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Beschreibung Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Abdichtvorrichtung
für Vakuumanlagen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und auf eine mit einer solchen
Abdichtvorrichtung versehene Vakuumanlage.
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Vakuumanlagen werden in vielfältiger Weise verwendet; gemäß vorliegender
Erfindung ist vorzugsweise an die Anwendung bei Vakuumschmelzöfen gedacht, die zum
Schmelzen von Aluminium und/oder Aluminiumlegierungen dienen. Wird nämlich das Schmelzen
von Aluminium oder Aluminiumlegierungen unter Vakuum vorgenommen, so erfolgt eine
sog. Entgasung, d.h. ein Entfernen von insbesondere gasförmigen Fremdeinschlüssen,
wobei gleichzeitig auch alle Verunreinigungen, die an den aufsteigenden Bläschen
angelagert sind, an die Badoberfläche gelangen. Dies haben Versuche gezeigt.
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Das druck- bzw. vakuumdichte Verschließen des betreffenden Scumelzgefäßes
erfolgte bei den o.g. Versuchen in der Weise, daß der Deckel ebenso wie das Gefäß
randseitig mit einer planen Dichtfläche versehen ist. Der Deckel wird ggf. unter
Swischenfügen einer Gummiabdichtung auf das Gefäß geschraubt. Dies ist nicht nur
sehr umständlich, sondern auch zeitraubend, wenn man bedenkt, daß in jedem Arbeitszyklus
(Eingeben des Gutes, Schmelzen, Herausnehmen der Schmelze) die druckdichte Verbindung
einmal hergestellt und wieder entfernen muß. Außerdem sind solche vakuumdichte Verbindungen
den Temperatur- und Spannungsänderungen des Materials von Gefäß und Deckel unterworfen,
so daß es insbesondere bei großen Gefäßen sehr schwierig ist, trotz dieser Temperatur-
und Spannungsänderungen eine vakuumdichte Verbindung jederzeit und problemlos herstellen
und aufrechterhalten zu können.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Abdichtvorrichtung
der eingangs genannten Art zu schaffen, die wesentlich einfacher
und
schneller zu handhaben ist und die unabhängig von auftretenden Temperatur- und Spannungsänderungen
an den zu verbindenden Teilen stets gleich gut abdichtet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Ansprucüs
1 angegebenen Merkmale gelöst.
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Das vakuumdichte Verschließen kann damit äußerst schnell erfolgen,
da der schlauchförmige Körper nur unter Druck gesetzt werden muß, was darüber hinaus
auch für den Bedienenden wesentlich eir,facher ist. Auch das Lösen dieser vakuumdichten
Verbindung iS t entsprecilend vereinfacht, wobei darüber hinaus das Lösen dieser
Verwindung dadurch unterstützt wird, daß das elastische Elenent das Druckmedium
im schlauchförmigen Körper aktiv herausdrückt. Die erfindungsgemäße Abdichtvorrichtung
ist unabhängig voll Herstellungstoleranzen und von Maßänderungen, die sich aufgrund
von 'l'elrlperatur- und Spannungsänderungen im Material ergeueri können, da sich
der elastische Körper und das elastische Element entsprechend nachgiebig an die
betreffenden Flanschteile anlegen. Dabei ist das elastische Element vorzugsweise
aus einem Abdichtmaterial hergestellt, so daß es gleichzeitig die Asdichtwirkung
verbessern kann.
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Vakuumanlagen, die mit einer solchen Abdichtvorrichtung versehen sind,
können darüber hinaus auch an solchen Schmelzaggregaten angeschlossen werden, die
an sich für eine solche Vakuumentgasung nicht vorgesehen waren. Die erfindungsgemäße
Konstruktion der Abdichtvorrichtung macht es nämlich möglich, bereits bestehende
Schmelzaggregate tonne größeren Aufwand an die Abdichtvorrichtung anzupassen. Dazu
ist es lediglich notwendig, an das bestehende Gefäß, Deckel oder dgl. des Schmelzofens
außenumfangsseitig einen Flansch in Form eines im Querschnitt gesehen winkligen
Ringes druckdicht anzuschweißen. In diesen so entstehenden, nach obeii offenen,
etwa U-förmigen Flansch kann der Deckel mit seinem Ende eingesetzt werden, das ebenfalls
einen U-förmigen Flansch besitzt, der jedoch radial nach außen hin offen ist und
mit dem
schlauchförmigen Körper und dem elastischen Element versehen
ist.
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Dabei hat es keine grundsätzliche Bedeutung, ob das betreffende Teil
des Gefäßes im Querschnitt rund, oval oder gar eckig ist, da der anzuschweißende
Flansch und der Deckel in ihrer Form jeweils entsprechend aneinander angepaßt werden
können.
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Die Handh?burlg der Vakuumanlage wird gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
vorliegender Erfindung dadurch weiter vereinfach, daß der schlauchartige Körper
mit der Druckseite der Vakuumpumpe verbunden ist, so daß mit dem Herstellen des
Vakuums bzw. Unterdrucks die Wirkung der Abdichtung des schlauchförmigen Körpers
zwischen Deckel und Gefäß erreicht wird. Dies bedeutet eine beschleunigung im Ablauf
des o.g. Arbeitszyklus.
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Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden
Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anfjarJd des in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispieles näher teschrieben und erläutert wird. Die einzige Figur zeigt
in schematischer Darstellung eine Vakuumanlage, wobei die Abdichtvorrichturlgg und
das zu evakuierende Gefäß im Schnitt dargestellt sird.
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Die in der Zeichnung gemäß einem Ausführungsbeispiel dargestellte
Vakuumanlage 10 ist mittels einer erfindungsgemäßen Abdichtvorrichtung 11 mit einem
lediglich schematisch dargestellte Gefäß 12 verbunden. Die Bezugsziffer 12 kann
jedoch nicht nur ein Gefäß beliebiger Art, wie bspw. ein Schmelzgefäß kennzeichnen,
sondern auch den Hals, einen Rohrstutzen oder dgl.
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eines Schmelzaggregates, in dem einzubringendes Gut aus Aluminium
oder einer Aluminiumlegierung unter Vakuum geschmolzen werden soll.
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Der an einem Deckel 13 des betreffenden Gefäßteiles 12 angeordnete
Teil der Abdichtvorrichtung 11 besteht im wesentlichen aus einem elastischen, schlauchförmigen
Körper 16 aus hitzebeständigem Material, der aufblasbar ist, und aus einem am Außenumfang
des
Schlauches 16 anliegenden elastischen, ggf. vorgespannten Band 17 aus Abdichtmaterial.
Schlauch 16 und Band 17 sind in einen den axial unteren Bereich des Deckels 13 umgebenden
und an diesen druckdicht befestigten Flansch 18 eingeschoben. Der Flansch 18, der
beim Ausführungsbeispiel wie der Deckel 13 kreisförmige Gestalt besitzt, besteht
im wesentliselen aus zwei parallel zueinander verlaufenden, ebenen flachen Ringen
und ist radial nach außen hin offen. Von dieser offenen Seite her ist zunächst der
Schlauch 16 und dann um diesen herum das Band 17 eingesetzt, wobei die Dimensionierung
derart ist, daß die lichte Höhe des Flansches 18 etwa dem Umfang des nicht aufgeblasenen
Schlauches 16 und der Breitseite des Bandes 17 entspricht. Der Schlauch 16 ist an
mindestens einer Stelle mit einem Anschlußröhrchen 19 verbunden, das bspw. durch
eine am oberen Flanschring angeschweißten Durchführung nach außen tritt.
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Am Gefäß 12 bzw. am entsprechenden Teil eines solchen Gefäßes, Behälters
oder dgl., das beim Ausführungsbeispiel ebenfalls kreisrund ist, ist außenumfangsseitig
ein Flansch 21 druckdicht angeschweißt, der im Querschnitt gesehen die Form eines
rechteckigen Winkels besitzt. Der angeschweißte Flansch 21 bildet mit der betreffenden
Gefäßteilwand eine nach oben hin offene ringförmige Rinne, in die der Flansch 18
des Deckels 13 passend eingesetzt werden kann.
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Der Deckel 13 ist mittels eines an geeigneter Stelle befestigten Rohratutzen
22 über eine Leitung 23, in die ein Manometer 24 eingesetzt ist, mit der Saugseite
einer Vakuumpumpe 26 verbunden.
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Die Druckseite der Vakuumpumpe 26 ist ü! er eine Leitung 27, in der
ein Druckregler 28 angeordnet ist, mit dem Anschlußröhrchen 19 des Schlauches 16
verbunden. Der Druckregler 28 ist mit einem nicht dargestellten tlberdruckventil
verstehen, das die Druckseite der Vakuumpumpe 26 mit einem nach außen mündenden
Leitung stutzen 29 verbinden kann, also die Verbindung 31 zwischen Vakuumpumpe 26
und Schlauch 16 sperrt.
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Die erfindungsgemäße Vakuumanlage mit der erfindungsgemäßen Abdichtvorrichtelg
funktioniert
folgendermaßen: Sind die nicht dargestellten zu schmelzenden Rücklaufmaterialien
oder tiasseln aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung oder auch flüssiges Material
in das Gefäß 12 bzw. das Schmelzaggregat eingebracht worden, so wird der Deckel
13 mit der Abdichtvorrichtung 11 von oben in den Flansch 21 am Gefäß 12 bzw.
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Gefäßteil eingesetzt. Anschließend wird die Vakuumpumpe 26 eingeschaltet,
die mit der Evakuierung bzw. Unterdruckerzeugung im Gefäß 12 beginnt und dabei das
aus dem Gefäß 12 gesaugte gasförmige Medium über die Leitung 27 in den Schlauch
16 fördert, wobei es sich im Anfangsstadium lediglich um die sich im Gefäß befindliche
Luft handelt. Das Fördern der Luft in den Schlauch 16 erfolgt solange, bis der Druckregler
den betreffende;! für den Schlauch 16 vorgesehenen Maximaldruck anzeigt, die Leitung
27 schließt und die Verbindung zum Leitungsstutzen 29 freigibt. Danach wird die
aus dem Gefäß 12 gesaugte Luft bzw.
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die nun mehr auch auftretenden Gase aus dem Zu schmelzen begii.nenden
oder bereits geschmolzenen Gut über den LeitungsstutzelJ 29 nah'außen ausgeblasen.
Während der Herstellung des Unterdrucks von bspw. etwa 0,5 bar kann das in das Gefäß
12 eingebrachte Gut bereits geschmolzen werden.
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Mit dem Aufblasen des Schlauches 16 drückt dieser das elastische Band
17 entgegen dessen Vorspannung nach außen gegen die senkrechte Wand des Flansches
21 am Gefäß 12 und der Schlauch 16 selbst legt sich außen an die betreffenden Bereiche
des Flansches 18 am Deckel 13 druckdicht an. Da diese Abdichtung bereits mit dem
Herstellen des Unterdrucks erfolgt, kann der Arbeitszyklus sehr rasch begonnen werden.
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nach dem Schmelzen des Gutes bzw. nach dessen Vakuumentgasung, die
zu Beginn des Vorganges durch eine Stickstoffspülung unterstützt werden kann, wird
das Gefäß 12 wieder belüftet und der Schlauch 16 zur Entlüftung wieder mit der Außenluft
verbunden, welche beiden Vorgänge in geeigneter Weise erfolgen können.
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Das Entlüften des Schlauches 16 und damit auch das Lösen der vakuum-
bzw. druckdichten Verbindung wird durch das sich zusammenzihende elastische Band
17 uriterstützt, das die Luft aktiv aus dem Schlauch 16 herauspreßt und sich dabei
vom Flansch 21 des Gefäßes 12 löst, so daß keine Gefahr besteht, daß die Abdichtvorrichtung
11 bzw. das band 17 am Gefäß 12 ncften bleibt.
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Es versteht sich, daß es auch möglich isL, den Deckel 13 mit der Abdichtvorrichtung
11 in das betreffende Gefäßteil einzubr@@gen und ort die Abdichtung in o.g. Weise
vorzunehmen, inde@ sich der Schlauch 16 von innen an die Gefäßwandung dicht anlegt.
Es versteht sich ferner, daß der aufblasbare Schlauch 1@ sowohl innen als auch außen
von einem Land umgeben sein kann, dessen Wirkung der Bewegung des Schlauches beim
Aufblasen entgegengerichtet ist. Das betreffende Gefäßteil und der Deckel e@hschlieklich
der Abdichtvorrichtung 11 können beliebige an-C:CfC Formen resitzen, also außer
rund auch oval, vieleckig und dgl. seil. Dies ermöglicht es, daß die Vaknumanlage
auch bei solche Schmel@öfen angewendet werden kann, die an sich nicht zlirr Vs Vakuume@tgasung
vorgesehen sind, wenn bei solchen Öfen der Einfüllstutze@ oder ein entsprechendes
Teil mit einem ents@rechende@ druckdichten Flansch zur Aufnahme des Flansches eies
passenden Deckels versehen wird. Dabei werden dan gemäß einem nicht dargestellten
Ausführungsbeispiel alle notwendigen Elemente ler Anlage, wie Manometer 24, Vakuumpumpe
26, Druckregler 28, Leitungen 23, 27, 29, 31 und dgl. iP kompakter Bauweise @ Declel
1@ befestigt.
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- Ende der Beschreibung -