CH654652A5 - Cooling tunnel for the controlled forced cooling of heated articles, in particular of castings - Google Patents

Description

**WARNUNG** Anfang DESC Feld konnte Ende CLMS uberlappen **.

PATENTANSPRÜCHE 1. Kühltunnel für die gesteuerte Zwangskühlung von erhitztem Gut, insbesondere von Gussstücken, das mittels eines Stetigförderers (3) transportiert wird, bestehend aus einem Vorkühlabschnitt (4), einem Hauptkühlabschnitt (5) und einem Trockenabschnitt (6), die hintereinander angeordnet, durch bewegliche Klappen (27,48) voneinander getrennt und mit Einrichtungen zur Zuführung von Kühlmitteln versehen sind, wobei der Hauptkühlabschnitt (5) und Trockenabschnitt (6) ober- und unterhalb des Stetigförderers (3) durch Düsenplatten (9) abgeschlossene Stauräume (8) für ein gasförmiges Kühlmittel und Leiteinrichtungen (17) zur Abfuhr des erwärmten gasförmigen Kühlmittels aufweisen und der Vorkühlabschnitt (4) entweder ober- und unterhalb des Stetigförderers (3) durch Düsenplatten (9) abgeschlossene Stauräume (8) für ein gasförmiges Kühlmittel und Leiteinrichtungen (17) zur Abfuhr des erwärmten gasförmigen Kühlmittels oder seitlich des Stetigförderers (3) Leiteinrichtungen (17) zur Zufuhr eines gasförmigen Kühlmittels und quer zum Stetigförderer (3) Austrittsstutzen (26) zur Abfuhr des erwärmten gasförmigen Kühlmittels aufweist, und wobei der Hauptkühlabschnitt (5) den Düsenplatten (9) zugeordnete, abschaltbare Mittel (31) zur Zerstäubung eines flüssigen Kühlmittels aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiteinrichtungen (17) für das gasförmige Kühlmittel durch Bildung eines Doppelmantels zugleich einen Wärmeschutz für die Ummantelung (7) des Kühltunnels (I) leisten, dass die im Hauptkühlabschnitt (5) der Zerstäubung des flüssigen Kühlmittels (14) dienenden Mittel (31) einzeln abschaltbar sind und dass regelungstechnische Mittel (52, 53, 54, 55, 16, 38) zur Anpassung der Kühlmittelmengen an die abzuführenden Wärmemengen nach Massgabe der Aulheizung der Kühlmittel sowie im Hauptkühlabschnitt (5) regelungstechnische Mittel (33,34, 35,36, 37) zur Anpassung der Zugabe des flüssigen Kühlmittels (14) an den Betriebszustand des Kühltun oels (1) vorgesehen sind.

2. Kühltunnel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Kühlung von Behandlungsgut mit hoher Wärmestrahlung der Vorkühlabschnitt (4) derart ausgeführt ist, dass das gasförmige Kühlmittel mittels der Leiteinrichtungen (17) und schlitzförmigen Auslässen (25) in der Ebene des Stetigförderers (3) horizontal durch den Kühltunnel (1) geführt und durch über und unter dem Stetigförderer (3) angeordnete Absaugstutzen (26) abgeführt wird.

3. Kühltunnel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die im Hauptkühlabschnitt (5) zur Zuführung des flüssigen Kühlmittels (14) vorgesehenen Mittel (31) mit Bohrungen versehene Rohre sind, die innerhalb von Schlitzdüsen (30) der als Stauraum (8b) und Düsenplatte (9b) ausgebildeten Führungseinrichtungen für das gasförmige Kühlmittel angeordnet sind.

4. Kühltunnel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Anpassung der Menge flüssigen Kühlmittels (14) an den Betriebszustand des Kühltunnels (1) kommunizierend verbundene zweiteilige Vorratsbehälter (33) vorgesehen sind, deren einer Teil (33b) eine über dem geregelten Normalniveau des flüssigen Kühlmittels (14) liegende Auslassöffnung (35) zu den Wasserdüsenrohren (31) aufweist und deren anderer Teil (33a) druckdicht mit der Zuleitung (57) für das gasförmige Kühlmittel in den Hauptkühlabschnitt (5) verbunden ist.

Die Erfindung betrifft einen Kühltunnel gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

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.

Gussstücke haben nach dem Trennen von dem Formwerkstoff, dem sogenannten Auspacken, vorrangig Temperaturen, die zwischen 400 und 650"C liegen. Es besteht aber die technologische Forderung, dass die Gussstücke beim nachfolgenden Putzen eine Arbeitstemperatur von 60"C haben.

Für die Erfüllung einer vergleichbaren Aufgabe sind Vorrichtungen aus dem Fachgebiet der Wärmebehandlung von Werkstücken bekannt. So wird in der BRD-Auslegeschrift Nr. 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.

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 Nachteil, dass bei der Verwendung von flüssigen Kühlmitteln mit Druckdüsen gearbeitet werden 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.

Der weitaus grössere Teil der Kühlflüssigkeit jedoch sammelt sich im unteren Teil der Kühlkammer, ohne wesentlich am Kühlprozess beteiligt gewesen zu sein. Bei geringen Kühlmitteldurchsätzen muss der Bohrungsdurchmesser 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 Kühlmittelreduzierung nicht erkennen.

Es ist das Ziel der Erfindung, den Verschleiss eines Kühltunnels für die Zwangskühlung von Gussstücken durch die thermische Belastung zu verringern und die Wartungsfreundlichkeit zu erhöhen durch die Gewährleistung einer schnellen Zugänglichkeit zum Kühltunnel bei Reparaturen sowie den Kühlmittelverbrauch zu reduzieren.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, die Führung des bzw. der Kühlmittel(s) innerhalb des Kühltunnels so zu gestalten, dass dessen Aufheizung trotz hoher Temperaturen 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 Kühlwirkung der Verbrauch an Kühlmittel(n) minimiert wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Kühltunnel gemäss dem

Oberbegriff des Patentanspruches 1 durch die im kennzeichnenden Teil dieses Patentanspruches enthaltene Merkmale gelöst.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher dargestellt.

In dem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt Fig. 1: die Ansicht eines erfindungsgemässen Kühltunnels im Längsschnitt mit den zugehörigen lufttechnischen Einrichtungen in schematischer Darstellung.

Fig. 2: einen Querschnitt des Kühltunnels gemäss Fig. 1 im Vorkühlabschnitt mit einer Führung des gasförmigen Kühlmittels senkrecht zur Transportebene.

Fig. 3: einen Querschnitt des Kühltunnels entsprechen Fig. 2 mit einer Zuführung des gasförmigen Kühlmittels in der Transportebene quer zur Transportrichtung.

Fig. 4: das Zerstäubungsprinzip für das flüssige Kühlmittel im Hauptkühlabschnitt Fig. 5: das Blockschaltbild für die Führung und Dosierung des flüssigen Kühlmittels.

Wie aus rig. 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 Stauräumen 8 gebildet.Zusätzlich dazu sind im Hauptisühl- abschnitt 5 oberhalb und unterhalb der Ummantelung 7 Einrichtungen 31 zum Heranführen und Zerstäuben des flüssigen Kühlmittels, bevorzugt Wasser, angebracht.

Der Transport der heissen Gussstücke 2 durch den Kühltunnel 1 geschieht mittels eines Stetigförderers 3, der im Ausführungsbeispiel zweckmässig als perforiertes Plattenband ausgebildet ist.

Jedoch kann auch jeder andere Stetigförderer, wie z.B.

Schwingförderer oder 11 Hängeförderer eingesetzt werden, wobei ein mehrseitiges, gesteuertes Heranführen des Kühl- mittels gewährleistet sein muss. Der technologische Ablauf des Abkühlens der Gussstücke 2 ist folgender: Nachdem die Gussstücke auf einem vorzugsweise kontinuierlich arbeitenden Auspackaggregat, wie z.B. einer nicht dargestellten speziellen Schwingförderrinne vom Form stoff 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 2 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 worden muss und ausserdem schon eine gewisse Vorwärmung der in den Vorkühlabschnitt 4 eingebrachten Kühlluft stattgefunden hat, wodurch unerwünschte Beeinflussung des Eigenspannungszustandes der Gussstücke 2 vermieden werden. Da die Kühlluft aus dem Trockenabschnitt 6 gleichzeitig die Aufgabe hat, über die Wärmeübertrager 13 das nichtverdampfte, erwärmte Wasser 14 aus dem Hauptkühlabschnitt 5 zu kühlen, wird diese Wärme in Form einer zusätzlichen Temperaturanhebung auf diese Luft übertragen.

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 Ausbildung 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 Yorkühlabschnitt 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.

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. Der andere Teil wird im Umluftverfahren durch die Leitung 24 der Kühlluft für den Trockenabschnitt 6 beigemischt.

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 weitere erfindungsgemässe Ausführungsform möglich: Die Kühlluft wird gemäss Fig. 3 durch Leiteinrichtungen 17 so geführt, dass sie seitlich in der Förderebene in den Vor kühlabschnitt 4 einbläst. Die Kühlluft überstreicht die heissen Gussstücke 2, erwärmt sich dadurch und verlässt durch die Austrittsstutzen 26 den Kühltunnel 1.Durch die Doppelmantelausführung wird der Austritt der Wärme aus dem Kiihltunnel 1 verhindert, wobei die relativ kalte Kühlluft, die aus dem Trockenabschnitt 6 zuströmt, eine zusätzliche Kühlung der äusseren Ummantelung 7 bewirkt.

In dem Vorkühlabschnitt 4 werden die Gussstücke 2 auf grund der über die Drosseln 16 einstellbaren Windgeschwindigkeiten und der damit verbundenen relativ geringen Wär meübergangszahlen durch die geringe spezifische Wärme der Luft allmählich abgekühlt. Durch den Weitertransport gelangen die heissen Gussstücke 2 anschliessend durch einen weiteren Vorhang 27 in den Hauptkülllabschnitt 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 erhöht Eigenspannungsbildung nicht mehr möglich ist. Es ist bekannt, dass sich diese Spannungen im plastisch-elastischen Bereich ausbilden. Bei Gusseisen mit Lamellengraphit liegt dieser Bereich beispielsweise zwischen 700 bis 450"C. Daraus ist abzuleiten, dass für empfindliche Gussstücke 2 die Eintrittstemperatur in den Hauptkühlabschnitt 5 bei Temperaturen / 4500C liegen sollte.

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 füssigen Kühlmittels 14 ausgenutzt wird (Fig. 4 und 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 möglichst konstant zu halten, befindet sich in einer bestimmten Höhe über der oberen bzw. unteren Reihe von Wasserdüsenrohren 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 des Einstellens eines konstanten Wasserdruckes die zusätzliche Aufgabe, beim Abschalten der Luftzufuhr für die Wasserzerstäubung auch die Wasserzufuhr zu unterbrechen.

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 Vorratsbehälters 33.

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. Entsprechend 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.

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 Luftgeschwindigkeit im Zerstäubungsbereich 32 werden die aus den Bohrungen 39 austretenden Wasserstrahlen fein zerstäubt wodurch eine intensive Kühlung der Gussstücke 2 erreicht wird.

Da nur ein geringer Teil des Wassers 14 bei der Kühlung verdampft, wird die untere Düsenplatte 9b muldenförmig ausgebildet, so dass sich das nichtverdampfte, erwärmte Wasser 14 sammeln kann.

Dieses Wasser 14 wird über eine Rohrleitung 40 abgeleitet und fliesst in ein Absetzbecken 41, wo sich die Feststoffanteile, wie 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.

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.

Die den Hauptkühlabschnitt 5 verlassende feuchte Luft wird über Leiteinrichtungen 1 7b seitlich durch die Leitung 45 und die Drossel 46 einem Fliehkraftabscheider 47 zugeführt, wo sich die groben Wassertropfen absetzen. Mittels des nachgeschalteten Wirbelnassabscheiders 22 wird die Kühlluft entstaubt und der Atmosphäre zugeführt.

Die Wasserzufuhr im Hauptkühlabschnitt 5 wird dadurch geregelt, dass einzelne Wasserdüsenrohre 31 abgeschaltet werden.

Am Ende des Hauptkühlabschnittes 5 sollen die Gussstücke eine Temperatur um ca. 70"C 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.

Liegen die Austrittstemperaturen aus dem Hauptkühlabschnitt jedoch wesentlich unter 70"C, 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 (Fig. 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"C und werden mit dem gleichen Plattenband 3 einer nicht dargestellten Oberflächenstrahlputzmaschine zugeführt.

Durch eine sinnvolle Anordnung von Temperaturmessund 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.

Die mit dem erfindungsgemässen Kühltunnel verbundenen wesentlichen Vorteile bestehen darin, dass - 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, - Voraussetzungen für die Fliessfertigung mit automatisiertem Betrieb auch im Streckenabschnitt Auspacken Putzen mit entsprechender Einsparung an Arbeitskräften und Transportmitteln geschaffen, - Möglichkeiten der Prozessintegrierung Kühlen/Putzen eröffnet und - eine Verbesserung der Arbeits- und Lebensbedingungen für die in diesem Teil der Giesserei Beschäftigten erreicht werden.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE

1. Kühltunnel für die gesteuerte Zwangskühlung von erhitztem Gut, insbesondere von Gussstücken, das mittels eines Stetigförderers (3) transportiert wird, bestehend aus einem Vorkühlabschnitt (4), einem Hauptkühlabschnitt (5) und einem Trockenabschnitt (6), die hintereinander angeordnet, durch bewegliche Klappen (27,48) voneinander getrennt und mit Einrichtungen zur Zuführung von Kühlmitteln versehen sind, wobei der Hauptkühlabschnitt (5) und Trockenabschnitt (6) ober- und unterhalb des Stetigförderers (3) durch Düsenplatten (9) abgeschlossene Stauräume (8) für ein gasförmiges Kühlmittel und Leiteinrichtungen (17) zur Abfuhr des erwärmten gasförmigen Kühlmittels aufweisen und der Vorkühlabschnitt (4) entweder ober- und unterhalb des Stetigförderers (3) durch Düsenplatten (9) abgeschlossene Stauräume (8) für ein gasförmiges Kühlmittel und Leiteinrichtungen (17) zur Abfuhr des erwärmten gasförmigen Kühlmittels oder seitlich des Stetigförderers (3) Leiteinrichtungen (17) zur Zufuhr eines gasförmigen Kühlmittels und quer zum Stetigförderer (3) Austrittsstutzen (26) zur Abfuhr des erwärmten gasförmigen Kühlmittels aufweist, und wobei der Hauptkühlabschnitt (5) den Düsenplatten (9) zugeordnete, abschaltbare Mittel (31) zur Zerstäubung eines flüssigen Kühlmittels aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiteinrichtungen (17) für das gasförmige Kühlmittel durch Bildung eines Doppelmantels zugleich einen Wärmeschutz für die Ummantelung (7) des Kühltunnels (I) leisten, dass die im Hauptkühlabschnitt (5) der Zerstäubung des flüssigen Kühlmittels (14) dienenden Mittel (31) einzeln abschaltbar sind und dass regelungstechnische Mittel (52, 53, 54, 55, 16, 38) zur Anpassung der Kühlmittelmengen an die abzuführenden Wärmemengen nach Massgabe der Aulheizung der Kühlmittel sowie im Hauptkühlabschnitt (5) regelungstechnische Mittel (33,34, 35,36, 37) zur Anpassung der Zugabe des flüssigen Kühlmittels (14) an den Betriebszustand des Kühltun oels (1) vorgesehen sind.

2. Kühltunnel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Kühlung von Behandlungsgut mit hoher Wärmestrahlung der Vorkühlabschnitt (4) derart ausgeführt ist, dass das gasförmige Kühlmittel mittels der Leiteinrichtungen (17) und schlitzförmigen Auslässen (25) in der Ebene des Stetigförderers (3) horizontal durch den Kühltunnel (1) geführt und durch über und unter dem Stetigförderer (3) angeordnete Absaugstutzen (26) abgeführt wird.

3. Kühltunnel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die im Hauptkühlabschnitt (5) zur Zuführung des flüssigen Kühlmittels (14) vorgesehenen Mittel (31) mit Bohrungen versehene Rohre sind, die innerhalb von Schlitzdüsen (30) der als Stauraum (8b) und Düsenplatte (9b) ausgebildeten Führungseinrichtungen für das gasförmige Kühlmittel angeordnet sind.

4. Kühltunnel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Anpassung der Menge flüssigen Kühlmittels (14) an den Betriebszustand des Kühltunnels (1) kommunizierend verbundene zweiteilige Vorratsbehälter (33) vorgesehen sind, deren einer Teil (33b) eine über dem geregelten Normalniveau des flüssigen Kühlmittels (14) liegende Auslassöffnung (35) zu den Wasserdüsenrohren (31) aufweist und deren anderer Teil (33a) druckdicht mit der Zuleitung (57) für das gasförmige Kühlmittel in den Hauptkühlabschnitt (5) verbunden ist.

Die Erfindung betrifft einen Kühltunnel gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

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.

Gussstücke haben nach dem Trennen von dem Formwerkstoff, dem sogenannten Auspacken, vorrangig Temperaturen, die zwischen 400 und 650"C liegen. Es besteht aber die technologische Forderung, dass die Gussstücke beim nachfolgenden Putzen eine Arbeitstemperatur von 60"C haben.

Für die Erfüllung einer vergleichbaren Aufgabe sind Vorrichtungen aus dem Fachgebiet der Wärmebehandlung von Werkstücken bekannt. So wird in der BRD-Auslegeschrift Nr. 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.

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 Nachteil, dass bei der Verwendung von flüssigen Kühlmitteln mit Druckdüsen gearbeitet werden 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.

Der weitaus grössere Teil der Kühlflüssigkeit jedoch sammelt sich im unteren Teil der Kühlkammer, ohne wesentlich am Kühlprozess beteiligt gewesen zu sein. Bei geringen Kühlmitteldurchsätzen muss der Bohrungsdurchmesser 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 Kühlmittelreduzierung nicht erkennen.

Es ist das Ziel der Erfindung, den Verschleiss eines Kühltunnels für die Zwangskühlung von Gussstücken durch die thermische Belastung zu verringern und die Wartungsfreundlichkeit zu erhöhen durch die Gewährleistung einer schnellen Zugänglichkeit zum Kühltunnel bei Reparaturen sowie den Kühlmittelverbrauch zu reduzieren.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, die Führung des bzw. der Kühlmittel(s) innerhalb des Kühltunnels so zu gestalten, dass dessen Aufheizung trotz hoher Temperaturen 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 Kühlwirkung der Verbrauch an Kühlmittel(n) minimiert wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Kühltunnel gemäss dem

**WARNUNG** Ende CLMS Feld konnte Anfang DESC uberlappen**.