DE3642584A1 - Gasverteilungsvorrichtung fuer wirbelschichtoefen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Gasverteilungsvorrichtung für Wirbelschichtöfen nach dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1.

Solche Wirbelschichtöfen werden für thermische und che­ misch-thermische Behandlungen und für andere Prozesse im Maschinenbau, bei der Instrumentenherstellung und in anderen Industriezweigen eingesetzt.

Aus der SU-PS 4 69 038 ist bereits eine Gasverteilungs­ vorrichtung für Wirbelschichtöfen für die thermische und chemisch-thermische Bearbeitung bekannt, die ein Gasverteilungsgitter aufweist, das an dem Wirbelschicht­ ofen angebracht ist und seinen Herdraum von der Gaskam­ mer trennt. Das Gasverteilungsgitter ist beweglich an einem Flansch angebracht, der ortsfest und abdichtend an dem Wirbelschichtofen befestigt ist. Das Gasvertei­ lungsgitter ist an ein zwischen dem Flansch und dem Git­ ter angebrachtes ringartiges Dichtungselement angepreßt.

Aus der SU-PS 3 94 984 ist eine andere Gasverteilungsvor­ richtung für Wirbelschichtöfen bekannt, die mehr als eine bewegliche Gasverteilungskammer aufweist. Die obe­ re Wand jeder beweglichen Gasverteilungskammer ist per­ foriert. Ihr Boden sitzt auf dem Boden des Wirbelschicht­ ofens. An jeder beweglichen Gasverteilungskammer ist eine Rohrleitung für die Zufuhr eines Gases vorgesehen, die im Innern der Gasverteilungskammer in einem Vertei­ ler endet. Die beweglichen Gasverteilungskammern sind parallel und einander gegenüberliegend angeordnet. Jede Gas­ verteilungskammer liegt abdichtend an der zugeordneten seitlichen Wand des Wirbelschichtofens an.

Nachteilig sind bei den bekannten Gasverteilungsvorrich­ tungen die großen Gasverluste bei der Erzeugung der Wir­ belschicht infolge der schlechten Abdichtung zwischen dem Gasverteilungsgitter und dem Wirbelschichtofen auf­ grund der großen Abdichtungsflächen. Nachteilig ist es weiterhin, daß Gas auch dann, wenn keine Bearbeitung stattfindet, für die Kühlung der Dichtung zugeführt wer­ den muß, damit sie nicht verbrennt. Außerdem sind die Montage und Demontage der Gasverteilungsvorrichtung zur Reinigung des Gitters schwierig. Für die Herstellung von Wasserdampf bei Oxydations- und Oxynitrierungspro­ zessen in der chemisch-thermischen Bearbeitung muß eine zusätzliche Heizanlage vorgesehen werden.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht da­ rin, eine Gasverteilungsvorrichtung für Wirbelschichtöfen der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Gas­ verluste bei der Wirbelschichtbildung durch Verbesserung der Abdichtung zwischen dem Gasverteilungsgitter und dem Wirbelschichtofen auf ein Minimum reduziert sind, wobei eine Gaszufuhr zur Kühlung der Dichtung, wenn kei­ ne Bearbeitung erfolgt, entfallen kann und die Montage und Demontage der Gasverteilungsvorrichtung zum Reinigen des Gitters vereinfacht sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeich­ nenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen ge­ löst, die im Unteranspruch vorteilhaft weitergebildet sind.

Die erfindungsgemäße Gasverteilungsvorrichtung für Wir­ belschichtöfen hat nur minimale Gasverluste bei der Er­ zeugung der Wirbelschicht infolge der verbesserten Ab­ dichtung zwischen der Gasverteilungskammer und dem Trag­ boden des Wirbelschichtofens bzw. der Ofenkammer und weil durch die Verwendung einer Stopfbuchsendichtung nur eine minimale Abdichtungsfläche vorhanden ist. Der Gasverbrauch wird auch dadurch geringer, daß für die Wirbelbildung erforderliches Gas während des Nicht-Be­ triebs zur Kühlung der Abdichtung nicht zugeführt werden muß. Durch die erfindungsgemäße Gasverteilungsvorrichtung werden die Montage- und Demontageverhältnisse zum Reini­ gen des Gitters erleichtert. Eine zusätzliche Heizanla­ ge zur Herstellung von Wasserdampf bei Oxydations- und Oxynitrierungsprozessen für eine chemisch-thermische Bearbeitung ist nicht erforderlich.

Anhand einer Zeichnung, die im Schnitt eine Teilansicht eines Wirbelschichtofens mit einer Gasverteilungsvorrich­ tung zeigt, wird die Erfindung näher erläutert.

Die Gasverteilungsvorrichtung besteht aus einer herme­ tisch abgedichteten Gasverteilungskammer 1, deren obere Wand ein Gasverteilungsgitter 2 ist. Das Gasverteilungs­ gitter 2 ist an einem Zylinder 3 montiert, an dessen unterer Seite parallel zum Gasverteilungsgitter 2 ein Boden 4 mit einer zentralen Öffnung angebracht ist. An der Außenseite des Bodens 4 ist in der zentralen Öff­ nung eine Rohrleitung 5 für die Zufuhr eines Gases angeordnet. An die Innenseite des Bodens 4 ist koaxial zur Rohrleitung 5 für die Gaszufuhr orts­ fest ein unbeweglicher Verteiler 6 angeschlossen. Der Verteiler 6 besteht aus einer an ihrer Oberseite geschlos­ senen Buchse 7, die in ihrem oberen Teil Öffnungen für die Verteilung des Gases aufweist. Die Buchse 7 hat seit­ lich eine Öffnung, in welcher ein Rohr 8 mündet, das den Innenraum des Verteilers 6 mit dem über dem Gasvertei­ lungsgitter 2 befindlichen Arbeitsraum 9 des Wirbelschicht­ ofens 10 für die Zufuhr von Wasserdampf verbindet. Das Rohr 8 steht außerdem mit dem Gasverteilungsgitter 2 in Verbindung, in welchem eine Durchgangsöffnung ausge­ bildet ist. An das Rohr 8 schließt sich an der Oberseite des Gasverteilungsgitters 2 eine Rohrschlange 11 mit einem Hahn 12 an. Am Gasverteilungsgitter 2 ist zentral ein Bügel 13 befestigt. An der Außenseite des Bodens 4 sind radial drei Führungszapfen 14 vorgesehen, von denen jeder eine Sackbohrung mit Innengewinde aufweist.

Die Gasverteilungskammer 1 ist beweglich am Boden 15 des Wirbelschichtofens 10 angeordnet. Am Boden 15 sind eine zentrale Kegelöffnung und drei radiale Kegelöffnun­ gen ausgebildet. Letztere sind koaxial zu den Führungs­ zapfen 14 der Gasverteilungskammer 1. In den drei Kegel­ öffnungen an der Außenseite des Bodens 15 sind ortsfest Buchsen 16 montiert. An die zentrale Kegelöffnung ist abdichtend eine Stopfbuchse 17 angeschlossen, durch wel­ che die Rohrleitung 5 für die Gaszufuhr zur Gasvertei­ lungskammer 1 hindurchgeht. An der Stopfbuchse 17 sind eine Stopfbuchsendichtung 18 und eine Stopfbuchsenmutter 19 vorgesehen.

Im Betriebszustand sind die Führungszapfen 14 der Gas­ verteilungskammer 1 in den Buchsen 16 am Boden 15 des Wirbelschichtofens 10 angeordnet. In die Führungszapfen 14 sind Schrauben 20 geschraubt, die die Buchsen 16 mit Hilfe von Metallringen 21 abdichten, die meist aus Alu­ minium bestehen. Bei einer Demontage werden anstelle der Schrauben 20 Montagestäbe 22 vorgesehen.

Die Gasverteilungsvorrichtung arbeitet folgendermaßen:

Im Betriebszustand wird über die Rohrleitung 5 Gas zuge­ führt, welches die Gasverteilungskammer 1 füllt, nachdem es durch die Öffnungen in dem Verteiler 6 hindurchgegan­ gen ist. Von der Gasverteilungskammer 1 tritt das Gas durch das Gasverteilungsgitter 2 gleichmäßig in den darüber befindlichen Arbeitsraum 9 des Wirbelschichtofens 10 ein, wobei es ein kleinkörniges Material 23 in den Zustand einer Wirbelschicht versetzt und erhitzt. Bei der Durchführung von Oxydations- und Oxynitrierungspro­ zessen bei einer chemisch-thermischen Behandlung wird über den Hahn 12 und die Rohrschlange 11 Wasser zuge­ führt, welches bei der Temperatur des kleinkörnigen Ma­ terials 23 verdampft. Der Wasserdampf tritt über das Rohr 8 in den Verteiler 6 ein und wird zusammen mit dem Gas durch das Gasverteilungsgitter 2 in den darüber be­ findlichen Arbeitsraum 9 eingeführt.

Wenn das Gasverteilungsgitter 2 gereinigt werden soll, werden zunächst die Schrauben 20 und die Stopfbuchsen­ mutter 19 abgeschraubt und danach die Aluminiumringe 21 und die Stopfbuchsendichtung 18 beseitigt. An die Führungszapfen 14 werden Montagestäbe 22 geschraubt. Mit Hilfe des Bügels 13 wird dann die Gasverteilungs­ kammer 1 aus dem Wirbelschichtofen 10 herausgenommen. Für die Positionierung der Gasverteilungskammer 1 auf dem Boden 15 des Wirbelschichtofens 10 werden die Ar­ beitsgänge in umgekehrter Reihenfolge ausgeführt.

Claims (2)

1. Gasverteilungsvorrichtung für Wirbelschichtöfen mit einer beweglichen und hermetisch abgeschlossenen Gas­ verteilungskammer, deren obere Wand aus einem Gas­ verteilungsgitter besteht, deren Boden auf dem Boden des Wirbelschichtofens angeordnet ist und in deren Innenraum eine Rohrleitung für die Zufuhr eines Gases geführt ist und in einem Verteiler mündet, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteiler (6) eine auf ihrer Oberseite geschlossene Buchse (7) ist, welche fest am Boden (4) der Gasverteilungskammer (1) montiert ist, in deren oberem Teil Öffnungen für das Gas vorgesehen sind und die seitlich eine Öff­ nung zum Verbinden des Innenraums des Verteilers (6) mit dem über dem Gitter befindlichen Arbeitsraum (9) des Wirbelschichtofens (10) über ein Rohr (8) auf­ weist, wobei die Rohrleitung (5) für die Zufuhr des Gases durch eine Öffnung im Boden (15) des Wir­ belschichtofens (10) läuft, an dem eine Stopfbuchsen­ dichtung (18) vorgesehen ist.

2. Gasverteilungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Boden (4) der Gasverteilungskammer (1) Führungszapfen (14) ange­ bracht sind, in welchen Montagestäbe (22) vorgesehen sind, und daß am Boden (15) des Wirbelschichtofens (10) koaxial zu den Führungszapfen (14) durch Ringe (21) abgedichtete Buchsen (16) vorgesehen sind.