungen durch die Brennerrohre 11 auf hoher Temperatur gebalten werden,
wird die Ofenatmosphäre erhitzt, während sie nach oben strömt, wo sie dann durch
die obere Begrenzungswand der Glocke 5 nach innen umgeleitet wird; sie strömt
dann durch den Mittelteil des Ofens nach unten und durch die Einlaßöffnung 14 wieder
zurück in den Lüfter 11. Diese Umwälzung der Ofenatmosphäre, die bei Glockenöfen
an sich bekannt ist, wird als Hauptumwälzung der Atmosphäre bezeichnet.
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Wie aus dein Folgenden ersichtlich, wird durch gewisse neuartige Merkmale
des Ofens eine sekundäre oder Hilfsumwälzung der Ofenatmosphäre an Stellen hervorgerufen,
wo sie besonders geeignet ist, die Geschwindigkeit der Wärmeübertragung auf das
Behandlungsgut zu erhöhen.
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Die obere Fläche der Diffusoreinheit S, die gleichzeitig die
Aufnahmefläche für das Behandlungsgut ist, ist außerhalb der Einlaßplatte
13 gänzlich offen, so daß die Zwischenräume zwischen den Schaufeln direkt
mit dem Raum unter der inneren Glocke 5 in Verbindung stehen. In F i
g. 1 sind drei Ladegestelle L dargestellt, die symmetrisch angeordnet sind
und direkt auf den Oberkanten der Schaufeln 10 des Diffusors S aufruhen.
Jedes dieser Ladegestelle L, die am besten aus F i g. 1, 3 und 4 zu ersehen
sind, enthält eine Grundplatte 15 mit einer mittleren öffnung 16 und
einer Mehrzahl von darum herum angeordneten öffnungen 17 (F i g. 3
und 4). Mit der Grundplatte 15 fest verbunden und die öffnungen
17 umschließend ist ein rohrfönniges Gebilde 18, welches vorzugsweise
mit vertikal verlaufenden Rippen oder Ausbuchtungen versehen ist, die aus F i
g. 4 zu ersehen sind. Dieses rohrfönnige Gebilde hat eine Mehrzahl von Löchern
19, die einen Durchtritt der Ofenatmosphäre in sein Inneres gestatten (F
i g. 3). Im Abstand voneinander angeordnete Ringe 20 (F i g. 1) verstärken
das rohrförmige Gebilde 18, dessen oberes Ende 18' vorzugsweise konisch
verengt ist, um das Aufsetzen der Drahtrollen zu erleichtern; sein Ende trägt eine
Deckplatte 21, die eine Mittelöffnung 21' aufweist.
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Wie aus F i g. 1, 3 und 4 zu ersehen, ragt die Außenkante der
Grundplatte 15 eines jeden Ladegestells L etwas über den Umfang des rohrförinigen
Gebildes 18 hinaus. Jedes der Ladegestelle trägt eine lose Platte 22, die
über das rohrförmige Gebilde 18
geschoben werden kann und die, wie aus F i
g. 1 zu ersehen, die aufgesetzten Drahtrollen trägt; diese Platte erleichtert
das Abnehmen der Rollen, wenn die Wärmebehandlung beendet ist. Mit der Unterseite
der losen Tragplatte 22 fest verbunden ist eine Mehrzahl radial angeordneter Stützrippen
22, die auf der Oberkante der Schaufeln 10 aufruhen und die Last des Behandlungsgutes
auf die letzteren übertragen.
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Auf jedes der Ladegestelle L wird eine Mehrzahl von Rollen
C aus Draht, Flacheisen od. dgl. aufgesetzt. Diese Rollen sind in F! g.
1 punktiert dargestellt; es versteht sich, daß ihre Form etwas unregelmäßig
ist und daß sie sich während der Wärinebehandlung setzen, so daß sich ihre Stellung
auf den Ladegestellen etwas ändert; wegen des rohrförmigen Gebildes 18 bleiben
sie jedoch auf den Ladegestellen übereinandergestapelt.
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Wenn der Ofen in der in F i g. 1 und 2 dargestellten Weise
mit Behandlungsgut beschickt ist und durch die Brennerrohre 1 erwärmt wird,
schickt der Lüfter 11, der auf einer vertikalen Welle 11! angeordnet
ist und durch geeignete Mittel, beispielsweise einen Riemenantrieb lY' von einem
(in der Zeichnung nicht dargestellten) Elektromotor angetrieben wird, mit großer
Geschwindigkeit Gas durch die Zwischenräume zwischen den Schaufeln 10
des
Diffusors. Wenn dieses Gas die Seitenwandung der inneren Glocke 5 erreicht,
strömt #s nach oben (wobei es von den Wandungen Wärme aufnimmt) unter der oberen
Begrenzungsfläche der Glocke 5
nach innen und dann durch den mittleren Raum
zwischen den drei Ladegestellen L mit ihren Rollen C hindurch nach unten.
Wenn das Gas im mittleren Teil der Ofenkammer nach unten strömt, tritt es durch
die Einlaßöffnung 14 der Platte 13 wieder in den Lüfter 11 ein und
wird von diesem nach außen geschleudert, so daß der Kreislauf der Hauptumwälzung
der Ofenatmosphäre geschlossen ist.
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Das Gas, welches in horizontaler Richtung durch die Zwischenräume
zwischen den Schaufeln10 hindurchströmt, hat eine sehr hohe Geschwindigkeit. Wie
oben erwähnt, sind diese Kanäle oben offen und stehen mit dem Inneren der Ofenkammer
in Verbindung; die Ladegestelle ruhen nur auf den Oberkanten der Schaufeln
10 auf. Die Rollenstapel sind daher gegen die Oberseite der Grundplatte B
des Ofens hin frei. Der rasche Gasstrom durch die Zwischenräume zwischen den Schaufeln
10 hindurch erzeugt eine sekundäre oder Hilfsumwälzung der Ofenatmosphäre
an den Windungen der Rollen C vorbei ins Innere des rohrförmigen Gebildes
18 (durch die Löcher 19) und dann nach unten durch die Löcher
16 und 17 der Grundplatte 15. Dieser Strom mündet daher in
den raschen, nach außen gerichteten Hauptstrom zwischen den Schaufeln
10. Diese sekundäre oder Hilfsumwälzung an den Windungen der Rollen vorbei
erhöht die Wärmeübertragung auf das Behandlungsgut wesentlich und verringert daher
die Zeit, die erforderlich ist, um dieses auf die Normalisierungstemperatur zu bringen.