DE2713014A1 - Vorrichtung zum kuehlen der auflagen fuer das waermgut eines waermofens - Google Patents

Vorrichtung zum kuehlen der auflagen fuer das waermgut eines waermofens

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DE2713014A1 DE19772713014 DE2713014A DE2713014A1 DE 2713014 A1 DE2713014 A1 DE 2713014A1 DE 19772713014 DE19772713014 DE 19772713014 DE 2713014 A DE2713014 A DE 2713014A DE 2713014 A1 DE2713014 A1 DE 2713014A1
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Description

Dipl Ing A. Spalthoff. Patentanwalt. 43 Enen
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"Vorrichtung zum Kühlen der Auflagen für das Wärmgut eines
Wärmofens"
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kühlen der Auflagen für das Wärmgut eines Värmofena, welche al» Rohre ausgebildet und auf Stehern angeordnet sind, wobei die Zu- und Ableitung für das Kühleedi um an die Enden der Auflagen entschlossen sind.
Es ist bekannt, die Auflagen für das Wärmgut eines Wärmofens zu kühlen, um zu verhindern, daß diese unzulässig hohe Temperaturen annehmen. Zu diesem Zwecke kann man sich einer Verdampf ungs- oder HeiBwasserkühlung bedienen. Die Erwärmung der horizontalen Auflagen bringt es mit sich, daß diese eine Längenausdehnung erfahren, wodurch starke Biegemomente auf ihre senkrecht angeordneten Steher und endseitigen Stützen ausgeübt werden, welche auf den Ofenboden aufgesetzt sind, und zwar bei Stoß- und Hubbalkenofen auf des fest angeordneten Ofenrost und bei Hubbalkenöfen auch auf dem beweglichen Ofenrost. Um die aus den Längenausdehnungen der Auflagen herrührenden Kraft einwirkungen auf die Steher und Stützen su vermeiden, ist es bereits bekannt, die Auflagen mittels Schwalbenschwanzführungen verschiebbar auf den Stehern anzubringen. Diese Ausführung läßt sich
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nicht bei Systemen anwenden, bei denen die Steher von den Auflagen her mit Kühlmittel gespeist werden.
Bei einer derartigen bekannten Konstruktion bewirkt (mit Ausnahme bei einer Kaltwasserkühlung) die Längenausdehnung der horizontalen Auflagen Kräfte und Momente auf die Steher und die endseitigen Stützen der Auflagen, die zu unzulässig hohen Biege spannungen führen können. Dies hatte zur Folge, daß die Länge der Auflagen von vornherein begrenzt war, wodurch die an sich nachteiligen Doppelstützen im Ofen erforderlich wurden.
Bei Stoßöfen ist es bekannt, die Stützen an einem Ende der Auflagen auf Rollen zu lagern. Die durch die Wärmeausdehnung der Auflagen bedingte Verschiebung der Lager unter den Stützen wurde dabei durch entsprechende Momente in den Stützen bewirkt.
Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Kühlen der Auflagen für das Wärmgut eines Wärmofens der eingangs ^nannten Art zu schaffen, welche unter Vermeidung vorerwähnter Nachteile in einfacher Weise ausgebildet und anzubringen ist sowie eine hohe Betriebssicherheit besitzt und darüber hinaus Beanspruchungen der Steher und Stützen durch aus den Längenänderungen der Auflagen inf olge
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ihrer Erwärmung herrührende Kräfte und Momente praktisch ausschließen.
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Zu- und/oder Ableitungen für das Kühlmittel parallel zu den zu kühlenden Auflagen außerhalb des beheizten Teiles des Wärmofens angeordnet und mit den Auflagen über die Steher sowie die endseitigen Stützen mechanisch verbunden sind, wobei die Zu- und/oder Ableitungen verschiebbar gelagert sind. Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, daß von einem Festpunkt aus die Auflagen und ihre Zu- und/oder Ableitungen in gleicher Richtung und etwa gleicher Größe eine Längenausdehnung erfahren, da deren Erwärmung praktisch gleich ist. Die nunmehr durch die Verschiebung der Zu- und/oder Ableitungen zusätzlich auftretenden Verschiebekräfte werden benutzt, um eine Verschiebung der Lagerungen direkt zu bewirken, ohne die Steher und Stützen mit zusätzlichen Kräften und Momenten zu belasten. Diese Ausführung ermöglicht den Einsatz eines Kühlverfahrens, welches in der Investition und im Betrieb weniger Kosten verursacht.
Als verschiebbare Lagerungen können die die Zu- oder Ableitungen aufnehmenden Schuhe od.dgl. dienen, welche mit Gleitkufen, Rollen od.dgl. ausgerüstet sein können, um so eine leichte Verschiebbarkeit der Zu- und/oder Ableitungen zu gewährleisten.
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Vorteilhaft sind die verschiebbaren Lagerungen in den Bereichen der Zu- und/oder Ableitungen vorzusehen, in denen diese mit den Stehern und den Stützen verbunden sind, um auf diese Weise unmittelbar die Gewichtsbelastung der Auflagen aufzunehmen.
Je nach Ausgestaltung des Wärmofens können mehrere Stder und/ oder Stützen an einer gemeinsamen verschiebbaren Konstruktion angebracht sein. Infolge des Abstandes der an einer gemeinsamen Konstruktion vorgesehenen Steher bzw. Stützen voneinander ergeben sich zwar gewisse Beanspruchungen, jedoch ist die Ausdehnung bei zwei benachbarten Stehern bzw. Stützen nicht so erheblich, als daß sie besonderer Berücksichtigung bedarf.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind einander gegenüberliegende, verschiebbare Konstruktionen mittels einer Brücke od.dgl. miteinander verbunden, so daß auch in Richtung der Brücken eine Stabilität gegeben ist und. beispielsweise das auf den Auflagern befindliche Wärmgut seitlich nicht unzulässig weit auswandern kann, was zu Beschädigungen führen könnte.
Vorteilhaft greifen die Zu- und/oder Ableitungen an den Brücken od.dgl. möglichst nahe an den mit diesen verbundenen, verschiebbaren Konstruktionen an. Dementsprechend sind auch die Zu- und/odei Ableitungen bei unmittelbarer Anordnung an den Konstruktionen mög-
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liehst nahe an den Fußpunkten der Steher oder unmittelbar an den Stehern oder Stützen an diesen angebracht. Durch diese Anordnung wird die Beanspruchung in der Unterkonstruktion möglichst gering gehalten.
Die Zu- und/oder Ableitungen sind mit parallel zu diesen verlaufenden Teilen der Unterkonstruktion zusammen isoliert, um so die Temperaturdifferenzen und damit die Differenzdehnungen zwischen Unterkonstruktion und Zu- und/oder Ableitungen möglichst klein zu halten.
Die Durchtrittsöffnungen im Ofenboden sind für die Steher sowie die Stützen derart bemessen, daß diese eine durch die Erwärmung bedingte Verschiebung ermöglichen. Diese Durchtrittsöffnungen im Ofenboden sind durch Abdeckplatten od.dgl. überdeckt, so daß Zunder oder sonstige Verschmutzungen nicht in die verschiebbaren Lagerungen fallen können.
Die Erfindung ist an Hand der Ausführungsbeispiele näher erläutert, und zwar zeigt:
Fig. 1 in schematischer Darstellung den Längsschnitt eines Wärmofens,
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Fig. 2 in schematischer Darstellung den Teil eines Längsschnittes eines Hubbalkenofens,
Fig. 3 eine Draufsicht der Linie III - III der Fig. 2 und Fig. 4 einen Querschnitt entsprechend der Linie IV - IV der Fig. 2.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist mit 1 der Ofenboden bezeichnet, welcher von einer nicht weiter dargestellten Ofenkonstruktion umgeben ist.
Die Auflage 2, welche aus Rohren besteht, ist atf den Stehern 3-7 und den Stützen 8,9 angeordnet. Die Stütze 8 ist an die Zuleitung 7 und die Stütze 9 an die Ableitung 18 für das Kühlmittel angeschlossen.
Die Steher 3»4-»6,7 und die Stützen 8,9 sind durch den Ofenboden 1 hindurchgeführt und mit der Zuleitung 17 sowie der Ableitung 18 verbunden, und zwar mittels verschiebbarer Lagerungen 10, die von Schuhen 11 gebildet sind, welche mit Rollen 12 auf den fest angeordneten Widerlagern 13 aufliegen.
Der in der Mitte vorgesehene Steher 5 ist abweichend von den übrigen Stehern 3,4-,6,7 weder mit der Zuleitung 17, noch mit der Ableitung "B verbunden, sondern fest auf dem Ofenrost 14 ange-
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bracht und stellt somit den Festpunkt der Auflage dar.
Die Anordnung dieses Festpunktes ist beliebig, dieser
kann beispielsweise auch an dem einen oder anderen Ende
des Ofens vorgesehen sein.
Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist
wie folgt:
Bei einer Heißwasser- oder Verdampfungskühlung entspricht
die Temperatur des Kühlmittels in der Zuleitung 17 und der
Ableitung 18 in etwa der Temperatur dss Kühlmittels in der
Auflage 2, so daß die Zuleitung 17 und Ableitung 18 sowie die Auflage 2 in etwa die gleiche Längenausdehnung erfahren. Da
diese zueinander parallel angeordnet und über die Steher 354, 6,7 sowie die Stützen 8,9 miteinander verbunden sind, ergibt
sich vom als Festpunkt dienenden Steher 5 eine gleichmäßige
Längenausdehnung zu den Stützen 8,9 hin, welche sich in einer Verschiebung sowohl der oberen Knotenpunkte von Auflage 2 und Stehern 3>4-,6,7 bzw. Stützen 8,9 als auch in den verschiebbaren Lagerungen 10 auswirkt, so daß die Steher 4,3,6,7 und Stützen 8,9 praktisch frei von aus der Längenausdehnung herrührenden
Kräften und Momenten sind. Die Durchtrittsöffnungen 15 im Ofenboden sind so bemessen, daß die Steher 3,4,6,7 und Stützen 8,9 ihren maximalen Verschiebeweg ausführen können. Wie in der Zeich-
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nung nicht weiter dargestellt, sind die Durchtrittsöffnungen 15 zum Ofeninneren hin abgedeckt, so daß Zunder oder anderweitige Verschmutzungen nicht durch diese öffnungen 15 hindurch auf die Lagerungen 10 fallen können.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist die Wirkungsweise an Hand einer Auflage 2 erläutert, jedoch sind mehrere derartiger Auflagen parallel zueinander in Längsrichtung des Wärmofens angeordnet. Bei senr großen Ofenbreiten ist es auch möglich, das in Fig. 1 dargestellte System quer zur Ofenlängsrichtung anzuordnen und parallel dazu - entsprechend der Länge des Ofens - mit Abstand voneinander weitere Systeme. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2-4 handelt es sich um einen Hubbalkenofen, dessen fester Ofenboden mit 1 und dessen beweglicher Ofenboden mit 11 bezeichnet ist.
Wie insbesondere Fig. 4 erkennen läßt, sind innerhalb des Ofens mehrere Auflagen 2 in Form von Rohren parallel zueinander angeordnet, welche vom Kühlmittel durchströmt sind.
Die Zuleitungen 17 münden über die Stützen 8,8' an der im dargestellten Ausführungsbeispiel linken Seite in die Auflagen 2 ein. Das andere Ende des Ofens mit dem Übergang von den Auflagen 2 über die Stützen 9 in die Ableitungen 18 ist nicht weiter
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dargestellt, jedoch ist dieser Ofenteil analog ausgebildet
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Steher 3 »4- und die Steher 6,7 paarweise zusammengefaßt und an einer für jedes Paar gemeinsamen Konstruktion 20 angebracht. Unter jedem Steher 3,4,6,7 ist an der Konstruktion 20 eine Lagerung 10 vorgesehen. Die verschiebbaren Lagerungen 10 sind als Schuhe 11 ausgebildet, welche mittels der Rollen 12 auf den Widerlagern 13 aufliegen.
Die dem beweglichen Ofenboden 1' zugeordneten Steher sind mit 31,4*,6',7' bezeichnet.
Die Stützen 8,8' an den Zuleitungen 17 sowie die Steher 31 sind auf einer quer zur Längsrichtung des Ofens angeordneten, verschiebbaren Konstruktion 19 angebracht, während die Steher V,6',7' an verschiebbaren Konstruktionen 20 angeordnet sind, welch letztere genau wie die verschiebbaren Konstruktionen der Steher 3,4;6,7 in Längsrichtung des Ofens verlaufen. Auch die Konstruktionen 19 sind unterhalb der Steher 3' ,3' bzw. der Stützen 8',8' mit Lagerungen 10 versehen.
Von den in Längsrichtung des Ofens angeordneten Konstruktionen 20 sind jeweils einander gegenüberliegende, durch eine Brücke
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16 miteinander verbunden, so daß diese die Auflagen 2 tragenden Systeme auch in seitlicher Richtung stabilisiert sind und daher ein seitliches Auswandern des auf diesen aufliegenden Wärmgutes in zulässigen Grenzen bleibt.
Die Zuleitungen 17 greifen an den Brücken 16 od.dgl. möglichst nahe an den mit diesen verbundenen, verschiebbaren Konstruktionen 20 an. Auch an den Konstruktionen 19 sind die Zuleitungen 17 möglichst nahe an den Fußpunkten der Steher 3'»3' angebracht. Bei der Konstruktion 19 mit den Stützen 8',8' sind die Zuleitungen 17 direkt an den Stützen 8',8' angeordnet. Diese Art der Anordnung ist vorgesehen, um die Beanspruchungen in der Unterkonstruktion möglichst gering zu halten.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2-4 ist der Festpunkt des Systems nicht gezeigt, welcher beispielsweise an der Eingabeseite des Ofens liegen kann. Die Anordnung der quer zur Längsrichtung oder in Längsrichtung des Ofens verlaufenden Konstruktionen 19,20 richtet sich danach, ob die erforderliche Bewegung hindernde Bauteile vorhanden sind, anderenfalls nur quer zur Längsrichtung verlaufende Konstruktionen 19 vorgesehen sein können.
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In Fig. 2 ist mit 21 schematisch das mögliche Bewegungsrechteck des beweglichen Teils des Hubbalkenofens bezeichnet.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist auf die dargestellte und beschriebene Ausführungsform nicht beschränkt, sondern kann in beliebiger Anzahl neben- oder hintereinander, je nach den Abmessungen des Ofens, vorgesehen sein, wobei die Längenausdehnung der Auflagen und der diesen zugeordneten Zu- und/oder Ableitungen von einem Festpunkt aus gesehen jeweils in gleicher Richtung erfolgt, wobei diese über Steher miteinander mechanisch verbunden sind.
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Claims (10)

  1. PATENTANSPRÜCHE :
    ' 1.)/ Vorrichtung zum Kühlen der Auflagen für das Wärmgut eines Wärmofens, welche als Rohre ausgebildet und auf Stehern angeordnet sind, wobei die Zu- und Ableitungen für das Kühlmittel an die Enden der Auflagen angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet , daß die Zu- (17) und/oder Ableitungen (18) parallel zu den zu kühlenden Auflagen (2) außerhalb des beheizten Teiles des Wärmofens angeordnet und mit den Auflagen (2) über die Steher (3,3* ,4,4-' ,6,6' ,7,7' ) sowie die endseitigen Stützen (8,8',9) mechanisch verbunden sind, wobei die Zu- (17) und/oder Ableitungen (18) verschiebbar gelagert sind.
  2. 2.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als verschiebbare Lagerungen (10) die Zu- (17) und/oder Ableitungen (18) aufnehmende Schuhe (11) od.dgl. dienen.
  3. 3.) Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schuhe (11) od.dgl. mit Gleitkufen, Rollen (12) od.dgl. ausgerüstet sind.
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    DipL-Ing. A. Spalthoff, Patentanwalt, Ί3 tssen 2 7 1 3 0 1 A
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  4. 4.) Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder einem oder mehreren der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiebbaren Lagerungen (10) in den Bereichen der Zu- (17) und/oder Ableitungen (18) vorgesehen sind, in denen diese mit den Stehern (3,3' ,4,4' ,6,6' ,7,7' ) und den Stützen (8,8* ,9) verbunden sind. '
  5. 5.) Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder einem oder mehreren der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Steher (3,4; 3',3';4',6';6,7) und/oder Stützen (8',8') an einer gemeinsamen verschiebbaren Konstruktion (19,20) angebracht sind.
  6. 6.) Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder einem oder mehreren der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß einander gegenüberliegende, verschiebbare Konstruktionen (20) mittels Brücken (16) od.dgl. miteinander verbunden sind.
  7. 7.) Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder einem oder mehreren der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Zu- (17) und/oder Ableitungen (18) an den Brücken (16) od.dgl. möglichst nahe an den mit diesen verbundenen, verschiebbaren Konstruktionen (20) angreifen.
  8. 8.) Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder einem oder mehreren der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Zu- (17) und/oder
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    Dipl.-Ing. A. Spalthoff, Patentanwalt, 43 tssen 2 7 1 3 0 1
    Ableitungen (18) an den Konstruktionen (19) möglichst nahe an den Fußpunkten der Steher (31 ,3') oder unmittelbar an den Stehern oder Stützen (8',8') an diesen angebracht sind.
  9. 9·) Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder einem oder mehreren der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Zu- (17) und/ oder Ableitungen (18) mit parallel zu diesen verlaufenden Teilen der Unterkonstruktion zusammen isoliert sind.
  10. 10.) Vorrichtung nach Anspruch 1 und/oder einem oder mehreren der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsöffnungen (15) für die Steher (3,3' ,4-,4-1 ,6,6' ,7,7' ) sowie die Stützen (8,8',9) derart bemessen sind, daß diese eine durch die Erwärmung bedingte Verschiebung ermöglichen.
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