DE1816789B1 - Radiation protection body for high temperature ovens - Google Patents

Radiation protection body for high temperature ovens

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Ing Alfred Pohler
Dipl-Ing Dr Rer Pol Strohmeier
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Metallwerk Plansee GmbH
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Description

Strahlschutzkörper für Hochtemperaturöfen bestehen zumeist aus mehreren konzentrisch angeordneten Blechzylindern, die durch entsprechende Distanzstücke miteinander verbunden sind. Solange sich die Abmessungen dieser Strahlschutzkörper in mäßigen Grenzen halten, können die einzelnen Zylinder aus einem einzigen Stück Blech gefertigt werden. Bei größeren Abmessungen müssen mehrere Blechstücke durch Nieten oder Schweißen zu einem Zylinder verbunden werden. Auf diese Weise hergestellte Strahlschutzkörper weisen neben hohen Herstellungskosten auch technische Nachteile auf. So entstehen in den Strahlschutzkörpern thermische Spannungen, die zu einer Deformation bzw. zu einem Reißen der Zylinderbleche führen können. Nachteilig ist auch die starke Aufrauhung der Innenseite der Strahlschutzkörper, durch die die angestrebte Reflexion der Strahlung vermindert wird. Strahlschutzkörper aus Molybdän und Wolfram rekristallisieren bei hohen Betriebstemperaturen und verspröden dabei so stark, daß Reparaturen an beschädigten Strahlblechen praktisch nicht mehr durchgeführt werden können. Ein weiterer Nachteil von aus Blechen hergestellten Strahlschutzkörpern ist ihr verhältnismäßig großes Gewicht und ihr größerer Raumbedarf.Radiation protection bodies for high-temperature furnaces usually consist of several concentrically arranged Sheet metal cylinders that are connected to one another by appropriate spacers. As long as the The individual cylinders can be made from the dimensions of this radiation protection body within moderate limits a single piece of sheet metal. For larger dimensions, several pieces of sheet metal are required be connected to a cylinder by riveting or welding. Manufactured this way In addition to high manufacturing costs, radiation protection bodies also have technical disadvantages. So arise Thermal stresses in the radiation protection bodies, which lead to deformation or tearing of the Can lead cylinder sheets. Another disadvantage is the strong roughening of the inside of the radiation protection body, by which the desired reflection of the radiation is reduced. Radiation protection body Molybdenum and tungsten recrystallize at high operating temperatures and become so brittle that repairs to damaged radiant panels can practically no longer be carried out. A Another disadvantage of radiation protection bodies made from sheet metal is their relatively large size Weight and their larger space requirements.

Man hat versucht, die letzterenNachteile dadurch zu vermeiden, daß man Strahlschutzkörper aus mehreren Lagen von Metallfolien gebildet hat, die durch geeignete Distanzstücke oder durch Ausbeulungen in den Folien im Abstand voneinander gehalten wurden. Es zeigte sich jedoch, daß derartige Strahlschutzkörper in der unmittelbaren Nachbarschaft der heißen Zone des Ofens einem sehr starken Verschleiß ausgesetzt sind. Die Folien werden durch Verdampfen der Oberflächenschicht abgebaut, oder sie verschweißen miteinander, wodurch ihre wärmedämmende Wirkung teilweise verlorengeht.Attempts have been made to avoid the latter disadvantages by making radiation protection bodies from several Has formed layers of metal foils, which by means of suitable spacers or bulges in the foils were kept at a distance from each other. It was found, however, that such radiation protection bodies very heavy wear and tear in the immediate vicinity of the hot zone of the furnace are exposed. The films are degraded by evaporation of the surface layer, or they weld together, which means that some of their thermal insulation properties are lost.

Die Erfindung betrifft einen Strahlschutzkörper für Hochtemperaturöfen, der diese Nachteile nicht aufweist. Der erfindungsgemäße Strahlschutzkörper besteht aus einem Gerüst aus hochtemperaturfestem Material, das an der der Strahlung ausgesetzten Seite mit leicht auswechselbaren metallischen Strahlschutzelementen abgedeckt ist und an der kühleren Seite mit mehreren voneinander im Abstand gehaltenen Folienlagen umhüllt ist. Als Werkstoff für den erfindungsgemäßen Strahlschutzkörper kommen in erster Linie hochschmelzende Metalle wie Wolfram, Molybdän und Tantal in Frage. In einzelnen Fällen können jedoch auch keramische Werkstoffe verwendet werden. Der besondere Vorteil des neuen Strahlschutzkörpers besteht darin, daß die der höchsten Ofentemperatur ausgesetzten Teile desselben auswechselbar ausgebildet sind. Das Gerüst des erfindungsgemäßen Strahlschutzkörpers ist vor den höchsten Ofentemperaturen geschützt. Der überwiegende Teil der wärmedämmenden Wirkung des Strahlschutzkörpers wird durch die das Gerüst umhüllenden Folienlagen erreicht. Sie sind an einer Stelle des Strahlschutzkörpers angeordnet, an der sie verhältnismäßig geringen Temperaturen ausgesetzt sind, so daß sie nur einem mäßigen Verschleiß unterliegen.The invention relates to a radiation protection body for high-temperature furnaces which does not have these disadvantages. The radiation protection body according to the invention consists of a structure made of high-temperature resistant Material on the side exposed to radiation with easily replaceable metallic radiation protection elements is covered and on the cooler side with several spaced apart Foil layers is wrapped. The primary material used for the radiation protection body according to the invention is Line refractory metals like tungsten, molybdenum and tantalum in question. In individual cases however, ceramic materials can also be used. The special advantage of the new radiation protection body consists in the fact that the parts exposed to the highest furnace temperature are interchangeable are trained. The framework of the radiation protection body according to the invention is in front of the protected from the highest oven temperatures. Most of the insulating effect of the The radiation protection body is achieved through the film layers surrounding the framework. You are at one Place of the radiation protection body arranged at which they are exposed to relatively low temperatures are so that they are subject to only moderate wear.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der F i g. 1 bis 7 näher erläutert.An exemplary embodiment of the invention is illustrated with reference to FIGS. 1 to 7 explained in more detail.

In den F i g. 1 und 2 sind Beispiele für die Ausbildung des Gerüstes im Grundriß dargestellt. Es besteht aus gewelltem Blech aus hochschmelzendem Metall, das gemäß Fig. 1 eine kreisförmige und gemäß F i g. 2 eine quadratische Grundform aufweist. Das Gerüst kann aber auch massiv ausgebildet sein, oder es kann aus miteinander verflochtenen oder verwebten Drähten gebildet sein. Die gesamte Anordnung eines erfindungsgemäßen Strahlschutzkörpers im Grundriß zeigt Fig. 3. Das Gerüst wird durch das gewellte Blech 1 gebildet. Zur Stabilisierung des Gerüstes und zur Verbindung mit den übrigen Teilen des Strahlschutzkörpers sind die Drahtringe 2 und 3 vorgesehen. Sie sind entweder in Bohrungen des Gerüstes 1 eingezogen oder in horizontale Schlitze des Gerüstes, eingelegt und verankert, z.B. mittels der Ösen 4. Zumeist werden jeweils mehrere Drahtringe übereinander angeordnet. An den inneren Drahtringen 2 sind die Strahlschutzelemente 5 aufgehängt. Die Ausbildung dieser Strahlschutzelemente zeigen die F i g. 4, 5 und 6 im Aufriß, Grundriß und Seitenriß. Sie bestehen aus Blechstücken 5 mit je zwei Fahnen 6, die umgebogen sind. Sie werden damit an den Drahtringen 2 aufgehängt. Die Strahlschutzelemente 5 sind dachziegelartig angeordnet und dekken die innere Seite des Gerüstkörpers vollständig ab. Die Anordnung der Strahlschutzelemente an einem Gerüstkörper mit ebener Oberfläche ist in F i g. 7 dargestellt. An weiteren Einzelheiten sind in F i g. 3 noch die verschiedenen Folienlagen 7 dargestellt, die den Gerüstkörper 1 umhüllen. Die Folienlagen können z. B. mit Drahtsplinten an den Drahtringen 3 aufgehängt werden. Zum Schutz der Folien kann der Strahlschutzkörper noch mit einem Blechmantel 8 umgeben werden.In the F i g. 1 and 2 are examples of the construction of the scaffolding shown in plan. It consists of corrugated sheet metal of refractory metal, which according to FIG. 1 a circular and according to F i g. 2 has a square basic shape. The frame can also be made solid, or it can be formed from wires intertwined or interwoven. The whole arrangement a radiation protection body according to the invention in plan is shown in FIG. 3. The framework is through the corrugated sheet 1 is formed. To stabilize the framework and to connect it to the other parts The wire rings 2 and 3 are provided for the radiation protection body. They are either in bores of the Scaffolding 1 drawn in or in horizontal slots in the scaffolding, inserted and anchored, e.g. by means of of the eyelets 4. Usually several wire rings are arranged one above the other. On the inside Wire rings 2, the radiation protection elements 5 are suspended. The formation of these radiation protection elements show the F i g. 4, 5 and 6 in elevation, plan and Side crack. They consist of sheet metal pieces 5 each with two flags 6 that are bent over. You will with it suspended from the wire rings 2. The radiation protection elements 5 are arranged like roof tiles and cover the inner side of the scaffolding body completely. The arrangement of the radiation protection elements on one A framework body with a flat surface is shown in FIG. 7 shown. Further details are shown in FIG. 3 the various film layers 7 which enclose the frame body 1 are also shown. The film layers can e.g. B. be hung on the wire rings 3 with wire cotter pins. To protect the foils, the The radiation protection body can still be surrounded by a sheet metal jacket 8.

Claims (5)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Strahlschutzkörper für Hochtemperaturöfen, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem Gerüst aus hochtemperaturfestem Material besteht, das an der der Strahlung ausgesetzten Seite mit leicht auswechselbaren metallischen Strahlschutzelementen abgedeckt ist und an der kühleren Seite mit mehreren voneinander im Abstand gehaltenen Folienlagen umhüllt ist.1. Radiation protection body for high temperature furnaces, characterized in that it consists of consists of a framework made of high temperature resistant material, which is exposed to the radiation Side is covered with easily replaceable metallic radiation protection elements and on the The cooler side is covered with several layers of film that are kept at a distance from one another. 2. Strahlschutzkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerüst aus einem zylindrischen Grundkörper aus gewelltem Blech aus hochschmelzendem Metall besteht.2. Radiation protection body according to claim 1, characterized in that the frame consists of a cylindrical body made of corrugated sheet metal made of refractory metal. 3. Strahlschutzkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Zylinder aus gewelltem Blech Drahtringe eingezogen oder eingelegt sind, die zur Versteifung des Zylinders und Aufhängung der Strahlschutzelemente sowie der Metallfolienlagen dienen.3. Radiation protection body according to claim 2, characterized in that in the cylinder from Corrugated sheet metal wire rings are drawn in or inserted to stiffen the cylinder and suspension of the radiation protection elements and the metal foil layers are used. 4. Strahlschutzkörper nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlschutzelemente aus Blechplatten bestehen, die dachziegelartig angeordnet sind.4. radiation protection body according to claims 1 to 3, characterized in that the radiation protection elements consist of sheet metal, which are arranged like roof tiles. 5. Strahlschutzkörper nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Umhüllung aus Folien gebildet ist, die in an sich bekannter Weise durch Ausbeulungen in den Folien im Abstand voneinander gehalten sind.5. radiation protection body according to claims 1 to 4, characterized in that the outer Sheath is formed from films, which in a known manner by bulges in the Foils are kept at a distance from each other.
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