DE7813435U1

DE7813435U1 - Isolierelement

Info

Publication number: DE7813435U1
Application number: DE7813435U
Authority: DE
Original assignee: Urquhart Engineering Co Ltd; Bloom Engineering Co Inc
Current assignee: Urquhart Engineering Co Ltd; Bloom Engineering Co Inc
Priority date: 1977-05-06
Publication date: 1978-08-24

Description

Dr.-lng. Herbert Moser .. ..

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A 798

Anmelder: Urquhart Engineering Company, Ltd., Perivale, Großbritannien

Bloom Engineering Co., Inc., Pittsburgh, USA

Isoliei.'element

Die Erfindung betrifft thermische Isolierelemente zur Anbringung in Ofenkammern unter hoher Temperatur und zwar insbesondere solche Isolierelemente, wie sie an wassergekühlten Leitungen an Tragegerüsten angeordnet sind, welche Werkstücke zur Behandlung in Wärmebehandlungsöfen aufnehmen.

Ein solches Tragegerüst innerhalb einer Ofenkammer, in der Temperaturen in der Größenordnung von 1100° herrschen, muß kompakt sein, um einen hinreichenden Brennraum der Kammer freizulassen und außerdem eine solche Standfestigkeit aufweisen, daß schwere Metallstücke während der Behandlung im Wärmeofen getragen werden können. Das Tragegerüst muß ferner gegen den Angriff der hohen Temperaturen im Ofen geschützt sein, ohne daß es gleichzeitig den Wirkungsgrad und die Maximaltemperatur

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des Ofens ungünstig beeinflußt. Es muß ferner fest genug sein, um den Belastungen und den heftigen Vibrationsbewegiingen zu widerstehen, welche durch die Bewegung der schweren Werkstücke innerhalb der Kammer auftreten.

Hitzebeständige Isolierraaterialien sind seit einer Reihe von Jahren bei der Herstellung von Gußisolierkörpern verwendet worden, welche zur Umkleidung von Wärmebehandlungsöfen verwendet werden und Tragegerüste im Innenraum der Wärmebehandlungsöfen isolieren. Seit kürzerer Zeit sind die vorteilhaften Isoliereigenschaften erkannt worden, welche durch geeignete Faserisolierwerkstoffe erreicht werden können, und es wurden Wege der Anwendung für diese Materialien gesucht, um damit Isolierelemente zum Gebrauch in Wärmebehandlungsöfen oder dergleichen herstellen zu können. Da jedoch die strukturelle Festigkeit dieser Fasermaterialien gering ist, lassen sich damit nicht alle gewünschten Eigenschaften für die verschiedenen Anwendungszwecke erreichen.

Das Kennzeichnende der vorliegenden Erfindung ist bei einem thermischen Isolierelement darin zu sehen, daß es ein hitzebeständiges Material und ein metallenes Maschenverstärkungselement, wenigstens teilweise eingebettet in das hitzebeständige Isoliermaterial enthält, sowie ein faserfönniges Isoliermaterial, welches innerhalb der durch das Maschenverstärkungselement gebildeten Schlingen liegt.

Das metallene Maschenverstärkungselement dient als Verstärkung und Träger für das faserartige Isoliermaterial und gibt diesem einen hohen Grad von struktureller Festigkeit und Formbeständigkeit.

Das faserförmige Isoliermaterial vermindert die thermische Leitfähigkeit des Isolierelementes, wodurch eine sehr wesentliche Verminderung der Wärmeverluste eintritt. Da das metallene Maschenverstärkungselement werigstens teilweise in das hitzebeständige, feuerfeste Isoliermaterial eingebettet ist, ist es in der Lage, das hitzebeständige Material zu verstärken und dem Gußkörper einen hohen Grad von Festigkeit zu verleihen.

Das faserförmige Isoliermaterial wird vorzugsweise in Form von Streifen verwendet, welche in die von den Maschen gebildeten Schleifen des Maschenverstärkungselementes eingesetzt sind und diese Maschenschleifen dabei nicht vollständig ausfüllen, wobei die anderen, von diesen Streifen nicht ausgefüllten Teile der Maschenschleifen in dem hitzebeständigen Isoliermaterial eingebettet sind.

Ein Isolierelement gemäß der Erfindung bietet alle Vorteile eines metallverstärkten, feuerfesten Körpers in Verbindung mit einem hochwärmeisolierenden Fasermaterial in einer einzigen integralen Baueinheit. Die Einlage des

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Fasermaterials innerhalb der Verstärkungsschleifen in Verbindung mit der Einbettung dieser Schleifen in den· hitzebeständigen Material stellt ein Sicherungsmittel dar, um das Fasermaterial so zu befestigen, daß es harten Gebrauchsbedingungen, wie sie in einem Wärmebehandlungeofen eintreten, standhalten kann.

Das faserförmige Isoliermaterial ist vorzugsweise ein solches Material, welches höhere Wärmeisoliereigenschaften aufweist, als das gießfähige, hitzebeständige Material. Im Rahmen dieser Erfindung können verschiedene faserförmige Isoliermaterialien in Erwägung gezogen werden. Bevorzugt wird die Verwendung von keramischen Fasern, jedoch können auch Glasfasern, Asbestfasern und entsprechend hochbeständige Synthesefasern als Beispiele für andere geeignete Isoliermaterialien angegeben werden.

Die Erfindung betrifft in einer Weiterbildung ein Verfahren zur Herstellung eines Isolierstücks der oben angegebenen Art und swar durch anfängliches Einfädeln von Streifen des faserförmigen Isoliermaterials in das netzförmige, metallene Verstärkungselement derart, daß die Maschenschleifen dieses Elementes nicht vollständig ausgefüllt werden und anschließend das Gießen eines dichten Isoliermaterials zum Einbetten der nicht gefüllten Teile der Maschenschleifen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung schematisch dargestellt; es zeigen

Fig.1 eine Querschnittsansicht eines Isolierelementes gemäß der Erfindung,

Fig.2 eine Draufsicht auf ein aus Draht hergestelltes Verstärkungselement und Streifen von faserförmigem Isoliermaterial, welche vor dem Aufgießen des hitzebeständigen Materials durch die Drahtschleifen hindurchgesteckt worden sind.

In Fig. 2 ist ein Teil eines metallenen Maschenverstärkungselementes 1 dargestellt. Das Maschenverstärkungselement 1 kann in irgendeiner Weise als durchbrochenes, metallenes Formstück, z.B. aus Streckmaterial oder aus einem vorfabrizierten Drahtgeflecht hergestellt sein. Bevorzugt wird jedoch ein metallenes Maschengeflecht verwendet, welches gegenseitig abgestützte Drahtwindungen mit parallel zueinanderliegenden Umschlingungspunkten der Verbindungswindun^en aufweist. Streifen 2 aus einem faserförmigen Isoliermaterial, wie oben angegeben, beispielsweise aus keramischem Fasermaterial, werden durch die Drahtschleifen des Verstärkungselementes 1 eingeführt. Diese Streifen 2 liegen im wesentlichen in der

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Ebene des Verstärkungselementes parallel. Falls gewünscht, können andere Streifen 2, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind, zusätzlich in einer Querrichtung durch die Drahtschleifen gezogen werden.

Die Streifen 2 füllen die Drahtsohleifen nicht vollstän-

|^: dig, so daß, wenn ein hitzebeständiges Isoliermaterial

I nachfolgend auf die in Fig.1 dargestellte Struktur aufge-

I" gössen wird, dieses in die Drahtschleifen eintritt, wo-

I durch das Verstärkungselement 1 wenigstens teilweise in-

fr nerhalb des hitzebeständigen Isoliermaterials eingebettet

I wird. Dadurch ergibt sich sowohl eine Verstärkung des

'*' hitzebeständigen als auch des faserförmigen Materials,

I und es entsteht eine Bindung zwischen den beiden Ma-

t terialien, weiche dem ganzen Isolierelement einen hohen

I Grad an Festigkeit vermittelt. Eine solche Anbringung

\ auf einer äußeren Decklage eines dichten, hitzebestän-

I digen Materials steigert wesentlich die Fähigkeit des

I Isolierelementes,der Einwirkung von Gaserosion bei hoher

I Geschwindigkeit standzuhalten und zwar bei Temperaturen,

wie sie in Wärmebehandlungsöfen auftreten.

Fig.1 zeigt im Querschnitt einen Teil eines solchen thermischen Isolierelementes, bei dem das Verstärkungselement 1 nur teilweise in das gegossene, hitzebeständige Material eingebettet ist und zwar derart, daß Teile

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der Drahtschleifen 4 an der inneren Oberfläche des Isolierstücks freiliegen und dadurch mit einer Leitung in einem Wärmebehandlungsofen verschweißt werden können. Falls gewünscht, kann das Verstärkungselement 1 vollständig in das hitzebeständige Material 3 eingebettet werden, wobei dann andere Vorkehrungen getroffen werden können, um das Isolierelement im Ofen in seiner bestimmungsmäßigen Lage zu verankern.

Isolierelemente gemäß der vorliegenden Erfindung könntm in anderen, hier nicht beschriebenen Einzelheiten den Isolierstücken ähnlich sein, die in den US-Patenten 2 693 352 und 3 647 194 oder in den britischen Patenten 1 3 69 283 und 1 441 915 angegeben sind, auf die für entsprechende Details Bezug genommen wird. Die Erfindung kann insbesondere bei der Produktion von Isolierelementen angewendet werden, die den Gegenstand der britischem Patentschriften Nr. 1 369 283 und 1 441 915 bilden.

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Claims

Schutzansprüche

1. Thermisches Isolierelement, bei dem in ein hitzebeständiges Material ein metallenes, netzartiges Verstärkungselement eingebettet ist, dadurch ge kennzeichnet, daß ein metallenes Maschenverstärkungselement (1) wenigstens teilweise in ein hitzebeständiges Isoliermaterial (3) eingebettet ist, und daß ein faserförmiges Isoliermaterial (2) in die Maschenschleifen des Verstärkungselementes (1) eingesetzt ist.

2. Thermisches Isolierelement nach Anspruch 1, d a durch gekennzeichnet, daß
das faserförmige Isoliermaterial keramische Fasern enthält.

3. Thermisches Isolierelement nach Anspruch 1, d a durch gekennzeichnet, daß das faserförmige Isoliermaterial Glasfasern enthält.

4. Thermisches Isolierelement nach Anspruch 1, d a durch gekennzeichnet , daß
das faserförmige Isoliermaterial Asbestfasern enthält.

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5. Thermisches Isolierelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das faserförmige Isoliermaterial synthetische Kunstharzfasern enthält.

6. Thermisches Isolierelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net , daß das faserförmige Isoliermaterial als Streifen (2) in die Maschenschleifen des metallenen Verstärkungselementes (1) eingesetzt ist, und diese nur teilweise ausfüllt, wobei die von diesen Streifen nicht ausgefüllten Teile der Maschenschleifen in das hitzebeständige Isoliermaterial (3) eingebettet sind.

7. Thermisches Isolierelement nach Anspruch 6, d a durch gekennzeichnet , daß die Streifen (2) einlagig parallel angeordnet sind.

8. Thermisches Isolierelement nach Anspruch 6, d a durch gekennzeichnet , daß die Streifen in Parallelanordnung überkreuzte Lagen bilden.

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9. Thermisches Isolierelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Teile des metallenen Maschenverstärkungselementes (1) aus dem Isoliereleraent auf der Befestigungsseite zur Herstellung metallener Schweißverbindungen frei zugänglich sind.

10. Thermisches Isolierelcment nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Maschenverstärkungselement (1) eine regelmäßige Maschenanordnung mit in Reihen parallel liegenden Umschlingungspunkten aufweist.

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