DE1953306A1 - Vertikaler Rohrofen fuer hohen Arbeitsdruck - Google Patents
Vertikaler Rohrofen fuer hohen ArbeitsdruckInfo
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- B30B11/001—Presses specially adapted for forming shaped articles from material in particulate or plastic state, e.g. briquetting presses, tabletting presses using a flexible element, e.g. diaphragm, urged by fluid pressure; Isostatic presses
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Description
Die Erfindung "betrifft einen zylinderförmigen, langgestreckten,
vorzugsweise vertikalen Ofen für die gleichzeitige Behandlung von Material bei hoher Temperatur, bis zu 1500 0G und hohem
Druck, vorzugsweise 500 bar und darüber.
Die Öfen ermöglichen z.B. das Drucksintern von Pulverkörpern. Durch Sintern unter hohem Druck erreicht man eine größere
Dichte als beim Sintern bei Atmosphärendruck und damit auch in vieler Hinsicht bessere Eigenschaften des fertigen Erzeugnisses.
Das Sintern kann auch bei niedrigerer Temperatur als bei Atmosphärendruck durchgeführt werden, wobei das Kornwaehstum
während des Sinterns begrenzt werden kann. Die höhere Dichte und die günstigere Struktur des fertiggesinterten Erzeugnisses
ergeben größere Zähigkeit und größere Verschleißfestigkeit. Die Methode ermöglicht die Herstellung von größeren
Mengen solcher Legierungen, die bei konventioneller schmelzmetallurgischer
Herstellung leicht grobkörnig werden und beim
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Erstarren zu Seigerungen neigen, wie z.B. gewisse Schnellstahlarten.
Dadurch, daß man aus diesen Legierungen durch Drucksinterung Rohlinge herstellt, anstatt sie zu Gießen, erhält man
ein besset Ausgangsprodukt zum Walzen oder anderer Weiterverarbeitung
und ein Endprodukt mit hoher und gleichmäßiger Qualität. ' '
Der Ofen "besteht im wesentlichen aus einer Druckkammer mit
einem Ofenraum, der in einem in der Druckkammer angeordneten isolierenden Hohlkörper eingeschlossen ist, der aus einem isolierenden
Mantel besteht und mit isolierendem Boden und Deckel verschlossen ist. Das gewöhnlich verwendete Gas, Argon, das
bei dem angewandten hohen Arbeitsdruck sehr hohe Dichte, aber gleichzeitig eine niedrige Viskosität hat, nur 4-5 mal die der
Luft bei Atmosphärendruck, ist somit sehr leichtbeweglich. Da es in Hinsicht auf die Dichte auch eine sehr große.Wärmekapazität
hat, ist es wesentlich, daß der wärmeisolierende Hohlkörper so geformt ist, daß zwischen dem eigentlichen Ofenraum und den
inneren Wänden der Druckkammer die kleinstmögliche Konvektion entsteht, so daß die Wärmeverluste niedrig gehalten werden können.
Bei den bisherigen gewöhnlichen Öfen hat man für die Isolierung einen zylindrischen Mantel verwendet, der auf dem unteren
Stirnverschluß ruht. Der Mantel war mit einem abnehmbaren Deckel versehen, der vor der Entnahme einer fertigbehandelten Charge
abgenommen und nach dem Einsetzen
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einer neuen Charge wieder eingesetzt wurde. Aufgrund der Druckdifferenz zwischen dem oberen Teil des Ofenraumes und
der Spalte zwischen dem Isoliermantel und dem Hochdruckzylinder fürt eine Undichtigkeit zwischen Deckel und Isoliermantel
dazu, daß heißes Gas von dem Ofenraum in die Spalte strömt. Der Wärmeverlust durch die Konvektion erfordert eine gesteigerte
Heizleistung und kann zu ungleichmäßiger Temperaturverteilung
führen oder es schwierig oder sogar unmöglich machen, die Temperatur auf das gewünschte Niveau zu bringen. Die Zeit
für einen Arbeitszyklus kann sich dadurch verlängern. Im schlimmsten lall kann auch die Charge unbrauchbar werden. Die
Dichtung zwischen Deckel und Mantel ist deshalb für die Punktion des Ofens wichtig, aber es hat sich herausgestellt, daß es
schwierig ist, Deckel und Mantel so auszuführen, daß ein vollständiger, zuverlässiger, gasdichter Anschluß erreicht wird.
Die Erfindung hat die Aufgabe, einen Ofen so auszubilden, daß eine Konvektion zwischen dem Ofenraum und den Spalten zwischen
dem Isolierungsmantel und dem Hochdruckzylinder mit Sicherheit verhindert wird. Die Erfindung ist in erster Linie für
solche öfen anwendbar, in denen der Axialdruck, der auf die Stirnverschlüsse in einer Druckkammer wirkt, von einem getrennten,
diesen Ofen umgebenden Pressengestell aufgenommen wird. Bei niedrigem Druck können jedoch auch Schraubverschlüsse verwendet
werden.
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Die Erfindung wird im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß der obere StirnverSchluß der Hochdruckkammer einen ständig
eingesetzten, ringförmigen Teil enthält, in dem der isolierende Mantel aufgehängt ist und dessen Öffnung die Chargierungsöffnung
bildet, sowie einen in diese ChargierungsÖffnung hineinragenden
Deckel, in dem zweckmäßigerweise der Isolierungsdeckel
befestigt ist. Der ringförmige Teil des Stirnverschlusses und der isolierende N&itel sind mit Dichtungsringen gasdicht aneinander
angeschlossen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher beschrieben, in dieser zeigen:
Fig. 1 teils eine Ansicht, teils einen Querschnitt eines Ofens mit einer stationären Hochdruckkammer
und einem beweglichen Pressengestell zum Aufnehmen der auf die Stirnverschlüsse,
der Hochdruckkammer wirkenden axialen Kräfte und
I"ig. 2 in größerem Maßstab und im Querschnitt Teile
der Hochdruckkammer.
In den Figuren bezeichnet 1 ein Pressengestell, das zwischen der in der Figur gezeigten Lage und einer Lage, in der es die
Hochdruckkammer 2 umschließt, beweglich angeordnet ist. Das
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N$. INSPECTED
Pressengestell besteht aus Jochen 3 und 4, den dazwischenliegenden
Distanzteilen 5 und einem das G-estell zusammenhaltenden
Bandmantel 6. Das Gestell wird von Rädern 7 getragen, die auf Schienen 8 laufen. Die Hochdruckkammer 2 wird von einem
Pfeiler 9 getragen und enthält einen Hochdruckzylinder, der aus einem inneren Rohr 10, einem umgebenden, vorgespannten
Bandmantel 11 und Endringen 12 besteht, die den Bandmantel
axial zusammenhalten und gleichzeitig die Aufhängevorrichtung bilden, durch die die Hochdruckkammer an dem Pfeiler 9 befestigt
ist. Die Kammer 2 hat einen unteren Stirnverschluß 13, der in
das Rohr 10 des Hochdruckzylinders hineinragt. In dem Stirnverschluß ist eine Nute, die einen Dichtungsring 14, einen Kanal
15 für die Zuführung von Druckmedium und einen Kanal 16 für die
Kabel zum Speisen der Heizelemente 17 für die Erwärmung des Ofens aufnimmt. Die Elemente 17 werden von einem Zylinder 18
getragen., der auf einem isolierenden Boden 19 ruht, der in den isolierenden Mantel 20 hineinragt. Der obere StirnverSchluß
enthält einen ringförmigen Teil 21 mit einem Dichtungsring 22, der gegen das Rohr 10 abdichtet. Der Mantel 20 ist im Teil 21
aufgehängt und gasdicht daran angeschlossen. Der Stirnverschluß enthält weiter einen Deckel 23 zum Schließen der öffnung im
Teil 21. Der Teil 21 ist gewöhnlich ständig in dem Hochdruckzylinder
angebracht. Der Deckel ist mit einem Dichtungsring 24 gegen die innere Fläche des Teiles 21 abgedichtet, und mit
einem isolierenden Deckel 25 versehen, der bei geschlossener
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Hochdruckkammer in den Zylinder 20 hineinragt und einen Teil der isolierenden Hülle bildet, die den eigentlichen Ofenraum
umgibt. Der Deckel 23 ist an einer Eonsole 27 befestigt, die
von einer heb-, senk- und drehbaren Schaltstange 28 getragen wird.
Fig. 2 zeigt in größerem Maßstab Teile der Hochdruckkammer 2 mit den in das Rohr 10 des Hochdruckzylinders hineingeschobenen
Stirnverschlüssen. Der isolierende Mantel 20 ist auf bekannte Weise aus einer Anzahl Metallrohren 29, 30 und 31 mit dazwischenliegenden
Schichten 32 und 33 aus Isoliermaterial und einem Anschlußring 34 aufgebaut. Bei Öfen in bekannter Ausführung
wurde der isolierende Deckel nach jeder Chargierung dichtend an den Ring 34 angeschlossen. Dies war ein zeitraubender Vorgang,
der große Sorgfalt erforderte, um eine gute Dichtung zu erhalten. Wenn sich aufgrund von Temperaturunterschieden Sprünge
zwischen dem Deckel 25 und dem Ring 34 bildeten, entwich warmes
Druckmedium und strömte zwischen dem Ring 34 und dem Stirnverschluß radial an dem isolierenden Mantel vorbei und kühlte
im Kontakt mit der Wand des Rohres 10 ab.
Dadurch, daß man erfindungsgemäß den Ring 34 an dem ringförmigen Teil 21 anschließt und somit den Mantel 20 in den oberen
StirnverSchluß einhängt, ist die horizontale Strömung von heißem
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ORIGINAL INSPECTED
19533G6
Druckmedium von dem oberen Teil des Ofenraumes 26 zu dem Spalt-35
zwischen dem Rohr 10 und dem Mantel 20 wirksam verhindert. Eine Dichtung zwischen dem Deckel 25 und dem Mantel 20 ist
daher nicht erforderlich. Zwischen dem Ring 34 und dem Teil 21 ist eine Dichtung 36 angebracht, die wirksam gekühlt werden
kann. Der Deckel 25 besteht aus einem mit Isoliermaterial gefüllten
Blechgehäuse, das mit einem Flansch 38 an dem Deckel 23 angeschlossen ist.
Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren gezeigten Ausführungsformen begrenzt, sondern zahlreiche Varianten sind
im Rahmen der nachfolgenden Patentansprüche denkbar.
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!> ; ORIGINAL INSF»eCTED
Claims (3)
1. Vertikaler Ofen, vorzugsweise zum- isostatischen Warmpressen
von Pulverkörpern, "bestehend aus einer in einem Gestell aufgehängten,
zylindrischen !Druckkammer, die aus einem Hochdruckzylinder und aus in diesen hineinragenden StirnverSchlüssen
besteht, die die axialen Kräfte aufnehmen, die ein Druckmedium in der Druckkammer ausübt, und aus einer in der Druckkammer zwischen
Ofenraum und den Druckkammerwänden angeordneten Isolierung, die aus einem zylindrischen Mantel mit isolierendem Boden und
Deckel besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Stirnverschluß (21, 23) einen ständig eingesetzten, ringförmigen Teil
(21) enthält, in dem der isolierende zylindrische Mantel (20) aufgehängt ist und dessen Öffnung die ChargierungsÖffnung
bildet, sowie einen in die ChargierungsÖffnung hineinragenden
Deckel (25)'.
2. Ofen nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der ringförmige
Teil (21) des Stirnverschlusses und der isolierende zylindrische Mantel (20) gasdicht aneinander angeschlossen sind.
obere
3. Ofen nach Anspruch 2, diurch gekennzeichnet, daß der/isolierende
Deckel (25) in dem Deckel (23) des Stirnverschlusses aufgehängt ist.
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OBiGlNAL JNSPgCTgD
OBiGlNAL JNSPgCTgD
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