DE19814626C2 - Vorrichtung zur berührungsfreien Abdichtung einer Öffnung - Google Patents
Vorrichtung zur berührungsfreien Abdichtung einer ÖffnungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit den
Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
Derartige Vorrichtungen finden insbesondere Verwendung bei
Anlagen und Einrichtungen, bei denen durchlaufende Güter in
geschlossenen Kammern mit Gasströmen beaufschlagt werden.
Hierbei stellt die Abdichtung der Ein- und Austrittsöffnun
gen der Kammer ein Problem dar. Dies ist insbesondere dann
der Fall, wenn die zu behandelnden Güter empfindliche Ober
flächen haben, so daß eine berührende Abdichtung nicht in
Frage kommt. In einem solchen Fall müssen berührungslose
Abdichtungen vorgesehen werden, wie sie nur mit Strahlvor
hängen realisiert werden können.
Bei einer solchen berührungslosen Abdichtung muß in vielen
Fällen noch zusätzlich darauf geachtet werden, eine Vermi
schung der Außenatmosphäre mit der Atmosphäre innerhalb der
abzudichtenden Kammer zu vermeiden. Dies ist besonders dann
wesentlich, wenn beispielsweise bei schutzgasbetriebenen
Anlagen das Eintreten von Wasserstoff der Atmosphäre unbe
dingt vermieden werden muß.
Ein Beispiel einer derartigen Anlage stellt ein Durchlauf
ofen dar. Es gilt hierbei, eine berührungsfreie Abdichtung
am Ofeneintritt und Ofenaustritt vorzusehen.
Eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art ist aus der
DE 37 43 598 C2 bekannt. Diese bekannte Vorrichtung zeich
net sich dadurch aus, daß der Sperrgasstrahl in der Nähe
seiner Längsachse längs einer in dem abzudichtenden Öff
nungsquerschnitt liegenden Trennebene geteilt ist und daß
in den beiden, an die Trennebene angrenzenden Teilstrahlen
jeweils unterschiedliche, dem Gas in dem jeweiligen Raum
entsprechende Gase ausströmen, wobei der Sperrgasstrahl den
abzudichtenden Öffnungsquerschnitt überdeckt und auf der
der Sperrgasstrahl-Austrittsöffnung gegenüberliegenden
Seite des abzudichtenden Öffnungs-Querschnittes ein als
Prallfläche dienendes flächenhaftes Element angeordnet ist,
auf dem sich eine der Trennebene zwischen den beiden Teil
strahlen zuzuordnende Staulinie ausbildet. Mit anderen Wor
ten, bei dieser Vorrichtung setzt sich der Sperrgasstrahl
aus zwei Teilstrahlen zusammen, die dem Gas im jeweiligen
Raum entsprechen, und die beiden Teilstrahlen werden am Bo
den des Öffnungsquerschnittes in Richtung der zugehörigen
Räume umgelenkt. Mit dieser Ausführungsform wird eine gute
Abdichtung der Kammer erreicht, wobei es nicht zu einem
Kontakt zwischen der Innenatmosphäre und der Außenatmo
sphäre kommen kann.
Aus der DE 30 25 442 A1 ist es bekannt, durch die Anströ
mung eines Bandes von oben und unten ein hydrostatisches
Gaslager zu erzeugen. Das Fördermittel muß hierbei zwingend
von oben und unten angeströmt werden, so daß sich zwei ent
gegengesetzt gerichtete Gasströme oberhalb und unterhalb
des Bandes ergeben. Das überschüssige Gas wird über seitli
che Abzugskanäle abgezogen.
Die DE 44 41 690 A1 betrifft ebenfalls die Umlenkung eines
Gasstromes an einem Förderband, so daß hier ähnliche Gege
benheiten wie bei der vorstehend beschriebenen Veröffentli
chung vorliegen.
Die DE-PS 973 548 betrifft einen umlaufenden Regenerativ-
Vorwärmer für Gas, Luft o. dgl. Düsen erzeugen eine zusam
menhängende radiale Sperrwand, wobei die Düsen beiderseits
eines Rotors angeordnet sind. Die Düsen sind aufeinanderzu
gerichtet, so daß diese Anordnung vom Prinzip her den
vorstehend beschriebenen Anordnungen entspricht.
Beim Gegenstand der GB 2 071 232 A passiert eine Papierbahn
diverse Kammern, die seitlich mit Luft beaufschlagt werden,
welche über vertikale Leitungen abgesaugt wird. Die zuge
führte Luft hat hier offensichtlich die Aufgabe, ein Trag
kissen für die Papierbahn zu bilden, so daß diese berüh
rungslos geführt werden kann.
Bei der in der DE 87 08 468 U1 beschriebenen Abdichtung für
eine Durchtrittsöffnung sind eine obere und eine untere Dü
senkammer vorgesehen, zwischen denen ein Materialband be
wegt wird. Auch hier wird das Band von oben und unten be
aufschlagt.
Ein entsprechendes Prinzip ist bei der US 3 245 334 ver
wirklicht. Eine Bahn wird von oben und unten aus Kammern
mit Druckluft beaufschlagt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
der angegebenen Art zu schaffen, die sich durch einen be
sonders einfachen Aufbau und geringen Energieverbrauch aus
zeichnet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Vorrichtung
der angegebenen Art durch die kennzeichnenden Merkmale des
Patentanspruchs 1 gelöst.
Im Gegensatz zum vorstehend beschriebenen Stand der Tech
nik findet bei der erfindungsgemäßen Lösung ein ungeteilter
Sperrgasstrahl Verwendung, der den abzudichtenden Öffnungs
querschnitt im wesentlichen überdeckt. Bei dem verwendeten
Sperrgas kann es sich beispielsweise um das in einem der
Räume enthaltene Gas handeln. Es kann aber auch ein Gas
Verwendung finden, das in keinem der beiden Räume enthalten
ist. Als Beispiel seien Inertgase genannt. Bei einem Ofen
kann beispielsweise das Ofeninnengas oder das im Ofen ent
wickelte Rauchgas für den Sperrgasstrahl verwendet werden.
Der Sperrgasstrahl ist so ausgebildet, daß sein Kernstrahl
sich zumindest bis zu dem der Sperrgasstrahl-Austrittsöff
nung gegenüberliegenden Öffnungsrand erstreckt, so daß der
gesamte Öffnungsquerschnitt abgedeckt wird. Das Sperrgas
dringt über die der Sperrgasstrahl-Austrittsöffnung gegen
überliegende Sperrgas-Eintrittsöffnung in eine Sperrgasauf
fangkammer ein und wird von dort über eine Sperrgasrück
führleitung zur Sperrgasstrahl-Austrittsöffnung zurückgeführt
bzw. umgewälzt. Auf diese Weise kann ein kontinuier
licher Sperrgasschleier aufrechterhalten werden, ohne daß
permanent neues Gas zugeführt werden muß.
Es versteht sich, daß der Sperrgasstrahl beim Durchtritt
durch den Öffnungsquerschnitt infolge entstehender Turbu
lenzen eine bestimmte Gasmenge aus jedem Raum mitreißt und
in die Auffangkammer mitführt. Der Volumenstrom des Sperr
gases wird durch diese zusätzlichen Gasmengen angereichert,
so daß ein vergrößerter Volumenstrom über die Sperrgasrück
führleitung umgewälzt wird. Um diesen Anstieg des Volumen
stromes auszugleichen, zweigt von der Sperrgas
rückführleitung eine Sperrgasabführung (Abzug) ab, mit der
ein Teil des rückgeführten Sperrgases abgeführt bzw. abge
zogen wird. Diese Sperrgasabführung ist zweckmäßigerweise
so dimensioniert, daß die Menge Gas abgeführt wird, die vom
Sperrgasstrahl aus beiden Räumen aufgenommen und in die
Auffangkammer mitgeführt wird. Damit wird ein Ausgleich des
den Sperrgasstrahl bildenden umgewälzten Gasvolumenstromes
erreicht.
Die Umwälzung des den Sperrgasstrahl bildenden Gasvolumen
stromes wird vorzugsweise mit Hilfe eines Ventilators
durchgeführt, wobei zweckmäßigerweise ein einziger Ventila
tor Verwendung findet. Dieser Ventilator saugt das Gas aus
der Auffangkammer ab, so daß diese bei dieser Ausführungs
form als Gasabsaugkammer ausgebildet ist. Das Gas wird dann
zum Abzug und zur Sperrgasstrahl-Austrittsöffnung gedrückt.
Die Sperrgas-Eintrittsöffnung in die Auffangkammer besitzt
vorzugsweise eine wesentlich größere Breite als die Sperr
gasstrahl-Austrittsöffnung. Damit wird sichergestellt, daß
der gesamte, sich von der Sperrgasstrahl-Austrittsöffnung
aus erweiternde Sperrgasstrahl in die Sperrgas-Eintritts
öffnung und somit in die Auffangkammer gelangt und zur Umwälzung
zur Verfügung steht. Die entsprechende Breite der
Sperrgas-Eintrittsöffnung kann je nach Anwendungsfall empi
risch ermittelt werden.
In Weiterbildung der Erfindung ist der Sperrgasstrahl-Aus
trittsöffnung eine Einrichtung zur Erhöhung des Strömungs
widerstandes und zur Gleichrichtung des Sperrgases vorge
schaltet. Ferner ist der Sperrgasstrahl-Austrittsöffnung
vorzugsweise eine Sperrgasberuhigungskammer vorgeschaltet.
Die Beruhigungskammer dient zur Geschwindigkeitsabsenkung
und Gleichrichtung des rückgeführten Sperrgases (des vom
Ventilator, insbesondere einem Radialventilator, kommenden
Sperrgases), damit hinter der Sperrgasstrahl-Austrittsöff
nung ein gleichmäßiger Sperrstrahl ausgebildet werden kann.
Die Sperrgasstrahl-Austrittsöffnung selbst ist zweckmäßi
gerweise als Schlitzdüse ausgebildet.
In der Auffangkammer (Absaugkammer) werden das gesamte
Sperrgas sowie Teile der in beiden Räumen enthaltenen Gase
gesammelt (abgesaugt). Diese Sperrgasauffangkammer enthält
vorzugsweise eine Einrichtung zur Erhöhung des Strömungswi
derstandes des Sperrgases. Hierdurch wird eine gleichmäßige
Sperrgassammlung (Sperrgasabsaugung) erreicht, und anderer
seits wird der Einfluß von Turbulenzen im unteren Teil der
Auffangkammer auf den Sperrstrahl minimiert.
Die Sperrgasstrahl-Austrittsöffnung bzw. Schlitzdüse ist
vorzugsweise so bemessen, daß der gegenüberliegende fiktive
Rand der abzudichtenden Öffnung noch voll vom Kernstrahl
des Sperrgasstrahles beaufschlagt wird. Hierdurch wird eine
vollständige Abdeckung des Öffnungsquerschnittes mit dem
Sperrgasstrahl sichergestellt und andererseits bewirkt, daß
das gesamte Sperrgas des Sperrgasstrahles in die Sperr
gasauffangkammer eingeführt wird.
Wenn zwischen den Gasen der beiden Räume ein relativ hoher
Druckgradient vorhanden ist, kann eine Verschiebung des
Sperrgasstrahles innerhalb des abzudichtenden Öffnungsquer
schnittes resultieren. Der Sperrgasstrahl kann hierbei von
der Sperrgasstrahl-Austrittsöffnung aus eine Schrägstellung
einnehmen, und es kann unter Umständen das unter höherem
Druck stehende Gas geringfügig austreten. Um dies zu ver
meiden, ist bei einer speziellen Ausführungsform der Erfin
dung die Achse des Sperrgasstrahles gegen den Druckgradien
ten zwischen den unterschiedlichen Gasen der Räume geneigt.
Resultiert dann eine Verschiebung, nimmt der Sperrgasstrahl
etwa wieder seine Vertikalstellung ein, so daß eine ein
wandfreie Abdichtwirkung und ein einwandfreies Auffangen
des gesamten Sperrgasstrahles in der Auffangkammer gewähr
leistet wird.
Vorzugsweise besitzt der Sperrgasstrahl bei allen Ausfüh
rungsformen eine Geschwindigkeit von 0,5-2 m/sec. Hiermit
werden gute Abdichtungsergebnisse erreicht. Höhere Ge
schwindigkeiten führen in der Regel zu keiner Verbesserung
der Abdichtfunktion, können jedoch ein vorzeitiges Aufrei
ßen des Kernstrahles bewirken. Bei geringeren Geschwindig
keiten kann die Abdichtfunktion durch Druckstöße und Quer
strömungen beeinträchtigt werden.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung kommt für den
Fall zur Anwendung, bei dem die Drücke der Gase in den bei
den über die Öffnung miteinander verbundenen Räumen unter
schiedlich sind. Hierbei weist der mit dem unter einem hö
heren Druck stehenden Gas gefüllte Raum vor der Öffnung
eine Gasabführung (Abzug) auf. Durch eine derartige Vorab
führung bzw. Vorabsaugung des unter höherem Druck stehenden
Gases wird eine Verschiebung des Sperrgasstrahles aus der
Senkrechten durch das aus diesem Raum strömende Gas verhin
dert. Außerdem kann über diese Vorabführung bei veränderlichen
Gasvolumina die Regelung der Absaugmengen leichter re
alisiert werden als über die Sperrgasauffangkammer.
Durch die Gasabführung bzw. den Gasabzug oder die Gasvorab
saugung wird zweckmäßigerweise ein Druckausgleich zwischen
den beiden Räumen herbeigeführt. Dabei steht die Gasabfüh
rung des Raumes vorzugsweise mit der Sperrgasabführung in
Verbindung.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform gelangt
daher nur ein Teil des unter höherem Druck stehenden Gases
bis zum Sperrstrahl, während der überwiegende Teil vorher
abgesaugt wird. Der mit dem Sperrgasstrahl in Kontakt tre
tende Teil wird weitestgehend vom Sperrgasstrahl mitgeris
sen und umgewälzt. Wie erwähnt, wird durch die vorgesehene
Sperrgasabführung ein entsprechender Ausgleich im Sperr
gasvolumenstrom erreicht.
Bei noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist
die Sperrgasauffangkammer gegenüber der Sperrgaseintritts
öffnung in der Breite erweitert. Dies ist zweckmäßigerweise
konstruktiv so realisiert, daß die Auffangkammer mit seit
lich in sie hineinragenden Flächen versehen ist, zwischen
denen die Sperrgaseintrittsöffnung gebildet ist. Hierdurch
wird erreicht, daß die sich an der in der Auffangkammer
vorgesehenen Einrichtung zur Erhöhung des Strömungswider
standes ausbildenden Turbulenzen nicht mehr in den Sperr
strahlbereich ausbreiten können.
Die vorliegende Erfindung findet insbesondere zur Abdich
tung der Ein- und Austrittsöffnung von Durchlauföfen Ver
wendung. Durch die Wärmebehandlung in derartigen Durchlaufö
fen entstehen Rauchgase, die das vorstehend erwähnte unter
höherem Druck stehende Gas des einen Raumes bilden. Die
Vorrichtung wird daher zur Abdichtung von derartigen Öfen
gegenüber der Atmosphäre eingesetzt. Der Sperrgasstrahl
nimmt einen Teil der Prozeßgase bzw. Rauchgase und einen
Teil der Atmosphäre (Luft) auf und führt diese mit in die
Auffangkammer. Das entsprechende Gasgemisch wird umgewälzt,
ein Teil hiervon wird abgezogen, und der restliche Teil
wird der Sperrgasstrahl-Austrittsöffnung wieder zugeführt.
Es versteht sich, daß bei einer Anlage bzw. Einrichtung,
die mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung
versehen ist, der Sperrgasstrahl bis zu der gegenüberlie
genden Öffnung der Sperrgasauffangkammer gelangen muß. Mit
anderen Worten, die die abzudichtende Öffnung passierenden
Gegenstände, beispielsweise die in einem Durchlaufofen be
handelten Produkte, dürfen den Öffnungsquerschnitt nicht
vollständig sperren. Dies trifft auch auf die Fördermittel
zu, die den Öffnungsquerschnitt passieren. Derartige Gegen
stände bzw. Produkte sind aber ohnehin in der Regel immer
mit Öffnungen versehen, so daß sie vom Sperrgasstrahl
durchdrungen werden können. Dies trifft auch auf die Förder
einrichtungen zu; beispielsweise finden Drahtgewebebänder
Verwendung. Im übrigen kann der Sperrgasstrahl die Gegen
stände und Fördereinrichtungen auch seitlich umströmen und
auf diese Weise zur Auffangkammer gelangen.
Der hier verwendete Begriff "Sperrgasstrahl" bedeutet, daß
mit einem oder mehreren Strahlen der gesamte Öffnungsquer
schnitt abgedeckt wird. Dies kann mit einer Schlitzdüse
vorgenommen werden, deren Achse parallel zum Öffnungsquer
schnitt verläuft und die einen einzigen flächigen Sperrgas
strahl abgibt. Es kann aber auch eine Vielzahl von Düsen
über den Öffnungsquerschnitt angeordnet sein, die eine
Vielzahl von benachbarten Sperrgasstrahlen abgeben.
Ferner versteht es sich, daß auch mehrere Sperrgasstrahlen
hintereinander angeordnet sein können, um eine besonders
wirksame Abdichtung zu erreichen. Es können auch mehrere
Vorrichtungen hintereinander angeordnet sein, die jeweils
einen entsprechenden Sperrgasstrahl erzeugen und das Sperr
gas umwälzen sowie ggf. zusätzlich eine Gasvorabsaugung
aufweisen. Zwischen mehreren hintereinander angeordneten
Vorrichtungen können dabei Einströmkammern für das Gas ei
nes Raumes vorgesehen sein.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbei
spielen in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen erläu
tert. Es zeigen:
Fig. 1 Eine schematische Seitenansicht einer ersten
Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausge
bildeten Vorrichtung;
Fig. 2 eine Ansicht wie Fig. 1 einer zweiten Aus
führungsform;
Fig. 3 eine Ansicht wie Fig. 1 einer dritten Aus
führungsform; und
Fig. 4 eine schematische Seitenansicht einer Viel
zahl von modulartig hintereinander angeordne
ten erfindungsgemäßen Vorrichtungen.
Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung wer
den nachfolgend anhand eines Durchlaufofens erläutert, wo
bei die abzudichtende Öffnung die Austrittsöffnung des
Durchlaufofens darstellt. In den schematischen Darstellun
gen der Figuren die im Durchlaufofen behandelten Produkte
sowie die Fördermittel hierfür nicht dargestellt.
Wie bereits vorstehend erwähnt, kommen beispielsweise als
Fördermittel 7 Bänder zur Anwendung, so daß der erzeugte,
die Öffnung abdichtende Sperrgasstrahl den Öffnungsquer
schnitt passieren kann.
Fig. 1 zeigt einen ersten Raum 1, bei dem es sich um den
Austrittsbereich eines Durchlaufofens handelt. Dieser Raum
ist mit den Rauchgasen bzw. Prozeßgasen 13 des Durchlauf
ofens gefüllt.
Der Raum 1 geht über eine abzudichtende Öffnung (nicht mit
Bezugszeichen versehen, in einen zweiten Raum 2 über, bei
dem es sich um den den Ofen umgebenden, mit atmosphärischer
Luft 14 gefüllten Raum handelt. Die abzudichtende Öffnung
besitzt hierbei etwa quadratische Form, wobei sich die
Querschnittsebene der Öffnung senkrecht zur Papierebene er
streckt.
Am oberen Rand der abzudichtenden Öffnung befindet sich
eine Sperrgasstrahl-Austrittsöffnung 3, die als senkrecht
zur Papierebene verlaufende Schlitzdüse ausgebildet ist,
welche sich über den Öffnungsquerschnitt erstreckt. An der
dem Sperrgasstrahl-Austrittsöffnung 3 gegenüberliegenden
Rand der abzudichtenden Öffnung ist eine Sperrgas-Ein
trittsöffnung 9 angeordnet, die in eine Sperrgas-Auffang
kammer 11 führt. Man erkennt, daß die Sperrgas-Eintritts
öffnung 9 wesentlich breiter ausgebildet ist als die Sperr
gasstrahl-Austrittsöffnung 3, so daß die Sperrgas-Ein
trittsöffnung 9 nahezu den gesamten, sich erweiternden
Sperrgasstrahl, dessen Kernstrahl bei 8 dargestellt ist,
aufnehmen kann.
Die Sperrgasstrahl-Austrittsöffnung 3 ist an einer Sperr
gasberuhigungskammer 5 angeordnet, in der sich eine Ein
richtung 4 zur Erhöhung des Strömungswiderstandes des
Sperrgases befindet. In die Sperrgasberuhigungskammer 5
mündet eine Sperrgasrückführleitung 12, die von der Sperr
gas-Auffangkammer 11 ausgeht und in der ein Ventilator
(nicht gezeigt) angeordnet ist. Von dieser Sperrgasrück
führleitung 12 zweigt ein Sperrgasabzug 6 ab, der bei
spielsweise über geeignete Filter zur Atmosphäre führt.
Die Vorrichtung funktioniert in der folgenden Weise:
Ein geeignetes Sperrgas 7, beispielsweise ein Inertgas wird in die Sperrgasrückführleitung 12 eingeführt und vom nicht gezeigten Ventilator umgewälzt. Es gelangt über die Sperrgasberuhigungskammer 5 und die Einrichtung 4 zur Erhö hung des Strömungswiderstandes zur Sperrgasstrahl-Aus trittsöffnung 3 und wird von dort in der Form eines Sperr gasstrahles bzw. Sperrgasstrahlschleiers über den abzu dichtenden Öffnungsquerschnitt der Sperrgas-Eintrittsöff nung 9 zugeführt. In der Figur ist der sich erweiternde Sperrgasstrahl mit Kernstrahl 8 dargestellt. Man erkennt, daß der Kernstrahl 8 die Öffnung 9 erreicht. Von der Öff nung 9 gelangt das sich nunmehr entspannende Sperrgas über eine Einrichtung 10 zur Erhöhung des Strömungswiderstandes in die Sperrgas-Auffangkammer 1 und wird von dort über den Ventilator durch die Rückführleitung 12 bis in die Sperr gasberuhigungskammer 5 umgewälzt. Ein Teil des umgewälzten Sperrgases wird dabei über den Abzug 6 zur Atmosphäre abge führt. Da das Sperrgas bei seinem Durchtritt durch den Öff nungsquerschnitt einen Teil der in den Räumen 1 und 2 be findlichen Gase aufnimmt, wird somit über den Abzug 6 dafür gesorgt, daß der Volumenstrom des umgewälzten Gases immer konstant bleibt.
Ein geeignetes Sperrgas 7, beispielsweise ein Inertgas wird in die Sperrgasrückführleitung 12 eingeführt und vom nicht gezeigten Ventilator umgewälzt. Es gelangt über die Sperrgasberuhigungskammer 5 und die Einrichtung 4 zur Erhö hung des Strömungswiderstandes zur Sperrgasstrahl-Aus trittsöffnung 3 und wird von dort in der Form eines Sperr gasstrahles bzw. Sperrgasstrahlschleiers über den abzu dichtenden Öffnungsquerschnitt der Sperrgas-Eintrittsöff nung 9 zugeführt. In der Figur ist der sich erweiternde Sperrgasstrahl mit Kernstrahl 8 dargestellt. Man erkennt, daß der Kernstrahl 8 die Öffnung 9 erreicht. Von der Öff nung 9 gelangt das sich nunmehr entspannende Sperrgas über eine Einrichtung 10 zur Erhöhung des Strömungswiderstandes in die Sperrgas-Auffangkammer 1 und wird von dort über den Ventilator durch die Rückführleitung 12 bis in die Sperr gasberuhigungskammer 5 umgewälzt. Ein Teil des umgewälzten Sperrgases wird dabei über den Abzug 6 zur Atmosphäre abge führt. Da das Sperrgas bei seinem Durchtritt durch den Öff nungsquerschnitt einen Teil der in den Räumen 1 und 2 be findlichen Gase aufnimmt, wird somit über den Abzug 6 dafür gesorgt, daß der Volumenstrom des umgewälzten Gases immer konstant bleibt.
Da der Druck des Rauchgases 13 im Raum 1 größer ist als der
Druck der Luft 2 im Raum 14, wird der Sperrgasstrahl etwas
abgelenkt, wie in Fig. 1 gezeigt. Die Sperrgas-Eintrittsöffnung
9 ist jedoch so breit ausgebildet, daß trotz der
geringfügigen Ablenkung nahezu das gesamte Sperrgas aufge
nommen wird und in die Auffangkammer 11 gelangt. Wie ferner
in Fig. 1 gezeigt, werden Anteile des Rauchgases 13 und
der Luft 2 beim Durchtritt des Sperrgasstrahles durch die
Öffnung mitgerissen, so daß das von der Kammer 11 aufgefan
gene Gas ein Gasgemisch aus dem Sperrgas, den Rauchgasen 13
und der Luft 2 darstellt. Dieses Gasgemisch 15 wird über
die Rückführleitung 12 umgewälzt, wobei ein Teil davon über
den Abzug 6 zur Atmosphäre abgeführt wird.
Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform entspricht im
wesentlichen der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform,
so daß gleiche Teile an dieser Stelle nicht nochmals be
schrieben werden. Lediglich die unterschiedlichen Teile
werden nachfolgend erläutert.
Unterschiedlich gegenüber der Ausführungsform der Fig. 1
ist lediglich, daß von dem mit dem unter einem höheren
Druck stehenden Gas gefüllten Raum 1 (Durchlaufofen) vor
der abzudichtenden Öffnung ein Gasabzug 16 abzweigt. Dieser
Gasabzug 16 führt, ggf. über geeignete Filtereinrichtungen,
zur Atmosphäre. Er ist so dimensioniert, daß ein Druckaus
gleich zwischen den beiden Räumen 1 und 2 hergestellt wird,
so daß der die abzudichtende Öffnung überstreichende Sperr
gasstrahl nicht abgelenkt wird, sondern in Fig. 2 exakt
von oben nach unten, d. h. rechtwinklig zur Achse der Räume
1, 2 verläuft.
Bei dieser Ausführungsform mündet in den Gasabzug 16 der
von der Sperrgasrückführleitung 12 abzweigende Gasabzug 6,
so daß auch bei dieser Ausführungsform für einen konstanten
Volumenstrom des umgewälzten Sperrgases gesorgt wird.
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, die im wesentlichen der
der Fig. 2 entspricht. Hierbei ist lediglich die Sperrgas-
Eintrittsöffnung 9 in die Sperrgas-Auffangkammer 11 anders
ausgebildet. Die Sperrgas-Auffangkammer 11 ist nämlich ge
genüber der Sperrgas-Eintrittsöffnung 9 in der Breite er
weitert, so daß seitlich Abschirmbereiche 17 gebildet wer
den, die verhindern, daß in der Auffangkammer 11 entste
hende Turbulenzen sich in den Bereich des Querschnittes der
abzudichtenden Öffnung fortpflanzen.
Je nach Anforderungen kann die erfindungsgemäß ausgebildete
Vorrichtung (Strömschleuse) auch modular erweitert werden.
Die in Fig. 4 gezeigte Version bewirkt bei sehr großflä
chigen, den Sperrgasstrahl stark ablenkenden Produkten den
noch eine minimale Sauerstoffbelastung im Ofenbereich sowie
auch in bezug auf das CO-haltige Rauchgas oder Prozeßgas
eine besonders gute Abdichtung am Schleuseneintritt. Die
Module können je nach Anforderung beliebig kombiniert wer
den.
Bei der in Fig. 4 dargestellten Anordnung sind 3 Schleu
senmodule hintereinander angeordnet, die jeweils von einer
erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung gebildet werden.
Die einzelnen Vorrichtungen sind dabei so ausgebildet, wie
in Verbindung mit Fig. 3 beschrieben. Zwischen den einzel
nen Vorrichtungen sind Gaseinströmkammern 18 vorgesehen, in
die ein entsprechendes Gas zum Druckausgleich eingeführt
wird.
Claims (16)
1. Vorrichtung zur berührungsfreien Abdichtung einer Öffnung,
die von auf Fördermitteln bewegten Gegenständen passiert
wird, zwischen mit unterschiedlichen Gasen (13, 14) gefüll
ten Räumen (1, 2) gegen durchtretendes Gas (13) mit minde
stens einem durch den abzudichtenden Öffnungsquerschnitt
verlaufenden, im wesentlichen quer zur Bewegungsrichtung
der Fördermittel ausgerichteten Sperrgasstrahl, der von ei
ner Sperrgasstrahl-Austrittsöffnung (3) an einem Öffnungs
rand abgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass die För
dermittel und die Gegenstände die Öffnung in Querrichtung
nicht vollständig sperren, dass am der Sperrgasstrahl-
Austrittsöffnung (3) gegenüberliegenden Rand der abzudichten
den Öffnung eine Sperrgas-Eintrittsöffnung (9) angeordnet
ist, die in eine Sperrgas-Auffangkammer (11) führt, dass
die Vorrichtung eine Sperrgasrückführleitung (12) von der
Sperrgas-Auffangkammer (11) zur Sperrgasstrahl-Austritts
öffnung (9) aufweist und dass von der Sperrgasrückführlei
tung (12) eine Sperrgasabführung (6) zum Abführen eines
Teiles des rückgeführten, mit dem Gas (13) vermischten
Sperrgases (7) abgezweigt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
die Sperrgasabführung (6) so dimensioniert ist,
daß die Menge Gas abgeführt wird, die vom Sperrgas
strahl aus beiden Räumen (1), (2) aufgenommen und in
die Auffangkammer (11) mitgeführt wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Sperrgas-Eintrittsöffnung (9) eine
wesentlich größere Breite besitzt als die Sperrgas
strahl-Austrittsöffnung (3).
4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrgasstrahl-Aus
trittsöffnung (3) eine Einrichtung (4) zur Erhöhung
des Strömungswiderstandes des Sperrgases vorgeschaltet
ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrgasstrahl-Aus
trittsöffnung (3) eine Sperrgasberuhigungskammer (5)
vorgeschaltet ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrgasstrahl-Aus
trittsöffnung (3) eine Schlitzdüse ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß in der Sperrgas-Auffang
kammer (11) eine Einrichtung (10) zur Erhöhung des
Strömungswiderstandes des Sperrgases angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrgasstrahl-Aus
trittsöffnung (3) so bemessen ist, daß der gegenüber
liegende fiktive Rand der abzudichtenden Öffnung noch
voll vom Kernstrahl (8) des Sperrgasstrahles beauf
schlagt wird.
9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Sperrgas
strahles gegen den Druckgradienten zwischen den unter
schiedlichen Gasen der Räume (1, 2) geneigt ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangkammer (11) des
Sperrgases als Absaugkammer ausgebildet ist.
11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrgasstrahl eine
Strömungsgeschwindigkeit von 0,5-2 m/sec besitzt.
12. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem unter einem
höheren Druck stehenden Gas gefüllte Raum (1) vor der
Öffnung eine Gasabführung (16) aufweist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gasabführung (16) einen Druckausgleich zwi
schen den beiden Räumen (1, 2) herbeiführt.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Gasabführung (16) des Raumes (1) mit
der Sperrgasabführung (6) in Verbindung steht.
15. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrgas-Auffangkammer
(11) gegenüber der Sperrgas-Eintrittsöffnung (9) in
der Breite erweitert ist.
16. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß sie mehrere hintereinander
angeordnete Sperreinheiten aufweist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Citations (7)
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---|---|---|---|---|
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GB2071232A (en) * | 1980-03-08 | 1981-09-16 | Roland Man Druckmasch | Seals |
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-
1998
- 1998-04-01 DE DE1998114626 patent/DE19814626C2/de not_active Expired - Fee Related
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