DE8716110U1 - Gasspülstein - Google Patents

Description

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Herr Pfiedhelm Nöh, Otto-Brehrief-StraBe 34> 5900 Siegen,

Gasspülstein

Die Neuerung betrifft einen Glasspülstein mit einem keramischen/ kegelstumpf artigen Körper und einer dessen größere Grundfläche sowie dessen Mantelfläche abdeckenden gasdichten „Umkleidung, deren Boden mittig mit einem Anschlüßrohr ver- ·, sehen ist, und bei dem ein zwischen dem Körper und dem Mantel gebildeter, durch Distanzmittel definiertes Spalt zumindest mitgenutzt ist.

&Ggr; \ Derartige Gasspülsteine werden verbreitet in für flüssige Metalle vorgesehenen Wannen oder Tiegeln verwendet/ um in diese Gase einblasen zu können, ohne daß nach Abschalten der Gasquelle infoige des hydrostatischen Druckes des Metalles in die Mühdung der Gasleitung Metall einzudringen und, die Mündung verstopfend, dort zu erstarren Vermag.

Es sind einerseits Gasspülsteine bekannt, bei denen das Gas Poren oder feine Öffnungen des keramischen Körpers durchdringt. Andererseits werden aber auch umkleidete Spülsteine benutzt, bei denen die in das Schmelzbad einzuleitenden Gase einen engen, zwischen dem Mantel und dem keramischen Körper gebildeten Spalt passieren. Derartige Spalte sollen zwar so weit sein, daß sie dem zuzuführenden Gas keinen wesentlichen Strömungswiderstand entgegensetzen. Andererseits aber sind

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solche Spalte auch so enc| zu halten/ daß die im Metall auftretende Kohasiön sowie OberflächertsßannUng ein Eiridx ingen des Metalles in die Spalte unterbiüideti

Es i:st nun üblich/ zur Sicherung der somit relativ
schifn Weite des zwischen Mantel Und keramischem Körper gebildeten Spaltes zwischen dem Körper Und dem Mantel Disfcanz'-mittiel vorzusehen. Der den Zugang zu dieäem entlang des Mantfels gebildeten Spalt vermittelnde/ zwischen der Gründfläche des keramischen Körpers und der Röhde gebildete Spalt ist zwar nicht derartig kritisch,· da er nicht vom flüssigen Metall erreicht wird, der gegebenenfalls übertragenen hohen Kräfte wegen jedoch ist auch er vorteilhaft stabil auszuführen*

Bekannt ist es/ zur Sicherung der gewählten Weite der Spalte den keramischen Körper ünd/öder den Mantel und/oder die Ronde bereichsweise mit Klebeband zu versehen/ das zur Erreichung der vorgesehenen Stärke gegebenenfalls doppel- bzw.; mehrlagig eingebracht wird. Wird nun der Mantel über den Körper gezogen, so werden durch die Stärke des Klebebandes auch der Abstand der Innenfläche des Mantels von dem Außenmantel des Gässpülsteihes und damit die Weite des zwischen ihnen gebildeten Spaltes definiert. Es hat sich aber gezeigt, daß durch die hohe WärmebeaufschlägHing das Band oxidiert bzw. verkohlt bzw. sich zersetzt und hierbei auch mechanisch zerfallen kann, so daß nach längerer Betriebszeit die vorgegebene Spaltweite nicht allseitig gesichert ist. Insbesondere bei dem hochbtlasteten, zwischen Rönde und

Boden des Körpers angeordnetem Klebeband tritt noch dessen Verformung unter Einwirkung hoher Pressungen hinzu.

Es sind zur Bildung und Kalibrierung der Spalte auch schon dünne Flachstahlstreifen eingelegt worden. Neben der Gefahr der Verlagerung von Streifen zeigten sich als erhebliche

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Nachteile ein wesentilicher Ausfall aktiver Bereiche des Spaltes bei der^;: Anordnung, vieler Flachstahl streifen, die durch ihtfe Vieizahl auch die Montage unliebsam erschweren, 'sowie das Verformen und Zusammenpressen de^ Mantels; im Falle ■ger ingerer ' Anzahlen¹ von 'Flächstahlstreifen in^! zwischen den Flachstahlstreifen liegenden Bereichen, das ebenfalls zur unliebsamen Minderung des dem Gase gebotenen freien Durchtrittsqüerschnittes führt.

Die EEEinäung geht daher von der Aufgabe aus, Distänzmitüel zur Sicherung der Weite des zu bildenden Spalfces innerhalb enger Toleranzen zu schaffen, die mechanisch sowie thermisch hochbelastbar sind Und keine AlteEüngserscheifiUngeft zeigen und den Gasen gebotenen Durchtrittsquerschnitt nicht mindern, so daß auch unter hohen Belastungen die Spaltweite über lange Zeit innerhalb enger vorgegebener Toleranzen konstant verbleibt, während andererseits Möglichkeiten des Durchschlagens des Gießmetalles strikt unterbunden werden /sollen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Gasspülstein der bezeichneten Gattung, bei dem mindestens der Mantel zur Bildung der Distanzmittel mit statistisch verteilt eingeprägten, nach innen vorstehenden Noppen versehen ist, deren Höhe die Weite des gebildeten Spaltes bestimmt. Hierbei läßt sich der Spalt leicht durch Einprägen der Noppen in seiner Größe bestimmen: Die Weite des Spaltes entspricht dem Vorstehen der Scheitel der Noppen über die innere Grundfläche des Mantels. Da die Noppen in das Blech des Mantels selbst eingeprägt sind erweisen sie sich als thermisch stabil, zeitlich konstant und als mechanisch widerstandsfähig. Durch ihre statistische Verteilung bilden sie eine Reihe von Auflagepunkten, deren Grundfläche zwar selbst als Wirkungsfläche des Spaltes ausfällt, durch die Art der Verteilung aber läßt sich erreichen, daß die einzelnen Stützpunkte

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¹^ ausreichend dicht Äiioinätidetlxegen-/ ohrie daß die Summe der Grundflächen äaif Noppen so groß ist/ daß sie die Wirksame Spaltfläche wesentlich beeinträchtigt. Bewährt hat es sich 'auch, daß beim Einbringen des Körpers in den Mantel die

' "Noppen einerseits die Reibung der aneinander anliegenden

['·: Flächen verringert, so daß das Einbringen mühelos bewirkbär

" \ ist. Und andererseits sich als so stabil erweisen, daß Ver-

tJs ■ ietzuhg^en derselben oder Verlagerungen,, wie sie bspw. bei

)'< ■ Klebeband auftreten können, nicht zu erwarten ämd. Durch

"; änderung des Pressenhubes, der verwendeten Werkzeuge oder

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&iacgr;- dergleichen lassen sich auch leicht Mantelbleche mit unter-

f;-: echiedlich tief eAngeprägfceh Noppen fertigen, so daß jewei.^s

I' gewünschte Spaltweiten sich leicht individuell erstellen

I lassen.

L, _w Zwar ist es möglich, auch die Ronde mit entsprechenden Nop-

55 pen zu versehen? die oft höheren, auf sie einwirkenden Nor-

/. malkfäfte jedoch lassen es in einer Anzahl von Fallen als

&psgr; empfehlenswert erscheinen, die Weite des bodenseitig gebil-

I deten Spaltes durch auf die Rönde aufgebrachte Flächstähl-

_t' streifen zu bestimmen, die vorteilhaft mit der Ronde ver-

'■* bunden, zweckmäßig verpünktet, sind. Wie bereits angedeutet

ff besteht aber auch die Möglichkeit, auch der Ronde als Di-

K ietanzmittel Noppen einzuprägen, die in ihrer Höhe dene^ des

>^!i Mantels entsprechen können, aber auch flacher oder insbe-

f. !sondere stärker ausgeführt sein können. Um jede Möglichkeit

hi 4er Gefährdung einer nachgeordneten Anlage zur Versorgung

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{*i mit Gas, üblicherweise Argon/ abzuschließen hat es sich

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g jbewährt, dem in die Ronde eingelassenen Anschlußrohr einen Sicherungseirisätz zuzuordnen, der dürchsehlagendes Gießmetall sicher aufzuhalten vermag.

Im einzelnen sind die Merkmale der Erfindung a->ha^r i
folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit dieses darstellenden Zeichnungen erläutert.

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Es zeigen hierbei:

Figur 1 im Vertikalschnitt einen umkleideten Gasspülstein, und ^:

Figur 2 vergrößert einen Abschnitt II des über dem keramischen Körper unter Bildung eines Spaltes anstehenden genoppten Mantels.

In der Zeichnung ist ein fertigmontierter Gasspülstein im Vertikalschnitt gezeigt, dessen keramischer Körper 1 von einem aus Stahlblech, gegebenenfalls auch Edelstahlblech, gefertigten Mantel 2 umgeben ist, und dessen Grundfläche von einer Ronde 3 unterfangen ist. Zur gasdichten und mechanisch sicheren Verbindung ist der über die Ronde 3 hinaus vorstehende untere Rand des Mantels 2 nach innen umgebörtelt, und seine Endkante ist mit der Ronde durch eine Schweißnaht 4 gasdicht verbunden. Die Ronde weist eine mittige Ausnehmung 5 auf, in die ein Anschlußrohr 7 eingesetzt und durch eine Schweißnaht 6 mechanisch fest und gasdicht gehalten ist. Zur Erleichterung der Handhabung ist an den oberen, überstehenden Rand des Mantels 2 ein winkelförmiger Bügel 8 angepunktet, der ein Aufnehmen des Gasspülsteines vermittels von Hebezeugen ermöglicht.

Der Mantel ist im Ausführungsbeispiel mit 0,8 mm Stärke ausgeführt, während die Ronde 3 je nach Belastung in Stärken zwischen 2 und 6 mm ausgeführt sein kann. Die Stärke des Spaltes zwischen dem Mantel 2 und dem Körper 1 kann 0,1 bis 0,5 mm betragen, während der Abstand der Ronde 3 von der Grundfläche des Körpers 1 durchaus ein Mehrfaches dieser Spaltweite betragen kann.

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMCRICH · -GERbMDLUEiR -D. GROSSE · F. POLLMEIER ~

Wie der vergrößert herausgezogene Ausschnitt II der Figur 2 zeigt ist das zur Fertigung des Mantels 2 benutzte Blech mit eingeprägten Noppen 9 versehen, deren Scheitel um die Weite des gewünschten Spaltes über die Innenfläche des Bleches hervorstehen. Beim Überziehen über den Körper 1 legen sich die Scheitel der Noppen 9 gegen dessen Oberfläche und stützen sich so, den gebildeten Spalt kalibrierend, auf diese ab. Der größere, zwischen Boden und Ronde gebildete Spalt wird durch zwischengelegte Flachstahlstreifen 10 defi:.dert, die zur Erleichterung der Montage und zur Sicherung gegen spätere Verlagerungen vorteilhaft mit der Ronde verbunden, zweckmäßig verpunktet, sind.

Beim Einsetzen des Gasspülsteines in die Wandung bzw. den Boden eines mit flüssigem Metall gefüllten Behälters wird durch die Wärme des flüssigen Metalles zunächst der beim Transport benutzte Bügel 8 mit angrenzenden oberen Bereichen des Mantels 2 abgeschmolzen« Mit wachsender Gebrauchsdauer werden auch anschließende weitere Bereiche des Mantels 2 fortgeschmolzen. Die Beaufschlagung des Anschlußrohres 7 mit in das flüssige Metall einzuführendem Gas, meist Argon, bewirkt aber gleichzeitig auch eine den Schmelzvorgang stoppende Kühlung: Das zugeführte kühle Gas durchströmt den zwischen dem keramischen Körper 1 und dem Mantel 2 gebildeten Spalt und nimmt hierbei, den Mantel 2 kühlend, von diesem Wäre auf. Bei der Sicherung des gebildeten Spaltes durch Noppen des Mantels ergibt sich eine weitgehend konstante Weite des Spaltes, so daß auch dieser Vorgang der Kühlung | über den Umfang des Spaltes annähernd konstant ist. Bei herkömmlichen, sich verformenden Mitteln zu Bestimmung der Spaltweite besteht die Tendenz der nicht zentrischen Stellung des keramischen Körpers 1, so daß der Spalt im wesentlichen an einer Seite verengt und an der gegenüberliegenden Seite erweitert wird« Damit aber v/erden im weiteren Teile >ies Spaltes der Gaöfluß und somit^Jauch die Kühlung des Man-

PATENTANWÄLTE F.W. HSMWERICH * GEffc'MöLLER * D. GROSSE · F. POLLMEIER "~

tels 1 intensiviert, während der enge Bereich des Spaltes kaum noch gekühlt und damit besonders gefährdet wird. Die genaue zentrische Lage des keramischen Körpers steigert damit die Standzeit des Gasspülsteines und unterbindet Durchschläge des flüssigen Metalles, das bei vollendetem Durchschlag über das Anschlußrohr 7 die das Gas freigebende Anlage schädigen kann. Zur weiteren Sicherung hat es sich daher als zweckmäßig erwiesen, auch bei gesicherter zentrischer Lage des keramischen Körpers dem Anschlußrohr einen Sicherungseinsatz zuzuordnen. Bewährt haben sich hierbei Körper aus zusammengesinterten Metallkugeln 13, die mit ihren verbleibenden Zwischenräumen den Gasfluß sichern, andererseits aber im Falle von Durchschlägen des flüssigen Metalles diesem soweit zu widerstehen vermögen, daß der Sicherungseinsatz selbst nicht aufgeschmolzen wird, sondern vielmehr das flüssige Metall aufhält, bis es durch Erkalten erstarrt ist.

Im Ausführunc-sbeispiel der Fig. 1 ist mit dem Anschlußrohr eine Muffe 11 verschraubt, in deren Gewinde 1 2 ein aus gesinterten Metallkugeln 13 erstellter Sicherungseinsatz 14 eingeschraubt ist. Ein in der Figur frei dargestellter Sereich 16 des Anschlußgewindes dient der Verbindung mit der das Gas zuführenden Anordnung.

Bewährt hat es sich, als Sicherungseinsatz 14 Anordnungen zu verwenden, die als Schalldämpfer für Preßluftanlagen konzipiert sind. Die kegelstumpfförmige Ausbildung in Verbindung mit der ebenfalls kegelstumpfförmigen Ausnehmung 15 bieten dem Gas eine relativ große zu durchdringende Fläche bei verhältnismäßig geringer Stärke der zu durchdringenden Schicht, so daß ein gutes Durchdringen ohne wesentlichen Druckabfall auch noch möglich ist/ wenn aus dem eigentlichen Gasspülstein her sich Schmutzreste absetzen. Damit aber ist die nachgeordnete^kostspielige/ das Gas-zuführende Anlage in

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jedem Falle geschützt, selbst wenn durch unerwartet starken lokalen Verschleiß des Mantels 2 des Gasspülsteines Durchbrüche des flüssigen Metalles ermöglicht sein sollten.

Damit wird durch einfaches Einprägen von Noppen in das zur Bildung des Mantels 2 vorgesehene Blech die Stärke des zu bildenden konischen Spaltes sicher und auch unter starken thermischen und mechanischen Belastungen dauerhaft definiert, und auch die Montage gestaltet sich durch die Unveränderlichkeit der Noppen und deren geringen Gleitwiderstand einfach/ so daß die Montagezeiten verkürzt und auf jeden Fall vorzeitige Ausfälle unterbunden werden.

Claims (7)

1. Gasspülstein mit eiiem keramischen, kegelstumpfförmigen Körper und einer dessen Grundfläche sowie dessen Mantel abdeckenden gasdichten umkleidung, deren Boden mittig mit einem Anschlußrohr versehen ist, und bei dem ein zwischen dem Körper und dam Mantel gebildeter, durch Distanzmittel definierter Spalt zumindest mitgenutzt ist,
dadurch gekennzeichnet,

daß mindestens der Mantel (2) zur Bildung der Distanzmittel mit statistisch verteilt eingeprägten Noppen (9) versehen ist, deren Höhe die Weite des Spaltes j-se stimmt.

2. Gasspülstein nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß sowohl der Mantel (1) als auch die Ronde (3) mit Noppen (9) gegebenenfalls unterschiedlicher Scheitelhöhe ausgestattet sind.

3. Gasspülstein nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Ronde (3) mit die Weite des bodenseitig gebildeten Spaltes bestimmenden Flachstahlstreifen (10) versehen ist.

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4. Gasspülstein nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Flachstahlstreifen (10) auf die Ronde (3) aufgepunktet sind.

5. Gasspülstein nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußrohr (7) mit einem aus unter Einhaltung bereichsweise verbleibender Zwischenräume miteinander verbundenen Kleinkörpern (Metallkugeln 13) bestehenden Sicherungseinsatz (14) ausgestattet ist.

6. Gasspülstein nach einem der Ansprüche 1 bis 5/ dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußrohr (7) mit einer einen Sicherungseinsatz (14) aufnehmenden Muffe (11) lösbar verbunden ist.

7. Gasspülstein nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Sicherungseinsatz (14) ein für Druckluftanlagen vorgesehener Schalldämpfer genutzt ist.