DE1773468U

DE1773468U - HIGH TEMPERATURE FURNACES WITH ELECTRIC HEATING RODS.

Info

Publication number: DE1773468U
Application number: DE1956S0020007
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1956-03-28
Filing date: 1956-03-28
Publication date: 1958-09-04

Description

Hochtemperaturofen mit elektrischen Heizstäben.High temperature furnace with electric heating rods.

Es sind Rochtemperaturöfen bekannt, die durch Heizstäbe elektrisch beheizt werden. Diese Heizstäbe sind innerhalb des Ofens angebracht.There are Roch Temperaturöfen known that electric by heating rods be heated. These heating rods are placed inside the furnace.

Im allgemeinen kommt man bei Temperaturen unter 150000 mit den bisher verwendeten Haltern für die Heizstäbe aus, man legt z.B. die Heizstäbe in Rillen von keramischen Formsteinen ein, die die Wandung der Heizkammer bilden. Sobald man aber Temperaturen von 15000a und darüber erreicht, besteht die Gefahr, daß die Heizstäben insbesondere, wenn man für sie Molybdän oder Wolfram verwendet, mit den aus Oxyden bestehenden Formsteinen reagieren und dadurch zerstört werden. Ferner werden in dem angegebenen Temperaturbereich von etwa 1500°C aufwärts die Formsteine allmählich leitend.In general, at temperatures below 150,000, the holders for the heating rods used up to now are sufficient; for example, the heating rods are placed in grooves in ceramic shaped stones that form the walls of the heating chamber. But as soon as you get temperatures of 15000a and above, there is a risk that the heating rods especially if you use molybdenum or tungsten for them, react with the shaped stones made of oxides and thereby be destroyed. Furthermore, in the specified temperature range from about 1500 ° C. upwards, the shaped stones gradually become conductive.

Aus diesem Grunde ist es üblich,. bei derartigen Hochtemperaturöfen die Heizstäbe in Abstand von den Wänden der Heizkammer freistehend anzuordnen. Erst recht ist man dazu gezwungen bei Hochvakuumöfen mit hohen Temperaturen; denn bei solchen Öfen kann man wegen dew Vakuums klone Formsteine, da diese zuviel Gas abgeben, verwenden, es werden lediglich metallische Reflexionsschirme zwischen den Heizstäben und der äußeren Ofenwand vorgesehen.For this reason it is common. in such high temperature furnaces to arrange the heating rods free-standing at a distance from the walls of the heating chamber. First one is quite forced to do this in the case of high vacuum furnaces with high temperatures; because at Such ovens can be cloned molded bricks because of the vacuum, as they emit too much gas, use, there are only metallic reflection screens between the heating rods and the outer furnace wall.

Werden die Heizstäbe freistehend angeordnet, so werden sie üblicherweise mit ihren Enden'an zwei Haltern befestigt, die vorzugsweise zugleich zur Stromzuführung dienen. In der Regel sind die Halter ringförmig (z. B. rund"oder rechteckig). Infolgeder Längenausdehnung der Heizstäbe mit zunehmender Temperatur. ergeben sich Schwierigkeiten, z. B. Ausbiegungen der heizstäbe oder Beschädigungen der Befestigungsstellen u. dergl..If the heating rods are arranged free-standing, they are usually with their ends attached to two holders, which are preferably used for power supply at the same time to serve. As a rule, the holders are ring-shaped (e.g. round "or rectangular). As a result Linear expansion of the heating rods with increasing temperature. difficulties arise z. B. deflections of the heating rods or damage to the mounting points u. the like ..

Diese Schwierigkeiten werden durch den Gegenstand der Erfindung beseitigt. Die neue Lösung besteht darin, daß-der einzelne Heizstab unter Zug zwischen den beiden Haltern abgespannt ist, unter ständiger Aufrechterhaltung der Zugspannung durch eine Feder, die einerseits am einen Halter und andererseits an dem hier gleitend geführten Heizstab angreift.These difficulties are eliminated by the subject invention. The new solution is that-the individual heating rod under tension between the both brackets is guyed, while constant tension is maintained by a spring that slides on the one hand on a holder and on the other hand on the one here attacks the guided heating element.

Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel; es zeigt : Fig. 1 in einem-Längsschnitt eine Einzeldarstellung der neuen Heizstabhalterung, Fig. 2 in einem Längsschnitt ein Ausführungsbeispiel eines Hochtemperaturofens mit der neuen Heizstabhalterung, Fig. 3 eine Einzeldarstellung der ringförmigen Halteplatte in Draufsicht, Fig. 4 eine Einzelheit.The drawing illustrates an embodiment; it shows : Fig. 1 in a longitudinal section an individual representation of the new heating rod holder, Fig. 2 shows an embodiment of a high temperature furnace in a longitudinal section the new heating rod holder, Fig. 3 is an individual representation of the annular holding plate in plan view, FIG. 4 shows a detail.

Gemäß Fig. 1 ist der Heizstab 1 am einen End, e mit einem Konus 2 versehen, der. z. B. angesintert, angelötet oder angeschweißt ist.According to FIG. 1, the heating rod 1 has a cone 2 at one end provided that. z. B. is sintered, soldered or welded.

Am anderen Ende ist der'Heizstab 1 mit einem zylindrischen Gleitstück 3'verbunden, das wiederum angesintert, angelötet oder angeschweiß sein kann. Mit dem Konus 2 ist der Heizstab 1 in eine Halteplatte 4 eingesetzt. Zu diesem Zweck enthält die Halteplatte 4 eine Anzahl radialer Kammnuten 4a, die am Ende jeweils in ein konisch verlaufendes Loch 4b übergehen. Der Konuswinkel der Löcher 4b stimmt überein mit dem Konuswinkel des Konusses 2 und ist außerdem so gewählt, daß der. Konus 2-bei leichtem Einschlagen 'sich in dem zugehörigen Loch 4b selbsthemmend festsetzt. Dies ist notwendig, weil die Halteplatte 4 zugleich zur Stromzuführung an die Heizstäbe 1 dient.At the other end is the heating rod 1 with a cylindrical slide 3 'connected, which in turn can be sintered, soldered or welded on. With The heating rod 1 is inserted into a holding plate 4 after the cone 2. To this end contains the holding plate 4 a number of radial comb grooves 4a, each at the end merge into a conical hole 4b. The cone angle of the holes 4b is correct corresponds to the cone angle of the cone 2 and is also chosen so that the. Cone 2-when hammered lightly 'self-locking in the associated hole 4b sets. This is necessary because the holding plate 4 is also used to supply power to the heating elements 1 is used.

Die untere Halteplatte 5 besitzt, in gleicher Teilung wie die obere Halteplatte 4, eine Anzahl radialer Kammnuten 5a, die in ihrer gesamten Tiefe die gleiche Weite aufweisen, also nicht in eine konische Bohrung übergehen. Die Weite der Kammnuten 5a ist so gewählt, daß das Gleitstück 3 sich leicht in die jeweilige, Kammnut. 5a einschieben läßt und in ihr in Richtung des Heizstabes 1 gleitend geführt ist. Infolgedessen ist an dieser Stelle der Stromüber-' gang zwischen dem Gleitstück 3 und der Halteplatte 5 nicht ge- wuhrleistet. Aus diesem Grunde ist der Heizstab 1 über das Gleit- stück 3 und die mit diesem'mechanisch und elektrisch verbundene biegsame Leitung 6 gesondert an die Halteplatte 5, die ebenfalls zur Stromzuführung an die Heizleiter mitbenutzt wird, angeschlossen.The lower holding plate 5 has, in the same division as the upper holding plate 4, a number of radial comb grooves 5a, which have the same width over their entire depth, that is, do not merge into a conical bore. The width of the comb grooves 5a is chosen so that the slider 3 can be easily inserted into the respective comb groove. 5a can be pushed in and is guided in it slidingly in the direction of the heating rod 1. As a result, the current transfer between the slider 3 and the retaining plate 5 is not done at this point. wuhr achieves. For this reason, the heating rod 1 is on the sliding piece 3 and the mechanically and electrically connected with this Flexible line 6 is connected separately to the holding plate 5, which is also used to supply power to the heating conductor.

Im Ausführungsbeispiel ist dies dadurch erreicht, daß das Ende der biegsamen Leitung 6 in eine Bohrung 5b der Halteplatte 5 eingeschoben und durch eine Madenschraube 7 angeklemmt ist.In the exemplary embodiment, this is achieved in that the end of the flexible line 6 pushed into a bore 5b of the holding plate 5 and through a grub screw 7 is clamped.

Der Heizstab wird, wie schon oben erwähnt ist, zwischen den beiden Halteplatten 4 und 5 abgespannt,'und zwar unter ständiger Auf- rechterhaltung der Zugspannung durch eine Feder. Hierzu ist für den einzelnen Heizstab je eine Winkelfeder 8 (Omega-Feder) vor- gesehen, die mit ihrem einen Ende sich an der Halteplatte 5 ab- stutzt und In eine Vertiefung 5c der Halteplatte eingesetzt ist. cl fit denn anderen Ende stützt sich die Winkelfeder 8 an einem Stift 9a einer Schelle 9 ab, die mit dem Gleitstück 3 verbunden ist. Der Stift 9a könnte auch unmittelbar an dem Gleitstück 3 befestigt sein.As already mentioned above, the heating rod is clamped between the two retaining plates 4 and 5, 'and that with constant open- tension is maintained by a spring. This is for an angle spring 8 (omega spring) in front of each heating element seen, the one end of which is attached to the holding plate 5 truncates and is inserted into a recess 5c of the retaining plate. cl fit because the other end, the angle spring 8 is supported on a pin 9a of a clamp 9, which is connected to the slide 3. The pin 9a could also be fastened directly to the slide 3.

Der Heizstab 1 wird, nachdem er mit dem Konus 2, dem Gleitstück 3, der biegsamen Leitung 6 und der Schelle 9,9a versehen ist, in der '. Veise eingesetzt, daß zunächst der Heizstab 1 in der Nähe des, Konusses 2 in die Kammnut 4a der Halteplatte 4 und gleichzeitig das Gleitstück 3 in die zugehörige Kammnut 5a eingeschoben wird.The heating rod 1, after it has been connected to the cone 2, the slider 3, the flexible line 6 and the clamp 9,9a is provided in the '. Veise used, that first the heating rod 1 in the vicinity of the, cone 2 in the comb groove 4a of the holding plate 4 and at the same time the slide 3 is pushed into the associated comb groove 5a.

Sobald der Konus 2 über der konischen Bohrung 4b steht, wird der Heizstab 1 in Richtung seiner Längserstreckung bewegt, der Konus 2 gelangt in das zugehörige Loch 4b. Durch. einen leichten Schlag wird der Konus 2 festgesetzt. Hierauf wird die Feder 8 eingesetzt und die biegsame Leitung 6 durch die Madenschraube 7 angeklemmt.As soon as the cone 2 is above the conical bore 4b, the heating rod becomes 1 moved in the direction of its longitudinal extension, the cone 2 enters the associated Hole 4b. By. the cone 2 is fixed with a slight blow. Then will the spring 8 is inserted and the flexible line 6 is clamped by the grub screw 7.

Wie man ersieht, ist die Vertiefung 5c zur Kammnut 5a hin abgesetzt, so daß die Feder 5c nicht in Richtung der Kammnut vorrutschen kann.As you can see, the recess 5c is offset towards the comb groove 5a, so that the spring 5c cannot slip forward in the direction of the comb groove.

Ferner ist das sich am Stift 9a abstützende Ende der Feder 8 um d. en Stift herum abgewinkelt. Durch die beiden erwähnten Maßnahmen wird einerseits die Feder 8 gut gehalten, und es wird andererseits verhindert, daß das Gleitstück 3 mit dem Heizstab 1 sich ungewollt aus der Nut 5a bewegen kann. Damit die Feder 8 gut in ihrer Lage bleibt, empfiehlt es sich, sie als Doppelfeder 81 auszubilden, wie das in Fig. 4, gezeigt ist. Auf diese Weise stützt sich die Feder mit ihren zwei Schenkeln 8'a und 8'b - ähnlich wie ein Schlitten auf zwei Kufen-in der Vertiefung 5c ab, während sie mit dem abgewinkelten Mittelschenkel 8'c unter den Stift 9a greift. Bei dieser Ausführung ist es nicht notwendig, die C> einzelne Feder für sich, z. B. mit Hilfe einer Schelle oder dergl., - an der Halteplatte 5 festzulegen, die Federn können vielmehr-an sich lose, das heißt ohne besondere Befestigungsmittel-in die Vertiefung 5c der Halteplatte 5 eingesetzt werden. Die Vertiefung 5c verläuft, in Draufsicht auf die Halteplatte 5 gesehen, nach einer Kreisrinne. Entsprechend der kreisförmigen dichten Folge der Heizstäbe (vergl. Fig. 2 und Fig. 3) folgt Feder auf Feder, sie sichern sich so zugleich gegen seitliche Versetzungen.Furthermore, the end of the spring 8 which is supported on the pin 9a is by d. angled around the pin. The two measures mentioned, on the one hand, hold the spring 8 well and, on the other hand, prevent the slide 3 with the heating rod 1 from being able to move unintentionally out of the groove 5a. So that the spring 8 remains well in its position, it is advisable to design it as a double spring 81, as shown in FIG. 4. In this way, the spring is supported with its two legs 8'a and 8'b - similar to a slide on two runners - in the recess 5c, while with the angled central leg 8'c it is supported under the Pin 9a engages. With this version it is not necessary to use the C> single spring for itself, z. B. with the help of a clamp or the like. To fix on the holding plate 5, the springs can rather be inserted loosely in themselves, that is, without special fastening means, in the recess 5c of the holding plate 5. The recess 5c, seen in plan view of the holding plate 5, runs in the direction of a circular groove. Corresponding to the circular, dense sequence of heating rods (see FIGS. 2 and 3), spring follows spring, thus securing themselves against lateral displacement at the same time.

Der besseren Übersicht. halber ist in Fig. 2 ein Ofen dargestellt, bei dem die neue Heizstabhalterung benutzt ist. Der Ofen besteht aus dem Ofenmantel 10, dem Boden 11 und dem Deckel 12. Am boden 11 ist ein Stützgestell 13 befestigt, das den Tiegel 14 trägt. Dieser wird mit dem im Ofen zu schmelzenden oder zu glühenden Gut beschickt.The better overview. for the sake of Fig. 2 shows a furnace, in which the new heating element holder is used. The furnace consists of the furnace shell 10, the bottom 11 and the cover 12. A support frame 13 is attached to the bottom 11, that carries the crucible 14. This is combined with the one to be melted or glowed in the furnace Well loaded.

Zwischen dem Ofenmantel 10, dem Boden 11 und dem Deckel 12 sind unter Einfügung von Dichtungsringen die Halteplatten 15 und 16 (entsprechend den Platten 4 und 5 der Fig. 1) eingespannt. Sie, sind-und dies gilt auch für die Halteplatten 4 und 5 der Fig. 1-hohl ausgeführt und werden mit Wasser oder einer sonstigen Kühlflüssigkeit während des Betriebes gekühlt, ebenso wie der Ofenmantel 10 mit dem Boden 11 und dem Deckel 12. Mit Rücksicht auf die Kühlung der Halteplatten 4 und 5 ist die in Fig. 1 gezeigte Anordnung der Federn 8. besonders günstig9 sie sind nämlich auf der Außenseite der Halteplatte 5 angebracht, die dem. Heizraum abgewandt ist. Infolgedessen steht die einzelne Feder 8 unter dem Schutz der Kühlung-der Halteplatte 5 und'ist dadurch gegen ein Ausglühen gesichert..Between the furnace shell 10, the bottom 11 and the lid 12 are below Insertion of sealing rings for the retaining plates 15 and 16 (corresponding to the plates 4 and 5 of Fig. 1) clamped. They are - and this also applies to the retaining plates 4 and 5 of Fig. 1-executed hollow and are with water or some other cooling liquid cooled during operation, as well as the furnace jacket 10 with the bottom 11 and the cover 12. With regard to the cooling of the holding plates 4 and 5, the in The arrangement of the springs 8 shown in FIG. 1 is particularly favorable, namely they are on the outside of the holding plate 5 attached to the. Facing away from the boiler room. Consequently is the single spring 8 under the Protection of the cooling-the holding plate 5 and is thus secured against annealing.

Wie man aus Fig. 2 ersieht, sind die Heizstäbe im Ofen in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise gehaltert, sie stehen infolgedessen unter ständiger Zugspannung, bewirkt durch die an dem einzelnen Heizstab angreifende Feder (in Fig. 1 die Feder 8). Dies'bedeutet, daß die mit zunehmender Temperatur eintretende Längendehnung des einzelnen Heizstabes nicht zu einem Ausbiegen führen kann ; mit zunehmender Längendehnung verschiebt sich vielmehr das Gleitstück 3 in der Kammnut 5a.As can be seen from Fig. 2, the heating rods in the oven are in the off Fig. 1 supported manner, they are consequently under constant tension, caused by the spring acting on the individual heating rod (in Fig. 1 the spring 8th). This means that the elongation occurring with increasing temperature the individual heating rod cannot lead to bending; with increasing Rather, elongation shifts the slider 3 in the comb groove 5a.

Die neue'Halterung hat auch den Vorteil, daß weniger von der erzeugten Wärme verloren geht. Bisher waren die Heizstäbe an ihren beiden Enden an den Halteplatten, und zwar auf den dem Heizraum abgewandten Seiten,"angeklemmt. Hierdurch war ein unmittelbarer Wärmekontakt zwischen den Heizstabenden und den Halteplatten gegeben, mit der Folge, daß ein nicht unbeträchtlicher Teil der erzeugten Wärme über die wassergekühlten Halteplatten abgeführt wurde.The new 'holder also has the advantage that less of the produced Heat is lost. So far, the heating rods were at both ends on the holding plates, on the sides facing away from the boiler room, "clamped. This resulted in a there is direct thermal contact between the ends of the heating rods and the retaining plates, with the result that a not inconsiderable part of the heat generated on the water-cooled retaining plates was removed.

Bei der neuen Halterung hingegen ist der Heizstab am einen Ende mit dem Gleitstück 3 nur lose in der Kammnut geführt, außerdem hat der Heizstab an beiden Enden, nämlich bei 2 und 3, eine Verdickung, die ihrerseits infolge des größeren Querschnittes nicht glüht und infolgedessen weniger Wärme überträgt.With the new bracket, however, the heating rod is at one end the slider 3 is only loosely guided in the comb groove, and the heating rod has on both Ends, namely at 2 and 3, a thickening, which in turn as a result of the larger Cross-section does not glow and as a result transfers less heat.

Wenn in Fig.. 2 ein Schmelz-oder Glühofen mit Tiegel gezeigt ist, so ist die Erfindung jedoch hierauf nicht beschränkt. Die neue Heizstabhalterung erweist sich vielmehr bei allen Hochtemperatur-'öfen als vorteilhaft, gleichgültig, ob es Vakuumöfen sind oder Öfen, die mit Schutzgasatmosphäre arbeiten oder Luft enthalten oder mit der freien Atmosphäre in Verbindung stehen.If in Fig. 2 a melting or annealing furnace with crucible is shown, however, the invention is not limited thereto. The new heating element holder rather proves to be advantageous in all high-temperature ovens, indifferent, whether it is vacuum ovens or ovens that work with a protective gas atmosphere or air contain or are in connection with the free atmosphere.

Beim Ausführungsbeispiel stehen die Heizstäbe lotrecht, die Vorteile der neuen Lösung sind aber auch dann gegeben, wenn die Heizstäbe liegend angeordnet sind oder eine Zwischenlage einnehmen.In the embodiment, the heating rods are perpendicular, the advantages the new solution is also given when the heating rods are arranged horizontally are or take an intermediate layer.

Der Stoff, aus dem die Heizstäbe gebildet sind, ist an sich für die Erfindung unwesentlich. Jedoch ist insbesondere an Heizstäbe aus Wolfram oder Molybdän gedacht. 4 anspruche 4 Figu n The substance from which the heating rods are made is in itself for the Invention insignificant. However, particular attention is paid to heating rods Tungsten or molybdenum thought. 4 claims 4 Figu n

Claims

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with eieltrisehe: a pickling sticksp the uater Zui; - ßpnns wishensi Na. Merls.'fen, sstestäBiep-Aaf- : attentiveness to the augapension of the einsolna. Seistabea right one of the any deb dxe X Xg the tension to your individual Ueizatal> dien-exide spring els Tiin- eeder asgbiM is 4 aic aeyI. '& s on a holder and sin. rerseu-a on the h: Ler gliding eiiowten Ileizstabe a. B. at one Solielle of the same, supports; Payment according to the claim if there is no desteno the one lialterf au dem d; te zuz the train spring serving tension agre-if in a manner known at eit-b fltts- SieeM is tmd B die ey aaf @ outsiders äls esf the side facing away from the glazed area "dee lial-bere en £ & ebiahtt e.g. inserted into a radial groove of the lialters. 3. Sinyichtg ae ate? @ 2 deh. geeiam ä the fleizztab e on the one-S-eIta with an auaoblag: t z. B, * in cone form, veraeh-en and Giah hereby m a duck-preeking Gego-zilläohe det Het uf e Zz aine dadu: r, ah at the same time elekt-r-iaah connected to the lialter iotl, ehreud e Seisaab & nl the aneen side deh a BeBag or through an aaMss'M. i white satee fei (4r fcei leading) down & arch- afhyt'aa. a anih. bey a fliM-AßsclMliag ele & riss

1. et. . 1-