DE2721663B2 - Dichtung, zur Abdichtung des Strahlrohres - Google Patents
Dichtung, zur Abdichtung des StrahlrohresInfo
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- F16J15/08—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with exclusively metal packing
- F16J15/0881—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with exclusively metal packing the sealing effect being obtained by plastic deformation of the packing
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Description
Die Erfindung betrifft eine Dichtung zur Abdichtung des Strahlrohres eines Industrieofens gegenüber dem
Ofenraum bzw. Brenner, wobei die Dichtung zwischen der Stirnfläche des Strahlrohres und dem mit einer
Eindrehung zur Aufnahme des Strahlrohres versehenen Brennerflansch angeordnet ist und die Dichtung aus
einem Material besteht, welches ausgehend vom festen
Zustand bei zunehmender, insbesondere bei Erreichen der für den Ofen benötigten Temperatur in einen
plastischen Zustand übergeht.
Dichtungen dieser Art bestehen aus Silikon und sind einem natürlichen Verschleiß unterworfen. Sie weisen
eine relativ kurze Lebensdauer auf. Ist ein Silikonring beschädigt, so treten Undichtigkeiten auf, wobei das
Schutzgas des Ofens in das Strahlrohr strömt und unter großer Flammenbildung verbrennt. Dies führt zu
erheblichen Beschädigungen des Heizsystems. Es ist jedoch auch möglich, daß das Heizgas vom Strahlrohr in
den Ofenraum gelangt; hierbei wird die Ofenatmosphäre durch den erhöhten CXVGehalt nachteilig beeinflußt,
denn es kommt entweder zu längeren Aufkohlzeiten oder bei gleichbleibender Zeit zu geringerer Randaufkohlung.
Die Ofenatmosphäre enthält bei einem Aufkohlungsprozeß 0,05 bis 0,15% CO2, das Rauchgas
im Strahlrohr dagegen etwa 10 bis 12%. Die Dichtung tauscht man jedoch erst dann aus, wenn die Ofenatmosphäre
sehr stark beeinflußt ist, so daß bis zum Austauschen ein erhöhter Verbrauch von Schutzgas und
eine längere Aufkohlungszeit in Kauf genommen werden muß. Darüber hinaus verursacht das Schutzgas
im Strahlrohr eine falsche Flammenbildung, wodurch Beschädigungen der Strahlrohre und Brenner im
erhöhten Maß vorkommen. Der Austausch einer Dichtung erfordert die mit sehr hohen Kosten
verbundene Stillegung des Ofens.
Es sind Dichtungen bekannt (z. B. CH-PS 3 99 070), die für Brennkraftmaschinen geeignet sind, wobei nach
der Montage durch die Flanschverbindung ein Anpreßdruck erzeugt wird, der die Dichtung verformt. Dieser
Anpreßdruck wird durch Schrauben erzeugt und bleibt ständig bestehen.
Weitere Dichtungen zeigen (z.B. CH-PS 3 78 619 oder M. v. Ardene »Tabellen der Elektronenphysik«
Band II, Deutscher Verlag der Wissenschaften 1956)
reine Metalldichtungen ohne Legierungszusätze, deren Materialien bis zu bestimmten Betriebstemperaturen
geeignet sind, sie sind jedoch nur mit Hilfe von versch raubbaren Flanschverbindungen einsetzbar. Diese
Dichtungen werden ebenfalls durch mechanischen Druck plastisch verformt wobei diese Form anschließend
beibehalten wird. Das Aufbringen eines mechanischen Druckes läßt sich bei abzudichtenden metallischen
Flanschen ohne weiteres erreichen.
Darüber hinaus ist eine weitere Dichtungsform bekannt (z. B. GB-PS 5 48 682), bei der zwei verschiedenartige
Materialien wie beispielsweise Kupfer und Asbest verwendet werden; aber auch hier ist nach der
plastischen Verformung dieser erreichte Zustand beizubehalten, so daß nur zwei Teile mit gleichen
Ausdehnungskoeffizienten abgedichtet werden können.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Dichtung zu schaffen, die mit steigender Temperatur ein
keramisches Strahlrohr eines Ofens hermetisch abdichtet und ein schnelles Erreichen des notwendigen
Kohlenstoff-Potentials ermöglicht; darüber hinaus soll ein geringer sowie kostengünstiger Wartungsaufwand
der Ofenanlage gewährleistet sein.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß die lediglich unter Eigengewicht des Rohres stehende
Dichtung aus einer Bleilegierung besteht, bei der der nicht aus Blei bestehende Legierungsanteil auf die
Betriebstemperatur abgestimmt ist.
Vorteilhaft ist hierbei, daß die Dichtung beim Erreichen der Betriebstemperatur des Ofens einen
plastischen Zustand einnimmt und eine einwandfreie Abdichtung auch bei unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten
gewährleistet, jedoch auch im kalten Zustand noch genügend abdichtet so daß beim Aufheizen des
Ofens keine Brennerabgase in den Ofenraum gelangen können. Das Strahlrohr drückt sich durch sein
Eigengewicht in den Werkstoff ein, so daß eine exakte Abdichtung gewährleistet ist. öfteres Aufheizen des
Ofens wirkt sich nicht nachteilig auf die Dichtung aus. Des weiteres ist positiv festgestellt worden, daß durch
die weiche Einbettung der vorzugsweise aus Keramik bestehenden Strahlrohre, bei Vibration und Erschütterungen
kaum Beschädigungen der Strahlrohre auitreten. Der Aufwand zur Instandhaltung der Ofenanlage
schlägt sich in geringeren Kosten nieder.
Als sehr günstig hat sich für eine Betriebstemperatur von 650° bis 9500C des Ofens herausgestellt, wenn die
Dichtung aus einer Blei-Kupfer-Legierung besteht, bei der der Bleianteil etwa 60 bis 70 und der Kupferanteil 40
bis 30 Gewichtsprozente beträgt. Bei höheren Betriebstemperaturen ist der Kupferanteil zu vergrößern.
Zur weiteren Verbesserung der Abdichtung des Strahlrohres ist nach einem weiteren Merkmal vorgesehen,
daß die Dichtung einen zylindrischen Ansatz aufweist dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser
des Strahlrohres entspricht. Durch diese Maßnahme wird eine gute Abdichtung erreicht, und das
Strahlrohr erhält eine zusätzliche Zentrierung. Um eine Verstärkung der Dichtung zu erreichen und ein Fließen
des Materials in den Innenraum während der Betriebsdauer
des Strahlrohres zu vermeiden, ist vorgesehen, daß die Dichtung durch einen zusätzlichen Winkelstützring
eingekammert ist.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele nach der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt Es
zeigt
F i g. 1 eine Seitenansicht von außen auf einen Teil des Ofens mit einem Strahlrohr, teils geschnitten,
F i g. 2 einen Schnitt durch den Ofen im Bereich der Heizvorrichtung,
Fig.3 ein Strahlrohr mit einem Brenner und die Dichtung als Einzelheit zur F i g. 1 im vergrößerten
Maßstab,
F i g. 4 eine Dichtung entsprechend der F i g. 1 und 2,
im Schnitt,
F i g. 5 eine Dichtung entsprechend der in F i g. 3 gezeigten, jedoch mit einem zusätzlichen Winkelstützring.
Der in den F i g. 1 und 2 gezeigte Industrieofen besteht im wesentlichen aus einem feuerfesten Mauerwerk
1, welches als Außengehäuse ausgebildet ist Entlang beider Seiten befinden sich eine Anzahl
Strahlrohre 2, die durch den zu beheizenden Ofeninnenraum 3 nebeneinander liegend hindurchgeführt sind. Sie
sind an der Eintritts- und Austrittsöffnung gegenüber dem Mauerwerk 1 durch Dichtungen 4, 5 abgedichtet
Im Strahlrohr 2 befindet sich in der unteren Hälfte ein Brenner 6, der von einem Gas-Luftmischer 7 mit 2r>
Brenngas versorgt wird. In den Gas-Luftmischer 7 führen die Gasleitungen 8 und die von einem Ventil 10
mittels eines Stellmotors 11 gesteuerten Luftlei, ungen 9.
Je nach Größe und der für den Arbeitsbereich notwendigen Temperaturen des Ofens, sind mehr oder
weniger Strahlrohre vorgesehen. Sämtliche Strahliv-hre
2 besitzen jeweils einen von einem Gas-Luftmischer 7 versorgten Brenner 6. Alle Gas-Luftmischer 7 werden
von den gemeinsamen Gas-Luftleitungen 8, 9 vom zentralen Ventil 10 gesteuert Bei diesem Ausftihrungs- ^
beispiel wird der Brenner 6 durch eine zusätzliche Luftleitung 12 gekühlt Im Strahlrohr 2 ist zur besseren
Wärmeausnutzung im oberen Teil ein Flammenbrecher 13 befestigt Dieser verhindert ein zu schnelles
Austreten des Heizgases. An der Ofendecke ist im Mauerwerk 1 ein durch einen Motor 14 betriebener
Ventilator 15 im Ofeninnenraum befestigt Der Ventilator
15 sorgt für die Gaszirkulation, wobei er das Gas an
den Strahlrohren 2 vorbei, von unten her in die Ofenkammer 16 blaßt Die Ofenkammer 16 nimmt die
zur Wärmebehandlung vorgesehenen Werkstücke auf, wobei diese vom Schutzgas, welches durch die
Eintrittsöffnungen 17 sowie durch die Austrittsöffnungen 18 strömt umspült wird.
In F i g. 3 ist ein Strahlrohr 2 gezeigt, in welchem sich
ein Brenner 6 befindet der durch ein Brennerrohr 19 vom Gas-Luftmischer 7 mit Brenngas versorgt wird.
Das Brennerrohr 19 ist von einer einen Flansch 20 tragenden Brennerkupplung 21 umgeben. Der Brennerflansch
20 weist eine Dichtung 22 auf, die gegenüber dem Mauerwerk 1 und eine Strahlrohrdichtung 23, die
gegenüber dem Strahlrohr 2 abdichtet Diese Strahlrohrdichtung 23 ist großen Belastungen ausgesetzt
außerdem verhindert sie, daß Brennergas in den Ofeninnenraum 3 gelangen kann bzw. umgekehrt
Schutzgas in das Strahlrohr 2.
Fig.4 zeigt eine Ausführungsform der Strahlrohrdichtung
23. sie ist in einer Ausdrehung 24 des Brennerflansches 20 angeordnet. Die Strahlrohrdichtung
23 besitzt einen zylindrischen Ansatz 25, dessen Außendurchmesser 26 dem Innendurchmesser 27 des
Strahlrohres 2 entspricht, so daß das Strahlrohr 2 eine exakte Führung enthält da es innen und außen geführt
ist.
Darüber hinaus wirkt sich die Führung neben der guten Abdichtung positiv auf den Verschleiß der
vorzugsweise aus Keramik hergestellten Strahlrohre 2 aus, da noch hinzu kommt, daß im Betriebszustand die
sich im plastischen Zustand befindliche Strahlrohrdichtung 23, Vibrationen und Erschütterungen auffängt
Die in F i g. 5 gezeigte Strahlrohrdichtung 23 ist im Prinzip wie die in F i g. 4 gezeigte, sie besteht ebenfalls
aus einer Kupfer-Bleilegierung. Dier hier gezeigte Ausführung weist im Unterschied einen zusätzlichen
Winkelstützring 28 auf. Der Winkelstützring 28 ist aus hitzebeständigem Stahl oder dgl. und verhindert ein
Fließen des Dichtungswerkstoffes in das Strahlrohr 2.
Claims (3)
1. Dichtung zur Abdichtung des Strahlrohres eines Industrieofens gegenüber dem Ofenraum bzw.
Brenner, wobei die Dichtung zwischen der Stirnfläche des Strahlrohres und dem mit einer Eindrehung
zur Aufnahme des Strahlrohres versehenen Brennerflansch angeordnet ist und die Dichtung aus
einem Material besteht, welches ausgehend vom festen Zustand bei zunehmender, insbesondere bei
Erreichen der für den Ofen benötigten Temperatur in einen pisstischen Zustand übergeht, dadurch
gekennzeichnet, daß die lediglich unter Eigengewicht des Rohres stehende Dichtung (23)
aus einer Bleilegierung besteht, bei der der nicht aus Blei bestehende Legierungsanteil auf die Betriebstemperatur
abgestimmt ist
2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Dichtung (23) einen zylindrischen Ansatz (25) aufweist, dessen Außendurchmesser (26)
dem Innendurchmesser (2) des Strahlrohres (2) entspricht.
3. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (23) durch einen
zusätzlichen Winkelstützring (28) eingekammert ist.
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