DD146847A1 - COOLING TUNNEL FOR THE CONTROLLED FORCED COOLING OF HEATED GOODS, IN PARTICULAR CASTINGS - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Kuehltunnel fuer die gesteuerte Zwangskuehlung heiszer ausgepackter Guszstuecke oder aehnlichen Kuehlgutes. Durch die Erfindung wird eine in sich zusammenhaengende flieszende Fertigung nach dem Auspackprozesz bis zum Strahlputzprozesz ermoeglicht, sowie eine gegebenenfalls notwendige zusaetzliche Waermebehandlung eingespart. Ziel der Erfindung ist eine Verbesserung der Gebrauchseigenschaften bekannter Vorrichtungen, insbesondere eine sofortige Zugaengigkeit des Kuehltunnels bei Reparaturen sowie die Reduzierung des Kuehlmittelverbrauchs. Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Aufheizen der Auszenwand zu verringern, sowie den Verbrauch an Kuehlmitteln zu reduzieren. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dasz der Kuehltunnel aus drei Abschnitten besteht, die ober- und unterhalb durch Duesenplatten abgeschlossene Stauraeume sowie seitliche, zugleich einen Waermeschutz fuer die Ummantelung bildende Leiteinrichtungen fuer das im Querstrom gefuehrte gasfoermige Kuehlmittel aufweisen. Im Mittelabschnitt sind den Duesenplatten abschaltbare Mittel zur Zerstaeubung eines fluessigen Kuehlmittels sowie weitere Regelungseinrichtungen zugeordnet.The invention relates to a cooling tunnel for the controlled forced cooling heiszer unpacked Guszstuecke or similar Kuehlgutes. By means of the invention, a coherent, fl exible production after the unpacking process up to the blast cleaning process is made possible, and any additional heat treatment which may be necessary is saved. The aim of the invention is to improve the performance of known devices, in particular an immediate accessibility of the cooling tunnel for repairs and the reduction of coolant consumption. The object of the invention is to reduce the heating of the Auszenwand, as well as to reduce the consumption of coolants. The essence of the invention consists in the fact that the cooling tunnel consists of three sections which have stowage spaces closed above and below them by means of pressure plates as well as lateral, at the same time a heat protection for the sheath conducting devices for the guided in cross-flow gaseous coolant. In the middle section of the Duesenplatten be switched off means for Zerstaeubung a liquid coolant and other control devices are assigned.
Description
-A--A-
Kühltunnel für die gesteuerte Zwangskühlung von erhitztem Gut, insbesondere von Gußstücken.Cooling tunnel for the controlled forced cooling of heated material, in particular castings.
Die Erfindung betrifft einen Kühltunnel für die gesteuerte kontinuierliche Zwangskühlung von erhitztem Gut, insbesondere von ausgepackten, nicht wälzbaren, schlagempfindlichen Gußstücken in Gießereien.The invention relates to a cooling tunnel for the controlled continuous forced cooling of heated material, in particular unpacked, non-rolling, shock-sensitive castings in foundries.
Durch die Erfindung wird eine zusammenhängende fließende Fertigung nach dem Auspack- bis zum Strahlputzprozeß ermöglicht, sowie eine gegebenenfalls notwendige zusätzliche Wärmebehandlung durch eine gesteuerte Abkühlung eingespart.The invention enables a coherent flowing production after the unpacking until the blast cleaning process, as well as an optionally necessary additional heat treatment saved by a controlled cooling.
Gußstücke haben nach dem Trennen von dem Formwerkstoff, dem sogenannten Auspacken, vorrangig Temperaturen, die zwischen 400 und 650 0C liegen. Es besteht aber die technologische Forderung, daß die Gußstücke beim nachfolgenden Putzen eine Arbeitstemperatur von <60 0CCastings have after separation from the molding material, the so-called unpacking, primarily temperatures that are between 400 and 650 0 C. However, there is the technological requirement that the castings during subsequent cleaning a working temperature of <60 0 C.
haben.. . ...to have.. . ...
Für die Erfüllung einer vergleichbaren Aufgabe sindFor the accomplishment of a comparable task are
Vorrichtungen aus dem Fachgebiet der'Wärmebehandlung von Werkstücken bekannt· So wird in der BRD-Auslegeschrift Hr. 1159480 eine Vorrichtung für das Abschrecken von langgestrecktem Glühgut beschrieben, die ein kontinuierliches, in mehreren Stufen regelbares Abschrecken ermöglicht. Dies wird dadurch erreicht, daß das Behandlungsgut mittels eines Stetigförderers durch eine Abschreckkammer geführt wird, die durch Pendelklappen in mehrere Abschnitte unterteilt ist. Die verwendete Kühlflüssigkeit wird unter hohem Druck allseitig dem Behandlungsgut zugeführt, wobei in den einzelnen Abschnitten der Abschreckkammer unterschiedliche Abkühlintensitäten eingestellt werden können.Devices known in the field of heat treatment of workpieces. Thus, in the Federal Republic of Germany excerpt Hr. No. 1159480 describes an apparatus for quenching elongate annealing stock which permits continuous multi-stage quenching. This is achieved in that the material to be treated is guided by means of a continuous conveyor through a quenching chamber, which is divided by pendulum flaps into several sections. The cooling liquid used is supplied under high pressure on all sides of the material to be treated, wherein in the individual sections of the quenching chamber different cooling intensities can be adjusted.
Diese Vorrichtung hat den Nachteil, daß insbesondere im ersten Teil der Abschreckkammer durch den hohen Anteil an Strahlungswärme eine starke Aufheizung der Kammerwände unvermeidbar ist, insbesondere, wenn mit Luft als Kühlmittel gearbeitet wird. Die dadurch entstehenden Umweltbedingungen wirken sich, neben dem erhöhten Verschleiß der Abschreckkammer selbst, ungünstig auf die angrenzenden Arbeitsplätze aus· Außerdem wird bei Zwangsabschaltungen, z. B. für Reparaturen, die Zugänglichkeit solange verhindert, bzw. erschwert, bis die Außenwand sich auf eine erträgliche Temperatur abgekühlt hat. Weiterhin hat die genannte Vorrichtung den Kachteil, daß bei der Verwendung von flüssigen Kühlmitteln mit Druckdüsen gearbeitet v/erden muß. Dadurch ist zur Erzielung einer wirksamen Zerstäubung ein hoher Kühlmittelverbrauch notwendig. Es hat sich aber gezeigt, daß nur ein geringer Teil der eingesetzten Flüssigkeitsmenge für die Kühlung wirksam wird· Das ist der Anteil, der unmittelbar auf das heiße Behandlungsgut trifft und dort verdampft·This device has the disadvantage that, in particular in the first part of the quenching chamber, a strong heating of the chamber walls is unavoidable due to the high proportion of radiant heat, in particular when working with air as the coolant. The resulting environmental conditions affect, in addition to the increased wear of the quenching chamber itself, unfavorable to the adjacent workstations · In addition, in forced shutdown, z. As for repairs, the accessibility prevents or complicates until the outer wall has cooled to a tolerable temperature. Furthermore, the said device has the Kachteil that worked when using liquid coolant with pressure nozzles v / earth must. As a result, a high coolant consumption is necessary to achieve effective atomization. However, it has been found that only a small part of the amount of liquid used becomes effective for the cooling. This is the proportion which impinges directly on the hot material to be treated and evaporates there.
2t2t
Der-'weitaus größere Teil der Kühlflüssigkeit Jedoch "' " sammelt sich im unteren Teil der Kühlkammer, ohne wesentlich am Kühlprozeß beteiligt gewesen zusein. Bei geringen Kühlmitteldurchsätzen muß der ßohrungsdurchmesser dieser Zerstäuberdüsen sehr klein gehalten werden, was jedoch zur Folge haben kann, daß diese Düsen leicht verstopfen. Diese Gefahr ist insbesondere dadurch hoch, weil aus ökonomischen Gründen die nichtverdampfte Kühlflüssigkeit im Umlauf wieder verwendet wird, was ihre Verunreinigung kaum vermeidbar macht. Weiterhin läßt die in der AS 1159480 gebotene Beschreibung die Lösung der wichtigen Frage der Kühlmitteldosierung nicht, erkennen.The'weitaus-greater part of the cooling liquid, but "'' collects in the lower part of the cooling chamber without to-be have been significantly involved in the cooling process. At low coolant flow rates, the bore diameter of these atomizing nozzles must be kept very small, but this can result in these nozzles clogging easily. This risk is particularly high because of economic reasons, the non-evaporated coolant is used in circulation again, which makes their contamination hardly avoidable. Furthermore, the description provided in AS 1159480 does not reveal the solution to the important question of the metering of coolant.
.15 Es ist das Ziel der Erfindung, den Verschleiß eines Kühltunnels für die Zwangskühlung von Gußstücken durch die thermische Belastung zu verringern und die IVartungsfreundlichkeit zu erhöhen durch die Gewährleistung einer schnellen Zugänglichkeit zum Kühltunnel bei Reparaturen sowie den Kühlmittelverbrauch zu reduzieren..15 It is the object of the invention to reduce the wear of a cooling tunnel for the forced cooling of castings by the thermal load and to increase the ease of maintenance by ensuring a quick accessibility to the cooling tunnel during repairs and to reduce the coolant consumption.
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, die Führung des bzv/. der Kühlmitbel(s) innerhalb des Kühltunnels so zu gestalten, daß dessen Aufheizung trotz hoher Temperatüren des ^eintretenden Behandlungsgutes vermieden, bzw. wesentlich verringert wird, sowie weiterhin die Art der Einbringung und Dosierung des/der Kühlmittel(s) so auszubilden, daß bei ausreichender Xühlwirkung der Verbrauch an Kühlmittel(n) minimiert wird.The invention sets itself the task of guiding the bzv /. to make the Kühlmitbel (s) within the cooling tunnel so that its heating is avoided despite high temperatures of ^ entering material to be treated, or substantially reduced, and continue to form the type of introduction and dosage of the / the coolant (s) so that at sufficient coolant consumption of coolant (s) is minimized.
$23 M - 4 -$ 23 M - 4 -
Das Wesen der Erfindung an einem Kühltunnel für die gesteuerte Zwangskühlung von erhitztem Gut, insbesondere von Gußstücken die mittels einer Fördereinrichtung transportiert werden und. der aus mehreren hintereinander angeordneten, durch bev/egliche Klappen getrennte Abschnitte mit Einrichtungen zur Beaufschlagung des zu kühlenden Gutes mit einem Kühlmittel gebildet wird, besteht darin, daß der Kühltunnel aus einem Vorkühlabschnittp einem Hauptkühlabschnitt und einem Trockenabschnitt besteht, die ober- und unterhalb des zu kühlenden Gutes durch Düaenplatten abgeschlossene Stauräume für ein gasförmiges Kühlmittel sowie seitlich des zu kühlenden Gutes zugleich einen Wärmeschutz für die Ummantelung bildende Leiteinrichtungen für das im Querstrom geführte gasförmige Kühlmittel aufweisen. Es ist weiterhin kennzeichnend, daß im Hauptkühlabschnitt den Düsenplatten abschaltbare Mittel zur Zerstäubung eines flüssigen Kühlmittels zugeordnet sowie regelungstechnische Mittel zur Anpassung der Kühlmittelmengen an die abzuführende Wärmemenge nach Maßgabe der Aufheizung der Kühlmittel sowie regelungstechnische Mittel zur Anpassung der Zugabe des flüssigen Kühlmittels an den Betriebszustand des Kühltunnels vorgesehen sindeThe essence of the invention to a cooling tunnel for the controlled forced cooling of heated material, in particular of castings which are transported by means of a conveyor and. consisting of a plurality of successively arranged, separated by bev / elichen flaps sections with means for acting on the material to be cooled with a coolant, is that the cooling tunnel consists of a Vorkühlabschnittp a main cooling section and a drying section, the above and below to Cooling good by Düaenplatten completed storage spaces for a gaseous coolant and the side of the material to be cooled at the same time have a thermal protection for the sheath forming Leiteinrichtungen for guided in cross-flow gaseous coolant. It is also characteristic that in the main cooling section the nozzle plates disengageable means for atomizing a liquid coolant assigned and control means for adjusting the amounts of coolant to the dissipated amount of heat in accordance with the heating of the coolant and control means for adjusting the addition of the liquid coolant to the operating condition of the cooling tunnel are provided
V/eitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unterpunkten des Erfindungsanspruches zu entnehmen. Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher dargestellt,V / eitere advantageous embodiments of the invention can be found in the sub-items of the invention claim. The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment,
In dem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigtIn the embodiment of the invention shows
Pig· 1: die Ansicht eines erfindungsgemäßen Kühltunnels im Längsschnitt mit den zugehörigen lufttechnischen Einrichtungen in schematischer Darstellung,Pig · 1: the view of a cooling tunnel according to the invention in longitudinal section with the associated ventilation devices in a schematic representation,
2 1 8 23 2 1 8 23
Pig· 2: einen Querschnitt des Kühltunnels gemäß Fig. 1 im Vorkühlabschnitt mit einer Führung des gasförmigen Kühlmittels senkrecht zur Transportebene,2 shows a cross section of the cooling tunnel according to FIG. 1 in the pre-cooling section with a guide of the gaseous coolant perpendicular to the transport plane, FIG.
Fig· 3: einen Querschnitt des Kühltunnels entsprechend Fig. 2 mit einer alternativen Führung des gasförmigen Kühlmittels in der l'ransportebene quer zur l'ransportrichtung,3 shows a cross section of the cooling tunnel according to FIG. 2 with an alternative guidance of the gaseous coolant in the transport plane transverse to the transport direction, FIG.
Fig. 4: das Zerstäuberprinzip für das flüssige Kühlmittel im Hauptkühlabschnitt,4 shows the atomizer principle for the liquid coolant in the main cooling section,
Fig. 5: das Blockschaltbild für die Führung und Dosierung des flüssigen Kühlmittels.5 shows the block diagram for the guidance and metering of the liquid coolant.
Wie aus Fig. 1 erkennbar ist, besteht der Kühltunnel 1 durch den die zu kühlenden Gußstücke 2 mittels des Stetigförderers 3 transportiert werden aus den Abschnitten 4, 5, 6 mit einer gemeinsamen Ummantelung 7 sowie oberhalb und unterhalb der Ummantelung 7 aus Stauräumen 8 in denen die Kühlluft beruhigt, der erforderliche Differenzdruck aufgebaut und die Luft über die gesamte länge des jeweiligen Abschnittes 4, 5 bzw. 6 verteilt wird. Der dem Innenraum zugewendete Teil der Ummantelung 7, zugleich den Stauraum 8 in dieser Richtung begrenzend, wird durch die Düsenplatten 9 mit den Düsen 10 für den Austritt der Luft aus den St auräumen 8 gebildet. Zusätzlich dazu sind im Hauptkühlabschnitt 5 oberhalb und unterhalb der Ummantelung 7 Einrichtungen 31 zum Heranführen und Zerstäuben des' flüssigen Kühlmittels, bevorzugt Wasser, angebracht.1, the cooling tunnel 1 through which the castings 2 to be cooled are transported by means of the continuous conveyor 3 from the sections 4, 5, 6 with a common casing 7 and above and below the casing 7 from storage spaces 8 in which the cooling air calms down, the required differential pressure is built up and the air is distributed over the entire length of the respective section 4, 5 and 6, respectively. The interior of the facing part of the casing 7, at the same time limiting the storage space 8 in this direction is formed by the nozzle plates 9 with the nozzles 10 for the exit of the air from the St ara spaces 8. In addition, in the main cooling section 5 above and below the shell 7, means 31 for introducing and atomizing the liquid coolant, preferably water, are attached.
Der Transport der heißen Gußstücke 2 durch den Kühltunnel 1 geschieht mittels eines Stetigförderers 3, der im Ausführungsbeispiel zweckmäßig als perforiertes Plattenband ausgebildet ist.The transport of the hot castings 2 through the cooling tunnel 1 is done by means of a continuous conveyor 3, which is expediently designed in the embodiment as a perforated plate belt.
Jedoch kann auch jeder andere Stetigförderer, wie z. B. Schwingförderer oder Hängeförderer eingesetzt werden, wobei ein mehrseitiges, gesteuertes Heranführen des Kühlmittels gewährleistet sein muß. Der technologische Ablauf des Abkühlens der Gußstücke. 2 ist folgender:However, any other continuous conveyor, such. As vibratory conveyors or overhead conveyors are used, with a multi-sided, controlled feeding the coolant must be ensured. Technological process of cooling of castings. 2 is the following:
Nachdem die Gußstücke auf einem vorzugsweise kontinuierlich arbeitenden Auspackaggregat, wie z. B. einer nicht dargestellten speziellen Schwingförderrinne vom Formstoff befreit worden sind, erfolgt von diesem die selbständige Übergabe auf das Plattenband 3. Ist der Stetigförderer als Hängeförderer ausgebildet, dann muß ein zusätzliches Manipuliergerät zum Einhängen der Gußstücke 2 zwischengeschaltet werden. Während des Transportes auf dem Ausleeraggregat und auf dem daran anschließenden Stetigförderer 3 kühlen die Gußstücke 2 an ruhender Luft bereits langsam ab, bis sie durch einen wärmebeständigen Vorhang 11 in den Vorkühlabschnitt 4 des Kühltunnels 1 eintreten. Dort werden die Gußstücke im Umluftverfahren beidseitig aus den Düsen 10 von oben und unten mit Kühlluft beaufschlagt und gesteuert abgekühlt. Die dafür benötigte Kühlluft wird aus dem Trockenabschnitt 6 durch die Leitung 12 angesaugt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß die aus dem Trockenabschnitt 6 abgeführte Luft nicht zusätzlich entstaubt werden muß und außerdem schon eine gewisse Vorwärmung der in den Vorkühlabschnitt 4 eingebrachten Kühlluft stattgefunden hat, wodurch unerwünschte Beeinflussungen des Eigenspannungszustandes der Gußstücke 2 vermieden v/erden. Da die Kühlluft aus dem Trockenabschnitt 6 gleichzeitig die Aufgabe hat, über die Wärmeübertrager 13 das nichtverdampfte, erwärmte Wasser 14 aus dem Hauptkühlabschnitt zu kühlen, wird diese Wärme in Form einer zusätzlichen Temperaturanhebung auf diese Luft übertragen.After the castings on a preferably continuously operating Auspackaggregat such. B. a special vibrating conveyor trough, not shown, have been freed from the molding material, this is the independent transfer to the plate belt 3. If the continuous conveyor designed as a suspension conveyor, then an additional manipulator for hooking the castings 2 must be interposed. During transport on the Ausleeraggregat and on the subsequent continuous conveyor 3 cool the castings 2 in still air slowly from until they enter through a heat-resistant curtain 11 in the pre-cooling section 4 of the cooling tunnel 1. There, the castings in the recirculation process on both sides of the nozzles 10 from above and below subjected to cooling air and cooled controlled. The cooling air required for this is sucked from the drying section 6 through the line 12. This results in the advantage that the air discharged from the drying section 6 does not have to be additionally dedusted and, moreover, a certain preheating of the cooling air introduced into the precooling section 4 has taken place, whereby undesired influences on the residual stress state of the castings 2 are avoided. Since the cooling air from the drying section 6 also has the task to cool the non-evaporated, heated water 14 from the main cooling section via the heat exchangers 13, this heat is transferred to this air in the form of an additional temperature increase.
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Die Kühlluft wird mittels der Lüfter 15 durch die Umluftleitungen 12 angesaugt und über die Drosseln 16 gesteuert in die oberen und unteren.Stauräume 8 eingeblasen, von wo aus sie durch die Düsen 10 mit hoher Geschwindigkeit in den Kühltunnel 1 eintritt. Die Düsen 10 können entweder als Runddüsen oder als Schlitzdüsen ausgebildet werden. Die Kühlluft prallt senkrecht auf die heißen Gußstücke 2 und wird über Leiteinrichtungen 17, die sich seitlich des Plattenbandes 3 befinden, wieder abgesaugt. Durch diese Aus- ' bildung der Leiteinrichtungen 17 wird eine Verdopplung der Außenwand, d. h. der Ummantelung 7 des Kühltunnels 1 erreicht. Der hohe Anteil an Strahlungswärme, der insbesondere im Vorkühlabschnitt 4 frei wird, kann infolge dieser Maßnahme die Ummantelung 7 nicht mehr direkt aufheizen, da die Leiteinrichtungen 17 diesen Teil der freigesetzten Wärme absorbieren. Eine Erwärmung der Ummantelung 7 erfolgt nunmehr nur noch in weit geringerem Maße durch die Konvektionswärme.The cooling air is sucked in by means of the fans 15 through the circulating air ducts 12 and controlled via the throttles 16 into the upper and lower storage compartments 8, from where they enter through the nozzles 10 at high speed into the cooling tunnel 1. The nozzles 10 may be formed either as round nozzles or as slit nozzles. The cooling air bounces perpendicular to the hot castings 2 and is sucked off again via guide devices 17, which are located laterally of the plate belt 3. Due to this education of the guide 17 is a doubling of the outer wall, d. H. reaches the sheath 7 of the cooling tunnel 1. The high proportion of radiant heat, which is released in particular in the pre-cooling section 4, as a result of this measure, the jacket 7 no longer heat directly, since the guide devices 17 absorb this part of the heat released. Heating of the jacket 7 now takes place only to a much lesser extent by the convection heat.
Den weiteren Verlauf der Kühlluft zeigt Fig. 1. Die durch die Leitungen 18 abgesaugte Kühlluft wird über eine Drossel 19 einem Filter 20 zugeführt, in dem die Abluft von den gröbsten Verunreinigungen gereinigt wird. Danach wird sie durch einen Wärmeübertrager 21 geleitet. Die hierbei übertragene Anfallenergie kann zweckmäßigerweise für die Beheizung von Arbeitsräumen genutzt werden. Anschließend wird ein Teil der Abluft über einen Wirbelnaßabscheider 22 vollständig gereinigt und durch die Abluftleitung 23 der Außenluft zugeführt.The further course of the cooling air is shown in FIG. 1. The cooling air sucked through the lines 18 is fed via a throttle 19 to a filter 20, in which the exhaust air is cleaned of the coarsest impurities. Thereafter, it is passed through a heat exchanger 21. The case transferred energy can be conveniently used for the heating of work spaces. Subsequently, a portion of the exhaust air is completely cleaned via a fluidized bed 22 and fed through the exhaust duct 23 of the outside air.
Der andere Teil wird im UmIuftverfahren durch die Leitung 24 der Kühlluft für den Trockenabschnitt 6 beigemischt. ' : The other part is admixed in the UmIuftverfahren through the line 24 of the cooling air for the drying section 6. ' :
Im Falle sehr hoher Auspacktemperaturen kann es schon durch die Konvektionswärme zu einer größeren Aufheizung der Ummantelung 7 kommen. Um auch den Konvektionsanteil nicht nach außen dringen zu lassen, ist alternativ folgende v/eitere erfindungsgemäße Ausführungsform möglich: Die Kühlluft wird gemäß Pig» 3 durch Leiteinrichtungen 17 so geführt, daß sie seitlich in der Förderebene in den Vorkühlabschnitt 4 einbläst. Die Kühlluft überstreicht die heißen Gußstücke 2, erwärmt sich dadurch und verläßt durch die Austrittsstutzen 26 den Kühltunnel 1e Durch die Doppelmantelausführung wird der Austritt der Wärme aus dem Kühltunnel 1 verhindert, wobei die relativ kalte Kühlluft, die aus dem Trockenabschnitt 6 zuströmt, eine zusätzliche Kühlung der äußeren Ummantelung 7 bewirkt·In the case of very high Auspacktemperaturen it may even come through the convection heat to a greater heating of the sheath 7. In order not to allow the convection component to escape to the outside, the following v / eitere embodiment of the invention is alternatively possible: The cooling air is guided in accordance with Pig »3 by guiding means 17 so that it blows laterally in the conveying plane in the pre-cooling section 4. The cooling air passes over the hot castings 2, heats up and leaves the cooling tunnel 1e through the outlet nozzles 26. The double jacket design prevents the heat from the cooling tunnel 1 from escaping, the relatively cold cooling air flowing in from the drying section 6 providing additional cooling the outer sheath 7 causes
In dem Vorkühlabschnitt 4 werden die Gußstücke 2 aufgrund der über die Drosseln 16 einstellbaren Windgeschwindigkeiten und der damit verbundenen relativ geringen Wärmeübergangszahlen durch die geringe 3pezifische Wärme der Luft allmählich abgekühlt. Durch den Weitertransport gelangen die heißen Gußstücke 2 anschließend durch einen weiteren Vorhang 27 in den Hauptkühlabschnitt 5·In the pre-cooling section 4, the castings 2 are gradually cooled due to the adjustable via the throttles 16 wind speeds and the associated relatively low heat transfer coefficients due to the low 3specific heat of the air. As a result of the further transport, the hot castings 2 subsequently pass through another curtain 27 into the main cooling section 5.
. Der Abkühlverlauf der Vorkühlung muß so gesteuert werden, daß der Eintritt der Gußstücke 2 in den Hauptkühlabschnitt 5 bei solchen Temperaturen erfolgt, wo eine erhöhte Eigenspannungsbildung nicht mehr möglich ist· Es ist bekannt, daß sich diese Spannungen im plastisch-elastischen Bereich ausbilden. Bei GGL liegt dieser Bereich bei spiel sv/ei se zwischen 700 bis 450 0C0 Daraus ist abzu- · leiten, daß für empfindliche Gußstücke 2 die Eintrittstemperatur in den Hauptkühlabschnitt 5 bei Temperaturen 450 0C liegen sollte,, The cooling of the precooling must be controlled so that the entry of the castings 2 in the main cooling section 5 is carried out at such temperatures where increased residual stress is no longer possible · It is known that these stresses form in the plastic-elastic range. In GGL this range is playing sv / ei se between 700 450 0 C 0 · It is ERS guide, that the inlet temperature should be at temperatures of 450 0 C for sensitive castings 2 in the main cooling portion 5,
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Im Hauptkühlabschnitt 5 werden die Gußstücke 2 durch mittels Luft zerstäubtes Wasser beidseitig gesteuert von oben und von unten intensiv weiter abgekühlt. Die dafür benötigte Luft wird entweder vom Trockenabschnitt 6 - vorrangig bei Winterbetrieb - oder als der Atmosphäre entnommene Frischluft durch die Frischluftleitung 28 angesaugt und über eine Drossel 29 dem Stauraum 8b zugeführt. Durch Schlitzdüsen 30 verläßt die Luft mit hoher Geschwindigkeit den Stauraum 8b, was zur Zerstäubung des flüssigen Kühlmittels 14 ausgenutzt wird (Fig. 4 und 5)·In the main cooling section 5, the castings 2 are controlled on both sides controlled by air atomized water from above and from below intensively further. The air required for this purpose is sucked either by the drying section 6 - primarily in winter operation - or as the fresh air taken from the atmosphere through the fresh air line 28 and fed through a throttle 29 the storage space 8b. The air leaves the storage space 8b at high speed through slot nozzles 30, which is utilized for atomizing the liquid coolant 14 (FIGS. 4 and 5).
Das zu zerstäubende Wasser 14 wird durch Wasserdüsenrohre 31, welche in den Schlitzdüsen 30 angeordnet sind, in den Zerstäuberbereich 32 gebracht· Um den Wasserdruck möglichs-t konstant zu halten, befindet sich in einer bestimmten Höhe über der oberen bzw. unteren Reihe von V/asserdüsenrohren 31 jeweils ein Vorratsbehälter 33. In Fig. 5 ist diese Einrichtung für die oberen Wasserdüsenrohre 31 zeichnerisch, für die unteren schematisch dargestellt. Der Vorratsbehälter 33 hat neben der Möglichkeit de3 Einstellens eines konstanten Wasserdruckes die zusätzliche. Aufgabe, beim Abschalten der Luftzufuhr für die Wasserzerstäubung auch die Wasserzufuhr zu unterbrechen.The water 14 to be atomized is brought into the atomizing area 32 by water nozzle pipes 31 which are arranged in the slot nozzles 30. In order to keep the water pressure constant, it is located at a certain height above the upper or lower row of V / In FIG. 5, this device is illustrated diagrammatically for the upper water nozzle pipes 31 and schematically for the lower ones. The reservoir 33 has in addition to the possibility de3 setting a constant water pressure the additional. Task to interrupt the water supply when switching off the air supply for water atomization.
Die Funktionsweise des Vorratsbehälters 33 ist dabei folgende: Der Wasserstand im Vorratsbehälter 33 wird über ein Schwimmerventil 34 geregelt. Ist der Kühltunnel 1 außer Betrieb, d· h. die Zufuhr des gasförmigen Kühlmittels abgeschaltet, so reicht der Wasserstand bis zur Unterkante der Auslaßöffnung 35 des Vorrätsbehälters 33· · ·The operation of the reservoir 33 is the following: The water level in the reservoir 33 is controlled by a float valve 34. If the cooling tunnel 1 is out of operation, ie. the supply of the gaseous coolant switched off, the water level reaches to the lower edge of the outlet opening 35 of the Vorratsbehälter 33 · · ·
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Dieser ist in zwei Abschnitte 33a und 33b unterteilt, wobei beide unter Wasser durch eine Öffnung 36 verbunden sind und der Abschnitt 33a an die Kühlluftzufuhr für die Wasserzerstäubung (Leitung 28) angeschlossen ist· Wird der Kühltunnel,1 in Betrieb gesetzt, d. h· die Kühlluftzufuhr eingeschaltet, so baut sich im Abschnitt 33a des Vorratsbehälters 33 der entsprechende Differenzdruck der verwendeten Lüfter auf, was mit einer gleichzeitigen Senkung des Wasserstandes in diesem Abschnitt verbunden ist. Ent-" sprechend dem Gesetz der kommunizierenden Gefäße steigt in dem Abschnitt 33b der Wasserstand über die Auslaßöffnung 35, so daß das Wasser zu den Wasserdüsenrohren 31 abfließen kann. Das abfließende Wasser wird ständig durch das Schwimmerventil 34 ersetzt.This is divided into two sections 33a and 33b, both of which are connected under water through an opening 36 and the section 33a is connected to the cooling air supply for water atomization (line 28). When the cooling tunnel 1 is put into operation, i. When the cooling air supply is switched on, the corresponding differential pressure of the fans used builds up in section 33a of the storage container 33, which is associated with a simultaneous lowering of the water level in this section. In accordance with the law of communicating vessels, in section 33b the water level rises above the outlet port 35 so that the water can drain to the water nozzle pipes 31. The effluent water is constantly replaced by the float valve 34.
Das aus dem Vorratsbehälter 33 abfließende Kühlwasser wird in einem gebräuchlichen Filter 37 von Verunreinigungen befreit, die zu Verstopfungen bei der Zerstäubung führen könnten. Über Magnetventile 38, mittels derer einzelne Wasserdüsenrohre 31 je nach Gußsortiment abgeschaltet werden können, wird das Wasser 14 schließlich zu den Wasserdüsenrohren 31 geleitet· Die Wasserdüsenrohre 31 sind über ihre ganze Länge mit Bohrungen 39 versehen. Wegen der hohen Luftgeschv;indigkeit im Zerstäubungsbereich 32 werden die aus den Bohrungen 39 austretenden Wasserstrahlen fein zerstäubt wodurch eine intensive Kühlung der Gußstücke 2 erreicht wird.The effluent from the reservoir 33 cooling water is freed in a conventional filter 37 of impurities that could lead to blockages in the atomization. Via solenoid valves 38, by means of which individual water nozzle pipes 31 can be switched off depending on the cast range, the water 14 is finally directed to the water nozzle pipes 31 · The water nozzle pipes 31 are provided over their entire length with holes 39. Because of the high air velocity in the atomization region 32, the water jets emerging from the holes 39 are finely atomized, whereby intensive cooling of the castings 2 is achieved.
Da nur ein geringer Teil des V/assers 14 bei der Kühlung verdampft, wird die untere Düsenplatte 9b muldenförmig ausgebildet, so daß sich das nichtνerdampfte, erwärmte Wasser 14 sammeln känno Since only a small part of the V / assers 14 evaporates during cooling, the lower nozzle plate 9b is formed trough-shaped, so that the non-vaporized, heated water 14 can accumulate o
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Dieses Wasser 14 wird über eine Rohrleitung 40 abgeleitet und fließt in ein Absetzbecken 41, wo sich die Feststoff ant eile, v/ie z. B. Formstoffreste, absetzen können. Der sich absetzende Schlamm wird ständig über ein nicht dargestelltes Kratzerband aus dem Absetzbecken 41 abgeführt. Das Wasser 14 »aus dem Absetzbecken 41 wird anschließend durch einen Wärmeübertrager 13 und eine Pumpe 43 dem Vorratsbehälter 33 wieder zugeführt, so daß ein Kreislauf entsteht.This water 14 is discharged via a pipe 40 and flows into a settling tank 41, where the solid ant rush, v / ie z. B. mold residues, can settle. The settling sludge is constantly removed via an unillustrated scraper belt from the settling tank 41. The water 14 »from the settling tank 41 is then fed through a heat exchanger 13 and a pump 43 to the reservoir 33 again, so that a cycle is formed.
Die unvermeidbaren Wasserverluste werden mittels eines weiteren Schwimmerventils 44 am Absetzbecken 41 durch Frischwasser ersetzt. Eine andere Möglichkeit ist die Verwendung eines Teiles des Brauchwassers für den Wirbelnaßabscheider 22.The unavoidable water losses are replaced by fresh water by means of a further float valve 44 at the settling tank 41. Another possibility is the use of a portion of the process water for the Wirbelbelabscheider 22nd
Die den Hauptkühlabschnitt 5 verlassende feuchte Luft wird über Leiteinrichtungen 17b seitlich durch die Leitung 45 und die Drossel 46 einem Fliehkraftabscheider 47 zugeführt, v/o sich die groben Wassertropfen absetzen. Mittels des nachgeschalteten Y/irbelnaßabscheiders 22 wird die Kühlluft entstaubt und der Atmosphäre zugeführt»The humid air leaving the main cooling section 5 is fed laterally via guide means 17b through the line 45 and the throttle 46 to a centrifugal separator 47, the coarse water droplets settle. By means of the downstream Y / irbelaßabscheiders 22, the cooling air is dedusted and fed to the atmosphere »
, Die Wasserzufuhr im Hauptkühlabschnitt 5 wird dadurch geregelt, daß einzelne Wasserdüsenrohre 31'abgeschaltet werden.The water supply in the main cooling section 5 is controlled by shutting off individual water nozzle pipes 31 '.
Am Ende des Hauptkühlabschnittes 5 sollen die Gußstücke eine Temperatur um ca. 70 0C haben. Liegt die Temperatur höher, dann verlassen'die Gußstücke 2 den Trockenabschnitt 6 mit zu hohen Temperaturen, da die Kühlwirkung infolge des niedrigen Temperaturgradienten Kühlluft Gußstück nur gering ist.At the end of the main cooling section 5, the castings should have a temperature of about 70 0 C. If the temperature is higher, then the castings 2 leave the drying section 6 with excessively high temperatures, since the cooling effect due to the low temperature gradient cooling air casting is only slight.
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Liegen die Austrittstemperaturen aus dem Hauptkühlabschnitt jedoch wesentlich unter 70 0C, so kann die vorhandene· innere Wärme der Gußstücke deren Trocknungsprozeß zu wenig unterstützen, so daß die Gußstücke den Kühltunnel 1 naß verlassen, was den anschließenden Strahlputzprozeß "beeinträchtigt. Die Gußstücke 2 gelangen auf dem Plattenband 3 durch den Vorhang 48 in den Trockenabschnitt 6, der analog dem Vorkühlabschnitt 4 (Pig. 3) aufgebaut ist. Der wesentliche Unterschied besteht darin, daß zur Trocknung der Gußstücke 2 überwiegend durch die Leitung 49 angesaugte Frischluft verwendet wird, wobei ein Teil der Kühlluft über die Leitung 50 aus dem Vorkühlabschnitt 4 beigemischt wird. Auch hier ist eine gesteuerte beidseitige Kühlung und Trocknung möglich. Die Gußstücke 2 verlassen trocken, eigenspannungsarm und verzugfrei den Kühltunnel 1 "durch den Vorhang 51 mit Temperaturen < 60 0C und werden mit dem gleichen Plattenband 3 einer nicht dargestellten Oberflächenstrahlputzmaschine zugeführt·However, if the outlet temperatures from the main cooling section are substantially below 70 ° C., the existing internal heat of the castings can not sufficiently support their drying process, so that the castings leave the cooling tunnel 1 wet, which impairs the subsequent blast cleaning process the plate belt 3 through the curtain 48 in the drying section 6, which is analogous to the pre-cooling section 4 (Pig 3.) The essential difference is that is used to dry the castings 2 predominantly through the line 49 sucked fresh air, wherein a part the cooling air via line 50 is mixed from the pre-cooling section. 4 Again, a controlled double-sided cooling and drying is possible. the castings 2 leave dry eigenspannungsarm and warping the cooling tunnel 1 "through the curtain 51 with a temperature of <60 0 C and with the same plate band 3 of an upper, not shown surface blasting machine supplied ·
Durch eine sinnvolle Anordnung von Temperaturmeß- und Regelorganen ist es möglich, den Prozeß der Zwangskühlung auch automatisch zu regeln. Das geschieht dadurch, daß die Temperaturdifferenzen der Kühlmittel vor und nach dem jeweiligen Kühlabschnitt 4, 5, 6 mittels Temperaturmeßfühlern 52 gemessen und über Leitungen 42, 53 einem Regler 54 übermittelt werden. Der Regler 54 führt einen Sollwertvergleich durch und gibt über den Verstärker 55 und Leitungen 56 entsprechende Korrektursignale an die Magnetventile 38 bzw. die Drosseln 16, wodurch die Kühlluft bzw. die Kühlwasserzufuhr der abzuführenden Wärmemenge automatisch angepaßt wird. By a sensible arrangement of Temperaturmeß- and control organs, it is possible to automatically regulate the process of forced cooling. This happens because the temperature differences of the coolant before and after the respective cooling section 4, 5, 6 measured by means of temperature sensors 52 and 53 via lines 42, a controller 54 are transmitted. The controller 54 performs a setpoint comparison and is through the amplifier 55 and lines 56 corresponding correction signals to the solenoid valves 38 and the throttles 16, whereby the cooling air or the cooling water supply to be dissipated amount of heat is automatically adjusted.
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Die mit dem erfindungsgemäßen Kühltunnel verbundenen wesentlichen Vorteile bestehen darin, daßThe essential advantages associated with the cooling tunnel according to the invention are that
- eine wesentliche Verbesserung des gesamten technologischen Ablaufs der Gußstückkühlung verbunden mit einer erheblichen Verkürzung der bisher notwendigen Kühlstrecke und eine entsprechende Verringerung des Investitionsaufwandes erreicht, .- Achieved a significant improvement in the entire technological process of Gußstückkühlung associated with a significant reduction in the previously required cooling distance and a corresponding reduction in investment costs,.
- Voraussetzungen für die Fließfertigung mit automatisiertem Betrieb auch im Streckenabschnitt "Auspacken - Putzen" mit entsprechender Einsparung an Arbeitskräften und Transportmitteln geschaffen,- Requirements for flow production with automated operation also in the section "unpacking - cleaning" created with corresponding savings in manpower and means of transport,
- Möglichkeiten der Prozeßintegrierung Kühlen/ Putzen eröffnet und- Possibilities of process integration cooling / cleaning opened and
- eine Verbesserung der Arbeits- und Lebensbedingungen für die in diesem Teil der Gießerei Beschäftigten erreicht werden·- an improvement in the working and living conditions for those employed in this part of the foundry
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Claims (1)
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Legal Events
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