DE4119863A1 - Vorrichtung zum abschrecken von erwaermten metallteilen mit einer einrichtung zum absaugen von daempfen - Google Patents
Vorrichtung zum abschrecken von erwaermten metallteilen mit einer einrichtung zum absaugen von daempfenInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung mit den im
Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.
In dem DE-GM 90 14 549 ist eine Vorrichtung zum Ab
schrecken von Metallteilen offenbart, die einen Wärme
behandlungsofen durchlaufen haben; sie hat einen Be
hälter, in welchem die Abschreckflüssigkeit, ein Ölbad,
ein Salzbad oder eine Wasseremulsion enthalten ist. Damit
die Metallteile auf ihrem Weg vom Ofen zum Abschreck
medium nicht mit Luft in Berührung kommen, ist der Ofen
raum durch einen Fallschacht mit dem Abschreckbehälter
verbunden. Der Fallschacht taucht in das Abschreckmedium
ein. Oberhalb des Spiegels des Abschreckmediums ist im
Fallschacht ein Kranz von Öffnungen oder eine Schwall
brause vorgesehen, über die Abschreckmedium in den Fall
schacht eingespeist wird, damit sich dieses im Fallschacht
durch die eintauchenden Metallteile nicht zu sehr erwärmt
bzw. Spritzer die beim Auftreffen der Metallteile auf die
Badoberfläche entstehen, abgefangen werden. Die heißen Metall
teile bewirken beim Auftreffen auf den Schleier des Abschreck
mediums und beim Eintauchen in das Abschreckbad, daß Dämpfe
entstehen, die innerhalb des Fallschachtes aufsteigen, da
mit die Dämpfe nicht in die Ofenatmosphäre gelangen, ist es
bekannt, sie mit gasdichten Pumpen abzusaugen und durch Rohr
leitungen über Kondensatabscheideeinrichtungen zu einer
Stelle zu leiten, wo sie - soweit sie brennbare Bestandteile
enthalten, die vornehmlich aus der Ofenatmosphäre stammen -
abgefackelt werden können.
Nachteilig dabei ist, daß die Kondensatabscheideeinrich
tungen regelmäßig entleert werden müssen, da die Rohr
leitungen und die Kondensatabscheider durch kondensierte
Rückstände, die zäh oder fest sind, verschmutzen und des
halb in regelmäßigen Abständen gereinigt werden müssen.
Besonders nachteilig ist, daß es auch in der Pumpe zu
einer Kondensation kommt und daß sich die Kondensate in
Betriebspausen verfestigen und nach einer Betriebsruhe
zu Anlaufstörungen führen. Das ist besonders gravierend
bei Salzbädern, die feste Kondensatablagerungen (Ver
krustungen) zur Folge haben, so daß eine Absaugung von
Dämpfen, die aus Salzbädern stammen, bis heute praktisch
nicht möglich ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei
einer Vorrichtung der eingangs genannten Art eine zuver
lässig und wartungsarm arbeitende Dampfabsaugung zu ver
wirklichen, die sowohl bei Ölbädern, als auch bei Salz
bädern zuverlässig arbeitet.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den
im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiter
bildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen An
sprüche.
Die Erfindung kommt dem Problem bei, in dem sie zwei Maß
nahmen in Kombination ergreift. Zum einen wird als Pumpe
eine Treibmittelpumpe eingesetzt, die als Treibmittel das
Abschreckmedium verwendet. In einer solchen Pumpe kommen
die abgesaugten Dämpfe nicht mit bewegten Teilen in Ver
bindung, da die Treibmittelpumpe keine bewegten Teile hat,
sondern ihre Saugwirkung allein aus der Strömung des Treib
mittels gewinnt. Zwar können sich in der Treibmittelpumpe
in Betriebspausen auch Ablagerungen, z. B. Salzkrusten, in
geringeren Mengen bilden, doch werden diese durch den Be
trieb der Treibmittelpumpe mit dem heißen Abschreckmedium
stets wieder aufgelöst und abgeführt, so daß die Treib
mittelpumpe stets betriebsbereit ist. Dadurch, daß als
Treibmittel das Abschreckmediums selbst verwendet wird,
hat ein Teil der abgesaugten Dämpfe schon in der Treib
mittelpumpe Gelegenheit, im Abschreckmedium zu konden
sieren. Die in der Treibmittelpumpe noch nicht konden
sierten Dämpfe werden anschließend in einem Gaswäscher
ausgewaschen, der als Waschflüssigkeit ebenfalls das Ab
schreckmedium enthält. Das von den kondensierbaren Antei
len befreite Schutzgas oder Reaktionsgas aus der Ofen
atmosphäre verläßt den Gaswäscher und kann abgefackelt
werden. Das kondensierte Abschreckmedium wird in den
Abschreckbehälter zurückgeführt, und zwar am einfachsten
dadurch, daß der Behälter mit dem Abschreckmedium zugleich
der Gaswäscher ist.
Das regelmäßige Entleeren und Reinigen eines Kondensators
entfällt ebenso wie das beim Stand der Technik erforderliche
lästige Reinigen einer Pumpe. Zwischen dem Fallschacht und
der Treibmittelpumpe wird lediglich eine kurze, einfache,
von jeglichen Einbauten freie Rohrleitung benötigt, bei wel
cher nicht die Gefahr besteht, daß sie sich leicht zusetzt
und welche, wenn es denn je nötig sein sollte, z. B. bei einem
Wechsel des Abschreckmediums, leicht gereinigt werden kann.
Es ist ein wesentliches Merkmal der Erfindung, daß nur sol
che Anteile des abgesaugten Gases abgefackelt und damit ins
Freie geleitet werden, die über eine gewisse Strecke durch
das flüssige Abschreckmedium hindurchgeströmt sind. Es wird
deshalb bevorzugt, daß die Ausströmöffnung der Treibmittel
pumpe unterhalb des Spiegels des Abschreckmediums im Behäl
ter liegt und der Behälter eine vom Gasraum oberhalb des
Spiegels ausgehende Entlüftungsleitung hat, die zu der Stelle
führt, wo das Gas abgefackelt werden kann. Auf diese Weise
müssen die von der Treibmittelpumpe mitgerissenen Gase und
Dämpfe mindestens den Weg von der Ausströmöffnung der Treib
mittelpumpe bis zum Spiegel des Abschreckmediums im Ab
schreckbad zurücklegen, und dabei haben die Dämpfe des
Abschreckmediums Gelegenheit, vollständig zu kondensieren.
Prinzipiell kann die Entlüftungsleitung an irgendeiner Stelle
aus dem abgedeckten Abschreckbehälter herausführen. Vorzugs
weise läßt man jedoch das abgesaugte Gas sich nicht über den
gesamten Gasraum des Abschreckbehälters verteilen, sondern
fängt es konzentriert in einer Tauchglocke auf, welche man
dort anordnet, wo die Gasblasen aus dem Abschreckmedium auf
steigen und von welcher die Entlüftungsleitung ausgeht.
Zweckmäßigerweise ordnet man die Treibmittelpumpe so an,
daß ihre Ausströmöffnung unterhalb der Tauchglocke liegt.
Man kann sie aber auch neben der Tauchglocke anordnen und
den Strahl so schräg ausrichten, daß er den Rand der Glocke
knapp unterquert.
Es ist auch möglich, den Treibmittelstrahl oberhalb des Bad
spiegels im Behälter aus einer Düse austreten und auf die
Oberfläche des darin stehenden Abschreckmediums auftreffen
zu lassen. Der Strahl dringt dann in das Abschreckmedium
ein unter Mitreißen von Bestandteilen des abgesaugten Gases
und erzeugt ein hohes Maß an Turbulenz im Abschreckmedium,
was für eine Kondensation der kondensierbaren Bestandteile
günstig ist. Damit über die Entlüftungsleitung aber nur Gas
abgeleitet wird, welches vom Treibmittelstrahl in das Ab
schreckbad mitgerissen und aus diesem wieder aufgestiegen ist,
benötigt man dafür eine Unterteilung des Gasraums des Ab
schreckbehälters in wenigstens zwei Abteile, die durch eine
in das Abschreckmedium eintauchende Wand voneinander getrennt
sind, nämlich ein Abteil (die Ansaugkammer) in welche das
Gas aus dem Fallschacht angesaugt und vom Treibmittelstrahl
mitgerissen wird, und ein zweites Abteil (die Gassammelkammer)
in welche hinein die von den kondensierbaren Bestandteilen be
freiten Gasblasen aus dem Abschreckmedium aufsteigen und von
welcher die Entlüftungsleitung ausgeht. Diese beiden Abteile
sind vorzugsweise Bestandteile ein und derselben Glocke, die
zu diesem Zweck eine senkrechte Trennwand hat, die in das Ab
schreckmedium eintaucht. Die Treibmittelpumpe und die Glocke
sind vorzugsweise schwimmend angeordnet, so daß die Druck
verhältnisse in den Abteilen der Glocke sowie bei eintauchen
der Treibmittelpumpe der an ihrer Ausströmöffnung anstehende
Gegendruck unabhängig vom Füllstand im Abschreckbehälter sind.
Für den Betrieb der Treibmittelpumpe benötigt man eine Um
wälzpumpe, welche Abschreckmedium aus dem Abschreckbehälter
ansaugt und in die Treibmittelpumpe einspeist. Die Absaug
leistung (den Durchsatz des abgesaugten Gases) kann man durch
entsprechende Einstellung bzw. Regelung der Umwälzpumpe ein
stellen bzw. Regeln. Eine besonders vorteilhafte Möglichkeit
zur Einstellung der Absaugleistung besteht darin, daß man
einen Teil des abgesaugten und von kondensierbaren Anteilen
befreiten Gases in den Fallschacht zurückführt, und zwar
vorzugsweise an einer Stelle, welche der Saugöffnung der
Saugleitung gegenüberliegt, so daß im Fallschacht eine
Querströmung entsteht. Das hat nicht nur den Vorteil, daß
der Verbrauch an Schutzgas bzw. Reaktionsgas vermindert wird,
sondern auch den, daß die Wirksamkeit der Absaugung besser
und gleichmäßiger ist als ohne eine solche Querströmung.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind schematisch in den bei
gefügten Zeichnungen dargestellt.
Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vor
richtung zum Abschrecken von erwärmten Metall
teilen in einem Vertikalschnitt,
Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vor
richtung zum Abschrecken von erwärmten Metall
teilen in einem entsprechenden Vertikalschnitt,
und
Fig. 3 zeigt als Detail eine im Vergleich zu Fig. 2
abgewandelte Glocke mit Treibmittelpumpe.
Fig. 1 zeigt einen Behälter 1, in welchem sich ein flüssiges
Abschreckmedium 2 befindet. Der Behälter 1 ist durch einen
Deckel 3 abgedeckt. Oberhalb des Behälters 1 befindet sich
der hintere Abschnitt eines Wärmebehandlungsofens 4; der Auf
bau des Wärmebehandlungsofens ist nicht Gegenstand der Patent
anmeldung und deshalb sind keine Details des Ofens dargestellt.
Vom Ofen 4 führt ein Fallschacht 5 durch den Deckel 3 hindurch
in den Behälter 1 und mündet unterhalb des Spiegels 6 des Ab
schreckmediums. Dicht oberhalb des Deckels 3 ist der Fall
schacht 5 von einem Ringkanal 7 umgeben, der über einen
umlaufenden Schlitz 8 Verbindung mit dem Inneren des Fall
schachtes 5 hat. Mittels einer Umwälzpumpe 9, welche in
das Abschreckmedium 2 eintaucht, wird der Ringkanal 7 über
eine Leitung 10, in welcher zwei Ventile 11 und 12 liegen,
mit flüssigem Abschreckmedium versorgt, welches sich in
Form eines Schleiers 13 in den Fallschacht ergießt.
Unter dem Deckel 3 ist eine Glocke 14 auf dem Abschreck
medium 2 schwimmend aufgehängt. An der Außenseite der
Glocke 14 ist eine Treibmittelpumpe (Strahlpumpe) 15 be
festigt, welche über eine von der Leitung 10 abzweigende
Zweigleitung 16 mit schnell strömendem Abschreckmedium als
Treibmittel gespeist wird. In eine Taille des Strahlpumpen
gehäuses mündet eine Saugleitung 17, welche oberhalb der
Öffnungen 8 vom Fallschacht 5 ausgeht. Das Strahlrohr der
Treibmittelpumpe 15 mündet im Abschreckmedium 2 unterhalb
der Glocke 14. Von der Glocke 14 führt eine Entlüftungslei
tung 18 als Steigleitung, in welcher ein Ventil 19 sowie ein
Magnetventil 19a liegt, nach oben durch den Deckel 3 hin
durch aus dem Behälter 1 hinaus. Zwischen dem Einlaß der Ent
lüftungsleitung 18 und dem Spiegel 6 des Abschreckmediums
ist noch eine Schikane 20 vorgesehen. Das Magnetventil 19a
ist mit einem Ventilschaltzünder gekoppelt, und öffnet erst
nachdem dessen Zündflamme brennt.
Von der Entlüftungsleitung 18 führt eine Zweigleitung 21,
in welcher ein Stellventil 21a liegt, zum Fallschacht 5 und
mündet in diesen an einer Stelle 22, welche der Eintritts
öffnung 23 der Saugleitung 17 gegenüberliegt. Am Verzweigungs
punkt 24 der Leitungen 18 und 21 kann über eine weitere Lei
tung 25, in welcher ein Stellventil 26 liegt, ein Hilfsgas,
z. B. Stickstoff, eingespeist werden.
Die Vorrichtung arbeitet folgendermaßen:
Aus dem Ofen 4 durch den Fallschacht 5 in den Behälter 1
fallende heiße Metallteile bewirken insbesondere, während
sie durch den Schleier 13 hindurchfallen, daß eine gewisse
Menge des Abschreckmediums verdampft. Die aufsteigenden
Dämpfe werden durch die Saugleitung 17 abgesaugt, wobei die
Absaugung unterstützt wird durch eine sich ausbildende Quer
strömung zwischen der Mündung der Leitung 21 und der Ansaug
öffnung 23. Das durch die Strahlpumpe 15 angesaugte Gas
vermischt sich mit dem Treibmittelstrahl, der in den Bereich
unter der Glocke 14 gelangt. Mitgerissene Gasblasen 27 stei
gen im Abschreckmedium 2 hoch, wobei die kondensierbaren Be
standteile (Dämpfe des Abschreckmediums) kondensieren, wo
hingegen die aus dem Schutzgas bzw. Reaktionsgas des Ofens
4 stammenden nichtkondensierbaren Bestandteile durch die
Schikane 20 in die Entlüftungsleitung 18 eintreten, teil
weise über die Leitung 21 in den Fallschacht 5 zurückgeführt
und teilweise abgefackelt werden. Nach Bedarf kann über die
Leitung 25 ein Hilfsgas wie Stickstoff eingeleitet werden,
um die gesamte Einrichtung vor Inbetriebnahme zu spülen, so
daß sich kein explosives Gas bilden kann.
Die Absaugleistung kann eingestellt werden über die Dreh
zahl der Umwälzpumpe 9, über die Stellung der Ventile 11
und 12 sowie über die Stellung der Stellventile 19 und 22.
In den beiden folgenden Ausführungsbeispielen sind Teile,
die Teilen des ersten Ausführungsbeispiels gleichen oder
entsprechen mit denselben Bezugszahlen bezeichnet.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 unterscheidet sich
von dem in Fig. 1 lediglich in der Ausbildung der Glocke
14 und der Strahlpumpe 15. Die Glocke 14 ist vergrößert
und durch eine von oben nach unten verlaufende und unter
halb des Spiegels 6 endende Trennwand 30 in zwei Abteile
31 und 32 unterteilt. Das Abteil 31 ist Bestandteil der
Treibmittelpumpe 15. Die Treibmittelleitung 16 mündet mit
einer Düse 33 in das Abteil 31, welches als Saugkammer dient.
Die Düse 33 ist schräg in den Bereich unterhalb der ent
sprechend schräg abgeknickten Trennwand 30 gerichtet,
liegt aber oberhalb des Spiegels 6. Der schräg auf die
Oberfläche des Abschreckmediums 2 auftreffende Treibmit
telstrahl reißt Bestandteile des Gases mit, welches durch
die in das Abteil 31 einmündende Leitung 17 vom Fallschacht
5 herangeführt wird und treibt es in Gestalt von Blasen 27
in den Bereich unter dem Abteil 32, welches als Gassammel
kammer dient. Von hier aus steigt das Gas durch die
Schikane 20 in die Entlüftungsleitung 18.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 unterscheidet sich
von dem in Fig. 2 darin, daß in die Trennwand 30 ein
Rohr 35 eingeschweißt ist, dessen eines Ende oberhalb des
Spiegels 6 im Abteil 31 liegt und dessen anderes Ende
unterhalb des Spiegels 6 unter dem Abteil 32 liegt. Der
Treibmittelstrahl (37), der aus der Düse 33 austritt, ist genau
in das Rohr 35 gerichtet. Das Rohr sorgt für einen wirksameren
Übertritt des Gases vom Abteil 31 in das Abteil 32. Sich ein
stellende Niveauunterschiede werden ausgeglichen durch Öffnungen
36 im Rohr 35 unterhalb des Spiegels 6. Mit dieser Einrichtung
können gleichzeitig mehrere solcher Treibmittelpumpen nebenein
ander angeordnet betrieben werden, was eine hohe Absaugleistung
ermöglicht.
Claims (10)
1. Vorrichtung zum Abschrecken von erwärmten Metall
teilen,
mit einem mit einer Abdeckung (3) versehenen Behälter (1) zur Aufnahme eines Abschreckmediums (2),
mit einem von einem Ofen (4) kommenden und in den Be hälter (1) mündenden Fallschacht (5),
und mit einer Einrichtung zum Absaugen von Dämpfen des Abschreckmediums aus dem Fallschacht (5) durch eine vom Fallschacht (5) abzweigende Saugleitung (17), welche zur Saugseite einer Pumpe (15) führt, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (15) eine mit dem Abschreckmedium als Treibmittel arbeitende Treib mittelpumpe ist,
und daß im Strömungsweg nach der Treibmittelpumpe (15) ein Gaswäscher (1) angeordnet ist, der als Waschflüssig keit das Abschreckmedium (2) enthält.
mit einem mit einer Abdeckung (3) versehenen Behälter (1) zur Aufnahme eines Abschreckmediums (2),
mit einem von einem Ofen (4) kommenden und in den Be hälter (1) mündenden Fallschacht (5),
und mit einer Einrichtung zum Absaugen von Dämpfen des Abschreckmediums aus dem Fallschacht (5) durch eine vom Fallschacht (5) abzweigende Saugleitung (17), welche zur Saugseite einer Pumpe (15) führt, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (15) eine mit dem Abschreckmedium als Treibmittel arbeitende Treib mittelpumpe ist,
und daß im Strömungsweg nach der Treibmittelpumpe (15) ein Gaswäscher (1) angeordnet ist, der als Waschflüssig keit das Abschreckmedium (2) enthält.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Behälter (1) der Gaswäscher ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß die Saugleitung (17) ein Rohr ohne Einbauten
ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die Ausströmöffnung der Treib
mittelpumpe (15) unterhalb des Spiegels (6) des Abschreckmediums
(2) im Behälter (1) liegt und dieser eine vom Gasraum oberhalb
des Spiegels (6) ausgehende Entlüftungsleitung (18) hat.
5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß ein Teil des abgesaugten und
gewaschenen Gases zurückgeführt und an einer der Saugöffnung
(23) der Saugleitung (17) gegenüberliegenden Stelle (22) in
den Fallschacht (5) eingeleitet wird.
6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche in Ver
bindung mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum
Sammeln des aus dem Abschreckmedium (2) aufsteigenden Gases
eine mit ihrem Rand in das Abschreckmedium eintauchende Glocke
(14) vorgesehen ist, von welcher eine Entlüftungsleitung (18)
aus dem Behälter (1) herausführt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Glocke (14) durch eine Trennwand (30) in zwei
nebeneinander liegende Abteile (31, 32) unterteilt ist, von
denen eines (31) Bestandteil der Treibmittelpumpe (15) ist
und die Mündung der Saugleitung (17) enthält und von denen
das andere (32) mit der Entlüftungsleitung (18) verbunden
ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich
net, daß der Strahl der Treibmittelpumpe (15) schräg
nach unten gerichtet ist, so daß er den unteren Rand der
Glocke (14) bzw. ihrer Trennwand (30) knapp unterquert.
9. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich
net, daß der Strahl der Treibmittelpumpe (15) in ein
Rohr (35) gerichtet ist, welches unterhalb des Spiegels (6)
des Abschreckmediums (2) in die Glocke (14) bzw. deren mit
der Entlüftungsleitung (18) verbundenes Abteil (32) mündet.
10. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß die Treibmittelpumpe (15),
ggfs. auch die Glocke (14), schwimmend gelagert ist bzw. sind.
Priority Applications (3)
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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- 1992-06-17 EP EP92110217A patent/EP0519422B1/de not_active Expired - Lifetime
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EP0519422A3 (en) | 1994-07-13 |
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