DE2735688A1

DE2735688A1 - Zylinderfoermiger, langgestreckter ofen zur behandlung von material bei hoher temperatur in einer gasatmosphaere unter hohem druck

Info

Publication number: DE2735688A1
Application number: DE19772735688
Authority: DE
Inventors: Staffan Elmgren; Lennart Dipl Ing Svensson
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1976-08-23
Filing date: 1977-08-08
Publication date: 1978-03-02
Also published as: JPS5326212A; US4095804A; SE7609298L; GB1581784A; SE411588B; FR2362662A1

Description

ASEA AB Västeras / Schweden

Zylinderförmiger. langgestreckter Ofen zur Behandlung von Material bei hoher Temperatur In einer Gasatraosphäre unter hohem Druck

Die Erfindung betrifft einen zylinde'rförwigen, langgestreckten Ofen zur Behandlung von Material bei hoher Temperatur in einer Gasatraosphäre unter hohem Druck gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Ein solcher Ofen wird in der DT-OS 26 16 555 beschrieben. Die Arbeitstemperatur solcher Öfen liegt vorzugsweise über 1000° und der Druck vorzugsweise über 500 Bar.

In der Regel ist es notwendig, die den Ofenraum umgebenden DruckkaK;inerwände zu kühlen, um zu verhindern, daß der Zylinder und die Endverschlüsse der Druckkammer in einem solchen Maße erwärmt werden, daß die Arbeitsfähigkeit der Druckkammer gefährdet wird. Zu diesem Zweck werden die Endverschlüsse mit Kühlkanälen versehen, die von einem Kühlmittel, gewöhnlich Wasser, durchströmt werden. Die Kühlkanäle können in einer Kühlplatte angeordnet sein, die mit einem in den Druckkaimnerzylinder hineinragenden Endverschluß ver-

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bunden ist. Es ist wichtig, daß zwischen dem Druckkaramerraum und den Kühlmittelkanälen in den Endverschlüssen eine absolut zuverlässige Dichtung besteht. Bei einem Leck zwischen einem Kühlraittelkanal und dem Ofenraum kann bei Atmosphärendruck im Ofen Kühlmittel in den Ofen gelangen. Eereits eine geringe in die Druckkammer eindringende Kühlmittelmenge kann schwerwiegende Folgen für einzelne Teile des Ofens, wie Heizelement oder Molybdänrohre in der Ofenisolierung, haben und einen Ersatz dieser teuren Ofenteile erfordern. Ein Eindringen von Druckmittel vorbei an den Dichtungen in die Kühlmittelkanäle kann zur Folge haben, daß das Kühlmittel aus den Kanälen herausgedrückt wird und der Druck im Kühlmittelsystem zunimmt, so daß eine Kühlung ausbleibt oder gar der Druck auf einen die Festigkeit des Kühlmittelsystems übersteigenden Wert ansteigt, wodurch Personen und Material gefährdet werden. Ein geringes Volumen eines unter einem Druck von 1000 Bar stehenden gasförmigen Druckmittels expandiert zu einem großen Volumen, wenn der Druck auf den Druck des Kühlmittelsystems absinkt. Es kann also ein kleines herausleckendes Druckmittelvolumen das gesamte Kühlmittel herausdrücken und zu einer großen Druckerhöhung Anlaß geben. Der Kühlmitteldruck liegt beispielsweise zwischen 10 und 30 Bar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Ofen der eingangs genannten Art die Gefahr eines Eindringens von Druck-

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mittel in das Kühlmittelsystem und umgekehrt weitgehend zu beseitigen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Ofen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, der erfindungsgemäß, die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.

Die Dichtungen werden angeordnet, um zu verhindern, daß Druckmittel oder Kühlmittel in einen ringförmigen Spalt zwischen dem Haltering und der Kühlplatte gelangt .Die Kühlplatte kann aus einer Scheibe bestehen, die zusammen mit dem Endverschluß Kühlkanäle bildet, oder sie kann aus zwei miteinander verbundenen Scheiben bestehen, die zusammen Kühlkanäle bilden. Wenn die Kühlplatte aus zwei Scheiben besteht, so können diese durch Bolzen verbunden sein, die durch die dem Endverschluß benachbart liegende Scheibe hindurch in Gewindelöcher an der dem Endverschluß zugewandten Seite der anderen Scheibe einschraubbar sind. Es ist auch möglich, daß die Scheiben durch eine Schweißnaht miteinander verbunden sind.

Der ringförmige Spalt zwischen dem Haltering und der Kühlplatte ist mit der Atmosphäre außerhalb der Druckkammer über einen Dränierungskanal zur Anzeige von Druckmittel oder Kühlmittel ver-

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bunden, welches an den Dichtungen vorbeileckt. Die Dichtungsringe sind derart angeordnet, daß ein erster Dichtungsring zwischen dem Haltering und dem Endverschluß, ein zweiter Dichtungsring zwischen dem Haltering und der Kühlplatte und ein dritter Dichtungsring zwischen der Kühlplatte und dem Endverschluß abdichtet. Bei der Ausführungsform, bei der die Kühlplatte aus zwei Scheiben zusammengesetzt ist, ist der zweite Dichtungsring so angeordnet, daß er zwischen dem Befestigungsring und der inneren Scheibe der Kühlplatte abdichtet, d»ⁿ· der Scheibe, die dem Druckkammerraum zugewandt ist. Bei der /usführungsform mit aus zwei Scheiben zusammengesetzter Kühlplatte kann eine Hülse mit Dichtungsringen in den Zuführungskanal für das Kühlmittel eingesetzt werden. Diese Hülse überbrückt den Spalt zwischen dem Endverschluß und der dem Endverschluß benachbarten Scheibe der Kühlplatte. Die Hülse und ihre Dichtungen verhindern, daß Kühlmittel aus dem Kühlmittelkanal herausleckt und in den Spalt zwischen der Scheibe und dem Endverschluß gelangt.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß die empfindlichsten Dichtungen ausgetauscht werden können, ohne daß der schwere Kühldeckel verschoben oder angehoben zu Werden braucht. Nur der Haltering muß gelöst und angehoben werden, damit man an die Dichtungen herankommt. Durch die Kühlplatte hindurchgehende Durchführungen brauchen nicht gelöst zu werden. Durch die Kühlplatte gehen keine Befestigungsbolzen hindurch, welche die Gefahr eines Lecks verursachen könnten. Falls ein Leck auftritt, so wird dieses auf

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einfache Weise angezeigt. Eine aus zwei Scheiben zusammengesetzte Kühlplatte kann ohne größere Leckgefahr zwischen dem Ofenraura und dem Kühlsystem verwendet werden. Bei großen Druckkammerdurchmessern ist die Verwendung solcher geteilten Kühlplatten vorteilhaft, da man die von dem Kühlmitteldruck erzeugte Hubkraft und damit die auf den Haltering wirkende Kraft durch geteilte Kühlplatten eliminieren kann. Dieser Haltering kann somit kleine Abmessungen haben, so daß der Durchmesser der Kühlplatte groß sein kann und die Kühlung entsprechend intensiv ist.

Anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1 den unteren Teil eines Ofens gemäß der Erfindung,

Fig.2ui3 im größeren Maßstab zwei erfindungsgemäße Ausführungsformen eines Endverschlusses mit Kühlplatte.

In den Figuren bezeichnet 1 einen Druckkammerzylinder und 2 einen Endverschluß der Druckkammer. Der Endverschluß wird von einem Joch 3 getragen, welches zu einem nicht dargestellten Pressenrahmen gehört, der im Betrieb die vom Inneren der Druckkammer her auf den Endverschluß wirkende axiale Kraft aufnimmt. Auf dem Endverschluß 2 ruht eine Kühlplatte 4, die von einem

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Haltering 5 gehalten wird, der mit einer Anzahl Bolzen 6 am Endverschluß 2 befestigt ist. Auf der Kühlplatte 4 ruht ein isolierender Boden 7» der ein zu behandelndes Werkstück 8 trägt, sowie ein isolierender Mantel 9 und ein Heizkörper 10, der den Ofenraum 11 umgibt. Zwischen dem Endverschluß 2 und dem Druckkammerzylinder 1 ist eine Dichtung 12 angeordnet.

In der Ausführung gemäß Fig. 1 und 2 ist die Kühlplatte geteilt und besteht aus einer oberen Scheibe 4 a und einer unteren Scheibe 4 b, die mittels einer Anzahl Bolzen 13, die in Gewindebohrungen 14 auf der Unterseite der Scheibe 4 a eingeschraubt sind, miteinander verbunden sind. In der Scheibe 4 a befinden sich Nuten, die zusammen mit der Scheibe 4 b einen geschlossenen zusammenhängenden Kanal 15 bilden. Die Bolzen 13 nehmen die Kräfte auf, die durch den Druck des Kühlmittels entstehen und bestrebt sind, die Scheiben 4 a und 4 b auseinander zu drücken. Die Dichtungen 16 verhindern, daß Kühlmittel aus den Bolzenbohrungen 17 in der Scheibe 4 b herausdringt. Der Kanal 15 steht mit den im wesentlichen axial verlaufenden Kanälen 18 und 19 im Endverschluß 2 in Verbindung. Durch diese Kanäle wird Kühlmittel zu- bzw. abgeleitet. Eine Hülse 20 mit Dichtungen 21 überbrückt den Spalt 22 zwischen dem Endverschluß 2 und der Scheibe 4 b und verhindert, daß Kühlmittel in den Spalt eindringt und eine Kraft auslöst, die die Kühlplatte 4 hochzuheben bestrebt ist. Der Haltering 5 hat in der Ausführung nach Fig. und 2 im wesentlichen die Aufgabe, die Kühlplatte radial zu

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fixieren und zusammen mit der Kühlplatte Nuten für die Dichtungen zu bilden. Der Haltering kann daher kleine Abmessungen haben und mit einer begrenzten Anzahl relativ schwacher Bolzen 23 befestigt werden. Die Dichtungen 24 und 25 in den Nuten 26 und 27 io Haltering 5 verhindern, daß in der Druckkammer vorhandenes Druckmittel zwischen dem Haltering 5 und dem Endverschluß 2 bzw. der Scheibe 4 a herausdringen kann. Eine Dichtung 28 in einer Nut 29, die aus den Scheiben 4 a und 4 b gebildet wird, hindert das Kühlmittel daran, aus der Kühlplatte herauszudringen. Der Spalt ZiO zwischen der Kühlplatte 4 und dem Haltering 5 ist durch Kanäle 31, 32, 33 und 34 dräniert. Bei einem Leck wird dies somit durch herausströmendes Druckmittel oder Kühlmittel unmittelbar angezeigt,und das Druck- bzw. Kühlmittel wird abgeleitet, wodurch verhindert wird, daß herausleckendes Kühlmittel in die Druckkammer und herausleckendes Druckmittel in den Kühlmittelkanal 15 eindringen kann.

In der Ausführung nach Fig. 3 besteht die Kühlplatte 4 aus einer einzigen Scheibe, und die Kühlkanäle 15 werden aus Nuten in der Scheibe 4 und/oder im Endverschluß 2 gebildet (In der Fig. 3 sind nur Nuten in der Scheibe 4 dargestellt). Dies bedeutet, daß das Kühlmittel im Kühlkanal 15 Zutritt zum Spalt 22 hat. Aufgrund seines Druckes ist das Kühlmittel bestrebt, die Kühlplatte 4 anzuheben. Der Haltering 5 und die Bolzen 23 müssen daher so bemessen sein, daß sie die vom Kühlmittel verursachte anhebende Kraft aufnehmen können. Für den oberen Endverschluß, also den

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Deckel über dem Druckkammerraum, muß der Haltering außerdem das Gewicht der Kühlplatte tragen. Bei großen Druckkammerdurchmessern ist daher die einfachere Konstruktion weniger geeignet.

In den gezeigten Ausführungsbeispielen liegen die Dichtungen 24 und 25 in den Nuten 26 und 27 im Haltering 5. Es ist jedoch auch möglich, diese Nuten im Endverschluß 2 und in der Kühlplatte 4 oder in der Scheibe 4 a bei geteilter Kühlplatte anzuordnen.

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Claims

Patentansprüche :

1. Zylinderförmiger, langgestreckter Ofen zur Behandlung von Material bei hoher Temperatur in einer Gasatrnosphäre unter hohem Druck mit einem vorzugsweise vertikalen Druckkamrnerzylinder und in diesen hineinragenden Endverschlüssen, die mit einer r!ie Endverschlüsse kühlenden Kühlplatte versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlplatte (4) von einem Haltering (5) gehalten wird, der mit dem Endverschluß (2) mittels einer Anzahl Bolzen (23) verbunden ist, und daß Dichtungen (24, 25, 28) zur Verhinderung des Herausdringens von Druckmittel oder Kühlmittel in einen Spalt (30) zwischen dem Haltering (5) und der Kühlplatte (4) vorhanden sind.

2. Ofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlplatte (4) aus zwei miteinander verbundenen Scheiben (4a, 4b) besteht, die so ausgebildet sind, daß zwischen ihnen Kühlkanäle (15) gebildet werden.

3. Ofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (4 a, 4 b) durch Bolzen (13) verbunden sind, die durch die dem Endverschluß (2) benachbart liegende Scheibe (4b) hindurch in Gewindelöcher (14) an der dem Endverschluß zugewandten Seite der anderen Scheibe (4a) einschraubbar sind.

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ORIGINAL INSPECTED

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4. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem genannten Spalt (30) und dem Raum außerhalb des Endverschlusses (2) ein Dränierüngskanal (31» 32, 33, 34) zur Anzeige und zum Abtransport von Druckmittel bzw. Kühlmittel angeordnet ist, das an den Dichtungen (24, 25, 28) zwischen dem Druckkammerraum bzw. dem Kühlmittelkanal (15) und dem Spalt (30) vorbeileckt.

5. Ofen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Dichtungsring (24) zwischen dem Haltering (5) und dem Endverschluß (2) angeordnet ist, daß ein zweiter Dichtungsring (25) zwischen dem Haltering (5) und der Kühlplatte (4) angeordnet ist und daß ein dritter Dichtungsring (28) zwischen der Kühlplatte (4) und dem Endverschluß (2) angeordnet ist (Fig.3)

6. Ofen nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Dichtungsring (24) zwischen dem Befestigungsring (5) und dem Endverschluß (2) angeordnet ist, daß ein zweiter Dichtungsring zwischen dem Befestigungsring (5) und der inneren Scheibe (4 a) der Kühlplatte (4) angeordnet ist und daß ein dritter Dichtungsring (28) zwischen den beiden Scheiben (4a, 4 b) der Kühlplatte (4) angeordnet ist (Fig.2).

7. Ofen nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Zufuhrkanal (18) zu den Kühlkanälen (15) in der Kühlplatte (4) eine Hülse (20) mit Dichtungsringen (21) angeordnet ist, die den Spalt (22) zwischen dem Endverschluß (2) und der dem Endverschluß (2) benachbarten Scheibe (4 b) der Kühlplatte (4) überbrückt. 80" 309/072 5