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Wirbelheizofen zum Trocknen von Sandgießformen und Sandkernen Derzeit
werden zum Trocknen von Sandgießformen oder Gießkernen verschiedene Typen von Trockeneinrichtungen
bzw. Trockenkammern verwendet, von denen manche mit einem zwangläufigen Umlauf der
inneren Atmosphäre arbeiten. Der zwangläufige Umlauf der inneren Atmosphäre mit
den Verbrennungsprodukten wird durch eine Reihe von Rezirkulationslüfterrädern erzielt,
die in den Wänden der Trockenkammer, meist in deren oberen Teil, vorgesehen sind
und die lediglich für geringeren Druck bestimmt sind. Die Brenner für das Verbrennen
des gasförmigen oder flüssigen Brennstoffes werden gleichfalls im Oberteil der Trockenkammer
oder in deren rückwärtigem Teil angeordnet. Die rezirkulierenden Verbrennungsprodukte
strömen entlang einer Seite des Trockenraumes und werden durch COffnungen in den
Trockenraum geführt, wo sie dann an der entgegengesetzten Seite abgeführt werden.
Bei einem anderen Verfahren kommen die wärmeabgebenden Verbrennungsprodukte in den
Erwärmungsraum von der Hinterseite und werden zur Vorderseite geführt. Ein weiteres
Verfahren der Abfuhr der wärmeabgebenden Verbrennungsprodukte ohne Rezirkulation
ist mittels von zwei oder drei Abzugskanälen durchgeführt, die in der Mitte des
Wagens angeordnet sind und über welche die wärmeabgebenden Verbrennungsprodukte
in einen im Boden unterhalb des Wagens liegenden Kaminkanal geführt werden.
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Bei anderen Arten von Trockenöfen mit auf den beiden Seiten des Trockenraumes
angeordneten Mischkammern findet das Ansaugen von Brenngasen durch die Injektion
des Verbrennungsgasstromes von den Heizbrennern aus statt.
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In einem weiteren Typ von Trockenöfen läuft die Rezirkulation von
Brenngasen über die Eintrittsöffnungen ab, vor welchen die Leitflächen (Führungsflächen)
so angeordnet sind, daß der Luftstrom wirbelnd in der Richtung von einer Seitenwand
zur entgegengelegenen Seitenwand strömt, wo er in den Abzug geführt wird.
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Eine andere Rezirkulationsart ist so gestaltet, daß die Verbrennungsprodukte
über den in dem unteren Teil des Herdraumes angeordneten Rost aus diesem unteren
Herdraumteil in den oberen Teil des Trockenraumes geführt werden.
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Die bestehenden Anordnungen besitzen den Nachteil, daß im ganzen Trockenraum
nicht eine gleichförmige Temperatur erzielt wird, und das Trocknen ist wegen der
geringen Strömungsgeschwindigkeit der Verbrennungsprodukte von niedriger Temperatur
langwierig, wobei der Verbrauch von Brennstoff wegen der angesaugten Luft, der Undichtheit
der Türen, des Abzugskanals usw. höher ist. Durch die Anordnung mehrerer Rezirkulationslüfterräder,
deren Zahl von der Tiefe der Trockenkammer abhängt, erhöht sich der Preis der ganzen
Anlage.
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Bei den Trockenöfen, bei denen Brenngase mittels der Injektion des
heißen Brenngases angesaugt werden, kann man keine derart vollkommene Rezirkulation
erzielen, die ein gleichmäßiges Durchtrocknen des Einsatzgutes, besonders der Sandgießformen
und Kerne ermöglicht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die erwähnten Nachteile
der bekannten Ausführungsformen zu beseitigen. Die Lösung nach der Erfindung beruht
darauf, daß Leitschaufeln in den Mischräumen über den Ausströmungsöffnungen auf
Leisten entlang der ganzen Höhe des Trockenraumes drehbar angeordnet sind. Die Leitschaufeln
sind zwecks Gleichrichtung des Heizverbrennungsgasstromes horizontal zu der Mitte
des Trockenraumes symmetrisch einstellbar, derart, daß die Länge der Leitschaufeln
gemäß der Höhe des Trockenraumes proportional vergrößert ist, wodurch der Brenngasstrom
durch die Länge der Leitschaufeln gleichmäßig entlang der Brennraumhöhe verteilbar
ist. Der Ofen nach der Erfindung kann sowohl für keramische Waren als auch insbesondere
zum Brennen von Gießereiformen zur Anwendung gelangen. Bei höherer Temperatur lassen
sich kürzere Brennungsintervalle erreichen, und zwar mit einem höheren Anspruch
in bezug auf die Gleichmäßigkeit der Trocknung.
Nach der Erfindung
können am Wagen des Trockenofens Rohre vorgesehen sein, die Öffnungen für den Durchtritt
der Heizverbrennungsgase zu den Mitteldrucksauglüftern aufweisen. Ferner können
Reinigungsöffnungen an den Enden der Rohre vorgesehen sein, die zweckmäßig durch
Deckel und Dichtungsleisten ausgerüstet sind.
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Ein Beispiel einer praktischen Ausführung des Erfindungsgegenstandes
zeigen die Zeichnungen.
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F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt eines Trockenofens, bei dem die
Anordnung der Leitschaufeln in einer seitlichen Längswand des Trockenraumes, die
Anordnung der gußeisernen Rohre auf dem Wagen des Trockenofens, deren Dichtung im
hinteren Teil und die Anordnung der Deckel am gußeisernen Rohr im vorderen Teil
ersichtlich ist; F i g. 2 ist ein Seitenriß der Trockenvorrichtung im Querschnitt
und zeigt die Anordnung der gußeisernen Rohre am Wagen des Trockenofens im Querschnitt,
die Anordnung der Brenner und Mischräume in den Seitenwänden des Trockenraumes,
die Anordnung der Leitschaufeln im Seitenprofil und die Führung der Rezirkulationsverbrennungsprodukte
von den Mitteldrucksauglüftern in die Mischräume; F i g. 3 ist ein Horizontalschnitt
im Grundriß, aus dem die Anordnung der Öffnungen in den gußeisernen -Rohren, die
Anordnung der Mitteldrucksauglüfter, der Grundriß der Mischräume und die Anordnung
des Kaminrohres ersichtlich ist; F i g. 4 zeigt einen Schnitt durch den Mischraum,
wo die Zufuhr der heißen Verbrennungsgase vom Brenner und der Rezirkulationsverbrennungsprodukte
von den Mitteldrucksauglüftern gezeichnet ist; F i g. 5 zeigt die Dichtung des Endes
des gußeisernen Rohres, das am Wagen des Trockenofens in dessen hinterem Teil vorgesehen
ist, wo Dichtungsleisten eine Asbestschnur andrücken, die in einer Nut der gußeisernen
Ansätze gelagert ist.
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Wie aus F i g. 1 bis 5 ersichtlich ist, besitzt der Trockenraum 0
unten in den Seitenwänden des Trockenofens Heizbrenner 1, welche gasförmigen oder
flüssigen Brennstoff verbrennen. Die heißen Verbrennungsprodukte strömen durch einen
Kanal 2 in die Mischräume 3, die in den Seitenwänden des Trockenraumes vorgesehen
sind. Jeder Mischraum besitzt vier Öffnungen 4 für die Zufuhr von Rezirkulationsverbrennungsprodukten
und eine Verteilerquerleiste 5 aus Schamotte, welche den Strom der heißen Verbrennungsprodukte
vom Brenner 1 aufteilt und ein gutes Mischen der heißen Verbrennungsprodukte mit
den rezirkulierenden Verbrennungsprodukten ermöglicht und so die hohe Temperatur
der heißen Verbrennungsprodukte auf die Trockentemperatur herabsetzt. Die rezirkulierenden
Verbrennungsprodukte kommen in den Mischraum unter einem Druck von 150 bis 200 mm
Wassersäule. Oberhalb jedes Mischraumes 3 sind Leitschaufeln 6 vorgesehen, welche
an zwei Leisten 7 angeschraubt sind, so daß es möglich ist, die Leitschaufeln zu
verdrehen und so je nach Bedarf den Strom der wärmeabgebenden Verbrennungsprodukte
gleichzurichten. Die Leisten 7 besitzen ferner Schrauben 8, mittels welcher die
Leitschaufeln, welche nach Anschrauben auf die Leisten ein Gleichrichter-Schaufelgitter
bilden, an die Wand der Trockenkammer angeschraubt sind. Auf diese Weise ist es
möglich, das Gleichrichter-Schaufelgitter leicht zu demontieren und zu montieren.
Die Leitschaufeln sind so angeordnet, daß die untere die kürzeste, die obere die
längste ist, was ein gleichförmiges Verteilen der wärmeabgebenden Verbrennungsprodukte
ermöglicht. Die gleichgerichteten wärmeabgebenden Verbrennungsprodukte strömen mit
einer Geschwindigkeit bis 0,4 m/Sek. bei 20° C warmen und 1,4 m/Sek. bei 400° C
warmen Produkten entlang den Sandformen in die Öffnungen 9 in gußeisernen Rohren
10, aus welchen die wärmeabgebenden Verbrennungsprodukte durch Mitteldrucksauglüfter
11 in ein Sammelrohr 12 abgesaugt werden. Außer diesen Öffnungen 9 besitzen die
Rohre 10 weitere, durch Schamotte verkleidete Öffnungen, die lediglich zwecks Herabsetzung
des Gewichtes der Rohre 10 vorgesehen sind. Aus dem Sammelrohr 12 strömen die wärmeabgebenden
Verbrennungsprodukte durch zwei Rohre 13 zu den zwei Mitteldrucklüftern 11. Die
Öffnungen 9 in den gußeisernen Rohren 10 sind in ihrem Querschnitt etwa um 250 %
größer mit Rücksicht auf ihr Verdecken durch die sich hier befindlichen Sandformen.
Die wärmeabgebenden Verbrennungsprodukte werden über die Rohrleitung 14 und die
Verteilerrohrleitung 15 in die Mischräume 3 zurückgeführt, das ist rezirkuliert.
Die Verteilerrohrleitung 15 besitzt Regelklappen 16, mittels welcher es möglich
ist, die Zufuhr der rezirkulierenden Verbrennungsprodukte einzustellen und so die
Temperatur der wärmeabgebenden Verbrennungsprodukte zu regeln. Ein Teil der rezirkulierenden
Verbrennungsprodukte wird von den Mitteldrucksauglüftern 11 durch zwei Kaminrohre
17 abgeführt, die mit Regelklappen 18 versehen sind. Die gußeisernen Rohre 10 sind
an der Vorderseite, das ist an der Seite, wo sich die Eintrittsöffnung befindet,
mit Deckeln 19 versehen, welche die Reinigungsöffnungen 19' verdecken. Die Reinigungsöffnungen
19' dienen zum Reinigen der gußeisernen Rohre vom Sand, welcher beim Beladen des
Wagens des Trockenofens mit Sandformen in die Rohre durch die Öffnungen 9 eindringt.
Das Reinigen wird nach dem Einschieben des beladenen Wagens in den Trockenraum durch
Durchlüften der gußeisernen Rohre 10 durch Druckluft oder durch Wegfegen
des Sandes ausgeführt. Am entlegenen Ende sind die gußeisernen Rohre 10 gemäß F
i g. 5 mit Dichtungsleisten 20 versehen, welche beim Einfahren des Wagens eine in
einer Nut der gußeisernen Ansätze 22, die sich an der Rückwand des Trockenraumes
befinden, vorgesehene Asbestschnur 21 zusammendrücken. Diese gußeisernen Ansätze
22 sind an das Sammelrohr 12 angeschraubt. Der Trockenraum ist mit
einer Verkleidung 23 aus Isolationsmaterial aus porösem Schamotte und Kieselgurstein
versehen. Die Eintrittsöffnung des Trockenraumes wird durch eine Deckwand 24 verdeckt,
die sich am Wagen 25 des Trockenofens befindet. Die Deckwand wird entlang der ganzen
Stoßfläche der Verkleidung des Trockenraumes mit der Dichtungswand durch eine Sandverschüttung
26 abgedichtet. Der Dichtungssand wird jeweils nach beendetem Trocknen in Behälter
geschafft, die sich auf der Stirnwand des Trockenraumes unterhalb der Seitenwand
der Stirndeckwand befinden. -Nach dem Einschieben des Wagens in den Trockenraum
wird der Sand aus den Behältern wieder in die Dichtungsräume rund um die Stirndeckwand
geschützt.
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Der Wagen 25, auf welchem sich die gußeisernen Rohre 10 befinden,
wird mechanisch durch eine Zahnstange verschoben.
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Der Raum zwischen den gußeisemen Rohren 10
ist mit einer Schamotteverkleidung
27 (F i g. 3) ausgemauert, welche aus einer Oberschicht aus hartem
Schamotte,
ferner aus porösem Schamotte und Kieselgurstein besteht. Der Wagen des Trockenofens
ist in der Rückwand und an den Seitenwänden mit einer Sanddichtung versehen, die
sich in einem Sandtrog 29 (F i g. 1) befindet. Der Trockenvorgang wird durch die
betreffenden Meß- und Regelapparate kontrolliert. Die Zahl der Schaufelgitter, die
aus Leitschaufeln 6, Leisten 7 und Schrauben 8 bestehen, hängt von der Tiefe des
Trockenraumes ab. Die Deckwand der Verkleidung 23 des Trockenraumes ist bis zu einer
Breite von 3 m mit der üblichen Wölbung versehen, von 3 m an besitzt die Deckwand
eine eingehängte Wölbung. Die Eintrittsöffnung des Trockenraumes kann auch durch
ausgemauerte Türen verdeckt werden, die auf einer Tragkonstruktion eingehängt und
durch Gewichte ausgeglichen sind.
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Falls der Wagen des Trockenofens 25 mit wenig Sandformen beladen ist,
wird es nötig sein, einige der Öffnungen 9 in den gußeisernen Rohren 10 zu verdecken,
und nur die offen zu belassen, die den Wänden der Sandformen näherliegen.
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Der Vorteil des Wirbeltrockenofens für Sandformen gemäß vorliegender
Erfindung ist in der Erzielung einer gleichförmigen Trockentemperatur im ganzen
Trockenraum zu erblicken, das Trocknen geht schneller vor sich, so daß die Trockenzeit
geringer ist, da die höhere Strömungsgeschwindigkeit der Heizverbrennungsgase eine
Erhöhung des Konvektions-Wärmeübergabekoeffizienten ermöglicht, und die vollkommene
Abdichtung der gußeisernen Rohre ein Ansaugen kalter Luft verhütet. Durch die Anordnung
von Leitschaufeln zu beiden Seiten des Trockenraumes wird der Weg der wärmeabgebenden
Verbrennungsgase gleichgerichtet und verkürzt, so daß kein wesentlicher Temperaturunterschied
zwischen dem äußeren und mittleren Teil des Einsatzes besteht. Durch die Anordnung
der Abzugsöffnungen für die Heizverbrennungsgase in der ganzen Wagenfläche wird
gleichfalls eine gleichförmige Temperatur im ganzen Trockenraum erzielt. Die an
der Stirnseite auf den gußeisernen Rohren vorgesehenen Deckel ermöglichen eine vollkommene
Reinigung der Räume, durch welche der Strom der Heizverbrennungsgase strömt. Die
Regelfähigkeit der Temperatur im Trockenraum wird durch Regelklappen ermöglicht,
die an der Rezirkulationsrohrleitung angeordnet sind, so daß eine gleichförmige
Temperatur erzielt werden kann. Eine unterschiedliche vom Herdraum zum oberen Trockenraum
hinauf sich vergrößernde Länge der Leitschaufeln (Führungsschaufeln) ermöglicht
das gleichmäßige Verteilen des Brenngasstromes entlang der ganzen Höhe des Trockenraumes.
Das Verdrehen der Schaufeln ermöglicht auch eine weitere Regelung des Brenngasstromes
durchzuführen.
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Nach der Erfindung können auch zwei in dem Boden des hinteren Trockenofenteiles
angeordnete Mitteldrucksauglüfter vorgesehen sein. Auch können Verteilungsrohrleitungen
für die Rezikulation der Brermgase im Boden zu beiden Seiten des Trockenofens angeordnet
sein und ein Sammelrohr sich in der hinteren Wand des Trockenofens befinden. Ferner.
wird eine Anwendung von zwei Mitteldrucksauglüftern ermöglicht, durch welche die
Geschwindigkeit der Rezirkulations- und Heizverbrennungsgase erhöht wird; es wird
somit die Möglichkeit gegeben, eine kleinere Rezirkulationsrohrleitung zu verwenden
bei erhöhter Geschwindigkeit der Rezirkulations- und Heizbrennungsgase im Trockenraum.