EP0524368A1 - Automatic apparatus for monitoring and control of a vacuum thermal treatment furnace - Google Patents

Automatic apparatus for monitoring and control of a vacuum thermal treatment furnace Download PDF

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EP0524368A1
EP0524368A1 EP19920102167 EP92102167A EP0524368A1 EP 0524368 A1 EP0524368 A1 EP 0524368A1 EP 19920102167 EP19920102167 EP 19920102167 EP 92102167 A EP92102167 A EP 92102167A EP 0524368 A1 EP0524368 A1 EP 0524368A1
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gas
housing
pressure
cooling gas
valve
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EP19920102167
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EP0524368B1 (en
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Friedrich Dr. Preisser
Peter Dr. Minarski
Paul Heilmann
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ALD Vacuum Technologies GmbH
Original Assignee
Leybold Durferrit GmbH
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    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/74—Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
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    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/74—Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material
    • C21D1/773—Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material under reduced pressure or vacuum
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    • F27B2005/146—Heating rods disposed in the chamber the heating rods being in the tubes which conduct the heating gases
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    • F27B2005/166—Means to circulate the atmosphere
    • F27B2005/167—Means to circulate the atmosphere the atmosphere being recirculated through the treatment chamber by a turbine

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for independent monitoring of operational safety and for controlling the process flow in a vacuum heat treatment furnace, in particular in a furnace operated with hydrogen gas as a cooling gas under excess pressure for hardening metallic workpieces, with a heating chamber for receiving the workpiece batch enclosing housing connected to a vacuum pump, with gas inlet and gas outlet openings opening into the heating chamber, a motor-blower unit whose fan wheel circulates the cooling gas, a cooling gas reservoir, a heating unit and with a heat exchanger in the cooling gas circuit.
  • Such an oven consists of a hollow cylindrical steel housing with an openable front door that allows access to the heating chamber.
  • the heating chamber is made of a steel jacket, which is lined with thermal insulation.
  • the heating chamber is provided with a large gas passage opening on the floor and ceiling. These openings are closed by insulated gate valves during the heating and holding period.
  • the charge in the heating chamber is flowed around by cold gas which is circulated through the heating chamber.
  • the circulating speed and the strength of the recooling of the gas can be adjusted solely through the design of the heat exchangers and blowers associated with the furnace.
  • a high gas velocity is the prerequisite for rapid batch cooling. Curing, for example, can only be carried out with sufficiently rapid heat dissipation. There is therefore a requirement to circulate the quenching gas blown into the heating chamber at high speed in order to achieve rapid cooling of the batch.
  • the hardening of steels requires the workpieces to cool down from the austenitizing temperature (900 ° C) to room temperature with defined cooling rates. Depending on the type of steel, heat dissipation is necessary, which can only be achieved with certain surrounding media. The highest cooling rates are achieved with liquids. Gases have a lower thermal conductivity. By increasing the gas pressure and the circulation capacity, an increase in heat dissipation down to the range of liquids can be achieved. Disadvantages of liquid quenching are the uncontrolled quenching, the contamination of the surface with decomposition products, which entail complex cleaning, and the complex system technology when the workpieces have to be annealed in a vacuum.
  • Gas quenching is usually carried out with N2, which, apart from helium and hydrogen, brings about the best heat dissipation.
  • the pressure increase is possible when using nitrogen up to 10 bar.
  • a further increase to 20 bar is possible with helium.
  • the contamination in the furnace is increased to a multiple of the pressure.
  • a further increase in the cooling rate in the gas is only possible by using H2 as the heat transfer medium, since hydrogen has the highest thermal conductivity of all gases and can also be circulated with low power due to its low density. This would allow all workpieces that were previously quenched in liquids to be quenched in gas.
  • the sequence of the individual steps should be selected in such a way that an explosive mixture cannot arise in the system at any point in the process, and that the occurrence of a safety risk can be avoided if individual components fail.
  • a pressure sensor measuring the pressure in the housing of the furnace and at least one gas sensor arranged in the immediate vicinity of the furnace are provided, which in conjunction with an evaluation unit when a predetermined internal pressure in the housing has not been reached and a pressure which is simultaneously established Gas concentration in the furnace environment initiate a safety program whereby an immediate closure of the cooling gas inlet valve, an opening of the gas outlet valve and an opening of a purge gas inlet valve are effected, which is switched into a line which connects a purge gas storage container to the interior of the furnace housing and thus finally, depending on one In a branch line to the gas outlet line switched on gas sensor registered cooling gas concentration at the gas outlet valve, the pressure equalization of the housing interior and the furnace environment is brought about.
  • an evacuation valve and at least one gas sensor are preferably switched into the suction line leading from the housing of the vacuum heat treatment furnace to the vacuum pump, with a first pressure sensor measuring the pressure In the interior of the housing and a second pressure sensor, which determines the pressure in the cooling gas inlet line, are provided and at least one in the immediate vicinity of the vacuum heat treatment furnace, a gas sensor checking the furnace environment and a gas sensor switched on in the cooling gas outlet line, after closing of the evacuation valve at the beginning of the quenching process, a first measurement of the two pressure sensors for the pressure in the interior of the housing and for the pressure in the cooling gas inlet line either terminates the quenching process or opens the cooling gas inlet valve until the pressure in the housing reaches a setpoint (e.g.
  • an evacuation valve switched on between the vacuum pump and the housing in the suction line interacts with a cooling gas outlet valve switched on in the cooling gas inlet line and a first pressure sensor which measures the pressure in the interior of the housing and, when the evacuation valve is closed, produces the signal for a given housing pressure and at the same time the cooling gas inlet valve is closed
  • Switching off the heating unit with subsequent opening of the cooling gas inlet valve and, depending on the pressure increase in the housing and / or the pressure drop in the supply line enables the safety flushing of the housing with flushing gas and the subsequent pressure equalization of the housing, with the cooling gas inlet valve being opened via the pressure sensor after reaching a predetermined cooling gas
  • the blower for cooling gas circulation is switched on, the sensor for the housing internal pressure only keeps the cooling gas circulation going until the desired quenching temperature is reached when a predetermined working pressure in the housing is reached, and if the cooling gas concentration in the cooling system increases via a sensor Enables a safety program around the heat treatment furnace to a predetermined value, which begins with
  • the vacuum heat treatment furnace consists essentially of a hollow cylindrical housing 4, one end wall of which can be closed by a cover 3, a blower motor 12 arranged on the other end wall of the housing 4 with an impeller 13, and a hollow cylindrical batch chamber 2 arranged inside the housing with an insertable therein Batch basket 1, in which in turn the workpieces 5 to be treated can be inserted, a plurality of heating pipes 15, 15a, ...
  • the heat treatment furnace is connected via a suction line 17 to a vacuum pump 8, the suction connection 23 of which opens into the chimney 22a, the suction line 17th can be shut off by an evacuation valve 18.
  • the suction line 17 is connected to the gas outlet 11 which can be shut off via a gas outlet valve 28 and which opens into the chimney 22.
  • the inlet lines 9, 10 which are connected to the gas containers 14, 29 and turned on in the valves 25, 30, via which the two lines 9, 10 can be shut off.
  • Both the suction line 17 and the gas outlet line 11 are connected via branch lines 31, 32 to electrical test and evaluation units or their gas sensors 24, 42, 45, via which the respective gas concentrations in the two lines 11 and 17 can be determined and can be processed into corresponding electrical control pulses or control signals which can be compared in a central control unit or a computer 41 with a pre-defined program.
  • a flow monitor 33, 34, a test gas valve 35, 36 and a membrane filter 37, 38 are also connected, via which the evaluation units 24, 42 and others connected to these evaluation units 24, 42 in series Evaluation units 39, ... which are sensitive to other types of gas (such as oxygen), can be precisely adjusted to the process sequence.
  • the housing 4 is connected to a pressure sensor 19 via a test line 40.
  • a gas sensor 21 is arranged in the immediate vicinity of the housing 4, via which the cooling gas concentration in the furnace environment can be checked, which can then be processed into corresponding electrical signals via the central evaluation unit 41.
  • the vacuum heat treatment furnace described above is particularly suitable for hardening steel workpieces 5 in a hydrogen atmosphere of, for example, 40 bar pressure.
  • a hydrogen atmosphere for example, 40 bar pressure.
  • the process sequence shown in FIG. 2 is provided, the individual process steps taking place automatically, depending on those determined by the gas sensors 21, 24, 39 or the pressure sensors 19, 20 Values.
  • the actual quenching process begins with the closing of the evacuation valve 18 and after the batch 7 has been heated up with the aid of the heating units 15, 15a,... After a predetermined negative pressure is present in the housing 4 has stopped. It is clear that valves 28, 25 and 30 must also be closed during this phase. After the evacuation valve 18 has been closed, it is first checked whether the cooling gas line 10 is tight, ie the pressure at the pressure sensor 20 must remain constant; at the same time, the pressure in the housing 4 must not have exceeded the predetermined value (dp ⁇ x mbar). Only when both conditions are met is the heating current switched off via the only schematically illustrated central unit 41 and the quenching process started by opening the cooling gas inlet valve 25.
  • the blower motor 12 After reaching the predetermined pressure p> 800 mbar, the blower motor 12 is started and the cooling gas circulates in the direction of the arrow through the housing 4 or the blower housing 27, the charge 7, the heating tubes 15, 15a,... And the heat exchanger 16 is formed from pipes through which cold water flows.
  • the blower motor 12 is switched off and then the gas outlet valve 28 is opened in order to discharge the gas via the gas outlet 11 into the chimney 22, which is flushed with the purge gas (preferably N2) during the entire process sequence to ensure that never form a critical mixture of O2 and H2 in it.
  • the purge gas valve 30 is opened so that the purge gas (preferably N2) can flow from the reservoir 29 through the gas inlet 9 into the housing 4 until the volume N2> x V is reached and the gas concentration at the gas outlet 11 is ⁇ 1% and a complete pressure equalization has occurred.
  • the safety program shown in Fig. 3 starts automatically when a cooling gas concentration H2> 2% has accumulated in the vicinity of the furnace, sensed by the gas sensor 21. It starts with the immediate closing of the cooling gas inlet valve 25, the opening of the gas outlet valve 28, the opening of the Purge gas inlet valve 30. The purge gas inlet valve 30 then remains open until the housing 4 of the furnace is completely filled with purge gas N2 and the cooling gas concentration at the gas outlet valve 28 H2 is ⁇ 1%. In the now following pressure equalization with the purge gas, the housing pressure must be set to p> p atm so that the gas outlet valve 28 remains open and the cooling gas concentration at the gas outlet valve 28 is H 2 content ⁇ 1%.
  • the evacuation valve becomes 18 automatically closed on a signal from the evaluation unit 41.
  • the heating unit 15a, 15b, ... is now switched off and the motor-blower unit 12, 13 switched on, then the H2 valve 25 is opened and the H2 gas is in the housing recessed; the pressure increase in the housing 4 is checked with the aid of the sensor 19 until the pressure has finally reached 20 bar.
  • the H2 valve 25 is now closed and the quenching process is ended, provided that the H2 gas concentration in the area remains below 2%; now the purging process with N2 gas is initiated and then the motor-blower unit 12, 13 is switched off and then the gas outlet valve 18 is opened until the pressure in the housing 4 has dropped completely, finally the N2 valve 30 is opened again until the H2 gas content in the chimney 22, 22a is ⁇ 1% and full pressure equalization with the ambient air has been reached.
  • the safety program shown in FIG. 3 as a flow chart stored in the central evaluation unit begins with the closing of the H2 valve 25, the opening of the gas outlet 28 and the opening of the N2 valve 30.
  • the N2 valve 30 then remains open until the H2 content at the gas outlet 11 is measured by the sensor 42 to ⁇ 1%; as soon as this value is reached, the N2 valve 30 is closed and the pressure equalization with N2 is brought about (p> p atm); then the gas outlet valve 28 is opened until the H2 gas content at the gas outlet has become completely uncritical and a pressure equalization with the ambient air has set in.

Abstract

A method for the automatic control of the process and for monitoring operational safety is indicated for a vacuum thermal treatment furnace operated with hydrogen gas under excess pressure as the coolant, in particular a furnace of this kind for quenching metallic workpieces (5) heated to a high temperature. For this purpose, the housing (4) of the thermal treatment furnace is connected to respective gas inlet lines (9, 10) for admitting the coolant and the flushing gas (H2 and N2 respectively) and furthermore connected to an extraction line (17) and to a gas outlet line (11), into each of which are inserted gas sensors (24, 39, 42) which, during the quenching process, indicate the gas concentration to a central evaluation unit (41) also connected to pressure transducers (19, 20) and a gas sensor (21), which supply further signals relating to the instantaneous gas pressure prevailing in the interior of the housing (4) or the gas inlet line (10) or to the gas concentration in the furnace environment to the central evaluation unit (41), which, for its part, then sends control signals to the gas inlet and gas outlet valves (25, 30 and 18, 28 respectively) in accordance with predetermined programmes and switches the motor-fan unit (12, 13) and the heating unit (15, 15a, ...) on or off. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur selbständigen Überwachung der Betriebssicherheit und zur Steuerung des Prozeßablaufs bei einem Vakuum-Wärmebehandlungsofen, insbesondere bei einem mit Wasserstoffgas als Kühlgas unter Überdruck betriebenen Ofen zum Härten metallischer Werkstücke, mit einem die Heizkammer zur Aufnahme der Werkstück-Charge umschließenden, an eine Vakuumpumpe angeschlossenen Gehäuse, mit in die Heizkammer einmündenden Gaseinlaß und Gasauslaßöffnungen, einer Motor-Gebläse-Einheit, deren Gebläserad das Kühlgas umwälzt, einem Kühlgasvorratsbehälter, einem Heizaggregat und mit einem Wärmetauscher im Kühlgaskreislauf.The invention relates to a method and a device for independent monitoring of operational safety and for controlling the process flow in a vacuum heat treatment furnace, in particular in a furnace operated with hydrogen gas as a cooling gas under excess pressure for hardening metallic workpieces, with a heating chamber for receiving the workpiece batch enclosing housing connected to a vacuum pump, with gas inlet and gas outlet openings opening into the heating chamber, a motor-blower unit whose fan wheel circulates the cooling gas, a cooling gas reservoir, a heating unit and with a heat exchanger in the cooling gas circuit.

Industrieöfen dieser Art sind aus der DE-PS 2844843 bekannt. Sie werden insbesondere benutzt, um Teile aus Schnellarbeitsstählen und anderen Werkzeugstählen härten zu können. Sie sind aber auch für andere Wärmebehandlungen geeignet, beispielsweise zum Blankglühen. Ein solcher Ofen besteht aus einem hohlzylindrischen Stahlgehäuse mit einer zu öffnenden Fronttür, die den Zugang zur Heizkammer ermöglicht. Die Heizkammer ist aus einem Stahlmantel gefertigt, der mit einer Wärmeisolierung ausgekleidet ist. Am Boden und an der Decke ist die Heizkammer mit einer großen Gasdurchtrittsöffnung versehen. Diese Öffnungen sind während der Heiz- und Halteperiode durch isolierte Sperrschieber verschlossen. Beim Abkühlvorgang wird die in der Heizkammer befindliche Charge von kaltem Gas umströmt, welches durch die Heizkammer hindurch umgewälzt wird. Die Umwälzgeschwindigkeit und die Stärke der Rückkühlung des Gases ist dabei allein einstellbar durch die Auslegung der zum Ofen zugehörigen Wärmeaustauscher und Gebläse.Industrial furnaces of this type are known from DE-PS 2844843. They are used in particular to harden parts made of high-speed steels and other tool steels. However, they are also suitable for other heat treatments, for example bright annealing. Such an oven consists of a hollow cylindrical steel housing with an openable front door that allows access to the heating chamber. The heating chamber is made of a steel jacket, which is lined with thermal insulation. The heating chamber is provided with a large gas passage opening on the floor and ceiling. These openings are closed by insulated gate valves during the heating and holding period. During the cooling process, the charge in the heating chamber is flowed around by cold gas which is circulated through the heating chamber. The circulating speed and the strength of the recooling of the gas can be adjusted solely through the design of the heat exchangers and blowers associated with the furnace.

Eine hohe Gasgeschwindigkeit ist die Voraussetzung, um eine schnelle Abkühlung der Charge zu erreichen. Nur mit einer ausreichend schnellen Wärmeabführung ist die Durchführung beispielsweise einer Härtung möglich. Es besteht daher die Forderung, zwecks Erzielung einer schnellen Kühlung der Charge, das in die Heizkammer eingeblasene Abschreckgas mit hoher Geschwindigkeit umzuwälzen.
Das Härten von Stählen erfordert eine Abkühlung der Werkstücke von der Austenitisierungstemperatur (900°C) auf Raumtemperatur mit definierten Abkühlraten. Je nach Stahlsorte ist eine Wärmeabfuhr nötig, die nur durch bestimmte Umgebungsmedien erreicht werden kann. Die höchsten Abkühlraten werden mit Flüssigkeiten erzielt. Gase haben eine niedrigere Wärmeleitfähigkeit. Durch Steigerung des Gasdrucks und der Umwälzleistung ist eine Erhöhung der Wärmeabfuhr bis in den Bereich von Flüssigkeiten erreichbar. Nachteil der Flüssigkeitsabschreckung ist die ungeregelte Abschreckung, die Kontamination der Oberfläche mit Zersetzungsprodukten, die ein aufwendiges Reinigen nach sich ziehen, sowie die aufwendige Anlagentechnik, wenn die Werkstücke im Vakuum geglüht werden müssen.A high gas velocity is the prerequisite for rapid batch cooling. Curing, for example, can only be carried out with sufficiently rapid heat dissipation. There is therefore a requirement to circulate the quenching gas blown into the heating chamber at high speed in order to achieve rapid cooling of the batch.
The hardening of steels requires the workpieces to cool down from the austenitizing temperature (900 ° C) to room temperature with defined cooling rates. Depending on the type of steel, heat dissipation is necessary, which can only be achieved with certain surrounding media. The highest cooling rates are achieved with liquids. Gases have a lower thermal conductivity. By increasing the gas pressure and the circulation capacity, an increase in heat dissipation down to the range of liquids can be achieved. Disadvantages of liquid quenching are the uncontrolled quenching, the contamination of the surface with decomposition products, which entail complex cleaning, and the complex system technology when the workpieces have to be annealed in a vacuum.

Die Gasabschreckung wird üblicherweise mit N₂ durchgeführt, das außer Helium und Wasserstoff die beste Wärmeabfuhr bewirkt. Die Druckerhöhung ist bei Verwendung von Stickstoff bis 10 bar möglich. Mit Helium ist eine weitere Steigerung auf 20 bar möglich. Allerdings wird bei Verwendung dieser inerten Gase auch die Verunreinigung im Ofen auf das Vielfache des Druckes erhöht. Eine weitere Steigerung der Abkühlgeschwindigkeit im Gas ist nur durch Verwendung von H₂ als Wärmeübertragungsmedium möglich, da Wasserstoff die höchste Wärmeleitfähigkeit aller Gase aufweist und außerdem wegen seiner geringen Dichte mit geringer Leistung umgewälzt werden kann. Hiermit wären alle Werkstücke, die bisher in Flüssigkeiten abgeschreckt werden, im Gas abschreckbar. Ein weiterer gravierender Vorteil ist die Möglichkeit, diese Abschreckung geregelt durchzuführen, was in Flüssigkeiten wegen des Leidenfrost-Effekts nicht möglich ist.
Trotz dieser offensichtlichen Vorteile ist eine Wasserstoffabschreckung im Hochdruck bisher nicht realisiert worden, da die Verwendung von Wasserstoff bei hohem Druck ein erhebliches Sicherheitsrisiko darstellt.Gas quenching is usually carried out with N₂, which, apart from helium and hydrogen, brings about the best heat dissipation. The pressure increase is possible when using nitrogen up to 10 bar. A further increase to 20 bar is possible with helium. However, when these inert gases are used, the contamination in the furnace is increased to a multiple of the pressure. A further increase in the cooling rate in the gas is only possible by using H₂ as the heat transfer medium, since hydrogen has the highest thermal conductivity of all gases and can also be circulated with low power due to its low density. This would allow all workpieces that were previously quenched in liquids to be quenched in gas. Another serious advantage is the possibility to carry out this deterrent in a controlled manner, which is not possible in liquids due to the Leidenfrost effect.
Despite these obvious advantages, high-pressure hydrogen quenching has not yet been implemented, since the use of hydrogen at high pressure represents a considerable safety risk.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, durch eine sinnvolle Verknüpfung bekannter Anlagenelemente eine sichere Prozeßführung zu ermöglichen und einen Verfahrensablauf bzw. ein Flußdiagramm anzugeben, nach dem diese Wasserstoffabschreckung durchführbar ist. Die Abfolge der einzelnen Schritte soll so gewählt sein, daß zu keinem Zeitpunkt des Prozesses ein explosionsfähiges Gemisch in der Anlage entstehen kann, sowie daß bei Ausfall einzelner Komponenten die Entstehung eines Sicherheitsrisikos sicher vermieden werden kann.It is therefore an object of the present invention to enable reliable process control by means of a meaningful combination of known plant elements and to specify a process sequence or a flow chart according to which this hydrogen quenching can be carried out. The sequence of the individual steps should be selected in such a way that an explosive mixture cannot arise in the system at any point in the process, and that the occurrence of a safety risk can be avoided if individual components fail.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein den Druck im Gehäuse des Ofens messender Druckfühler und mindestens ein in der unmittelbaren Umgebung des Ofens angeordneter Gas-Sensor vorgesetzt sind, die in Verbindung mit einer Auswerteeinheit bei nicht Erreichen eines vorherbestimmten Gehäuseinnendrucks und einer gleichzeitig sich einstellenden Gaskonzentration in der Ofenumgebung ein Sicherheitsprogramm einleiten, wodurch ein sofortiges Schließen des Kühlgaseinlaßventils, ein Öffnen des Gasauslaßventils und ein Öffnen eines Spülgaseinlaßventils bewirkt, das in eine Leitung eingeschaltet ist, die einen Spülgasvorratsbehälter mit dem Innenraum des Ofengehäuses verbindet und so schließlich in Abhängigkeit der von einem in eine Zweigleitung zur Gasauslaßleitung eingeschaltetem Gas-Sensor registrierten Kühlgaskonzentration am Gasauslaßventil der Druckausgleich von Gehäuseinnenraum und Ofenumgebung herbeigeführt wird.This object is achieved in that a pressure sensor measuring the pressure in the housing of the furnace and at least one gas sensor arranged in the immediate vicinity of the furnace are provided, which in conjunction with an evaluation unit when a predetermined internal pressure in the housing has not been reached and a pressure which is simultaneously established Gas concentration in the furnace environment initiate a safety program whereby an immediate closure of the cooling gas inlet valve, an opening of the gas outlet valve and an opening of a purge gas inlet valve are effected, which is switched into a line which connects a purge gas storage container to the interior of the furnace housing and thus finally, depending on one In a branch line to the gas outlet line switched on gas sensor registered cooling gas concentration at the gas outlet valve, the pressure equalization of the housing interior and the furnace environment is brought about.

Vorzugsweise sind hierfür in die vom Gehäuse des Vakuum-Wärmebehandlungsofens zur Vakuumpumpe führende Saugleitung ein Evakuierventil und mindestens ein Gas-Sensor eingeschaltet, wobei ein erster Druckfühler der den Druck im Innenraum des Gehäuses und ein zweiter Druckfühler, der den Druck in der Kühlgaseinlaßleitung ermittelt, vorgesehen sind und mindestens ein in unmittelbarer Nähe des Vakuum-Wärmebehandlungsofen ein die Ofenumgebung prüfender Gas-Sensor und ein in die Kühlgasauslaßleitung eingeschalteter Gas-Sensor, wobei nach dem Schließen des Evakuierventils zu Beginn des Abschreckvorgangs eine erste Messung der beiden Druckfühler für den Druck im Innenraum des Gehäuses und für den Druck in der Kühlgaseinlaßleitung entweder den Abbruch des Abschreckvorgangs oder aber das Öffnen des Kühlgas-Einlaßventils bewirkt, bis der Druck im Gehäuse einen Sollwert (z.B. p=20 bar) erreicht hat, der vom ersten Druckfühler sensiert wird, oder aber zum Abbruch des laufenden Abschreckvorgangs führt, wenn der Gas-Sensor für die Gaskonzentration in der Umgebung einen vorgegebenen Wert (z.B. H₂ > 2%) verfehlt, und daß schließlich nach dem Schließen des Kühlgas-Einlaßventils und einer zulässigen Gaskonzentration (z.B. H₂ > 2%) in der Ofenumgebung der Abschreckvorgang beendet wird und nach Druckentlastung des Gehäuses durch Öffnen des Kühlgasauslaßventils ein Befüllen des Gehäuses mit Spülgas (z.B. N₂) durch Öffnen des Spülgaseinlaßventils erfolgt, bis die vom Gas-Sensor überwachte Kühlgaskonzentration am Gasauslaß unkritisch geworden ist (z.B. H₂ Gehalt < 1) .For this purpose, an evacuation valve and at least one gas sensor are preferably switched into the suction line leading from the housing of the vacuum heat treatment furnace to the vacuum pump, with a first pressure sensor measuring the pressure In the interior of the housing and a second pressure sensor, which determines the pressure in the cooling gas inlet line, are provided and at least one in the immediate vicinity of the vacuum heat treatment furnace, a gas sensor checking the furnace environment and a gas sensor switched on in the cooling gas outlet line, after closing of the evacuation valve at the beginning of the quenching process, a first measurement of the two pressure sensors for the pressure in the interior of the housing and for the pressure in the cooling gas inlet line either terminates the quenching process or opens the cooling gas inlet valve until the pressure in the housing reaches a setpoint (e.g. p = 20 bar), which is sensed by the first pressure sensor, or which leads to the termination of the current quenching process if the gas sensor for the gas concentration in the environment fails to reach a predetermined value (for example H₂> 2%), and finally after closing the cooling gas inlet valve and one allowed en gas concentration (e.g. H₂> 2%) in the furnace environment the quenching process is ended and after relieving the pressure from the housing by opening the cooling gas outlet valve, the housing is filled with flushing gas (eg N₂) by opening the flushing gas inlet valve until the cooling gas concentration monitored by the gas sensor is reached on Gas outlet has become uncritical (eg H₂ content <1).

Mit Vorteil wirkt ein zwischen Vakuumpumpe und Gehäuse in die Saugleitung eingeschaltetes Evakuierventil gleichzeitig mit einem in die Kühlgaseinlaßleitung eingeschalteten Kühlgasauslaßventil und einem ersten Druckfühler der den Druck im Innenraum des Gehäuses mißt zusammen und bewirkt bei geschlossenem Evakuierventil bei einem vorgegebenen Gehäusedruck und gleichzeitig geschlossenem Kühlgaseinlaßventil das Signal zur Abschaltung des Heizaggregats mit anschließendem Öffnen des Kühlgaseinlaßventils und ermöglicht in Abhängigkeit des Druckanstiegs im Gehäuse und/oder des Druckabfalls in der Zuleitung die Sicherheitsspülung des Gehäuses mit Spülgas und den anschließenden Druckausgleich des Gehäuses, wobei bei geöffnetem Kühlgaseinlaßventil über den Druckfühler nach Erreichen eines vorbestimmten Kühlgas-Anfangsdrucks die Einschaltung des Gebläses zur Kühlgas-Umwälzung erfolgt, wobei der Fühler für den Gehäuseinnendruck nur bei Erreichen eines vorbestimmten Arbeitsdrucks im Gehäuse die Kühlgas-Umwälzung bis zur gewünschten Abschrecktemperatur in Gang hält und bei einem über einen Sensor ermittelten Anstieg der Kühlgas-Konzentration in der Umgebung des Wärmebehandlungsofens auf einen vorbestimmten Wert ein Sicherheitsprogramm einschaltet, das mit dem Schließen des Kühlgaseinlaßventils und dem Öffnen des Gasauslaßventils beginnt und über ein anschließendes vollständiges Fluten des Gehäuses mit Spülgas fortläuft bis der Gehalt an Kühlgas im Bereich des Gasauslaßventils auf einen zulässigen Wert abgesunken ist, was dann zum Schließen des Spülgasventils bei anschließendem Druckausgleich mit Spülgas bis auf Atmosphärendruck führt und schließlich nach einer Überprüfung der Kühlgaskonzentration am Gasauslaß mit Hilfe des in die Zweigleitung eingeschalteten Gas-Sensors auf einen vorbestimmten Wert zum Druckausgleich zwischen dem Innenraum des Gehäuses und der Umgebungsluft führt.Advantageously, an evacuation valve switched on between the vacuum pump and the housing in the suction line interacts with a cooling gas outlet valve switched on in the cooling gas inlet line and a first pressure sensor which measures the pressure in the interior of the housing and, when the evacuation valve is closed, produces the signal for a given housing pressure and at the same time the cooling gas inlet valve is closed Switching off the heating unit with subsequent opening of the cooling gas inlet valve and, depending on the pressure increase in the housing and / or the pressure drop in the supply line, enables the safety flushing of the housing with flushing gas and the subsequent pressure equalization of the housing, with the cooling gas inlet valve being opened via the pressure sensor after reaching a predetermined cooling gas Initial pressure, the blower for cooling gas circulation is switched on, the sensor for the housing internal pressure only keeps the cooling gas circulation going until the desired quenching temperature is reached when a predetermined working pressure in the housing is reached, and if the cooling gas concentration in the cooling system increases via a sensor Enables a safety program around the heat treatment furnace to a predetermined value, which begins with the closing of the cooling gas inlet valve and the opening of the gas outlet valve and then completely The flooding of the housing with purging gas continues until the cooling gas content in the area of the gas outlet valve has dropped to a permissible value, which then leads to the purging gas valve closing with subsequent pressure equalization with purging gas to atmospheric pressure and finally after a check of the cooling gas concentration at the gas outlet using the gas sensor switched on in the branch line leads to a predetermined value for pressure equalization between the interior of the housing and the ambient air.

Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen näher beschrieben und gekennzeichnet.Further features and details of the invention are described and characterized in more detail in the patent claims.

Die Erfindung läßt die verschiedensten Ausführungsmöglichkeiten zu; eine davon ist in den anhängenden Zeichnungen näher dargestellt und zwar zeigen:

Fig.1
den Schnitt durch den Vakuum-Wärmebehandlungsofen und die mit diesem verbundenen Aggregate, stark vereinfacht und rein schematisch,
Fig.2
ein Flußdiagramm des Abschreckvorgangs und
Fig. 3
ein Flußdiagramm des Sicherheitsprogramms
The invention allows a wide variety of design options; one of them is shown in more detail in the attached drawings and shows:
Fig. 1
the section through the vacuum heat treatment furnace and the units connected to it, greatly simplified and purely schematic,
Fig. 2
a flowchart of the quenching process and
Fig. 3
a flowchart of the safety program

Der Vakuum-Wärmebehandlungsofen besteht im wesentlichen aus einem hohlzylindrischen Gehäuse 4, dessen eine Stirnwand von einem Deckel 3 verschließbar ist, einem an der anderen Stirnwand des Gehäuses 4 angeordnetem Gebläsemotor 12 mit Gebläserad 13, einer im Gehäuseinneren angeordneten hohlzylindrischen Chargenkammer 2 mit einem in diese einsetzbaren Chargenkorb 1 in den wiederum die zu behandelnden Werkstücke 5 einlegbar sind, mehreren sich bis in die unmittelbare Nachbarschaft des Chargenkorbs 1 erstreckenden, parallel zu Gehäuselängsachse ausgerichteten Heizrohren 15, 15a,..., einem zwischen dem Gebläsemotor 12 und dem Chargenkorb 1 im Innenraum des Gehäuses 4 vorgesehenen Gebläsegehäuse 27 und einem im Ringraum zwischen der Innenwand des Gehäuses 4 und der Außenwand der Chargenkammer 2 untergebrachten, aus einer von einem Kältemittel durchströmten Rohrschlange bestehenden, Wärmetauscher 16.
Der Wärmebehandlungsofen ist über eine Saugleitung 17 an eine Vakuumpumpe 8 angeschlossen, deren Absaugstutzen 23 in den Kamin 22a einmündet, wobei die Saugleitung 17 durch ein Evakuierventil 18 absperrbar ist. Die Saugleitung 17 steht mit dem Gasauslaß 11 in Verbindung der über ein Gasauslaßventil 28 absperrbar ist und der in den Kamin 22 einmündet. In das hohlzylindrische Gehäuse 4 münden die Einlaßleitungen 9, 10 ein, die mit den Gasbehältern 14, 29 verbunden sind und in die Ventile 25, 30 eingeschaltet, über die die beiden Leitungen 9, 10 absperrbar sind. Sowohl die Saugleitung 17, als auch die Gasauslaßleitung 11 stehen über Zweigleitungen 31. 32 mit elektrischen Prüf- und Auswerteeinheiten bzw. deren Gas-Sensoren 24, 42, 45 in Verbindung über die die jeweiligen Gaskonzentrationen in den beiden Leitungen 11 und 17 ermittelt werden können und zu entsprechenden elektrischen Steuerimpulsen bzw. Steuersignalen verarbeitet werden können, die in einer zentralen Steuereinheit bzw. einem Rechner 41 mit einem vorgeprägten Programm verglichen werden können.
Es sei noch erwähnt, daß in diese beiden Zweigleitungen jeweils noch ein Durchflußwächter 33, 34, ein Prüfgashahn 35, 36 und ein Membranfilter 37, 38 eingeschaltet sind über die die Auswerteeinheiten 24, 42 bzw. weitere zu diesen Auswerteeinheiten 24, 42 in Reihe geschaltete Auswerteeinheiten 39, ... die gegenüber anderen Gasarten (wie beispielsweise Sauerstoff) sensibel sind, auf den Verfahrensablauf genau einstellbar sind.
Um den Innendruck des hohlzylindrischen Gehäuses 4 messen zu können ist das Gehäuse 4 über eine Prüfleitung 40 mit einem Druckfühler 19 verbunden. Schließlich ist ein Gassensor 21 in der unmittelbaren Nähe des Gehäuses 4 angeordnet über den die Kühlgaskonzentration in der Ofen-Umgebung geprüft werden kann, die dann über die zentrale Auswerteeinheit 41 zu entsprechenden elektrischen Signalen verarbeitbar ist.The vacuum heat treatment furnace consists essentially of a hollow cylindrical housing 4, one end wall of which can be closed by a cover 3, a blower motor 12 arranged on the other end wall of the housing 4 with an impeller 13, and a hollow cylindrical batch chamber 2 arranged inside the housing with an insertable therein Batch basket 1, in which in turn the workpieces 5 to be treated can be inserted, a plurality of heating pipes 15, 15a, ... extending up to the immediate vicinity of the batch basket 1 and parallel to the longitudinal axis of the housing, one between the blower motor 12 and the batch basket 1 in the interior of the Housing 4 provided blower housing 27 and a heat exchanger 16 which is accommodated in the annular space between the inner wall of the housing 4 and the outer wall of the batch chamber 2 and consists of a tube coil through which a refrigerant flows.
The heat treatment furnace is connected via a suction line 17 to a vacuum pump 8, the suction connection 23 of which opens into the chimney 22a, the suction line 17th can be shut off by an evacuation valve 18. The suction line 17 is connected to the gas outlet 11 which can be shut off via a gas outlet valve 28 and which opens into the chimney 22. In the hollow cylindrical housing 4 open the inlet lines 9, 10, which are connected to the gas containers 14, 29 and turned on in the valves 25, 30, via which the two lines 9, 10 can be shut off. Both the suction line 17 and the gas outlet line 11 are connected via branch lines 31, 32 to electrical test and evaluation units or their gas sensors 24, 42, 45, via which the respective gas concentrations in the two lines 11 and 17 can be determined and can be processed into corresponding electrical control pulses or control signals which can be compared in a central control unit or a computer 41 with a pre-defined program.
It should also be mentioned that in each of these two branch lines a flow monitor 33, 34, a test gas valve 35, 36 and a membrane filter 37, 38 are also connected, via which the evaluation units 24, 42 and others connected to these evaluation units 24, 42 in series Evaluation units 39, ... which are sensitive to other types of gas (such as oxygen), can be precisely adjusted to the process sequence.
In order to be able to measure the internal pressure of the hollow cylindrical housing 4, the housing 4 is connected to a pressure sensor 19 via a test line 40. Finally, a gas sensor 21 is arranged in the immediate vicinity of the housing 4, via which the cooling gas concentration in the furnace environment can be checked, which can then be processed into corresponding electrical signals via the central evaluation unit 41.

Der vorstehend beschriebene Vakuum-Wärmebehandlungsofen eignet sich insbesondere zum Härten von Werkstücken 5 aus Stahl in einer Wasserstoffatmosphäre von beispielsweise 40 bar Druck. Um die beim Umgang mit Wasserstoff notwendige Betriebssicherheit zu gewährleisten ist der in Fig. 2 dargestellte Verfahrensablauf vorgesehen, wobei die einzelnen Verfahrensschritte jeweils automatisch erfolgen und zwar in Abhängigkeit der von den Gas-Sensoren 21, 24, 39 bzw. den Druckfühlern 19, 20 ermittelten Werten.The vacuum heat treatment furnace described above is particularly suitable for hardening steel workpieces 5 in a hydrogen atmosphere of, for example, 40 bar pressure. In order to ensure the operational safety required when dealing with hydrogen, the process sequence shown in FIG. 2 is provided, the individual process steps taking place automatically, depending on those determined by the gas sensors 21, 24, 39 or the pressure sensors 19, 20 Values.

Wie das Flußdiagramm gemäß Fig. 2 zeigt beginnt der eigentliche Abschreck-Prozeß (Härtevorgang) mit dem Schließen des Evakuierventils 18 und nach dem Aufheizen der Charge 7 mit Hilfe der Heizaggregate 15, 15a, ..., nachdem sich im Gehäuse 4 ein vorbestimmter Unterdruck eingestellt hat. Es ist klar, daß während dieser Phase auch die Ventile 28, 25 und 30 geschlossen sein müssen. Nach dem Schließen des Evakuierventils 18 wird zunächst geprüft, ob die Kühlgasleitung 10 dicht ist, d.h. der Druck am Druckfühler 20 muß konstant bleiben; gleichzeitig darf auch der Druck im Gehäuse 4 den vorbestimmten Wert (dp < x mbar) nicht überschritten haben. Nur wenn beide Bedingungen erfüllt sind, wird über die nur schematisch dargestellte Zentral-Einheit 41 der Heiz-Strom abgeschaltet und der Abschreck-Prozeß durch Öffnen des Kühlgas-Einlaßventils 25 gestartet. Nach Erreichen des vorbestimmten Drucks p > 800 mbar wird der Gebläsemotor 12 gestartet und ein Umlauf des Kühlgases in Pfeilrichtung durch das Gehäuse 4 bzw. dem Gebläsegehäuse 27, der Charge 7, den Heizrohren 15, 15a, .... und dem Wärmetauscher 16 der von aus mit kaltem Wasser durchströmten Rohren gebildet ist, bewirkt. Gleichzeitig wird der Druck im Gehäuse 4 bis auf z.B. p = 20 bar (oder auch auf vorgegebene 40 bar) gesteigert und die Gaskonzentration in der Umgebung des Ofens mit Hilfe des Gas-Sensors 21 überwacht. Nach Erreichen des Gehäusedrucks p = 20 bar wird das Kühlgaseinlaßventil 25 geschlossen und die Charge durch Umwälzen des Kühlgases abgekühlt. Nach dem Abkühlen wird der Gebläsemotor 12 abgeschaltet und anschließend das Gasauslaßventil 28 geöffnet, um das Gas über den Gasauslaß 11 in den Kamin 22 abzuleiten, der im übrigen während des gesamten Prozeßablaufs vom Spülgas (bevorzugt von N₂) durchspült wird um sicher zu stellen, daß sich zu keinem Zeitpunkt in ihm ein kritisches Gemisch aus O₂ und H₂ bilden kann. Sobald der Druck im Innenraum des Gehäuses 4 auf p > = 2 bar abgesunken ist, wird das Spülgasventil 30 geöffnet, so daß das Spülgas (bevorzugt N₂) aus dem Vorratsbehälter 29 über den Gaseinlaß 9 in das Gehäuse 4 einströmen kann bis das Volumen N₂ > x V erreicht und die Gaskonzentration am Gasauslaß 11 < 1% ist und sich ein vollständiger Druckausgleich eingestellt hat.As the flowchart according to FIG. 2 shows, the actual quenching process (hardening process) begins with the closing of the evacuation valve 18 and after the batch 7 has been heated up with the aid of the heating units 15, 15a,... After a predetermined negative pressure is present in the housing 4 has stopped. It is clear that valves 28, 25 and 30 must also be closed during this phase. After the evacuation valve 18 has been closed, it is first checked whether the cooling gas line 10 is tight, ie the pressure at the pressure sensor 20 must remain constant; at the same time, the pressure in the housing 4 must not have exceeded the predetermined value (dp <x mbar). Only when both conditions are met is the heating current switched off via the only schematically illustrated central unit 41 and the quenching process started by opening the cooling gas inlet valve 25. After reaching the predetermined pressure p> 800 mbar, the blower motor 12 is started and the cooling gas circulates in the direction of the arrow through the housing 4 or the blower housing 27, the charge 7, the heating tubes 15, 15a,... And the heat exchanger 16 is formed from pipes through which cold water flows. At the same time the pressure in the housing 4 is increased to, for example, p = 20 bar (or also to a predetermined 40 bar) and the gas concentration in the vicinity of the furnace is monitored using the gas sensor 21. After reaching the housing pressure p = 20 bar, the cooling gas inlet valve 25 is closed and the charge is cooled by circulating the cooling gas. After cooling, the blower motor 12 is switched off and then the gas outlet valve 28 is opened in order to discharge the gas via the gas outlet 11 into the chimney 22, which is flushed with the purge gas (preferably N₂) during the entire process sequence to ensure that never form a critical mixture of O₂ and H₂ in it. As soon as the pressure in the interior of the housing 4 has dropped to p> = 2 bar, the purge gas valve 30 is opened so that the purge gas (preferably N₂) can flow from the reservoir 29 through the gas inlet 9 into the housing 4 until the volume N₂> x V is reached and the gas concentration at the gas outlet 11 is <1% and a complete pressure equalization has occurred.

Erfindungswesentlich ist nun die Zuordnung eines Sicherheitsprogramms, dessen Flußdiagramm in Fig. 3 näher dargestellt ist und durch daß in jeder Phase des Abschreckvorgangs sicher gestellt ist, daß bei Auftreten einer Leckage im Bereich des Ofens oder bei der Ansammlung eines explosionsfähigen Gasgemischs in Teilen der Anlage oder in der Umgebung des Ofens der Prozeß selbsttätig unterbrochen wird bzw. solange ausgesetzt wird, bis die Gefahrenstelle beseitigt ist bzw. sich aufgelöst hat.Essential to the invention is now the assignment of a safety program, the flowchart of which is shown in more detail in FIG. 3 and by which it is ensured in every phase of the quenching process that when a leak occurs in the area of the furnace or when an explosive gas mixture accumulates in parts of the system or in the vicinity of the furnace the process is automatically interrupted or suspended until the danger point has been removed or has dissolved.

Das in Fig. 3 dargestellte Sicherheitsprogramm startet automatisch wenn sich in der Umgebung des Ofens eine Kühlgaskonzentration H₂ > 2% angesammelt hat, sensiert durch den Gasfühler 21. Es beginnt mit dem sofortigen Schließen des Kühlgaseinlaßventils 25, dem Öffnen des Gasauslaßventils 28, dem Öffnen des Spülgaseinlaßventils 30. Das Spülgaseinlaßventil 30 bleibt dann solange geöffnet, bis das Gehäuse 4 des Ofens vollständig mit Spülgas N₂ gefüllt ist und die Kühlgaskonzentration am Gasauslaßventil 28 H₂ < 1% beträgt. Bei dem nun folgenden Druckausgleich mit dem Spülgas muß sich der Gehäusedruck auf p > p atm einstellen, damit das Gasauslaßventil 28 weiter geöffnet bleibt und die Kühlgaskonzentration auch am Gasauslaßventil 28 H₂-Gehalt < 1% ist.The safety program shown in Fig. 3 starts automatically when a cooling gas concentration H₂> 2% has accumulated in the vicinity of the furnace, sensed by the gas sensor 21. It starts with the immediate closing of the cooling gas inlet valve 25, the opening of the gas outlet valve 28, the opening of the Purge gas inlet valve 30. The purge gas inlet valve 30 then remains open until the housing 4 of the furnace is completely filled with purge gas N₂ and the cooling gas concentration at the gas outlet valve 28 H₂ is <1%. In the now following pressure equalization with the purge gas, the housing pressure must be set to p> p atm so that the gas outlet valve 28 remains open and the cooling gas concentration at the gas outlet valve 28 is H 2 content <1%.

Wie aus dem in Fig. 2 gezeigten Flußdiagramm ersichtlich ist wird nach dem Einführen der Charge bzw. des Chargenkorbs 1 in das Gehäuse 4, nach dem Schließen des Gehäuses 1, dem Abpumpen des Gehäuses 1 über die Leitung 17 und dem Aufheizen der Charge das Evakuierventil 18 automatisch auf ein Signal der Auswerteeinheit 41 hin geschlossen. Vorausgesetzt, daß der gewünschte Gehäusedruck erreicht ist und daß die H₂ Leitung 10 dicht ist wird nun das Heizaggregat 15a, 15b, ... abgeschaltet und die Motor-Gebläseeinheit 12, 13 eingeschaltet, dann das H₂-Ventil 25 geöffnet und H₂-Gas in das Gehäuse eingelassen; dabei wird der Druckanstieg im Gehäuse 4 mit Hilfe des Sensors 19 kontrolliert bis der Druck schließlich 20 bar erreicht hat. Das H₂-Ventil 25 wird nun geschlossen und der Abschreckvorgang beendet, vorausgesetzt, die H₂-Gaskonzentration in der Umgebung bleibt unter 2%; nun wird der Spülvorgang mit N₂-Gas eingeleitet und dann die Motor-Gebläseeinheit 12, 13 abgeschaltet und anschließend das Gasauslaßventil 18 geöffnet bis der Druck im Gehäuse 4 vollständig abgesunken ist, schließlich wird das N₂-Ventil 30 nochmals geöffnet bis der H₂-Gasgehalt im Kamin 22, 22a < 1% beträgt und der vollständige Druckausgleich mit der Umgebungsluft erreicht ist.As can be seen from the flow diagram shown in FIG. 2, after the batch or batch basket 1 has been introduced into the housing 4, after the housing 1 has been closed, the housing 1 has been pumped out via the line 17 and the batch has been heated, the evacuation valve becomes 18 automatically closed on a signal from the evaluation unit 41. Provided that the desired housing pressure is reached and that the H₂ line 10 is tight, the heating unit 15a, 15b, ... is now switched off and the motor-blower unit 12, 13 switched on, then the H₂ valve 25 is opened and the H₂ gas is in the housing recessed; the pressure increase in the housing 4 is checked with the aid of the sensor 19 until the pressure has finally reached 20 bar. The H₂ valve 25 is now closed and the quenching process is ended, provided that the H₂ gas concentration in the area remains below 2%; now the purging process with N₂ gas is initiated and then the motor-blower unit 12, 13 is switched off and then the gas outlet valve 18 is opened until the pressure in the housing 4 has dropped completely, finally the N₂ valve 30 is opened again until the H₂ gas content in the chimney 22, 22a is <1% and full pressure equalization with the ambient air has been reached.

Das in Fig. 3 als Flußdiagramm dargestellte in der zentralen Auswerteeinheit gespeicherte Sicherheitsprogramm beginnt mit dem Schließen des H₂-Ventils 25, dem Öffnen des Gasauslasses 28 und dem Öffnen des N₂-Ventils 30. Das N₂-Ventil 30 bleibt dann solange geöffnet, bis der H₂-Gehalt am Gasauslaß 11 vom Sensor 42 auf < 1% gemessen wird; sobald dieser Wert erreicht ist wird das N₂-Ventil 30 geschlossen und der Druckausgleich mit N₂ herbeigeführt (p > p atm); anschließend wird das Gasauslaßventil 28 geöffnet bis der H₂-Gasgehalt am Gasauslaß völlig unkritisch geworden ist und sich ein Druckausgleich mit der Umgebungsluft eingestellt hat.The safety program shown in FIG. 3 as a flow chart stored in the central evaluation unit begins with the closing of the H₂ valve 25, the opening of the gas outlet 28 and the opening of the N₂ valve 30. The N₂ valve 30 then remains open until the H₂ content at the gas outlet 11 is measured by the sensor 42 to <1%; as soon as this value is reached, the N₂ valve 30 is closed and the pressure equalization with N₂ is brought about (p> p atm); then the gas outlet valve 28 is opened until the H₂ gas content at the gas outlet has become completely uncritical and a pressure equalization with the ambient air has set in.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11
ChargenkorbBatch basket
22nd
ChargenkammerBatch chamber
33rd
GehäusedeckeHousing cover
44th
Gehäusecasing
55
Werkstückworkpiece
66
HeizkammerHeating chamber
77
Werkstück-ChargeWorkpiece batch
88th
Pumpepump
99
Gaseinlaß (N₂), SpülgaseinlaßleitungGas inlet (N₂), purge gas inlet line
1010th
Gaseinlaß (H₂), KühlgaseinlaßleitungGas inlet (H₂), cooling gas inlet line
1111
Gasauslaß, GasauslaßleitungGas outlet, gas outlet pipe
1212
GebläsemotorBlower motor
1313
GebläseradFan wheel
1414
KühlgasvorratsbehälterCooling gas storage tank
15,15a15.15a
Heizaggregat, HeizrohrHeating unit, heating pipe
1616
WärmetauscherHeat exchanger
1717th
SaugleitungSuction line
1818th
EvakuierventilEvacuation valve
1919th
erster Druckfühlerfirst pressure sensor
2020th
zweiter Druckfühlersecond pressure sensor
2121
Gas-SensorGas sensor
22, 22a22, 22a
Kaminstack
2323
AbsaugstutzenExtraction nozzle
2424th
Gas-SensorGas sensor
2525th
KühlgaseinlaßventilCooling gas inlet valve
2626
2727
GebläsegehäuseBlower housing
2828
GasauslaßventilGas outlet valve
2929
SpülgasvorratsbehälterPurge gas reservoir
3030th
SpülgaseinlaßventilPurge gas inlet valve
3131
ZweigleitungBranch line
3232
ZweigleitungBranch line
3333
DurchflußwächterFlow monitor
3434
DurchflußwächterFlow monitor
3535
PrüfgashahnTest gas tap
3636
PrüfgashahnTest gas tap
3737
MembranfilterMembrane filter
3838
MembranfilterMembrane filter
3939
AuswerteeinheitEvaluation unit
4040
PrüfleitungTest management
4141
Auswerteeinheit, zentrale AuswerteeinheitEvaluation unit, central evaluation unit
4242
Gas-SensorGas sensor
4343
DurchflußwächterFlow monitor
4444
DurchflußwächterFlow monitor
4545
DurchflußwächterFlow monitor

Claims (10)

Verfahren und Vorrichtung zur selbständigen Überwachung der Betriebssicherheit und zur Steuerung des Prozeßablaufs bei einem Vakuum-Wärmebehandlungsofen, insbesondere bei einem mit Wasserstoffgas als Kühlgas unter Überdruck betriebenen Ofen zum Härten metallischer Werkstücke (5), mit einem die Heizkammer (6) zur Aufnahme der Werkstück-Charge (7) einschließenden, an eine Vakuumpumpe (8) angeschlossenen Gehäuse (4), mit in die Heizkammer (6) einmündenden Gaseinlaß- (9,10) und Gasauslaßöffnungen (11), einer Motor-Gebläse-Einheit (12,13) deren Gebläserad (13) das Kühlgas umwälzt, einem Kühlgasvorratsbehälter (14), einem Heizaggregat (15,15a,...) und mit einem Wärmetauscher (16) im Kühlgaskreislauf, dadurch gekennzeichnet , daß ein den Druck im Gehäuse (4) des Ofens messender Druckfühler (19) und mindestens ein in der unmittelbaren Umgebung des Ofens angeordneter Gas-Sensor (21) vorgesehen sind, die jeweils in Verbindung mit einer Auswerteeinheit bei nicht Erreichen eines vorbestimmten Drucks im Innenraum des Gehäuses (4) (z.B. p=20 bar) und einer sich gleichzeitig einstellenden Gaskonzentration in der Ofen-Umgebung (von z.B. H₂ > 2%) ein Sicherheitsprogramm einleiten, das ein sofortiges Schließen des Kühlgaseinlaßventils (25), ein Öffnen des Gasauslaßventils (28) und ein Öffnen eines Spülgaseinlaßventils (30) bewirkt, das in eine Leitung (9) eingeschaltet ist, die einen Spülgasvorratsbehälter (29) mit dem Innenraum des Ofengehäuses (4) verbindet und so schließlich in Abhängigkeit der von einem in eine Zweigleitung (32) zur Gasauslaßleitung (11) eingeschalteten Gas-Sensor (42) registrierten Kühlgaskonzentration am Gasauslaßventil (28) den Druckausgleich von Gehäuseinnenraum und Ofenumgebung herbeiführt.Method and device for independently monitoring operational safety and for controlling the process sequence in a vacuum heat treatment furnace, in particular in a furnace operated with hydrogen gas as cooling gas under excess pressure for hardening metallic workpieces (5), with a heating chamber (6) for receiving the workpiece Charge (7) enclosing housing (4) connected to a vacuum pump (8), with gas inlet (9,10) and gas outlet openings (11) opening into the heating chamber (6), a motor-blower unit (12, 13) whose fan wheel (13) circulates the cooling gas, a cooling gas reservoir (14), a heating unit (15, 15a, ...) and with a heat exchanger (16) in the cooling gas circuit, characterized in that the pressure in the housing (4) of the furnace Measuring pressure sensor (19) and at least one gas sensor (21) arranged in the immediate vicinity of the furnace are provided, each in connection with an evaluation unit when not reached n a predetermined pressure in the interior of the housing (4) (for example p = 20 bar) and a gas concentration in the furnace environment (of for example H₂> 2%) which is initiated at the same time initiate a safety program which immediately closes the cooling gas inlet valve (25) , An opening of the gas outlet valve (28) and an opening of a purge gas inlet valve (30), which is switched into a line (9), which has a purge gas reservoir (29) connects to the interior of the furnace housing (4) and finally, depending on the cooling gas concentration registered at a gas outlet valve (28) in a branch line (32) to the gas outlet line (11), the pressure equalization of the housing interior and Causes the furnace environment. Verfahren und Vorrichtung zur selbständigen Überwachung der Betriebssicherheit und zur Steuerung des Prozeßablaufs bei einem Vakuum-Wärmebehandlungsofen, insbesondere bei einem mit Wasserstoffgas als Kühlgas unter Überdruck betriebenen Ofen zum Härten metallischer Werkstücke (5), mit einem die Heizkammer (6) zur Aufnahme der Werkstück-Charge (7) umschließenden, an eine Vakuumpumpe (8) angeschlossenen Gehäuse (4), mit in die Heizkammer (6) einmündenden Gaseinlaß- (9,10) und Gasauslaßleitungen (11), einer Motor-Gebläse-Einheit (12,13) deren Gebläserad (13) den Kühlgasstrom umwälzt, einem Kühlgasvorratsbehälter (14), einem Heizaggregat (15,15a,...) und mit einem Wärmetauscher (16) im Kühlgaskreislauf, dadurch gekennzeichnet , daß in die vom Gehäuse (4) des Vakuum-Wärmebehandlungsofens zur Vakuumpumpe (8) führende Saugleitung (17) ein Evakuierventil (18) und mindestens ein Gas-Sensor (24,39) eingeschaltet sind und das ein erster Druckfühler (19) der den Druck im Innenraum des Gehäuses (4) und ein zweiter Druckfühler (20) der den Druck in der Kühlgaseinlaßleitung (10) ermittelt vorgesehen sind und daß mindestens ein in unmittelbarer Nähe des Vakuum-Wärmebehandlungsofens ein die Ofenumgebung prüfender Gas-Sensor (21) und ein in die Kühlgasauslaßleitung (11) eingeschalteter Gas-Sensor (42) angeordnet sind, und daß nach dem Schließen des Evakuierventils (18) zu Beginn des Abschreckvorgangs eine erste Messung der beiden Druckfühler (19 bzw. 20) für den Druck im Innenraum des Gehäuses (4) und für den Druck in der Kühlgaseinlaßleitung (10) entweder den Abbruch des Abschreckvorgangs oder aber das Öffnen des Kühlgaseinlaßventils (25) bewirkt, bis der Druck im Gehäuse (4) einen Sollwert (z.B. p=20 bar) erreicht hat der vom ersten Druckfühler (19) sensiert wird, oder aber zum Abbruch des laufenden Abschreckvorgangs führt, wenn der GasSensor (21) für die Gaskonzentration in der Umgebung einen vorgegebenen Wert (z.B. H₂ > 2%) verfehlt, und daß schließlich nach dem Schließen des Kühlgaseinlaßventils (25) und einer zulässigen Gaskonzentration in der Ofenumgebung (z.B. H₂ > 2%) der Abschreckvorgang beendet wird und nach Druckentlastung des Gehäuses (4) durch Öffnen des Kühlgasauslaßventils (28) ein Befüllen des Gehäuses (4) durch Öffnen des Spülgaseinlaßventils (30) mit Spülgas (z.B. N₂) erfolgt, bis die vom Gas-Sensor (42) überwachte Kühlgaskonzentration in der Gasauslaßleitung (11) unkritisch geworden ist (z.B. H₂ Gehalt < 1%).Method and device for independently monitoring operational safety and for controlling the process sequence in a vacuum heat treatment furnace, in particular in a furnace operated with hydrogen gas as cooling gas under excess pressure for hardening metallic workpieces (5), with a heating chamber (6) for receiving the workpiece Batch (7) enclosing housing (4) connected to a vacuum pump (8), with gas inlet (9, 10) and gas outlet lines (11) opening into the heating chamber (6), a motor-blower unit (12, 13) whose fan wheel (13) circulates the cooling gas flow, a cooling gas storage container (14), a heating unit (15, 15a, ...) and with a heat exchanger (16) in the cooling gas circuit, characterized in that in the housing (4) of the vacuum Heat treatment furnace to the vacuum pump (8) leading suction line (17), an evacuation valve (18) and at least one gas sensor (24, 39) are switched on and that a first pressure sensor (19) which measures the pressure in the Interior of the housing (4) and a second pressure sensor (20) which determines the pressure in the cooling gas inlet line (10) are provided and that at least one in the immediate vicinity of the vacuum heat treatment furnace has a gas sensor (21) which checks the furnace environment and an in the cooling gas outlet line (11) is arranged and the gas sensor (42) is arranged, and that after closing the evacuation valve (18) at the beginning of the quenching process, a first measurement of the two pressure sensors (19 and 20) for the pressure in the interior of the housing (4th ) and for the pressure in the cooling gas inlet line (10) either the termination of the quenching process or the opening of the cooling gas inlet valve (25) until the pressure in the housing (4) has reached a setpoint (e.g. p = 20 bar) from the first pressure sensor (19) is sensed, or leads to the termination of the current quenching process if the gas sensor (21) for the gas concentration in the environment fails to reach a predetermined value (for example H₂> 2%), and finally after the cooling gas inlet valve (25) has been closed and a permissible gas concentration in the furnace environment (for example H₂> 2%) the quenching process is ended and after depressurizing the housing (4) by opening the cooling gas outlet valve (28) Filling the housing (4) by opening the purge gas inlet valve (30) with purge gas (eg N₂) until the cooling gas concentration monitored by the gas sensor (42) in the gas outlet line (11) has become uncritical (eg H₂ content <1%). Verfahren und Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß ein zwischen Vakuumpumpe (8) und Gehäuse (4) in die Saugleitung (17) eingeschaltetes Evakuierventil (18) gleichzeitig mit einem in die Kühlgaseinlaßleitung (10) eingeschalteten Kühlgasauslaßventil (25) und einem ersten Druckfühler (19) der den Druck im Innenraum des Gehäuses (4) mißt zusammenwirkt und bei geschlossenem Evakuierventil (18) bei einem vorgegebenem Gehäusedruck und gleichzeitig geschlossenem Kühlgaseinlaßventil (25) das Signal zur Abschaltung des Heizaggregats (15, 15a, ...) mit anschließendem Öffnen des Kühlgaseinlaßventils (25) nur bewirkt wird und in Abhängigkeit des Druckanstiegs im Gehäuse (4) und/oder Druckabfalls in der Zuleitung (10) die Sicherheitsspülung des Gehäuses (4) mit Spülgas (N₂) und den anschließenden Druckausgleich des Gehäuses (4) ermöglicht, wobei bei geöffnetem Kühlgaseinlaßventil (25) über den Druckfühler (19) nach Erreichen eines vorbestimmten Kühlgas-Anfangsdrucks (von beispielsweise p>800 mbar) die Einschaltung der Motor-Gebläse-Einheit (12,13) zur Kühlgasumwälzung erfolgt, wobei der Fühler (19) für den Gehäuseinnendruck nur bei Erreichen eines vorbestimmten Arbeitsdrucks im Gehäuse (4) (z.B. p=20 bar) die Kühlgasumwälzung bis zur gewünschten Abschrecktemperatur in Gang hält und bei einem über einen Sensor (21) ermittelten Anstieg der Kühlgaskonzentration in der Umgebung des Wärmebehandlungsofens auf einen vorbestimmten Wert (von z.B. > 2%) ein Sicherheitsprogramm einschaltet, das mit dem Schließen des Kühlgaseinlaßventils (25) und dem Öffnen des Gasauslaßventils (28) beginnt und über ein anschließendes vollständiges Fluten des Gehäuses (4) mit Spülgas (N₂) fortläuft bis der Gehalt an Kühlgas (H₂) im Bereich des Gasauslaßventils (28) auf einen zulässigen Wert (< 1%) abgesunken ist, was dann zum Schließen des Spülgasventils (30) bei anschließendem Druckausgleich mit Spülgas bis auf Atmosphärendruck führt und schließlich nach einer Überprüfung der Kühlgaskonzentration am Gasauslaß mit Hilfe des in die Zweigleitung (32) eingeschalteten Gas-Sensors (42) auf einen vorbestimmten Wert (von < 1%) zum Druckausgleich zwischen dem Innenraum des Gehäuses (4) und der Umgebungsluft führt.Method and device according to claims 1 and / or 2, characterized in that an evacuation valve (18) connected between the vacuum pump (8) and the housing (4) into the suction line (17) simultaneously with a cooling gas outlet valve (10) switched into the cooling gas inlet line (10) 25) and a first pressure sensor (19) which measures the pressure in the interior of the housing (4) cooperates and when the evacuation valve (18) is closed given housing pressure and at the same time closed cooling gas inlet valve (25) the signal for switching off the heating unit (15, 15a, ...) with subsequent opening of the cooling gas inlet valve (25) is only effected and depending on the pressure increase in the housing (4) and / or pressure drop in the supply line (10) enables the safety flushing of the housing (4) with flushing gas (N₂) and the subsequent pressure compensation of the housing (4), with the cooling gas inlet valve (25) open via the pressure sensor (19) after reaching a predetermined cooling gas initial pressure (from for example p> 800 mbar) the motor-blower unit (12, 13) is switched on for cooling gas circulation, the sensor (19) for the internal housing pressure only when a predetermined working pressure in the housing (4) is reached (e.g. p = 20 bar) keeps the cooling gas circulation up to the desired quenching temperature and if the cooling gas concentration increases via a sensor (21) i In the vicinity of the heat treatment furnace to a predetermined value (for example> 2%), a safety program is switched on, which begins with the closing of the cooling gas inlet valve (25) and the opening of the gas outlet valve (28) and with a subsequent complete flooding of the housing (4) Purge gas (N₂) continues until the content of cooling gas (H₂) in the area of the gas outlet valve (28) has dropped to a permissible value (<1%), which then leads to the closing of the purge gas valve (30) with subsequent pressure equalization with purge gas to atmospheric pressure and finally after checking the cooling gas concentration at the gas outlet with the aid of the gas sensor (42) switched on in the branch line (32) predetermined value (of <1%) leads to pressure equalization between the interior of the housing (4) and the ambient air. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die mit dem Gehäuseinnenraum verbundene Gasauslaßleitung (11) in einen nach außen führenden Kamin (22) einmündet, wobei der die Spülgaskonzentration am Gasauslaß prüfende Gas-Sensor (42) über die Zweigleitung (32) mit dem Abschnitt der Gasauslaßleitung (11) verbunden ist, der das Gasauslaßventil (28) mit dem Kamin (22) verbindet und der Gas-Sensor (42) Teil einer elektrisch arbeitenden Auswerteeinheit ist, über die eine Anzeigeeinheit und/oder die Gaseinlaßventile (25,30) und/oder das Gasauslaßventil (18) und/oder das Evakuierventil (18) unmittelbar ansteuerbar sind.Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the gas outlet line (11) connected to the housing interior opens into a chimney (22) leading to the outside, the gas sensor (42) checking the purge gas concentration at the gas outlet via the branch line ( 32) is connected to the section of the gas outlet line (11) which connects the gas outlet valve (28) to the chimney (22) and the gas sensor (42) is part of an electrically working evaluation unit via which a display unit and / or the gas inlet valves (25,30) and / or the gas outlet valve (18) and / or the evacuation valve (18) can be controlled directly. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens ein die Gaskonzentration in der unmittelbaren Umgebung des Gehäuses (4) prüfender Gas-Sensor (21) vorgesehen ist, der mit einer Auswerteeinheit (41) zusammenwirkt, über die eine Anzeigeeinheit und/oder eine elektrisch arbeitende Zentraleinheit ansteuerbar ist, die ihrerseits zum Zwecke der Auslösung eines Sicherheitsprogramms die Kühlgas- und Spülgasventile (25, 30), und das Gasauslaßventil (28) in einer vom Sicherheitsprogramm bestimmten Reihenfolge ansteuert und im übrigen auf dieses Sicherheitsprogramm schaltet wenn der den Innendruck des Gehäuses (4) prüfende erste Druckfühler (19) dieser Auswerteeinheit (41) meldet, daß ein vorgegebener Mindestdruck (von z.B. p=20 bar) in einer vorgegebenen Zeiteinheit nicht erreichbar ist.Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that at least one gas sensor (21) is provided which checks the gas concentration in the immediate vicinity of the housing (4) and which cooperates with an evaluation unit (41) via which a display unit and / or an electrically working central unit can be controlled, which in turn controls the cooling gas and purge gas valves (25, 30) and the gas outlet valve (28) in a sequence determined by the safety program for the purpose of triggering a safety program and also switches to this safety program when the first pressure sensors (19) checking the internal pressure of the housing (4) This evaluation unit (41) reports that a specified minimum pressure (of, for example, p = 20 bar) cannot be reached in a specified time unit. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß in die von der Vakuumpumpe (8) zum Gehäuse (4) des Ofens führende Saugleitung (17) ein Evakuierventil (18) eingeschaltet ist und der Pumpenauslaß über einen Absaugstutzen (23) in einen Kamin (22a) einmündet, wobei der Absaugstutzen (23) mit der Zweigleitung (31) eines Kühlgas-Sensors (24) und/oder eines Sauerstoff-Sensors (39) verbunden ist, der seinerseits in den Schaltkreis der Auswerteeinheit (41) einbezogen ist.Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that an evacuation valve (18) is switched into the suction line (17) leading from the vacuum pump (8) to the housing (4) of the furnace and the pump outlet via a suction connection (23) in a chimney (22a) opens, the suction nozzle (23) being connected to the branch line (31) of a cooling gas sensor (24) and / or an oxygen sensor (39), which in turn is included in the circuit of the evaluation unit (41) is. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß in die vom Kühlgasvorratsbehälter (14) zum Gehäuse (4) des Ofens führende Gaseinlaßleitung (10) (z.B. für H₂) ein Kühlgaseinlaßventil (25) eingeschaltet ist, wobei an das Teilstück der Leitung zwischen Vorratsbehälter (14) und Ventil (25) ein Druckfühler (20) angeschlossen ist, der seinerseits mit der Auswerteeinheit (41) zusammenwirkt, die ihrerseits mit einem weiteren Druckfühler (19) verbunden ist, der über die Prüfleitung (40) mit dem Innenraum des Gehäuses (4) des Ofens in Verbindung steht, und die nach dem Aufheizen der Charge (7) und nach dem Evakuieren des Gehäuses (4) des Ofens den Abbruch des Wärmebehandlungsprozesses oder das Fluten des Gehäuses (4) mit Spülgas aus dem Spülgasvorratsbehälter (29) oder aber die Abschaltung des Heizaggregats (15, 15a, ...) mit einem anschließenden Öffnen des Kühlgaseinlaßventils (25) zum Zwecke des Abschreckens der Charge (7) bewirkt.Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that a cooling gas inlet valve (25) is switched into the gas inlet line (10) (for example for H₂) leading from the cooling gas storage container (14) to the housing (4) of the furnace, with the section of the Line between the storage container (14) and valve (25) a pressure sensor (20) is connected, which in turn interacts with the evaluation unit (41), which in turn is connected to a further pressure sensor (19), which is connected via the test line (40) to the Interior of the housing (4) of the furnace is connected, and after the heating of the batch (7) and after the evacuation of the housing (4) of the furnace, the termination of the heat treatment process or the flooding of the housing (4) with purge gas from the purge gas storage container (29) or switching off the heating unit (15, 15a, ...) with a subsequent opening of the cooling gas inlet valve (25) for the purpose of quenching the batch (7). Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß jedem der Gas-Sensoren (24,39,42) Durchflußwächter (33,34,bzw. 43, 44, 45) zugeordnet sind, die in Verbindung mit in die jeweilige Zweigleitung (31 bzw.32) eingeschalteten Prüfgashähnen (35 bzw. 36) eine genaue Abstimmung der Gas-Sensoren (24,35,42) ermöglichen.Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that flow monitors (33, 34 or 43, 44, 45) are assigned to each of the gas sensors (24, 39, 42), which are connected to the respective branch line (31 or 32) switched on test gas taps (35 or 36) enable precise adjustment of the gas sensors (24, 35, 42). Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die zentrale Auswerteeinheit (41) einerseits mit den Gaseinlaßventilen (25,30), dem Gasauslaßventil (28), dem Evakuierventil (18) dem Heizstrom-Schalter (47) und dem Gebläsemotor-Schalter (46) in Wirkverbindung steht und andererseits mit den Gas-Sensoren (24,39, 42) und den Druckfühlern (19,20) derart, daß bei über die vorgegebenen Werte für die Gaskonzentration im Gehäuse (4), im Absaugstutzen (17), im Gasauslaß (11) oder der Ofenumgebung und/oder bei Druckabfall im Gehäuse (4) oder der Kühlgasleitung (10) ein Sicherheitsprogramm in Gang bringbar ist, bei dem das Kühlgaseinlaßventil (25) geschlossen, das Gasauslaßventil (28) geöffnet, das Spülgaseinlaßventil (30) geöffnet und anschließend wieder geschlossen, das Gasauslaßventil (28) wieder geöffnet und bei Erreichen der zulässigen Kühlgaskonzentration in der Gasauslaßleitung (11), der Druckausgleich erzielbar ist.Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the central evaluation unit (41) on the one hand with the gas inlet valves (25,30), the gas outlet valve (28), the evacuation valve (18), the heating current switch (47) and the blower motor Switch (46) is in operative connection and on the other hand with the gas sensors (24, 39, 42) and the pressure sensors (19, 20) in such a way that at above the specified values for the gas concentration in the housing (4), in the suction nozzle ( 17), a safety program can be started in the gas outlet (11) or the furnace environment and / or in the event of a pressure drop in the housing (4) or the cooling gas line (10), in which the cooling gas inlet valve (25) is closed and the gas outlet valve (28) is opened, the purge gas inlet valve (30) opened and then closed again, the gas outlet valve (28) opened again and when the permissible Cooling gas concentration in the gas outlet line (11), the pressure equalization can be achieved. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die zentrale Auswerteeinheit (41) zum Zwecke der selbständigen Steuerung des Prozesses zum Abschrecken der Charge (7) einerseits sowohl mit dem Drucksensor (19) zur Überwachung des Innendrucks des Gehäuses (4) und mit dem Drucksensor (20) zur Ermittlung des Druckes in der Kühlgasleitung (10) verbunden ist, als auch andererseits mit den Gas-Sensoren (24, 39, 42) zur Ermittlung der Gaskonzentrationen am Gasauslaß (11) und am Absaugstutzen (23) und auch mit mindestens einem Gas-Sensor (21) zur Ermittlung der Gaskonzentration in der unmittelbaren Umgebung des Ofens und ebenso mit den Schaltern (46, 47) für den Gebläsemotor (12) und für das Heizaggregat (15, 15a,...) derart, daß nach dem Schließen des Evakuierventils (18) das Heizaggregat (15, 15a,...) abgeschaltet, das Kühlgaseinlaßventil (25) geöffnet und die Motor-Gebläseeinheit (12, 13) gestartet wird, wobei nach Erreichen eines bestimmten Gehäuseinnendrucks (z.B. p=20 bar) das Kühlgasventil (25) wieder geschlossen und nach abgeschlossener Abschreckung der Charge (7) das Spülgas (z.B. N₂) in das Gehäuse (4) eingeleitet, die Motorgebläseeinheit (12, 13) wieder abgeschaltet und das Gasauslaßventil (28) geöffnet wird bis ein Druckausgleich zwischen der Umgebung und dem Gehäuseinnenraum (4) erfolgt ist.Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the central evaluation unit (41) for the purpose of independently controlling the process for quenching the batch (7) on the one hand both with the pressure sensor (19) for monitoring the internal pressure of the housing (4) and is connected to the pressure sensor (20) for determining the pressure in the cooling gas line (10) and, on the other hand, to the gas sensors (24, 39, 42) for determining the gas concentrations at the gas outlet (11) and at the suction nozzle (23) and also with at least one gas sensor (21) for determining the gas concentration in the immediate vicinity of the furnace and also with the switches (46, 47) for the blower motor (12) and for the heating unit (15, 15a, ...) In such a way that after the evacuation valve (18) is closed, the heating unit (15, 15a, ...) is switched off, the cooling gas inlet valve (25) is opened and the motor-blower unit (12, 13) is started, after which a it certain housing internal pressure (eg p = 20 bar) the cooling gas valve (25) closed again and after the batch (7) has been quenched, the purge gas (eg N₂) is introduced into the housing (4), the engine blower unit (12, 13) is switched off again and the gas outlet valve (28) is opened until there is pressure equalization between the surroundings and the interior of the housing (4).
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