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Elektrischer Widerstandsofen Die Erfindung betrifft einen um eine
Achse drehbaren elektrischen Widerstandsofen, dessen Beheizung durch die Strahlung
eines aus einem oder mehreren Elementen bestehenden stromdurchflossenen Widerstandes
auf die zu erhitzenden oder zu schmelzenden Stoffe erfolgt.
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Es sind bereits drehbare Öfen bekannt, welche aus einem zylindrischen
Mantel bestehen, der mit einem feuerfesten, Futter ausgerüstet und außen mit Rollbahnen
versehen ist, die auf Rollen mit festen Achsen abrollen, und in deren Innerem in
axialer Richtung ein nicht an der Drehung teilnehmender Widerstand angeordnet ist,
der aus einem oder mehreren: Elementen besteht, die ihrerseits durch Anschlußstücke
gehalten werden, über die der Widerstand an .die Stromquelle angeschlossen ist.
Die Träger dieser Anschlußstücke können sich hierbei in Richtung parallel zu der
Ofenachse verschieben.
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Gemäß .der Erfindung sind bei einem solchen Ofen, welcher durch parallel
zu seiner Drehachse angeordnete Widerstände beheizt wird, an seinen Stirnseiten
zylindrische Zapfen angeordnet, die mit Laufbahnen für Rollen versehen sind, ferner
zu ihnen koaxiale, mit den Stromzuführungen für den oder .die Heizwiderstände verbundene
Ringstützen, und zwar unter Zwischenschaltung von Dichtungen zur Abdichtung des
Ofens in solcher Anordnung,
daß .die Ringstützen gegenüber den Zapfen
teleskopartig verschiebbar und drehbar sind und die Enden .der Heizwiderstände mittels
einer Anpreßvorrichtung mechanisch in den Stromzuführungen mit elastisch regelbarem
Druck senkrecht zur Längsrichtung dieser Widerstände gelagert sind.
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Hierbei ist der am Ofen befestigte Zapfen so angeordnet, daß er sich
gegenüber der Ringstütze, welche die Stromzuführung trägt, drehen kann. Bei dieser
Bewegung dreht sich .der Zapfen um die dem Zapfen und der Ringstütze gemeinsame
Achse, die mit der Drehachse des Ofens zusammenfällt.
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Es ergibt sich hieraus, daß die Drehachse des Ofens jede gewünschte
Lage gegenüber der Ofensymmetrieachse einnehmen kann.
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Andererseits kann man dem oder den Widerständen in bezug auf die Drehachse
des Ofens selbst jede gewünschte Stellung geben, denn die Stromzuführung, die durch
,die nicht an der Drehbewegung des Ofens teilnehmende Ringstütze gehalten wird,
kann jede gewünschte Stellung in der Rangstütze einnehmen. Insbesondere kann man
die Anordnung so treffen, daß die Achse des Widerstandsstabes ,mit der Drehachse
des Ofens zusammenfällt.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung ist es außerdem -möglich, unter
Aufrechterhaltung der parallelen Lage des Widerstandes zu der Drehachse des Ofens
den Widerstand während des Betriebes dieser Achse zu nähern oder ihn von ihr zu
entfernen, denn die Stromzuführung für den Widerstand kann mit der Ringstütze so
verbunden sein, .daß sie in dieser ihre Lage senkrecht zu ihrer Achse während .des
Betriebes verändern kann: Die Veränderung der Lage des Widerstandes gegenüber jener
des zu erhitzenden oder zu schmelzendenGutes ermöglicht nicht nur eine Regelung
der Erhitz ungsbedingungen, sondern auch eine sehr zweckmäßige Änderung der Leistung
.des Ofens. So kann man im Augenblick der Beschickung und zu Beginn des Schmelzvorganges
die Widerstände in dem Ofenmantel so hoch wie möglich anordnen und sie im Gegensatz
dazu im Augenblick des Gießens der Schmelze möglichst weitgehend nähern, um die
Erhitzung des Gewölbes zu verringern.
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Diese Veränderung der Lage des Widerstandes während des Betriebes
des Ofens wird ferner dadurch erleichtert, daß .das Ende .des Widerstandes gegen
den unteren Teil des in dem Stromzuführungsstück angeordneten Lagers unter elastischem
regelbarem Druck, der senkrecht zur Achse des Widerstandes wirkt, abgestützt ist.
Auf diese Weise kann ein guter Kontakt zwischen dem Widerstand und der Stromzuführung,
ganz gleichgültig, wie groß die Verschiebungen der letzteren nach oben oder unten
senkrecht zur Achse der Ringstütze sind, aufrechterhalten werden.
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Ferner vermeidet ein unter elastischem Andruck senkrecht zur Achse
der Widerstände erfolgender` Kontakt die Bearbeitung der Enden .der Widerstände
und einen eventuellen Bruch derselben, der in gewissen Fällen während der Erhitzung
bei Widerständen, .die in die Stromzuführungen eingeschraubt oder in diese dicht
eingedrückt sind, eintreten könnte. Auch verbessert diese Art des Kontaktes das
Halten des Widerstandes durch das Stromzuführungsstück. Schließlich erfolgt die
Druckregelung so, daß sich unter .der Einwirkung der Längenausdehnungen .der Widerstand
unter Umständen in der Längsrichtung in .den Verbindungsstücken verschieben kann.
Hieraus geht hervor, daß diese Befestigungsart des Widerstandes die Vorteile einer
starren Befestigung ohne deren Nachteil besitzt.
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In der Praxis erfolgt die Verbindung des Endes des Widerstandes mit
dem Stromzuführungsstück mit Hilfe von mechanischen Organen, die durch eine Feder
gegen den Widerstand gepreßt werden, oder auch mit Hilfe eines mit einem Kolben,
der unter .dem regelbaren Druck einer Flüssigkeit oder eines Gases steht, fest verbundenen
Anschlages.
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Die Zentrierung der zueinander koaxialen Zapfen und Ringstütze, von
.denen die eine fest mit den Stromzuführungen, der andere fest mit dem Ofen verbunden
ist, wird dadurch erleichtert, daß die Abrollbahnen für die Rollen an .dem Mantel
des Ofens selbst auf denZapfen angeordnet sind, welche fest am Ofen sitzen, und
daß diese Zapfen außerdem einen geringeren Durchmesser aufweisen als der Mantel
.des Ofens. Die Abdichtung zwischen dem beweglichen Zapfen und der unbeweglichen
Ringstütze während .der Drehung des Ofens kann leicht erhalten werden.
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In den Zeichnungen sind beispielsweise verschiedene Ausführungsformen
der Erfindung dargestellt.
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Abb. i ist eine Längsansicht des Ofens, teilweise im Vertikalschnitt
durch die Dreh- bzw. die Symmetrieachse des Ofens; Abb. 2 ist ein Querschnitt des
Ofens entsprechend der Linie A-B der Abb. r ; hierbei ist der Widerstand in seiner
.dem Ofengewölbe am meisten genäherten Lage .dargestellt; Abb.3 ist ein Querschnitt
des Ofens ebenfalls nach Linie A-B der Abb. i, in welchem der Widerstand in der
von dem Gewölbe des Ofens entferntesten Lage dargestellt ist; Abb. 4 ist ein Vertikalschnitt
durch ein Ende des Ofens, .der Ringstütze und der Stromzuführung des Widerstandes;
Abb. 5 ist ein Querschnitt nach Linie C-D der Abb. 4; Abb. 6 ist ein Horizontalschnitt
durch die Ringstütze und die Stromzuführung, Abb. 7 ein Vertikalschnitt durch die
Ringstütze und die Stromzuführung mit der Vorrichtung zur pneumatischen oder hydraulischen
Befestigung des Widerstandes, und Abb. 8 ein Vertikalschnitt durch eine in bezug
auf die Ringstütze in dieser bewegliche, von der Stütze getragene Stromzuführung.
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Gemäß den Abbildungen besteht der um eine horizontale Achse drehbare
Ofen aus einem Metallmantel i 'und einem feuerfesten Futter 2. Zwei Öffnungen 3
sind vorgesehen, einander gegenüberliegend in den Stirnwänden 4 des Ofens für die
Hindurchführung des Widerstandes 5' und der
Stromzuführung 6, deren
Anschlußenden 7 an die nicht dargestellte elektrische Stromquelle angeschlossen
sind.
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An den Stirnwänden 4 sind Zapfen 8 befestigt, welche Rollbahnen 9
tragen, die sich ihrerseits auf Rollen io, die auf einem Rahmen ii gelagert sind,
abstützen. Jeder Zapfen 8 steckt mit dem einen Ende teleskopartig in einer konzentrisch
dazu angeordneten Ringstütze 12, die fest mit der Stromzuführung 6 verbunden und
auf einem Wagen 13 befestigt ist, der auf dem Sockel 14 verfahrbar ist. Zwischen
der Ringstütze z2 und dem Zapfen 8 sind Abdichtungsringe 15 angeordnet, die eine
Verschiebung des Zapfens 8 im Innern der Ringstütze z2 unter gleichzeitiger Sicherung
der Abdichtung ermöglichen. Die Enden der Widerstandsstäbe 5 werden in im Innern
der Stromzuführungen 6 vorgesehenen Lagerbohrungen 16 durch Andrücken festgehalten.
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Bei der in den Abb. 4 und 5 dargestellten Ausführungsform der Erfindung
erfolgt dieses Andrücken der Widerstände 5 in den Lagerbohrungen 16 mit Hilfe von
Daumen 17, die an Stangen i8 befestigt sind, welch letztere durch Handgriffe i9
betätigt werden. Um ein elastisches Andrückender Widerstände zu erzielen, weist
der Umriß der Daumen 17 in der Zone, welche sich in Berührung mit .den Widerständen
befindet, eine Profilierung auf, welche so wirkt, daß jede Vergrößerung des Durchmessers
der Widerstände 5 infolge eines Ansteigens der Temperatur sich in eine Drehung der
Daumen umsetzt. Diese Drehung wird durch die Stange 18 auf den Handgriff ig übertragen,
der selbst unter .der Einwirkung einer Feder 33 steht. Diese Feder ist es, welche
letzten Endes das elastische Andrücken der Widerstände in ihren Lagerungen bewirkt.
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Bei der in Abb. 7 dargestellten Ausführungsform wird das Andrücken
der Widerstände 5 in den Lagerbohrungen 16 durch Platten 2o bewirkt, die fest mit
Kolben 21 verbunden sind, auf welche man durch eine Leitung 22 zugeführtes Wasser
oder Preßluft einwirken läßt.
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Die StromzuEihrungen werden durch mittels einer Röhre 23 in einen
inneren Hohlraum 24 derselben eingeführtes und durch ein Rohr 25 abgeführtes Wasser
gekühlt.
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Der aus den Abb.2 und 3 ersichtliche Querschnitt des Ofens ist zylindrisch.
Abweichend davon kann der Ofen jede andere für seine Verwendung für chemische und
metallurgische Zwecke geeignete Fonn besitzen. Er kann. aus miteinander verbundenen
Einzelelementen bestehen. Die feuerfeste Ausfütterung 2 bildet in jeder Stellung
des Ofens ein Gewölbe 26 und eine Ofensohle 27, auf der sich das zu schmelzende
Gut 28 oder das geschmolzene Material 29 befindet. Diese beiden Teile der Ausfütterung
können eine unterschiedliche Zusammensetzung und Dicke besitzen.
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Bei der Ausführungsform des Ofens nach den Abb. i bis 3 fällt seine
Drehachse nicht mit der Ofensymmetrieachse zusammen, die erstere jedoch mit der
Achse des mittleren Widerstandsstabes. Hierdurch ergibt sich, daß bei der Drehung
des Ofens sich der Abstand der Widerstände von dem Gewölbe ändert, wobei jedoch
dieser immer in einer zweckmäßigen Entfernung von der Oberfläche des zu schmelzenden
oder geschmolzenen Gutes verbleibt.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. 8 kann der Widerstand 5 mit seinen
an den Enden befindlichen Stromzuführungen 6 in dem Ofen verschoben werden, wobei
sie jedoch jeweils Lagen einnehmen, die durch Verschiebung parallel zu der Symmetrie-und
der Drehachse des Ofens geändert werden kann. Diese Verschiebung wird durch Schrauben
30 ermöglicht, die gleichzeitig auf die beidseitigen Stromzuführungen 6 mit
Hilfe eines nicht dargestellten Antriebes einwirken. Zu diesem Zweck sind die Anschlußenden
7 auf Stutzen 31 befestigt, die in rechtwinkeliger Anordnung auf den Stromzuführenden.
6 sitzen und in denen die Leitungen 22 und die Röhren 23 und 25 gelagert sind. Diese
Stutzen 31 gleiten in Stopfbuchsen 32, welche in Aussparungen im Umfange der Ringstütze
12 angeordnet sind.