DE2721663C3 - Dichtung zur Abdichtung des Strahlrohres - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtung zur Abdichtung des Strahlrohres eines Industrieofens gegenüber dem Ofenraum bzw. Lrenner, wobei die Dichtung zwischen der Stirnfläche des StraHrohre? und dem mit einer Eindrehung zur Aufnahme dzs Strahlrohres versehenen Brennerflansch angeordnet ist um die Dichtung aus einem Material besteht, welches ausgehend vom festen Zustand bei zunehmender, insbesondere bei Erreichen der für den Ofen benötigten Temperatur in einen plastischen Zustand übergeht.

Dichtungen dieser Art bestehen aus Silikon und sind einem natürlichen Verschleiß unterworfen. Sie weisen eine relativ kurze Lebensdauer auf. Ist ein Silikonring beschädigt so treten Undichtigkeiten auf, wobei das Schutzgas des Ofens in das Strahlrohr strömt und unter großer Flammenbildung verbrennt Dies führt zu erheblichen Beschädigungen des Heizsystems. Es ist jedoch auch möglich, daß das Heizgas vom Strahlrohr in den Ofenraum gelangt; hierbei wird die Ofenatmosphäre durch den erhöhten COj-Gehalt nachteilig beeinflußt, denn es kommt entweder zu längeren Aufkohlzeiten oder bei gleichbleibender Zeit zu geringerer Randaufkohlung. Die Ofenatmosphäre enthält bei einem Aufkohlungsprozeß 0,05 bis 0,!5% CO₂. das Rauchgas im Strahlrohr dagegen etwa 10 bis 12%. Die Dichtung lauscht man jedoch erst dann aus, wenn die Ofenatmoiphäre sehr stark beeinflußt ist, so daß bis zum Austauschen ein erhöhter Verbrauch von Schutzgas und «ine längere Aufkohlungszeit in Kauf genommen werden muß. Darüber hinaus verursacht das Schutzgas im Strahlrohr eine falsche Flammenbildung, wodurch Beschädigungen der Strahlrohre und Brenner im erhöhten Maß vorkommen. Der Austausch einer Dichtung erfordert die mit sehr hohen Kosten verbundene Stillegung des Ofens.

Es sind Dichtungen bekannt (z. B. CM-PS 3 99 070), die für Brennkraftmaschinen geeignet sind, wobei nach der Montage durch die Flanschverbindung ein Anpreßdruck erzeugt wird, der die Dichtung verformt Dieser Anpreßdruck wird durch Schrauben erzeugt und bleibt ständig bestehen.

Weitere Dichtungen zeigen (z.B. CH-PS 3 78 619 oder M. v. Ardene »Tabellen der Elektronenphysik« Band II, Deutscher Verlag der Wissenschaften 1956) reine Metalldichtungen ohne Legierungszusätze, deren Materialien bis zu bestimmten Betriebstemperaturen geeignet sind, sie sind jedoch nur mit Hilfe von verschraubbaren Flanschverbindungen einsetzl ar. Diese Dichtungen werden ebenfalls durch mechanischen Druck plastisch verformt wobei diese Form anschließend beibehalten wird. Das Aufbringen eines mechanischen Druckes läßt sich bei abzudichtenden metallischen Flanschen ohne weiteres erreichen.

■^ Darüber hinaus ist eine weitere Dichtungsform bekannt (z. B. GB-PS 5 48 682), bei der zwei verschiedenartige Materialien wie beispielsweise Kupfer und Asbest verwendet werden; aber auch hier ist nach der plastischen Verformung dieser erreichte Zustand beizubehalten, so daß nur zwei Teile mit gleichen Ausdehnungskoeffizienten abgedichtet werden können.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine

Dichtung zu schaffen, die mit steigender Temperatur ein keramisches Strahlrohr eines Ofens hermetisch abdich-

2ϊ tet und ein schnelles Erreichen des notwendigen Kohlenstoff-Potentials ermöglicht: darüber hinaus soll ein geringer sowie kostengünstiger Wartungsaufwand der Ofenanlage gewährleistet sein.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß die

so lediglich unter Eigengewicht des Rohres stehende Dichtung aus einer Bleilegierung besteht bei der der nicht aus Blei bestehende Legierungsanteil auf die Betriebstemperatur abgestimmt ist.

Vorteilhaft ist hierbei, daß die Dichtung beim

κ Erreichen der Betriebstemperatur des Ofens einen plastischen Zustand einnimmt und eine einwandfreie Abdichtung auch bei unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten gewährleistet, jedoch auch im kalten Zustand noch genügend abdichtet, so daß Heim Aufheizen des

•to Ofens keine Brennerabgase in den Otenraum gelangen können. Das Strahlrohr drückt sich durch sein Eigengewicht in den Werkstoff ein, so daß eine exakte Abdichtung gewährleistet ist. öfteres Aufheizen des Ofens wirkt sich nicht nachteilig auf die Dichtung aus.

Des weiteres ist positiv festgestellt worden, daß durch die weiche Einbettung der vorzugsweise aus Keramik bestehenden Strahlrohre, bei Vibration und Erschütterungen kaum Beschädigungen der Strahlrohre auftreten. Der Aufwand zur Instandhaltung der Ofenanlage

w schlägt sich in geringeren Kosten nieder.

Als sehr günstig hat sich für eine Betriebstemperatur von 650° bis 950⁰C des Ofens herausgestellt wenn die Dichtung aus einer Blei-Kupfer-Legierung besteht, bei der der Bleianteil etwa 60 bis 70 und der Kupferanteil 40

S5 bis 30 Gewichtsprozente beträgt. Bei höheren Betriebstemperaturen ist der Kupferanteil zu vergrößern.

Zur weiteren Verbesserung der Abdichtung des Strahlrohres ist nach einem weiteren Merkmal vorgese hen. daß die Dichtung einen zylindrischen Ansatz aufweist, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser des Strahlrohres entspricht. Durch diese Maßnahme wird eine gute Abdichtung erreicht, Und das Strahlrohr erhält eine zusätzliche Zentrierung, Um eine Verstärkung der Dichtung zu erreichen und ein Fließen des Materials in den Innenraum während der Betriebsdauer des Strahlrohres zu Vermeiden, ist vorgesehen, daß die Dichtung durch einen zusätzlichen Winkelstützring eingekammert ist.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele nach der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht von außen auf einen Teil des Ofens mit einem Strahlrohr, teils geschnitten,

F i g. 2 einen Schnitt durch den Ofen im Bereich der Heizvorrichtung,

Fig.3 ein Strahlrohr mit einem Brenner und die Dichtung als Einzelheit zur Fig. 1 im vergrößerten Maßstab,

F i g. 4 eine Dichtung entsprechend der F i g. 1 und 2, im Schnitt,

Fig.5 eine Dichtung entsprechend der in Fig.3 gezeigten, jedoch mit einem zusätzlichen Winkelstützring.

Der in den F i g. I und 2 gezeigte Industrieofen besteht im wesentlichen aus einem feuerfesten Mauerwerk 1, welches als Außengehäuse ausgebildet ist Entlang beider Seiten befinden sich eine Anzahl Strahlrohre 2, die durch den zu beheizenden Ofeninnenraum 3 nebeneinander liegend hindurdigeführt sind. Sie sind an der Eintritts- und Austrittsöffnung gegenüber dem Mauerwerk 1 durch Dichtungen 4, 5 abgedichtet Im Strahlrohr 2 befindet sich in der unteren Hälfte ein Brenner 6, der von einem Gas-Luftmischer 7 mit Brenngas versorgt wird. In den Gas-Luftmischer 7 führen die Gasleitungen 8 und die von einem Ventil 10 mittels eines Stellmotors 11 gesteuerten Luftleitungen 9. Je nach Größe und der für den Arbeitsbereich notwendigen Temperaturen des Ofens, sind mehr oder weniger Strahlrohre vorgesehen. Sämtliche Strahlrohre 2 besitzen jeweils einen von einem Gas-Luftmischer 7 versorgten Brenner 6. Alle Gas-Luftmischer 7 werden von den gemeinsamen Gas-Luftleitungen 8, 9 vom zentralen Ventil 10 gesteuert Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der Brenner 6 durch eine zusätzliche Luftleitung 12 gekühlt. Im Strahlrohr 2 ist zur besseren Wärmeausnutzung im oberen Teil ein Flammenbrecher 13 befestigt Dieser verhindert ein zu schnelles Austreten d"s Heizgases. An der Ofendecke ist im Mauerwerk 1 ein durch einen Motor 14 betriebener Ventilator 15 im Ofeninnenraum befestigt Der Ventilator 15 sorgt für die Gaszirkulation, wobei er das Gas an den Strahlrohren 2 vorbei, von unten her in die Ofenkammer 16 blaßt Die Ofenkammer 16 nimmt die ι zur Wärmebehandlung vorgesehenen Werkstücke auf, wobei diese vom Schutzgas, welches durch die Eintrittsöffnungen 17 sowie durch die Austrittsöffnungen 18 strömt, umspült wird.

In F i g. 3 ist ein Strahlrohr 2 gezeigt, in welchem sich

lu ein Brenner 6 befindet, der durch ein Brennerrohr 19 vom Gas-Luftmischer 7 mit Brenngas versorgt wird. Das Brennerrohr 19 ist von einer einen Flansch 20 tragenden Brennerkupplung 21 umgeben. Der Brennerflansch 20 weist eine Dichtung 22 auf, die gegenüber dem Mauerwerk 1 und eine Strahlrohrdichtung 23, die gegenüber dem Strahlrohr 2 abdichtet Diese Strahlrohrdichtung 23 ist großen Belastungen ausgesetzt außerdem verhindert sie, daß Brennergas in den Ofeninnenraum 3 gelangen kann bzw. umgekehrt Schutzgas in das Strahlrohr 2.

Fig.4 zeigt eine Ausführungsfo«/i der Strahlrohrdichtung 23, sie ist in einer Ausdrehung 24 des Brennerflansches 20 angeordnet Die Strahlrohrdichtung 23 besitzt einen zylindrischen Ansatz 25, dessen Außendurchmesser 26 dem Innendurchmesser 27 des Strahlrohres 2 entspricht, so daß das Strahlrohr 2 eine exakte Führung enthält da es innen und außen geführt ist.

Darüber hinaus wirkt sich die Führung neben der in guten Abdichtung positiv auf den Verschleiß der vorzugsweise aus Keramik hergestellten Strahlrohre 2 aus, da noch hinzu kommt, daß im Betriebszustand die sich im plastischen Zustand befindliche Strahlrohrdichtung 23, Vibrationeü und Erschütterungen auffängt
Ji Die in F i g. 5 gezeigte Strahlrohrdichtung 23 ist im Prinzip wie die in F i g. 4 gezeigte, sie besteht ebenfalls aus einer Kupff.r-Bleilegierung. Dier hier gezeigte Ausführung weist im Unterschied einen zusätzlichen Winkelstützring 28 auf. Der Winkelstützring 28 ist aus hitzebeständigem Stahl oder dgl. und verhindert ein Füpßen des Dichtungswerkstoffes in das Strahlrohr 2.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Dichtung zur Abdichtung des Strahlrohres eines Industrieofens gegenüber dem Ofenraum bzw. Brenner, wobei die Dichtung zwischen der Stirnfläche des Strahlrohres und dem mit einer Eindrehung zur Aufnahme des Strahlrohres versehenen Brennerflansch angeordnet ist und die Dichtung aus einem Material besteht, welches ausgehend vom festen Zustand bei zunehmender, insbesondere bei Erreichen der für den Ofen benötigten Temperatur in einen plastischen Zustand übergeht, dadurch gekennzeichnet, daß die lediglich unter Eigengewicht des Rohres stehende Dichtung (23) aus einer Bleilegierung besteht, bei der der nicht aus Blei bestehende Legierungsanteil auf die Betriebstemperatur abgestimmt ist

2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (23) einen zylindrischen Ansatz (25) aufweist, dessen Außendurchmesser (26) dem Innendurchmesser (2) des Strahlrohres (2) entspricht

3. Dichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (23) durch einen zusätzlichen Winkelstützring (28) eingekammert ist