HU202598B - Industrial furnace, particularly multi-chambered vacuum furnace for treating charges consisting of metal work pieces - Google Patents

Description

A találmány tárgya fémanyagú munkadarabokból álló adagok hőkezelésére szolgáló olyan ipari kemence, főként többkamrás vákuumkemence, amely egy fűtőkamrával és egy hűtőgázzal táplált hűtőberendezést tartalmazó hűtőkamrával rendelkezik, amelyben a hőkezelt adag hőcserélőn keresztül keringtetett hűtőgázzal van körüláramoltatva, továbbá adott esetben olajfürdővel van kiegészítve.

Az ilyen ipari kemencéket nagyobbrészt acélszerkezetek, különösen szerszámacélrészek mindenféle fajtájának edzésére, valamint fémrészek különféle hűtési folyamataihoz és más hőkezelési eljárásokhoz használják. Egy ilyen ipari kemencére vonatkozó példát ismertet a DE 26 08 850 számú szabadalmi leírás.

Ez a háromkamrás vákuumkemence egy vízhűtéses, kettősfalú házzal körülvéve egy fűtőkamrával és két ehhez csatlakozó hűtőkamrával rendelkezik, amelyek egyike hűtőgázzal működő hűtőberendezéssel van ellátva, míg a másik edző-hűtő olajfürdővel működik. Az elsőként említett hűtőkamra hűtőberendezése egy ventillátort tartalmazó hűtőgázkeringtető szerkezettel rendelkezik, amelynek révén a házon kívül elrendezett hőcserélőn keresztül körfolyamatban vezetett hűtőgázt, adott esetben gázterelő lemezek igénybevételével, a hűtőkamrában található hőkezelt adag körül mozgatjuk, hogy ezáltal az'adag gyors lehűlését érjük el. A hűtőkamrában a gáz keringtetés maga után vonja azt, hogy a viszonylag nagy gázátáramlási keresztmetszetek következtében nagy mennyiségű gázt kell szállítani és hogy az adag gyors lehűléséhez szükséges nagy hűtőgázsebesség eléréséhez már a ventillátor és az adag közötti vezetékben, valamint az adagtól a ventillátorhoz és a hőcserélőhöz vezető visszatérő vezetékben nagy hűtőgázsebességeket kell fenntartani, ami azt eredményezi, hogy a teljes hűtőgáz keringtetési rendszerben jelentős nyomásveszteségekkel kell számolni. Ezek a nyomásveszteségek vagy nagyobb teljesítményű ventillátormeghajtást igényelnek, vagy pedig a ventillátormeghajtás adott teljesítménye esetén nem kívánt mértékben csökkentik az adag tartományában uralkodó hűtőgázsebességet.

Ismeretes, hogy az adaghoz szükséges hűtőgázsebesség lényegesen kisebb hűtőgázmennyiséggel is elérhető, ha a hűtőgázt fúvókákon keresztül vezetjük be, amelyek az adagot megfúvó hűtőlevegősugarakat keltenek. Ez a fúvókákon keresztüli gázhűtés azonban magával vonja az adagon belüli egyenetlen lehűlési eredmények veszélyét is. Egy gázhűtő berendezéssel ellátott egykamrás vákuumkemencénél, mint amilyet a 370 869 sz. osztrák szabadalmi leírás ír le, azáltal próbáltak megoldást találni, hogy a fúvókákat a fűtőkamrában a kemence tengelyével párhuzamosan elhelyezett, tengelye körül forgatható gázbevezető csőre szerelték fel. A gázbevezető csőre szerelték fel. A gázbevezető csövek egyik végükön kinyúlnak a fűtőkamrából, ahol azok hajlékony tömlőkön keresztül stabilan elhelyezett gázellátó rendszerrel vannak összekötve, valamint egy billentő mozgatást szolgáló hajtással vannak összekapcsolva.

Eltekintve attól a jelentős konstrukciós ráfordítástól, amelyet a billenthetően felszerelt gázbevezetőcsövek a hozzájuk tartozó hajlékony csatlakozóberendezésekkel és hajtásukkal együtt jelentenek, ezt a fúvókás hűtőberendezést csak korlátozott mértekben lehet a különféle adagokhoz beállítani. Az adagot alapvetően csak a szemben fekvő oldalakról lehet megfuvatni, mivel a fűtőkamra felső oldalára a hűtőházellátó és a meghajtó berendezések vannak felszerelve. Ugyanakkor az optimális lehűtéshez szükséges fuvatási viszonyok az adag mindenkori formájától és összetételétől függően eltérőek. Különbséget jelent az, hogy az adag hengeres, álló részekből, vagy egy vagy több lemez formájú munkadarabból áll-e.

A fentebb tárgyalt berendezések mellett a DE-OS 3 215 509 sz. szabadalmi leírás egy olyan vákuumos kamrakemencét ismertet, amelynél egy dupalfalú külső acélburkolaton belül lényegében egy négyszögletes körvonalú fűtőkamra van elrendezve, amely fűtőelemeket tartalmaz. A fűtőkamrát egy hordozóelemként kialakított acélház határolja, amelynek falai belül hőszigetelő anyaggal, például kerámia- vagy grafítalapú anyaggal vannak kibélelve. Az ilyen, a tulajdonképpeni fűtőkamrafalazatot képező bélések viszonylag nagy vastagságúak és anyagukból következően igen törékenyek, így az illesztési helyeken csak különleges konstrukciós megoldásokkal köthetők össze egymással, hogy a fűtőkamra stabil felépítését garantálni lehessen.

A fentiekből következik, hogy a fűtőkamrafalak esetleges üzemszerű cseréje a mindenkori adagokhoz igazodva teljességgel kizárt.

A hőkezelést követően a fent leírt vákuumos kemencénél az adagot közvetlenül a fűtőkamrában hűtőgázzal lehűtik vagy edzik. E célból magának a fűtőkamrának a kerámiaanyagú falában nyílások vannak kialakítva, amelyek a fűtőkamra külső falával együttműködő lefedőtolattyúk vagy -csappantyúk által zárhatók le, illetve nyithatók. Ezek a lefedőtolattyúk vagy -csappantyúk a fűtési üzemmódra való tekintettel természetszerűleg szintén kerámiaanyagból vagy grafitalapú anyagból készülnek és saját mozgató mechanizmusaik révén állíthatók a fűtőkamra-falazatokhoz képest.

Ily módon azonban lényegében csak arra van lehetőség, hogy a fűtőkamrán átáramló hűtőgáz-térfogatáramot változtassák; a megfuvatási viszonyok finom állítása ilyen feltételek mellett azért nem lehetséges, mert a műszaki adottságok kizárják, hogy egy kerámiaanyagú fűtőkamrafalban finoman elosztott fúvókanyílásoknál minden egyes nyíláshoz külön, függetlenül szabályozható vezérlőszervet rendeljünk hozzá, amelynek ugyanakkor nagy hőállóságú, vagy kerámiaanyagból kellene készülnie.

A fentiekből kiindulva a találmány által megoldandó feladat olyan gáz-hűtőberendezéssel felszerelt ipari kemence, főként többkamrás vákuumkemence létrehozása, amelynél egyszerű eszközökkel, optimális mértékben lehet hozzáigazítani a lehűtendő adag megfuvatási viszonyait az adag tulajdonságaihoz, anélkül, hogy ehhez körülményes, nehezen kezelhető, vagy drága berendezések válnának szükségessé.

Az ezen feladat megoldására alkalmas, a bevezetőben megnevezett típusú találmány szerinti ipari kemence azzal jellemezhető, hogy a hűtőberendezésnek egy a hűtőkamrában elrendezett, hűtőgázzal táplált fúvókaszekrénye van, ahol az adaggal szemben legalább egy, az adag megfuvatási viszonyát módosító fúvókalemez van cserélhetően elrendezve.

Az egyik előnyös kiviteli alaknál a fúvókák elrendezése (fúvókép) és/vagy átmérője és/vagy az adagtól mért távolsága tekintetében különböző cserélhető fúvókalemezei vannak. Ez az új ipari kemence lehetővé teszi, hogy a hűtőkamrában a fúvókaelrendezés - elosztás és

HU 202 598 Β az adagon vagy azon belül mérhető egyéb paraméterek megfelelő megválasztásával csak ott biztosítsunk nagy hűtőgázsebességet, ahol a maximális hőhatásra van szükség. Ebben az összefüggésben előnyös, ha legalább néhány fúvóka a hűtőgáz adagra irányuló ütköztetett áramlását és/vagy párhuzamos áramlását biztosító tájolással van elrendezve. Az adott hűtőgázkeringtető teljesítménynél ugyanis az adag maximális lehűlési sebessége alapvetően az éléit hőátadási értékektől függ. Ismert, hogy az adag gáz általi körüláramlása a hűtőgázadag hőátadásának mértékére döntő befolyással bír, ahol ütköztetett áramlással magasabb hőátadási értékek érhetők el, mint a párhuzamos áramlás esetében, amikoris a hűtőgáz a munkadarab felületével párhuzamosan áramlik. A hőátadást befolyásoló további tényezők például többek között fúvóka kilépési sebessége, a fúvóka átmérője, az adagtól mért fúvókatávolság, az átlagos hűtőgázhőmérséklet és az átlagos adaghőmérséklet.

A fúvókákat a hűtőkamrában előnyösen az adagot több oldatról körülfogó módon szereljük fel, emellett a fúvókaszekrény célszerűen olyan vezetőszerkezetekkel rendelkezik, amelyekbe a fúvókalemez betolható.

A fúvókalemezek egyszerű cseréjével igen egyszerű módon állíthatjuk be a hűtőberendezést a korábban említett hőátadási paramétereknek megfelelően. Az egyes, egymással kicserélhető fúvókalemezek nemcsak különféle fúvókaelrendezésekkel (fúvókaképekkel) és fúvókaátmérőkkel stb. rendelkezhetnek, hanem egy fúvókalemez például a hűtőkamrába benyúló, vagy abból kiálló tartománnyal is rendelkezhet, hogy ezáltal a fúvóka és az adag közötti távolságot az adott tulajdonságoknak megfelelően állíthassuk.

A hékezelendő adagot általában több oldalról fúvókák veszik körül, amelynek céljából a fúvókaszekrény célszerűen alagútszerűen van kiképezve és azt belső falán fúvókalemezek határolják. Legalább egy ilyen fúvókalcmczt gázátnemresztő vaklemezzel is helyettesíthetünk. Ilyen módon a lemez formájú munkadaraboknál igen hatásos ütköztetett áramlás érhető el, ha oldalt fúvókalemezeket és az adag felett pedig vaklemezt tolunk be, hogy az álló munkadarabot minden oldaláról optimálisan hűthessük le. A hengeres álló munkadarabokból álló adag esetében átáramló hűtésként csak párhuzamos áramlással dolgozhatunk, mert a munkadarab formája és a munkadarabok nagy száma miatt nem lehetséges az ütköztetett áramlással való hűtés. Ezen átáramló hűtés céljából az adag felett egy fúvókalemezt, míg az adag két oldalára egy-egy vaklemezt tolunk be. Ezután az adagtól mért fúvókatávolságot mindkét oldalon a már korábban említett, a hűtőkamrába benyúló, vagy abból kiálló tartománnyal rendelkező fúvókalemezekkel optimalizálhatjuk.

Annak érdekében, hogy a fúvókalemezek említett elrendezése egyszerű eszközökkel legyen megvalósítható, előnyös, ha a fúvókaszekrény legalább három belső oldalán fúvókalemezekkel van határolva, amelyek közül kettő egymással szemben, míg a harmadik fúvókalemez. a másik két fúvókalemez. között van elrendezve.

Ezen túlmenően a hűtőkamrába egy, az adagot felvevő emelő- vagy süllyesztő szerkezet is beépíthető, amelynek révén az adag legalább a fúvókatoikolatok egy részéhez képest adott távolságra beállítható.

Maga a fúvókaszekrény célszerűen egy, a hőcserélőt tartalmazó gázkeringtető szerkezet legalább egy ventillátorának nyomóoldatával van összekötve. Ha a hűtőkamra a fűtőkamrával együtt közös házban van elrendezve, a ventillátor vagy a ventillátorok a házra hűtőkamra elülső tartományában radiálisán szerelhető(ek) fel.

Azáltal, hogy a fúvókaszekrényben a fúvókalemezek egyenletesen vannak hűtőgázzal ellátva, az adott fúvókalemez valamennyi fúvókáján azonos kilépési sebesség és ezáltal a teljes fuvatott adagfelületen egyenletes hűtőhatás élhető el. Az ilyen egyenletes hűtőhatás a lehűtendő adag kívánt szerkezeti állapotának elérése szempontjából igen fontos.

A találmány szerinti ipari kemencénél a hűtőberendezés nem a fűtőkamrában, hanem egy saját hűtőkamrában van elrendezve. A hűtőkamrában adott hideg adag-környezet révén nemcsak az adag hűtőgáz felé irányuló konvektív hőleadását használjuk ki, hanem hasznosítjuk a különösen a felsőbb hőmérséklettartományban tapasztalható sugárzó hőleadást is a hűtőhatás fokozása érdekében. Az egykamrás vákuumkemencékkel szemben a jelen megoldásnak az az előnye, hogy a fűtőkamrát, a fűtőelemeket és az adagmedencét a kritikus hűtési tartományban végzett hőkezelés után nem az adaggal együtt kell lehűtenünk, így az adagon elért hűtőhatást nem csökkenti a fűtőkamraberendezés tárolt hőjének elvezetése. A fűtőkamráról leválasztott hűtőkamra lehetővé teszi a fúvókás hűtőberendezésnek az adott adag mindenkori tulajdonságaihoz való korábban említett igazodást, míg másrészről a fűtőkamrát az adag hőkezelés után szükséges lehűtésére való tekintet nélkül, optimális fűtési viszonyokhoz állíthatjuk be.

A csatolt rajzon a találmány táígyának egyik példakénti kiviteli alakját mutatjuk be. A rajzon az 1. ábra egy találmány szerinti kétkamrás vákuumkemence axiális metszete oldalnézetben, a 2. ábra az 1. ábra szerinti kétkamrás vákuumkemencének az 1. ábra II-II vonala szerinti metszete, oldalnézetben, a 3. ábra az 1. ábra szerinti kétkamrás vákuumkemencének az 1. ábra III-ΙΠ vonala szerinti metszete oldalnézetben, a 4. ábra az 1. ábra szerinti kétkamrás vákuumkemencének az 1. ábra IV-IV vonala szerinti metszete, oldalnézetben, az 5. ábra a 3. ábra szerinti kétkamrás vákuumkemence fúvókaszekrényének vázlatos oldalnézete keresztmetszetben, más léptékben, egy adott adag és egy adott fúvókaelrendezés szemléltetése mellett a 6. ábra egy az adag felett elhelyezett, 5. ábra szerinti fúvókalemez felülnézeti képe, a 7. ábra az 5. ábra szerinti fúvókaszekrény a fúvókalemez más elrendezésével, a korábbinak megfelelő ábrázolással, a 8. ábra a 7. ábra szerinti elrendezés adag felett elrendezett fúvókalemezének felülnézeti képe, a 9. ábra a 7. ábra szerinti fúvókaszekrény, megfelelő ábrázolásban, a 10. ábra a 9. ábra szerinti kiviteli alaknak az adagoldala mellett elrendezett fúvókalemeze, felülnézetben, a 11. ábra az 5. ábra szerinti fúvókaszekrény a fúvókalemezek más elrendezésével, megfelelő ábrázolásban, a 12. ábra all. ábra szerinti elrendezés adag felett elrendezett fúvókalemeze, felülnézetben,

HU 202 598 Β a 13. ábra az 5. ábra szerinti fúvókaszekrény más adaggal feltöltve, megfelelő ábrázolásban, a 14. ábra a 13. ábra szerinti kivitel adagoldala mentén elrendezett fúvókalemez, felülnézetben, a 15. ábra az 5. ábra szerinti fúvókaszekrény más adaggal feltöltve, megfelelő ábrázolásban, a 16. ábra a 15. ábra szerinti kiviteli alak fúvókalemeze az adagoldalában elhelyezve, felülnézetben, a 17. ábra az 5. ábra szerinti fúvókaszekrény a fúvókalemezek más elrendezésével, megfelelő ábrázolásban és a 18. ábra a 17. ábra szerinti kiviteli fúvókalcmcze az adag felett elhelyezve, felülnézetben.

Az 1-4. ábrákon bemutatott kétkamrás vákuumkemence egy duplafalu, vízhűtéses 1 házzal rendelkezik, amelynek hátsó részében egy 2 fűtőkamra és elülső részében egy 3 hűtőkamra van elhelyezve. A lényegében hengeres 1 ház az elülső oldalán a kemence feltöltésére és kiürítésére szolgáló, billenthető vagy eltolható, vízhűtéses, duplaköpenyes 4 ajtóval van lezárva. Az 1 ház hátoldalán a 2 fűtőkamra mögötti térbe egy duplafalú 5 billenthető ajtó van felszerelve, amely a szerelési célokat szolgáló háznyílást zárja le. Az 1 házhoz a 3 hűtőkamra alatt egy kettősfalú, vízhűtéses 6 tartály van csatlakoztatva, amely az 1 házhoz karimával van erősítve és amelyben olajfürdő található, amelynek szintjét a 7 hivatkozási szám jelöli. A 3 hűtőkamra elülső részében az 1 ház a 2. ábrán látható módon a kerülete mentén elosztott, radiálisán kiálló 8 karimákkal rendelkezik, amelyekre kettős falú, vízhűtéses 9 fedelek vannak felerősítve, amelyek mindegyike egy-egy 10 ventillátormeghajtó szerkezetet takar.

A keresztmetszetét tekintve lényegében négyszögletes 2 fűtőkamra acél könnyűszerkezetes technológiával készült és jó minőségű kerámia szálanyagból és a legtisztább grafitfilcből álló többrétegű szigeteléssel van burkolva. A 11 jelzésű adag mindkét oldalán és felette nagyfelületű 12 grafit fűtőelemek vannak felszerelve. A 12 grafit fűtőelemek ezen körkörös elrendezése a 11 adag gyors és egyenletes felhevítését biztosítja. A 12 grafit fűtőelemek áramellátását a 13 fűtőelemcsatlakoztató csavarokon és az egy-egy 14 fűtőelemcsatlakoztató karimán keresztül biztosítjuk.

All adag a 2 fűtőkamrában a szállítás céljából emelhetőcn és süllyeszthetően kiképzett 15 kemenccfenéken helyezkedik el. A 2 fűtőkamra a 3 hűtőkamrával határos homlokfalán egy vízszintesen eltolható 16 fűtőkamraajtóval van lezárva.

Egyébként a 2 fűtőkamra a lehető legkisebb hőtárolás és a hőkezelés szempontjából egy előre megválasztott hőmérsékletprogram szerint optimálisan van kialakítva. Az egykamrás kemencékkel összevetve itt sem a hűtőgázszállítást és a hűtőgáz sebességét, sem az adag hőelvezetési paramétereit nem kell figyelembe vennünk.

A 2 hűtőkamrához nagyjából koaxiálisán kapcsolt 3 hűtőkamra egy lényegében U-keresztmetszetű, alagútszerűen kiképzett 18 fúvókaszckrénnyel ellátott olyan 17 hűtőberendezéssel rendelkezik, amely a lehűtendő, hőkezelendő 11a adagot különösen a 3. ábrán látható módon felül és két oldalán fedi le. A18 fúvókaszekrény a 1 la adag felé mutató belső oldalain párosával egymáshoz rendelt olyan 16 oldalsó vezető hornyokat tartalmaz, amelyekbe tetszés szerint cserélhető módon a 20, 20a fúvókalemezek vagy 21 vaklemez tolhatóak be, amint azt az 5-18. ábrák alapján még részletesebben bemutatjuk.

A18 fúvókaszekrény közvetlenül az elülső homlokfalán három 22 ventillátorházzal van összekötve, amelyek mindegyike egy-egy, közvetlenül a hozzárendelt 10 meghajtómotor tengelyvégén elhelyezett nagyteljesítményű 23 szellőző-járókerékkel rendelkezik, amelynek vákuumtömítésű áramvezetékeit 24 jelzéssel láttuk el. Mindegyik 22 ventillátorház beszívó nyílása elülső oldalára két-két 25 hőcserélő van felszerelve, amelyeket vákuum tömítéses bevezető és elvezető vezetéken látunk el hűtővízzel és amelyekhez 26 gázvezető lemezek vannak hozzárendelve.

A bemutatott kiviteli alaknál három 22 ventillátorházat és három, ehhez hozzárendelt 10,23 ventillátoregységet találunk. Olyan kiviteli alakok is elképzelhetőek, amelyeknél esetleg két 22 ventillátorház vagy akár csak egyetlen 22 ventillátorház található, illetve találhatóak.

A 6 tartályban lévő olajfürdő egy 27 olajkeringtető berendezéssel egyenletesen és erőteljesen keringtethető, ahol a 27 olajkeringtető berendezés fordulatszáma igény szerint szabályozható. A 28 olajfürdő fűtése lehetővé teszi, hogy a vákuumedzőolajat a kívánt hőmérsékletre hozzuk és azon a hőmérsékleten tartsuk.

A 6 tartályban egy 29 emelő- és süllyesztőszerkezet van felszerelve, amely lehetővé teszi, hogy a 2 hűtőkamrából érkező hőkezelt 11 a adagot a 3 hűtőkamrában a 18 fúvókaszekrényhez viszonyított meghatározott magasságba állítsuk - amelyről még részletesen szólni fogunk - vagy pedig a 11a adagot a 6 tartályban tárolt edzőolajba mártsuk.

Az olajfürdőben való hűtés nélkül kiképzett kétkamrás vákuumkemence esetében elmarad a 6 tartály, a benne tárolt edző olajfürdővel együtt.

A nyitott 4 ajtónál a kétkamrás vákuumkemencét kézzel vagy automatikusan tölthetjük be, ahol all adagot automatikusan a nyitott 2 fűtőkamrába továbbítjuk. Ezután lezárjuk a 16 fűtőkamraajtót és a beadagoló nyílást lezáró 4 ajtót, és ezt követően a vákuumkemencét vákuum alá helyezzük. Ezután all adagot a 2 fűtőkamrában az előre megválasztott hőmérsékletprogram szerinti hőkezelésnek vetjük alá. A fűtési ciklus végén a vákuumkemencét maximálisan 6 bar nyomáson inért gázzal ismét elgázosítjuk. Bekapcsoljuk a 10 ventillátor-meghajtó motorokat, lekapcsoljuk a 12 fűtőelemeket és a 11 adagot a 3 hűtőkamrába szállítjuk, ahol az a 1 la adag helyét foglalja el és ott hűtőgázzal hirtelen lehűtjük. A 29 emelő- és süllyesztőszerkezet megfelelő működtetésével az adagot a 3 hűtőkamrában szükség szerint a felül elhelyezkedő 20 fúvókalemezhez vagy a 18 fúvókaszekrényhez juttathatjuk.

Ha a 11 adagot a 2 fűtőkamrában való hőkezelés után olajban kell lehűtenünk (edzenünk), akkor azt a 2 fűtőkamrából való kikerülése után a 29 emelő- és süllyesztőszerkezet segítségével az olajfürdőbe engedjük. Szükség szerint az olajjal való hűtés előtt inért gázzal előre lehűtjük a töltetet Az ikerkamrás vákuumkemence automatikus vezérlésű, a teljes hőkezelési ciklus előre megválasztható.

A18 fúvókaszekrény úgy van kiképezve, hogy csak alacsony gázsebességek lépnek fel benne, amelyek egyrészről csak kis áramlási veszteséget okoznak, másrészről pedig a 20,20a fúvókalemez fúvókéin olyan egyen-47

HU 202 598 Β lcies nyomásviszonyokat biztosítanak, amelyek egyenlő fúvóka kilépési sebességeket eredményeznek, ami a 1 la adag egyenletes lehűlésének előfeltétele.

Mivel a 20,20a fúvókalemezek a 18 fúvókaszekrényben cserélhetően és esetleg 21 vaklemezzel helyettesíthetően vannak kiképezve, a 3 hűtőkamra hűtési viszonyait optimálisan az egyes 11a adagok alakjához és összetételéhez igazítjuk. Ezt mutatják be példaként az 5-18. ábrák.

Az 5. ábra szerinti elrendezésnél a lehűtendő (edzendő) 1 la adag vékony, hengeres szerszámokból, például 45 mm átmérőjű x 300 mm-es spitálfúrókból vagy marókból áll. Annak érdekében, hogy a hőkezelés és az edzés során a torzulást alacsony szinten tartsuk, a 30 jelzésű szerszámdarabokat állva töltjük be, ahol azok az adag alapterületén egyenletesen vannak elosztva. Az adag alapterülete a 6. ábrán bemutatott 20 fúvókalemez négyszögletes konturfclUlelénck felel meg.

Az egyenletes és intenzív gázedzés érdekében párhuzamos áramlású átáramló hűtésre van szükség. Ebből a célból a 11a adag feletti 18 fúvókaszekrénybe egy függőleges 20 fúvókalemez van betolva, míg a 11a adag mellett 21 vaklemezek vannak elhelyezve. A 20 fúvókalemez egész felületén egyenletesen elosztott 35 fúvókanyílásokkal (6. ábra) rendelkezik, amely valamennyi 30 szerszámdarab egyenletes s egyidejű lehűtéséről gondoskodik.

A 35 fúvókanyflásoknak a 11 a adagtól való távolságát a 29 emelő- és süllyesztőszerkezet segítségével történő túlemeléssel optimalizálhatjuk. A túlemclcst az 5. ábrán a 32 szám jelöli.

Az olyan szerszámokat (munkadarabokat), amelyeknek a teljes rendelkezésre álló adaghosszra szükségük van, fekve kell betöltenünk. Ezt a 7. és 8. ábrák mutatják be.

Annak érdekében, hogy a kerek, hideg hűtőkamrafalakra irányuló sugárzás révén fellépő hőátadást teljes mértékben ki tudjuk használni, a 11a adag csupán egy hengeres tüske formájú 33 munkarabből áll. Mivel ez a tüske a 8. ábra szerinti 20 fúvókalemez négyszögletes kontúrfelülete által adott adagalapterülethez viszonyítva relatív kis ütközési felülettel rendelkezik, a lehűtendő 33 munkadarab tartományában a hűtőgáz koncentrációja válik szükségessé, hogy ezáltal maximális hűtési sebességet érhessünk el. Ezt a követelményt vagy a 35 fúvókanyflásoknak a fúvóka kilépési sebesség egyidejű növelése melletti csökkentésével, vagy pedig a fúvókatávolság csökkentése által elérhető változatlan fúvókaszámmal (8. ábra) elégíthetjük ki.

A fenti megfontolásokból adódóan a 11a adag feletti 18 fúvókaszekrénybe egy 20 fúvókalemezt építettünk be, amely a 3 hűtőkamrába benyúló 40 résszel rendelkezik, ahol a 35 fúvókanyílásokat helyeztük el. Ezáltal a 20a fúvókalemez vályú- vagy szekrényalakot vesz fel; a 35 fúvókanyílásokat tartalmazó részt mindkét oldalon egy nem perforált 41 tartomány zárja le.

Emellett a 33 munkadarabot a 29 emelő- és süllyesztőszerkezet segítségével a 35 fúvókanyílásokhoz juttatjuk, amint az a 7. ábra 32 jelzésénél látható.

Ebben az esetben a fúvókaképet a 18. ábrán látható módon azonos átmérőjű, azonos magassági és oldaltávolságra elhelyezett 35 fúvókafuratok határozzák meg.

A21 munkadarab mellett a 18 Íúvókaszekrényben21 vaklemezek vannak elhelyezve, hogy ezáltal megakadályozzuk a munkadarab mellett egymással szemben áramló hűtőgázok egymásnak ütközését, mivel ezáltal lényegesen csökkenne a 33 munkadarab közvetlen közelében a hűtőgáz sebessége.

A 9., 10. ábrák szerinti elrendezésnél a 11a adag egy nehéz, tömör munkadarabból, például egy hengeres matricából áll, amely az ismét négyszögletes kontúrú 20 fúvókalemez (10. ábra) által megadott adag-alapterülethez viszonyítva csekély ütközési felülettel rendelkeznek. A leghatásosabb hűtést egyrészről a felső síkfelületek ütköztetéses hűtésének, másrészről pedig a 33 munkadarab hengeres köpenyfelülete, illetve furatai párhuzamos áramlással történő hűtésének kombinációja eredményezi, aholis a 33 munkadarab mellett a 18 fúvókaszekrényben két 21 vaklemez van elhelyezve.

Amint az a 9. ábrán látható, a 20 fúvókalemez fúvókakepe nagyjából rombusz alakban határolt, ahol valamennyi 35 fúvókanyílás ismét azonos 36 magassági és oldaltávolsággal rendelkezik.

A hűtőhatás optimalizálása érdekében a 33 munkadarabot a 29 emelő- és süllyesztőszerkezettel a 3 hűtőkamrában a felső 20 fúvókalemezhez juttatjuk, amint azt a 32 hivatkozási szám jelzi.

All., 12. ábrákon olyan 11a adagot mutatunk be, amely több hengeres 33 bélyegből áll. Ebben az esetben a 18 fúvókaszekrényben a 11a adag mellett két 21 vaklemezt találunk, míg a 11a adat felett egy 20 fúvókalemez van elrendezve, amelynek fúvókaképét a 12. ábra adja meg.

A 35 fúvókanyílásokat a 33 bélyegeknek (munkadaraboknak) megfelelően mindig négyszögletes csoportokba rendeztük el, amelyek egymástól gázátnemeresztő 34 térközökkel vannak elválasztva. Ismét azonos a szomszédos 35 fúvókanyílások 36 oldal- és magassági távolsága. A 1 la adag a 29 emelő- és süllyesztőszerkezettel juttatható a 20 fúvókalemezhez, amint az a 11. ábra 32 hivatkozási jelénél látható, de az is elképzelhető, hogy a 11a adagot a felső 20 fúvókalemeztől nagyobb távolságra hűtsük le, amelyet az ábrán szaggatott vonalakkal jelöltünk.

A13., 14. ábrák a 1 la edzett adag intenzív ütköztetett áramlással való lehűtésének tipikus példáját adják meg. A két lemez alakú, például öntvényformát képező 33 munkadarabból álló 11a adag felett a 18 fúvókaszekrényben egy 21 vaklemez van elhelyezve, míg az állítva elhelyezett 33 lemez alakú munkadarabok mellett két olyan 20a fúvókalemez van elrendezve, amely a 13. ábrán látható módon a 3 hűtőkamrába nyúló a 35 fúvókanyílásokat tartalmazó 40 tartománnyal rendelkezik.

A 33 lemez alakú munkadarabok a 2 fűtókamraban való tartózkodási idő alatt a felsőbb hőmérséklettartományban fellépő torzulások (vetemedések) elkerülése érdekében a vákuumkemencében függőlegesen állnak. A szekrény alakú 20a fúvókalemezek 35 fúvókanyílásai az adag oldalfelületeihez közel vannak elhelyezve, míg a 35 fúvókanyílások a 14. ábrán bemutatott fúvókakép szerint a teljes adag oldalfelülete mentén egyenletesen, egyenlő 36 magassági és oldaltávolságban vannak elrendezve, hogy ezáltal a 33 munkadarabok egyenletes és egyidejű lehűtését biztosíthassuk.

A15., 16. ábrák szerinti elrendezésnél egyetlen lemez alakú 33 munkadarabot, páldául egy présformát edzünk a 3 hűtőkamrában, amely a 13. ábrán láthatóhoz hasonlóan, egy felül lévő vaklemezzel és két oldalsó, szekrény vagy vályú alakú 20 fúvókalemezzel van ellátva.

Annak érdekében, hogy a hűtési feltételek extrém

HU 202 598 Β optimalizálását érhessük el, a 20a fúvókalemezekct a 16. ábrán látható módon olyan fúvókakcppel alakítottuk ki, amely az adag oldalfelületeivel összhangban van.

Az azonos 36 magassági- és oldaltávolságra lévő 35 fúvókanyílásokat a nagyjából az adag oldalsó felületének megfelelő négyszögletes területre koncentráltuk, amelyet gázátnemeresztő 41 tartományok vesznek körül. Az ezáltal korlátozott számú 35 fúvókanyílás a fúvóka kilépési sebességének növekedését eredményezi.

Emellett a 35 fúvőkanyílásoknak a munkadarab vagy adag oldalfelületeitől számítolt távolságát a korábban leírt módon a 20a fúvókalemcz felhasználásával optimalizáljuk. A munkadarab mindkét oldalán előállított ütköztetett áramlás a 11a adag torzulásmentes és intenzív lehűlését garantálja.

Végül a 17., 18. ábrákon az olyan munkadarabokból álló 1 la adag edzéséről van szó, amelyek esetében nincs szükség túl magas kritikus lehűlési sebességre és amelyek a csekély falvastagságukra való tekintettel párhuzamos áramlással hűthetők le. Ebből a célból a 18 fúvókaszekrényben a három 33 munkadarabból álló 11 a adag felett egy 20 fúvókalemez van felszerelve, míg a 1 la adag mellett 21 vaklemezek vannak elhelyezve.

A 35 fúvókanyílások - amint az a 17. ábrán is látható - ismét a 33 munkadarabnak megfelelően három egymás mellett fekvő, négyszögletesen határolt csoportba vannak összefogva, amelyek között gázátnemeresztő 41 tartományok helyezkednek el.

A 11a adagot a 29 emelő- és süllyesztőszerkezet segítségével a felső 20 fúvókalcmezhez szállítjuk, amint azt a 32 jelzés mutatja.

A korábban leírt kiviteli példáknál a 20., 20a fúvókalemezekben elrendezett azonos átmérőjű 35 fúvókanyílások vannak kiképezve. Alapjában véve természetesen az is elképzelhető, hogy a 35 fúvókanyílásokat az adott igényeknek megfelelően variáljuk és a hengeres 35 fúvókanyílások helyett másképpen kialakított fúvókanyílások, például rés alakú is kiképezhetőek. Emellett lehetséges az is, hogy a 20a fúvókalemezeket a 3 hűtőkamrába benyúló 40 tartomány helyett kifelé nyúló tartománnyal lassúkéi, míg különleges esetekben az elrendezés olyan is lehet, hogy az adag alapfelületénck tartományában egy fúvókalemez legyen elrendezve, hogy ezáltal a 11a adag alulról történő fuvatását lehetővé tegyük.

A ventillátorok 10 meghajtómotorjai szabályozhattak is lehetnek, hogy ilyen módon a 3 hűtőkamra hűtőgázsebességét az igényeknek megfelelően tudjuk megválasztani. A maximális hűtőgáznyomás általában 2 bar (abs) értékű. Szükség esetén azonban ennél magasabb értékű is lehet

A találmány szerinti ipari kemencénél a 3 hűtőkamiában a közönséges és a kereskedelmi forgalomban kapható nagynyomású gázhűtéses vákuumkemencék teljesítményének megfelelő hűtési intenzitás érhető el. A hagyományos vákuumkemencéknek (túlnyomórészt egykamrás kemencéknek) például hasonló hűtőhatás eléréséhez 5 bar (abs) hűtőgáznyomással kell működniük, amely hűtőhatás a találmány szerinti ipari kemencénél a 3 hűtőkamrában már 2 bar (abs) hűtőgáznyomással is elérhető. Az ezáltal alacsony hűtőgáznyomás döntő előnye az egy adott hűtési ciklusban jelentkező hűtőgázmegtakarításban (különösen a nitrogenmegtakarításbán) nyilvánul meg, amely ezzel arányos költségmegtakarítást is jelent egyben. Emellett az alacsony hűtőgáznyomások kedvezőbb költségráfordítású berendezés előállítását teszik lehetővé, s ezen kemencékhez hatósági engedélyeztetéshez sincs szükség.

Claims (10)

1. Ipari kemence, főként többkamrás vákuumkemence fémanyagú munkadarabokból álló adagok hőkezelésére, amely egy fűtőkamrával és egy hűtőgázzal működtetett hűtőberendezést tartalmazó olyan hűtőkamrával rendelkezik, amelyben a hőkezelt adag a körfolyamatban hőcserélőn keresztülvezetett hűtőgázzal van körüláramoltatva, emellett a kemence adott esetben egy olajfürdővel van kiegészítve, azzal jellemezve, hogy a hűtőberendezésnek (17) egy a hűtőkamrában (3) elrendezett, hűtőgázzal táplált fúvókaszekrénye (18) van, ahol az adaggal (11a) szemben legalább egy, az adag (11a) megfuvatási viszonyát módosító fúvókalemez (20,20a) van cserélhetöen elrendezve.

2. Az 1. igénypont szerinti ipari kemence, azzal jellemezve, hogy a fúvókák (35) elrendezése (fúvókakép) és/vagy átmérője és/vagy az adagtól (1 la) mért távolsága (36) tekintetében különböző cserélhető fúvókalemezei (20,20a) vannak.

3. Az 1. vagy 2. igénypontok szerinti ipari kemence, azzal jellemezve, hogy legalább egy fúvókalemez (20, 20a) legalább néhány fúvókája (35) a hűtőgáznak az adagra (11a) irányuló ütköztetett áramlását és/vagy az adaggal (11a) párhuzamos áramlását eredményező tájolással van elrendezve.

4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti ipari kemence, azzal jellemezve, hogy a fúvókalemezek (20, 20a) fúvókái (35) az adagot (11a) több oldalról körülvevő módon vannak elrendezve.

5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti ipari kemence, azzal jellemezve, hogy a fúvókaszekrény (18) olyan vezetőszerkezetekkel (19) rendelkezik, amelyekbe a fúvókalemez (20,20a) betolható.

6. Az 5. igénypont szerinti ipari kemence, azzal jellemezve, hogy a fúvókalcmeznek (20a) a hűtőkamra (3) belsejébe benyúló vagy ebből kiugró tartománya (40) van.

7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti ipari kemence, azzal jellemezve, hogy a fúvókaszekrény (18) alagútszerűen van kiképezve és belső fala legalább egy fúvókalemez (20,20a) által van határolva.

8. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti ipari kemence, azzal jellemezve, hogy a fúvókaszekrénybe (18) a fúvókalemezek (20,20a) mellett legalább egy gázátnemeresztő vaklemez (21) van oldhatóan behelyezve.

9. Az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti ipari kemence, azzal jellemezve, hogy a fúvókaszekrény (18) legalább három belső oldalán fúvókalemezek (20,20a) állal van határolva, amelyek közül kettő egymással szemben, míg a harmadik fúvókalemez a másik kettő fúvókalemez között van elrendezve.

10. Az 1-9. igénypontok bármelyike szerinti ipari kemence, azzal jellemezve, hogy a hűtőkamrában (3) egy az adagot (11a) felvevő emelő- és süllyesztőszerkezet (29) van elrendezve.