DE3151869C2

DE3151869C2 - Hochtemperaturgebläse, insbes. für Glühöfen

Info

Publication number: DE3151869C2
Application number: DE19813151869
Authority: DE
Inventors: Vits 5672 Leichlingen Hilmar
Original assignee: Vits-Maschinenbau 4018 Langenfeld De GmbH; Vits Maschinenbau GmbH
Current assignee: VITS, HILMAR, 5653 LEICHLINGEN, DE
Priority date: 1981-12-30
Filing date: 1981-12-30
Publication date: 1988-08-18
Also published as: DE3151869A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Hochtemperaturgebläse, das vor allem für Glühofen bestimmt ist. Aufgrund der gekröpften Ausbildung des Anschlußflansches des Flügelrades ist es möglich, die Hohlwelle und damit den Weg für die Wärmeübertragung zu verlängern, ohne die gesamte Baulänge des Gebläses bis zur Stirnseite des Flügelrades zu verlängern. Außerdem ergibt sich dadurch, daß die Schwerpunktsebene des Flügelrades in der Nähe der Befestigungsebene liegt, eine günstige Lastverteilung, so daß das Flügelrad auf der Hohlwelle spitzengelagert werden kann und eine Befestigung an einem Flansch genügt. Der Wärmeübergangsquerschnitt vom Flügelrad auf die Hohlwelle ist entsprechend klein. Schließlich kann die Hohlwelle mit einem gegen Wärme schützenden Mantel umgeben sein, der seinerseits von einer Hülse als Schirm überdeckt ist. Insgesamt wird also vom Flügelrad nur wenig Wärme auf die Hohlwelle übertragen. Entsprechend gering ist die Wärmebelastung des Lagers der Hohlwelle.

Description

Die Erfindung betrifft ein Hochtemperaturgebläse, insbesondere für Glühofen, mit einer am freien Ende das Flügelrad tragenden, durch eine Trennwand der unter einer Atmosphäre mit hoher Temperatur stehenden Kammer abgedichtet hindurchgeführten und auf der Außenseite der Trennwand gelagerten und mit einem Antrieb verbundenen Hohlwelle.

Bei einem solchen Gebläse gilt es, die Lager der Welle vor einer zu hohen Temperatur, die über die Welle von dem Innern der Kammer aus übertragen wird, zu schützen. Zu diesem Zweck kann über den Kanal der Hohlwelle Kühlluft zugeführt werden, die die Hohlwelle von innen her kühlt Diese Kühlung reicht erfahrungsgemäß aber nicht aus, weil von dem der vollen Temperatur ausgesetzten Flügelrad über deren Nabe großflächig auf die Hohlwelle Wärmeenergie übertragen wird. Auf kurzem Weg gelangt diese Wärmeenergie bis zum Lager.

Bei einem bekannten Zentrifugalgebläse wird das Flügelrad von einem zweiteiligen Flansch getragen, dessen einer Teil auf dem freien Ende der Welle sitzt und dessen anderer gekröpft ausgebildeter Teil mit dem Flügelrad· verbunden ist Um die Welle vor der Übertragung von vom Flügelrad ausgehender Wärme zu schützen, sind die beiden Flanschteile nur über stark verkleinerte Berührungsflächen miteinander verbunden. Diese Art der Befestigung ist wegen des zweiteiligen Flansches recht aufwendig (DE-PS 8 21 822).

Bei einem anderen Hochtemperaturgebläse ist das Flügelrad an der Stirnseite des freien Endes einer Hohlwelle angeschraubt die am freien Ende Austrittsschlitze für die der Hohlwelle zugeführte Kühlluft hat Die Austrittsschlitze in der Hohlwellenwandung vermindern den Querschnitt, so daß die Wärmeübertragung von dem Flügelrad auf die Hohlwelle vermindert ist Dies reicht aber nicht aus, um die die Hohlwelle tragenden Lager vor zu starker Erwärmung zu schützen (US-PS 31 49 819).

Dsr Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Hochtemperaturgebläse zu schaffen, bei dem das Temperaturgefälle über die Hohlwelle bis zum Lager gegenüber dem bekannten Gebläse vergrößert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Flügelrad mittels eines gekröpften Flansches derart befestigt ist, daß dessen freies Ende in bezug auf die Lagerstelle hinter der Schwerpunktsebene des Flügelrades liegt, und daß die Hohlwelle zwischen dem Flansch und ihrer Abdichtung an der Trennwand einen wärmeisolierenden Mantel trägt

Bei einem solchen Gebläse liegt die Verlängerung der Welle im Bereich des Flügelrades, so daß es nicht erforderlich ist, die Stirnseite des Flügelrades weiter vorzulegen Die Verlängerung der Welle vermindert die Wärmeübertragung. Der wärmeisolierende Mantel gewährleistet, daß die Angriffsfläche für die hohe Temperatur der Atmosphäre nicht größer wird. Eine Gefahr der Befestigung mit Unwucht ist insbesondere dann nicht gegeben, wenn die Flanschfläche in der Schwerpunktsebene des Flügelrades liegt.

Die Wärmeübertragung von dem Flügelrad auf die Welle kann weiter dadurch vermindert werden, daß der Flansch auf der Hohlwelle mittels einer Schneidenauflage sitzt, und zwischen dem Flansch und einem auf der Hohlwelle befestigten Flansch eine Isolierscheibe vorgesehen ist. Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung ist der Übergangsquerschnitt vom Flügelrad auf die Welle sehr klein (Spitzenlagerung) oder aber durch die Isolierscheibe stark behindert.

Der Schutz der Hohlwelle vor Wärmeaufnahme von außen kann weiter dadurch verbessert werden, daß die Hohlwelle durch eine von der Trennwand ausgehende Hülse abgedichtet verläuft, die sich über den Isoliermantel erstreckt und mit diesem einen Ringspalt bildet Die Hülse wirkt in diesem Fall als Wärmeschild und Halt für den Isoliermantel der Kammer und gibt der außerhalb der Kammer gelagerten Hohlwelle an der Durchführungsstelle in der Trennwand genügend Bewegungsfreiheit. Zwar kann die Atmosphäre durch den Ringspalt bis hinter den Isoliermantel gelangen, doch ist der Weg für die Atmosphäre verhältnismäßig eng und lang, so daß eine spürbare Aufheizung der Hohlwelle im vom Mantel nicht abgedeckten Bereich kaum auftritt. Dies gilt umso mehr, als die zugeführte Kühlluft ausreicht, um die

gewünschte Kühlung zu bringen. Vorzugsweise besteht die Abdichtung an der Durchführungsstelle aus einem -iuf der Hohlwelle sitzenden Dichtungsring, der zum Zwecke der Selbstzentrierung beweglich in einem in der Hülse abgedichtet sitzenden Träger gehalten Ist

Um die an der freien Stirnseite der Hohlwelle aufgenommene Wärmemenge in ihrer Auswirkung am Lager möglichst klein zu halten, kann die Wandstärke der Hohlwelle im hinter der Trennwand liegenden Bereich kleiner als im vor der Trennwand liegenden ι ο Bereich sein. Durch diese Querschnittsverminderung, gegebenenfalls verbunden mit einer Stahlqualität schlechterer Wärmeleitung, ist der Widerstand des Wärmeflusses in Richtung des Lagers stark vergrößert

Als günstig für die Kühlung durch Kühlluft hat sich erwiesen, wenn im hinter der Trennwand liegenden Bereich der Hohlwelle ein Staukörper eingesetzt ist, der mit der Hohlwelle einen Ringkanal für Kühlluft bildet. So wird eine Kühlwirkung erreicht, ohne daß die dafür erforderliche Kühlmenge die Ofenatmosphärt merklich abkühit.

Während bei laufendem Gebläse über die Hohlwelle vom Gebläse Kühlluft angesaugt wird, kann bei Stillstand Kühlluft dadurch zugeführt werden, daß ein Injektor am offenen Ende der Hohlwelle einschaltbar ?i ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt ein durch eine Trennwand hindurchgeführtes Hochtemperaturgebläse im jo Axialschnitt.

Ein Flügelrad Il wird von einem gekröpften Anschlußflansch 2 getragen. Der innere Rand der mittigen Bohrung des Anschlußflansches 2 ist als Spitzenlager ausgebildet und sitzt auf dem vorstehen- π den Ende einer Hohlwelle 4 und ist mittels Schraubenbolzen 5 an einem auf der Hohlwelle 4 angeschweißten Flansch 6 befestigt. Zwischen den aneinanderliegenden Flächen des gekröpften Anschlußflansches 2 und des Flansches 6 ist eine Isolierscheibe 7 vorgesehen, die den Wärmeübergang von dem Anschlußflansch 2 auf den Flansch 6 vermindert. Aufgrund der Kröpfung des Anschlußflansches 2 liegt das Ende (Stirnseite 8) der Hohlwelle 4 ziemlich nahe hinter der Schwerpunktsebene 9 des Flügelrades 1. 4 >

Unmittelbar hinter dem Flansch 6 ist die Hohlwelle 4 von einem isolierenden Mantel 10 umgeben, der seinerseits von einer Hülse 11 mit Spiel umgeben ist. Zur Abdichtung der durch die Tiennwand 12 geführten Hohlwelle 4 sitzt in der Hülse 11 ein ringförmiger Träger 13, der mit einer Ringdichtung gegenüber der Hülse 11 abgedichtet ist und der zwischen zwei Flanschen einen auf der Hohlwelle 4 sitzenden Dichtungsring 15 beweglich und abgedichtet hält, so daß der Dichtungsring 15 Montageungenauigkeiten ausgleicht und seitliche Bewegungen der Hohlwelle 4 infolge von Wärmeverspannungen mitmacht

Zur Kühlung der Hohlwelle 4 sitzt auf der Hohlwelle 4 vor der Trennwand 12 eine Scheibe 16 mit Kühlrippen. Diese an sich bekannte Kühlscheibe 16 kann die gegenüber herkömmlichen Gebläselagerungen kleine Wärmemenge auch bei Stillstand sicher abführen, so daß das Lager 17 vor ungünstiger Erwärmung geschützt wird. Die Hohlwelle 4 ist in zwei Lagern gelagert von denen nur ein Lager 17 dargestellt ist. Zum Antrieb der Hohlwelle 4 kann auf dieser eine Riemenscheibe od. dgl. vorgesehen sein.

Zur Erhöhung des Wide Standes gegen Wärmeleitung ist die Wandstärke der Hohlwelle 4 im vorderen, von dem Isoliermantel 12 umgebenen Bereich gegenüber dem übrigen Bereich kleinen In diesem Bereich ist auch ein Verdrängungskörper 18 eingesetzt, der mit der Innenseite der Wandung der Hohlwelle 4 einen schmalen Durchtrittsspalt bildet. Wegen dieses schmalen Durchtrittsspaltes ist die Strömungsgeschwindigkeit der hier geführten Kühlluft größer als im übrigen Bereich der Hohlwelle. Dementsprechend groß ist die Kühlwirkung. Um den hinter der Trennwand 12 liegenden Bereich der Hohlwelle 4 auch dann zu kühlen, wenn das Gebläse selbst keine Kühlung über die Hohlwelle 4 ansaugt kann an dem äußeren Ende der Hohlwelle 4 eine Injektordüse 19 vorgesehen sein.

Die besonderen Vorteile des erfindungsgemäßen Hochtemperaturgebläses bestehen darin, daß ohne Verlängerung der gesamten Baulänge der Weg für die Wärmeübertragung über die Hohlwelle 4 verlängert und der Querschnitt verkleinert und damit der Widerstand für die Wärmeübertragung vergrößert ist. Wegen der Spitzenlagerung über einen Anschlußflansch ist auch der Übergangsquerschnitt auf die Hohlwelle im Vergleich zu einer Befestigung mit einer Nabe stark vermindert. Da die Schwerpunktsebene des Flügelrades nicht weit vor der Befestigungsebene auf der Hohlwelle liegt oder mit ihr deckungsgleich ist, ist gewährleistet, daß das System dynamisch unproblematisch ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Hochtemperaturgebläse, insbesondere für Glühöfen, mit einer am freien Ende das Flügelrad tragenden, durch eine Trennwand einer unter einer Atmosphäre mit hoher Temperatur stehenden Kammer abgedichtet hindurchgeführten und auf der Außenseite der Trennwand gelagerten und mit einem Antrieb verbundenen Hohlwelle, dadurch gekennzeichnet, daß das Flügelrad (1) mittels _!0 eines gekröpften Flansches (2) an der Hohlwelle (4) derart befestigt ist daß deren freies Ende in bezug auf die Lagerstelle (17) hinter der Schwerpunktsebene (9) des Flügelrades (1) liegt, und daß die Hohlwelle (4) zwischen dem Flansch (2) und ihrer Abdichtung (13—15) an der Trennwand (12) einen wärmeisolierenden Mantel (13) trägt

2. Gebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Flansch (2) auf der Hohlwelle (4) mittels einer Schneidenauflage (3) sitzt, und zwisehen dem Flansch (2) und einem auf der Hohlwelle (4) befestigten Flansch (6) eine wärmedämmende isolierscheibe (7) vorgesehen ist.

3. Gebläse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwelle (4) durch eine von der Trennwand (12) ausgehende Hülse (Ii) abgedichtet verläuft, die sich über den Isoliermantel (10) erstreckt und mit diesem einen Ringspalt bildet.

4. Gebläse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung an der Durchführungs- jo stelle der Hohlwelle (4) durch die Trennwand (12) aus einem auf der Hohlwelle (4) sitzenden Dichtungsring (15) besteht, der zum Zwecke der Selbstzentrierung beweglich in einem in der Hülse

(11) abgedichteten Träger (13) gehalten ist.

5. Gebläse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke der Hohlwelle (4) im hinter der Trennwand (12) liegenden Bereich kleiner als im vor der Trennwand

(12) liegenden Bereich ist.

6. Gebläse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet daß im hinter der Trennwand (12) liegenden Bereich der Hohlwelle (4) ein Staukörper (18) eingesetzt ist. der mit der Hohlwelle (4) einen Ringkanal für Kühlluft bildet.

7. Gebläse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem vor der Trennwand (12) liegenden offenen Ende der Hohlwelle (4) ein Injektor (19) für Kühlluft zugeordnet ist.