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Verfahren und Vorrichtung zur Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen
Atmosphäre in der Behandlungskammer eines Ofens Die Erfindung betrifft ein Verfahren
und eine Vorrichtung zur Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Atmosphäre in der
Biehandlungskammer eines insbesondere zum Glühen von Metallen dienenden Ofens derjenigen
Art, hei welcher die Gasatmosphäre durch Verbrennen eines geregelten Gemisches von
Brenngas und Luft in einer getrennten Verbrennungskammer erzeugt wird, wobei die
verbrannten Gase in die Beschickungsöffnung der Kammer eingeführt werden, die durch
eine Schiebetür verschlossen wird. Da diese Tür von Zeit zu Zeit zwecks Überwachung
des Glühvorganges sowie der Bleschickung und Entleerung des Ofens mehr oder weniger
geöffnet werden muß, so entstehen Schwierigkeiten infolge, der Änderungen in der
Zusammensetzung der Gasatmosphäre in der Kammer, weil je nach dem Grad, in dem die
Tür geöffnet wird, die Außenluft in unterschiedlichen Mengen, zutreten kann. Es
sind zwar Vorrichtungen bekannt, bei welchen das Einströmen indifferenten Gases
in Glühöfen in Abhängigkeit von. der Türbewegung gesteuert wird, doch gestatten
sie lediglich, die Menge des Gases zu vergrößern oder zu verkleinern, ohne auf seine
Zusammensetzung Bedacht zu nehmen. Es ist aber ersichtlich, daß zur Aufrechterhaltung
einer gleichmäßigen Gasatmosphäre das zutretende frische Gas in seiner Zusammensetzung
sich danach richten muß, ob die Tür mehr oder weniger geöffnet ist, d. h. ob. der
Außenluft eine größere oder eine kleinere Zutrittsmöglichkeit geboten wird. Diese
Schwierigkeiten werden erfindungsgemäß dadurch beseitigt, daß die Gas- und Luftzufuhr
zum Behandlungsraum durch die Türbewegung zwangsläufig derart gesteuert wird, daß
das Verhältnis von Gas zu Luft in dem Maße vergrößert bzw. verringert wird, wie
die Tür geöffnet bzw. geschlossen wird.
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Die Zeichnung veranschaulicht beispielsweise eine zur Ausführung des
Verfahrens geeignete Vorrichtung.
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Abb. i ist die Vorderansicht mit geschlossener Tür.
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Abb. z ist ein lotrechter Längsschnitt nach der Linie 2-a der Abb.
i.
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Abb.3 ist ein teilweiser Querschnitt nach der Linie 3-3 der Abb. a.
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Abb. 4 ist ein teilweiser waagerechter Schnitt nach der Linse q.-q.
der Abb. a.
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Abb. 5 zeigt eine Einzelheit in; einer anderen Ausführungsform.
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Der Ofen io ruht auf den Ständern ii. Die Behandlungskammer 12 enthält
eine Reihe von elektrischen Widerständen i g. Die Beschickungsöffnung i3 dieser
Kammer wird durch eine Tür 1q. abgeschlossen, die von Kabeln i 5 getragen wird,
welche über Segmente 16 geführt und mit Gegengewichten i 7
belastet
sind. Die Tür 14 besitzt eine Schauöffnung 18. Die Behandlungskammer 12 besitzt
einen trogförmigen Herd 2o, der auf Stützen 21, 22 gelagert ist.
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Die Verbrennungskammer 23 ist unterhalb der Beschickungsöffnung 13
angeordnet und steht mit ihr durch eine schlitzartige Düse 24 in Verbindung, die
sich über die ganze Breite der Öffnung ausdehnt und derart ausgebildet ist, daß
die verbrannten Gase aus der Kammer 23 gegen die obere Wandung der Öffnung 13 gerichtet
werden. Die Verbrennungskammer 23 wird z. B. mit einem brennbaren Gas und mit Luft
durch getrennte Leitungen gespeist, die zu der Brenndüse 26 führen. Die Hauptleitungen
27, 28 sind mit je einer Zusatzleitung 25, 25 versehen. Sowohl. die Zusatzleitungen
25, 25' wie auch die Hauptleitungen 27, 28 sind mit Haxidventilen 29, 31 bzw. 30,
32 versehen, wobei die Leitungen außerdem mit von Hand betätigten Hauptventilen
zum Absperren versehen sind. Es sind ferner in jeder Zusatzleitung 25, 25' Ausgleichventile
33, 34 unmittelbar hinter den Handventilen 29, 31 vorgesehen, welche selbsttätig
gesteuert werden und zu diesem Zweck von Hebeln 35, 36 beeinfiußt werden, die miteinander
durch einen Lexnker 37 gekuppelt sind. Der Lenker 37 ist gelenkig mit einer Stange
38 verbunden, die an einem Arm 59 angelenkt ist, der auf der Welle 4o der Segmente
16 sitzt. Wird ein diese Welle steuernder Handhebel 4oa betätigt, um die Tür 14
zu heben oder zu senken; so veranlaßt die Teildrehung der Welle 40 eine entsprechende
Bewegung der Stange 38 mit der Wirkung, daß die Ventile 33, 34 gleichzeitig geöffnet
bzw. geschlossen werden, wodurch der Zutritt einer zusätzlichen Menge des brennbaren
Gases und der Luft zu der Verbrennungskammer gesteigert oder vermindert werden kann.
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Die Einstellung der Ventile 30, 32 von Hand in den Hauptleitungen
27, 28 steuert das Verhältnis von Gas und Luft, welches der Verbrennungskaanmer
zugeführt wird, um die geeignete Atmosphäre in der Behandlungskammer 12 aufrechtzuerhalten,
wenn die Tür 14 geschlossen ist, wobei auch die von #der Tür gesteuerten Ausgleichventile
33, 34 geschlossen sind. Die Einstellung der Ventile 29, 31 von Hand in, den Zusatzleitungen
25, 25' bestimmt dagegen das Maximumverhältnis der zusätzlichen Menge von Gas und
Luft, welche zu der Verbrennungskammer zutreten, falls die Tür und die Ventile 33,
34 voll geöffnet sind. Da die letztgenannten Ventile zwischen dem Ventil 29 bzw.
31 einerseits und der Verbrennungskammer anderseits eingeschaltet sind, außerdem
aber selbsttätig in übereinstimmung mit dem Betrage geäffnet und geschlossen werden,
bis zu welchem die Tür geöffnet und geschlossen wird, so sind es diese Ventile 33,
34 welche bei geöffneter Tür in übereinstimmung mit dem Betrage der Türöffnung die
zusätzliche Menge des Gases und der Luft bis zu dem Höchstbetrage steuern, der durch
die Handventile 29, 31 eingestellt worden ist.
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Um die Geschwindigkeit der Gegen- und Luftströmung und deren Druck
sichtbar zu machen und messen zu können, sind Strömungsanzeiger 43, 44 de mit Manometern
41, 42 .in Verbindung stehen, in. den Leitun-_ gen angebracht.
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Die schlitzartige Düse 24 der Kammer 23 ist derart angeordnet, daß
die austretenden Brenngase nach vorn zu, d. h'. gegen die Öffnung 18, gerichtet
werden.
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Die eigentliche Einstellung der von Hand betätigten Ventile für den
Zutritt des Gases und der Luft zu der Verbrennungskammer wird derart bewirkt, daß
die erforderlichei Zusammensetzung der Atmosphäre in der Behandlungskammer hergestellt
wird, wenn der Öfen in normaler Weise, d. h. bei: geschlossener Tür, arbeitet. Die
durch die Türbewegungen beeinflußten Ventile sind dagegen. derart ausgebildet, daß
die genannte Zusammensetzung der Atmosphäre in der Behandlungskammer auch bei geöffneter
Tür aufrechterhalten wird, indem zusätzliche Mengen von Gas und Luft in genauer
übereinstimmung mit dein Betrag des Türöffnens zugeführt werden.
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Für die Behandlung von gewissen Gütern ist z. B. die Aufrechterhaltung
einer Wasserstoffatmosphäre in der Behandlungskammer nötig; in diesem Falle wird
die Einstellung der Ventile 30, 32 derart bewirkt, daß. die Mindestmenge des Wasserstoffes
zugeführt wird, welche zur Bildung der Atmosphäre in der Behandlungskammer bei geschlossener
Tür erforderlich ist, während beim öffnen der Tür durch die selbsttätig beeinflüßten
Ausgleichventile 33, 34 in übereinstixmnung mit dem Betrag der Türöffnung zusätzliche
Strömung von Wasserstoff bewirkt wird, die einen verstärkten Vorhang in der Öffnung
13 entstehen läßt.
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Wird eine vollkommen neutrale Atmosphäre ixt der Kammer 12 erforderlich,
so wird zu der Verbrennungskammer ein Gemisch von Brenngas und Luft durch .entsprechende
Einstellung der Handventile So, 32 von solcher Zusammensetzung zugeführt, daß das
Gemisch vollständig verbrannt wird und die erforderliche neutrale öder inerte Atmosphäre
für die normale Wärmebehandlung liefert, während die weiteren Handventile 29, 31
derart eingestellt sind, daß bei voll geöffneten Ventilen 33, 34 genau dasselbe
Verhältnis
zwischen Brenngas und Luft als zusätzliche Menge der Verbrennungskammer zugeführt
wird, welches zur Erzeugung der genannten neutralen Atmosphäre erforderlich ist.
Die selbsttätige Steuerung der Ventile 33, 34 beeinflußt lediglich in übereinstimmung
mit dem Betrag der Türöffnung die Menge des zusätzlichen Brenngemisches, ohne das
Verhältnis der Bestandteile zu ändern.
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Bei der Behandlung von Schnelldrehstählen ist eine Atmosphäre von
leicht reduzierender Beschaffenheit -wünschenswert, und dementsprechend werden die
Ventile 3o, 32 so eingestellt, daß sie ein Normalgemisch liefern, welches bei der
Verbrennung ein Gas liefert, das einen geringen überschuß von Kohlenoxyd enthält,
während die Ventile 29, 31 derart eingestellt werden, daß, sobald die Ausgleichventile
33, 34 durch das Öffnen der Tür :geöffnet werden, das Verhältnis von Gas zur Luft
derart wird, daß ebenfalls der erforderliche überschuß von Kohlenoxyd in der Behandlungskammer
und in der Beschickungsöffnung aufrechterhalten wird.
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Unter besonderen Umständen kann es wünschenswert sein, auch die Ausgleichventile
33, 34 von Hand besonders einzustellen. Zu diesem Zweck kann gemäß Abb. 5 das untere
Ende der Stange 38 mit einem. lotrechten Schlitz 45 und einem Querschlitz 46 versehen
sein, welcher in bezug auf den: Schlitz 45 in der Mitte verläuft und damit in Verbindung
steht, so daß derselbe einen Zapfen, 47 aufnehmen kann, der den lotrechten Lenker
37 mit dem Lenker 35 des oberen Ventils wer= bindet. Die Stange 38 steht unter der
Einwirkung einer Feder 49, wodurch der Zapfen 47 innerhalb des Schlitzes 46 gehalten
wird. Wird .eine Einstellung der Ventile 33, 34 erforderlich, so wird die Stange
38 nach vorwärts verschwenkt und ein; Handgriff 48 an dem Lenker 37 so betätigt,
daß der Zapfen 47 aus dem Schlitz 46 in den Schlitz 45 gelangt, worauf die gekuppelten
Ventile durch den Handgriff 48 ohne Rücksicht auf die Lage der Tür 14 eingestellt
werden können.