DE4104629A1 - Gasspuelstein - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gasspülstein mit einem feuerfesten, keramischen, wenigstens teilweise gasdurchlässigen Steinkörper, dessen Umfang ein Blechmantel umschließt, welcher gasdicht an einen mit einem Gasanschluß versehenen Blechboden anschließt.

Ein derartiger Gasspülstein ist in der DE 25 52 474 C3 beschrieben. Der gasdurchlässige Steinkörper ist kegelstumpfförmig gestaltet. Sein Querschnitt ist kreisrund. Dementsprechend verjüngt sich der Blechmantel vom Blechboden aus. Der Blechmantel ist an seinem einen Ende umgebördelt und mit dem Blechboden gasdicht verschweißt. Die Montage des Blechmantels am Steinkörper ist aufwendig. Für die Montage ist zunächst der Steinkörper in den Blechmantel einzusetzen. Danach ist der Blechboden auf den Steinkörper aufzusetzen. Anschließend muß der Blechmantel umgebördelt und mit dem Blechboden verschweißt werden. Die den Blechmantel mit dem Blechboden verbindende Schweißnaht ist kritisch. Denn sie muß so angelegt sein, daß sie den Blechboden gegenüber dem Blechmantel gasdicht abschließt.

Eine derartige Montageweise kann nur in einer speziell eingerichteten Werkstatt vorgenommen werden. Eine solche Werkstatt steht in Betrieben, die den Gasspülstein einsetzen, gewöhnlich nicht zur Verfügung. Dementsprechend wird der Gasspülstein diesem Betrieb als Baueinheit bestehend aus Steinkörper, Blechmantel und angeschweißtem Blechboden angeliefert, wobei der Blechboden einen mehr oder weniger vorstehenden Gasanschlußstutzen trägt. Der Gasanschlußstutzen beeinträchtigt die Transportmöglichkeiten und wird beim Transport leicht beschädigt.

Darüber hinaus ist die Herstellung des Blechmantels mit Blechboden wegen der nötigen konischen Gestalt des Blechmantels, der Umbördelung und der Verschweißung auch kostenintensiv.

In der EP 02 42 155 A1 ist ein Gasspülstein beschrieben, der sich konisch verjüngt und der einen rechteckigen Querschnitt aufweist. Entsprechend konisch ist der Blechmantel geformt. Er erstreckt sich nur über einen Teil der Höhe des Steinkörpers. Der Blechmantel besteht dabei aus Seitenwänden, die ebene Flächen bilden. Um dabei einen Blechmantel zu schaffen, der den Steinkörper am Umfang umschließt, sind wiederum Schweißarbeiten nötig. Wie der Blechmantel an dem Steinkörper montiert werden soll, ist in der EP 02 42 155 A1 nicht angegeben.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Gasspülstein der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem die Herstellung des Blechmantels und des Blechbodens und die Montage des Blechteils aus Blechmantel und Blechboden am Steinkörper vereinfacht sind.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einem Gasspülstein der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Blechmantel mit dem Blechboden einstückig, topfförmig ausgebildet ist und daß der Steinkörper im vom Blechmantel umfaßten Umfangsbereich und der Blechmantel zylindrisch ausgebildet sind.

Der Blechmantel und der Blechboden sind dabei auch vorzugsweise aus einem einzigen Blechstück, beispielsweise durch Tiefziehen, geformt. Der Blechmantel ist nicht konisch, sondern zylindrisch. Es entfällt das genannte Umbördeln und Schweißen. Die Herstellung des Blechteils, bestehend aus Blechmantel und Blechboden, ist dadurch mit wesentlichen Kosteneinsparungen gegenüber dem Stand der Technik verbunden.

Sollte es sich im Einzelfall aber, je nach Ausstattung der Werkstatt, als vorteilhaft erweisen, könnte das im Einsatz einstückige Blechteil auch aus mindestens zwei Stücken, z. B. einem passenden Rohrabschnitt und einem Bodenblech zusammengefügt werden oder aus einem Vollkörper durch Ausdrehen hergestellt werden.

Das den Blechmantel und den Blechboden mit dem Gasanschluß bildende Blechteil ist bei seiner Herstellung - anders als beim Stand der Technik - auch nicht zwangsläufig mit dem Steinkörper verbunden. Der Steinkörper und das Blechteil können somit getrennt voneinander zu dem Betrieb transportiert werden, der den Gasspülstein verwendet. Im Einsatzfall wird dann dort der Steinkörper mit seinem zylindrischen Umfangsbereich in das Blechteil eingesetzt. Die notwendige Verbindung zwischen dem Steinkörper und dem Blechmantel kann beispielsweise durch eine Schraubverbindung, eine Bajonettverbindung, eine Rastverbindung oder eine Aufschrumpfverbindung erfolgen. Bei letzterer wird das Blechteil mit Untermaß gefertigt, dann erhitzt, wobei es sich so weit ausdehnt, daß der Steinkörper eingeschoben werden kann.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist der Steinkörper in seinem zylindrischen Umfangsbereich mit Vertiefungen versehen, in die Profilierungen des Blechmantels zur Verbindung mit dem Steinkörper eingreifen.

Das Blechteil kann auch, nach Ausbau des verbrannten keramischen Steinkörpers, vom Steinkörper wieder entfernt werden und mit einem neuen Steinkörper zusammen nochmals eingesetzt werden. Das Blechteil würde somit mehrmals verwendet werden können.

Diesbezügliche Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung von Ausführungsbeispielen.

In Weiterbildung der Erfindung schließt an den zylindrischen Umfangsbereich des Steinkörpers ein konischer Bereich an, der vom Blechmantel frei ist. Dabei nimmt der Blechmantel nur einen Teil der Höhe des Steinkörpers ein. Der Blechmantel reicht also nicht bis zur Schmelze in dem metallurgischen Gefäß, in das der Gasspülstein eingesetzt ist. Dies ist insbesondere bei einer Aluminiumschmelze günstig, da diese sonst mit dem Stahl des Blechmantels reagieren würde. Im übrigen ist diese Ausgestaltung auch vorteilhaft, weil der Steinkörper überwiegend - bis auf seinen zylindrischen Umfangsbereich - die übliche kegelstumpfförmige Gestalt aufweisen kann, ohne daß der Blechmantel konisch gestaltet sein muß.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Gasspülstein schematisch,

Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Gasspülsteins,

Fig. 3 verschiedene Profilierungen des Steinkörpers im Detail,

Fig. 4 eine Teilansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels und

Fig. 5 eine andere Ausführung im Detail.

Ein Gasspülstein weist einen Steinkörper 1 aus feuerfestem, keramischem Material auf. Der Steinkörper 1 ist wenigstens teilweise gasdurchlässig. Er kann innen aus einem gasdurchlässigen Material und außen aus einem gasdichten Material bestehen. Er kann gerade oder labyrinthartige Gasdurchlaßkanäle haben. Der Steinkörper 1 weist unten einen zylindrischen Umfangsbereich 2 und daran anschließend einen kegelstumpfförmigen, konischen Umfangsbereich 3 auf.

Der Gasspülstein weist weiterhin ein einstückiges, metallisches Blechteil 4 auf. Dieses bildet einen zylindrischen Blechmantel 5 und einen Blechboden 6. Am Blechboden 6 ist ein Gasanschlußstutzen 7 angeordnet. Der Blechmantel 5 umschließt den zylindrischen Umfangsbereich 2 des Steinkörpers 1 und endet etwa dort, wo der zylindrische Umfangsbereich 2 in den konischen Umfangsbereich 3 übergeht.

Zwischen den Blechboden 6 und die ihm zugewandte Stirnseite 8 des Steinkörpers 1 ist ein Ring 9 eingelegt. Dieser hat die Funktion eines Abstandhalters, um zwischen der Stirnseite 8 und dem Blechboden 6 einen Gasverteilraum 10 zu bilden. Außerdem hat der Ring 9 die Funktion einer Dichtung, um einen Gasaustritt zum Blechmantel 6 hin zu unterdrücken.

Die Höhe h des Blechmantels 5 beträgt etwa 1/6 bis 1/3 der Höhe H des Steinkörpers 1.

Der Steinkörper 1 weist in seinem Umfangsbereich 2 Vertiefungen 11 auf. Diese laufen entweder als Gewinde, mit vorzugsweise einem Gang bis drei Gängen, insbesondere 2,5 Gängen (vgl. Fig. 1), oder als Ringnuten (vgl. Fig. 2) um den Umfangsbereich 2 um. Am Blechmantel 5 sind den Vertiefungen 11 entsprechende Profilierungen 12 ausgeformt, die in die Vertiefungen 11 eingreifen. Zwischen den zylindrischen Umfangsbereich 2 und den Blechmantel 5 kann eine Ritt- oder Dichtmasse 13, beispielsweise aus Faserkeramik, eingelegt sein. Diese unterdrückt einen Gasaustritt zwischen dem Umfangsbereich 2 und dem Blechmantel 5.

Bei der Ausführung nach Fig. 1 läßt sich das mit seiner Gewinde-Profilierung 12 vorgefertigte Blechteil 4 mit eingelegten Ring 9 einfach auf den mit Gewinde versehenen Umfangsbereich 2 des Steinkörpers 1 aufschrauben. Dies kann erst kurz vor dem Einsatz des Gasspülsteins geschehen. Besondere Werkzeuge sind nicht erforderlich. Trotzdem ist ein dichter und fester Sitz des Blechteils 4 am Steinkörper 1 gewährleistet.

Bei der Ausführung nach Fig. 2 sind am zylindrischen Umfangsbereich 2 als Vertiefungen 11 umlaufende Nuten vorgesehen. Diese weisen ein sägezahnförmiges Profil auf. Der Blechmantel 5 ist mit entsprechenden Profilierungen 12 versehen. Diese Profilierungen 12 lassen sich durch Einprägen oder Einrollen herstellen. Der Blechmantel 5 kann auf den Umfangsbereich 2 aufgeschnappt bzw. aufgerastet oder aufgeschrumpft werden. Es ist auch möglich, die in die Vertiefungen 11 eingreifende Profilierung 12 erst dann vorzusehen, wenn der Blechmantel 5 auf den Umfangsbereich 2 aufgeschoben ist.

Die Fig. 3 zeigt verschiedene Formen der Vertiefungen 11, die als Nuten oder Gewinde ausgebildet sein können. Nach Fig. 3a weisen die Vertiefungen Trapezform auf. Nach Fig. 3b sind die Vertiefungen dreieckförmig. In Fig. 3c und in Fig. 3d sind die Vertiefungen halbkreisförmig. Nach Fig. 3d bilden die Vertiefungen 11 und die zwischen ihnen liegenden Stege 14 eine Wellenform, die sich besonders als Grobgewinde eignet. Nach Fig. 3e sind die Vertiefungen sägezahnförmig. Nach Fig. 3f sind die Vertiefungen 11 ebenfalls sägezahnförmig, jedoch mit gegenüber Fig. 3e umgekehrten sägezahnförmigen Verlauf.

In Fig. 2 weist das Blechteil 4 im Übergangsbereich zwischen dem Blechmantel 5 und dem Blechboden 6 eine Biegung 15 auf. Diese unterstützt bei einem Zug in Richtung Z am Gasanschlußstutzen 7 das Anliegen des Blechmantels 5 am Umfangsbereich 2.

Bei der Ausführung nach Fig. 4 ist die Stirnseite 8 an ihrem Rand mit einer Schräge 16 versehen. Der Ring 9 liegt zwischen der Schräge 16 und der Biegung 15. Dadurch ist erreicht, daß bei einem Zug Z am Gasanschlußstutzen 7 nicht die Tendenz besteht, daß sich der Blechboden 6 vom Ring 9 abhebt. Denn ein solches Abheben könnte zu Undichtigkeiten führen. Der Blechboden 6 muß nicht eben sein. Er kann auch gewölbt sein, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist am Blechteil 4 zwischen dem Blechmantel 5 und dem Blechboden 6 eine Auslastungsfalte 17 ausgeformt. Diese gewährleistet, daß bei einem Zug in Richtung Z bzw. einem Druck entgegen der Richtung Z auf den Gasanschlußstutzen 7 nicht die Tendenz besteht, daß sich die Profilierung 12 aus den Vertiefungen 11 abheben.

Durch solche Gestaltungen ist erreicht, daß auf den Gasanschlußstutzen 7 wirkende Kräfte den Blechboden 6 zwar verformen können, jedoch dadurch der dichte Sitz des Blechmantels 5 am Umfangsbereich 2 des Steinkörpers 1 kaum beeinträchtigt ist. Es muß deshalb nicht gefordert werden, daß sich der Blechboden 6 bei den auftretenden Kräften nicht verformt.

Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung ergeben sich durch Kombinationen der beschriebenen einzelnen Merkmale.

Claims (11)

1. Gasspülstein mit einem feuerfesten, keramischen, wenigstens teilweise gasdurchlässigen Steinkörper, dessen Umfang ein Blechmantel umschließt, welcher gasdicht an einen mit einem Gasanschluß versehenen Blechboden anschließt, dadurch gekennzeichnet, daß der Blechmantel (5) mit dem Blechboden (6) einstückig topfförmig ausgebildet ist und daß der Steinkörper (1) im vom Blechmantel (5) umfaßten Umfangsbereich (2) und der Blechmantel (5) zylindrisch ausgebildet sind.

2. Gasspülstein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steinkörper (1) in seinem zylindrischen Umfangsbereich (2) mit Vertiefungen (11) versehen ist, in die Profilierungen (12) des Blechmantels (5) eingreifen.

3. Gasspülstein nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (11) ringförmig um den Umfangsbereich (2) umlaufen.

4. Gasspülstein nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (11) gewindeförmig im Umfangsbereich (2) umlaufen.

5. Gasspülstein nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (11) und die Profilierungen (12) einen Bajonettverschluß bilden.

6. Gasspülstein nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Blechmantel (5) über eine Biegung (15) in den Blechboden (6) übergeht.

7. Gasspülstein nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Blechmantel (5) über eine Entlastungsfalte (17) in den Blechboden (6) übergeht.

8. Gasspülstein nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Blechboden (6) gewölbt ist.

9. Gasspülstein nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Blechboden (6) und den Steinkörper (1) ein Ring (9) eingelegt ist.

10. Gasspülstein nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Steinkörper (1) am Rand seiner Stirnseite (8) eine Schräge (16) aufweist, an der der Ring (9) anliegt.

11. Gasspülstein nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an den zylindrischen Umfangsbereich (2) des Steinkörpers (1) ein konischer Umfangsbereich (3) anschließt, der vom Blechmantel (5) frei ist.