DE3433433C1

DE3433433C1 - Vorrichtung zum Erwaermen oder Kuehlen von metallischem Gut

Info

Publication number: DE3433433C1
Application number: DE19843433433
Authority: DE
Inventors: Theodor Dipl.-Ing. 5107 Simmerath Ortmanns
Original assignee: Otto Junker GmbH
Current assignee: Otto Junker GmbH
Priority date: 1984-09-12
Filing date: 1984-09-12
Publication date: 1985-10-24
Also published as: EP0174589A1; ES296104U; ES296104Y

Description

ander.

Auch ist eine Kombination in der Weise zweckmäßig, daß in Gasabströmrichtung sowohl die Querschnitte der Düsenöffnungen abnehmen als auch die Abstände der Düsen zueinander größer werden.

Anhand von Ausführungsbeispielen wird die Erfindung nachstehend erläutert:

F i g. 1 zeigt den Querschnitt eines Ofens mit in Abströmrichtung des Behandlungsgases in größer werdendem Abstand angeordneten Düsen, ι ο

Fig.2 einen Ausschnitt aus einer Düsenanordnung mit in Abströmrichtung des Behandlungsgases kleiner werdenden Düsenöffnungen,

Fig.3 einen Ausschnitt aus einer Düsenanordnung mit beidseitiger Abströmrichtung des Behandlungsgases und

F i g. 4 den Ausschnitt einer Draufsicht einer Düsenanordnung mit zwischen Blaskästen angeordneten Abström-Kanälen für das Behandlungsgas.

Der in F i g. 1 gezeigte Ofen 1 ist außen mit einer wärmedämmenden Wandung 2 umgeben. Der Innenraum des Ofens 1 ist in den Heizraum 3, durch den ein Metallblock oder mehrere Metallblöcke 4 über Rollen 5 hindurchgefördert wird bzw. werden, und in ein Druckkanalsystem 6 unterteilt. Im Druckkanalsystem 6 ist ein Ventilator 7 angeordnet, der über den Elektromotor 8 angetrieben ist. Die Saugseite des Ventilators ist über die öffnung 9 im Druckkanalsystem mit dem Heizraum 3 verbunden.

Zu beiden Seiten des Metallblocks bzw. der Metallblöcke 4 befinden sich auf den der Metallblockoberfläche zugewandten Seite des Druckkanalsystems 6 Blasdüsen 10, die in Richtung öffnung 9 hin mit immer größer werdendem Abstand voneinander angeordnet sind. Dabei sind die Abstände der Düsen voneinander so gewählt, daß die Gasgeschwindigkeit an der den Blasdüsen gegenüberliegenden Oberfläche des Metallblocks bzw. der Metallblöcke gleich bzw. nahezu gleich ist.

Das Behandlungsgas wird in Pfeilrichtung Pi vom Ventilator 7 durch die Öffnung 9 aus dem Heizraum 3 angesaugt und in Richtung der beiden Pfeile P 2 über das Druckkanalsystem 6 den Blasdüsen 10 zugeführt. Bei der Umlaufbewegung wird das Behandlungsgas über geeignete im Druckkanalsystem angebrachte Wärmetauscher (in der Zeichnung nicht dargestellt) beheizt.

Während in F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt wird, bei dem das Behandlungsgas oberhalb des Metallblockes bzw. der Metallblöcke 4 aus dem Heizraum 3 angesaugt wird, zeigt F i g. 2 ein Beispiel mit der Absaugung des Behandlungsgases unterhalb der Werkstücktransportebene, wie das mit dem Pfeil P 3 angedeutet ist. In dieser Ausschnittzeichnung sind in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Düsen in Richtung Ofenboden mit immer kleiner werdenden Düsenöffnungen 11 versehen. Die Düsenöffnungen 11 sind dabei so von oben nach unten verkleinert, daß sich an der gesamten Blockoberfläche gleiche Strömungsgeschwindigkeiten des Behandlungsgases einstellen. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann anstelle der verkleinerten Düsenöffnungen auch eine Düsenanordnung mit nach unten sich vergrößernden Abständen der Düsen voneinander gewählt werden.

Die in F i g. 3 dargestellte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, das Behandlungsgas sowohl oberhalb als auch unterhalb des zu erwärmenden Metallblockes aus dem Heizraum abzusaugen, wie es die Pfeile P 4 und P 5 andeuten. In diesem Anwendungsfalle sind die Abstände der Düsen voneinander etwa in mittlerer Blockhöhe an aufwärts und abwärts vergrößert. In Abänderung der in dieser Zeichnung dargestellten Düsenanordnung können auch hier Düsen mit von der mittleren Blockhöhe aufwärts und abwärts sich verkleinernden Düsenöffnungen verwendet werden.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in F i g. 4 dargestellt, wobei in an sich bekannter Weise die Blasdüsen auf einzelnen Düsenkästen angeordnet sind. Es sind drei Düsenkästen 12, 13 und 14 im Ausschnitt dargestellt. Zwischen dem Düsenkasten 12 einerseits und den Düsenkasten 13 und 14 andererseits befinden sich Gasabströmkanäle 15 und 16, die in den Gasabströmkanal 17 münden, welcher mit der Saugseite eines nicht dargestellten Ventilators verbunden ist.

Auf dem Düsenkasten 12 sind die Düsenreihen 10a, iOb, 10c, iOd, 1Oe, iOf mit in Richtung auf den Gasabströmkanal 17 sich vergrößernden Abständen der Düsen voneinander angeordnet. Außerdem verkleinern sich die Düsenöffnungen von den Düsenreihen 10c und 10c/ ausgehend in Richtung auf die Gasabströmkanäle 15 und 16. Diese Ausführungsform ist besonders bei großen Werkstücken von Vorteil, die während der Behandlung nicht im Durchlaufverfahren durch den Heizraum hindurchgefördert werden, sondern im Heizraum ruhend verweilen.

Die in den F i g. 1,2,3 und 4 gezeigten Vorrichtungen sind nicht nur zum Erhitzen, sondern auch zum Kühlen von metallischem Gut geeignet. Während bei der Vorrichtung gemäß F i g. 1 in einem solchen Fall zweckmäßigerweise Gas als Kühlmedium eingesetzt wird, können bei Kühlvorrichtungen entsprechend den F i g. 2, 3 und 4 sowohl Gase als auch Sprühnebel und Flüssigkeiten als Kühlmedium eingesetzt werden. Beim Einsatz von Sprühnebel oder Flüssigkeit als Kühlmedium sind die Düsenreihen gemäß F i g. 3 und 4 vorwiegend horizontal angeordnet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

- Leerseite -

Claims

1 2 seite der Ventilatoren verbunden sein können. Das an Patentansprüche: der Gutoberfläche vorbeiströmende Gas wird in diesen Fällen über Ventilatoren angesaugt und dabei gegebe-

1. Vorrichtung zum Erwärmen oder Kühlen von nenf alls nach Durchströmen einer Wärmeaustausch vormetallischem Gut in Form von Bändern, Platten 5 richtung wieder den Blasdüsen zugeführt.

oder Blöcken, die eine Anzahl von gegen die Gut- Es ist jedoch auch insbesondere bei Kühleinrichtun-

oberfläche gerichtete Düsen aufweist, welche über gen und bei Verwendung von Luft, Sprühnebel oder

wenigstens eine Fördervorrichtung und über wenig- Wasser als Kühlmittel bekannt, das Medium im Behand-

stens einen Druckkanal mit einem Mediumsstrom lungsraum nicht immer wieder in eine Umlaufbewegung

gespeist werden und wobei das am metallischen Gut io zu versetzen, sondern nach Nutzung aus der Kühlvor-

vorbeiströmende Medium entweder in einer Um- richtung abzuleiten.

laufbewegung wieder den Düsen zugeführt oder Zur Erzielung einer möglichst gleichmäßigen Wärme-

über Abströmleitungen teilweise oder ganz abgelei- übertragung auf das metallische Gut ist es bekannt, Dü-

tet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die sen mit gleicher Querschnittsfläche der Düsenöffnun-

Gesamtquerschnittfläche der Düsenöffnungen (11) 15 gen und mit gleichen Abständen der Düsen voneinander

bezogen auf mehrere nebeneinander angeordnete zu verwenden. Mit diesen Maßnahmen konnte bisher

Düsen (10) in Abströmrichtung des Mediums hin ab- eine gleichmäßige Erwärmung bzw. Kühlung über die

nimmt. gesamte Ausdehnung von insbesondere breitem metal-

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- lischem Gut in Form von Bändern, Platten oder Blöcken zeichnet, daß die Gesamtquerschnittfläche sich auf 20 noch nicht in befriedigender Weise erzielt werden,
eine Düsenreihe (10) bzw. mehrere Düsenreihen Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei (10a, 1OZ)₁IOc, 10c/, 1Oe, 10/? bezieht. Vorrichtungen zum Erwärmen oder Kühlen der ein-

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- gangs genannten Art über die gesamte Breite des von zeichnet, daß die Abnahme der Gesamtquerschnitts- den Düsenströmen angestrahlten metallischen Gutes eiflache der Düsenöffnungen (11) stufenlos erfolgt. 25 ne gleichmäßige Wärmebehandlung bzw. Kühlung zu

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gewährleisten.

dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (10) im glei- Die Aufgabe gemäß der Erfindung wird dadurch ge-

chen Abstand voneinander angeordnet sind, wobei löst, daß die Gesamtquerschnittsfläche der Düsenöff-

die Querschnitte der Düsenöffnungen (11) in Ab- nungen bezogen auf mehrere nebeneinander angeord-

strömrichtung des Mediums verkleinert sind. 30 nete Düsen in Abströmrichtung des Mediums hin ab-

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, nimmt.

dadurch gekennzeichnet, daß Düsen (10) mit jeweils Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sich

gleichem Querschnitt der Düsenöffnungen (11) in bei den zum Stande der Technik gehörenden Vorrich-

Abströmrichtung des Mediums hin mit größer wer- tungen zum Erwärmen oder Kühlen mittels aus Düsen

dendem Abstand voneinander angeordnet sind. 35 austretenden Strahlen eines Mediums die Strömungsge-

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, schwindigkeit des Mediums in Abströmrichtung infolge dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnitte der der Addition der Ströme aus den einzelnen Düsen er-Düsenöffnungen (11) in Abströmrichtung des Me- höht. Die erhöhten Strömungsgeschwindigkeiten fühdiums abnehmen und die Abstände der Düsen (10) in ren zu einer erhöhten Wärmeenergieabgabe beim Küh-Abströmrichtung des Mediums größer werden. 40 len bzw. zu einer erhöhten Wärmeenergieaufnahme

beim Erwärmen an den Oberflächenbereichen des Gu-

tes in Abströmrichtung des Mediums. Dadurch tritt eine

ungleichmäßige Kühlung bzw. Erwärmung des metallischen Gutes auf, die bei einer Vielzahl von Düsen und

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erwär- 45 bei langen Abströmwegen des Mediums entlang der

men oder Kühlen von metallischem Gut in Form von Gutoberfläche besonders starkin Erscheinung tritt.

Bändern, Platten oder Blöcken, die eine Anzahl von ge- Durch die Maßnahme der Erfindung ist gewährleistet,

gen die Gutoberfläche gerichtete Düsen aufweist, wel- daß die Strömungsgeschwindigkeit des Behandlungsga-

che über wenigstens eine Fördervorrichtung und über ses an der Gutoberfläche konstant bzw. nahezu kon-

wenigstens einen Druckkanal mit einem Mediumstrom 50 stant ist, so daß damit auch die Wärmeübertragung bzw.

gespeist werden und wobei das am metallischen Gut der Wärmeentzug über die gesamte von den Düsen er-

vorbeiströmende Medium entweder in einer Umlaufbe- faßte Gutoberfläche gleichmäßig bzw. nahezu gleich-

wegung wieder den Düsen zugeführt oder über Ab- mäßig ist.

stromleitungen teilweise oder ganz abgeleitet wird. " Die Abnahme der Gesamtquerschnittfläche der Dü-

Solche Vorrichtungen zum Erwärmen und Kühlen 55 senöffnungen kann sich auf eine Düsenreihe oder meh-

sind allgemein bekannt. Sie werden beispielsweise in rere Düsenreihen beziehen.

Durchlaufanlagen eingesetzt. Auch ist ihre Verwendung Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung

als Öfen oder Kühleinrichtungen mit chargenweise Be- kann die Abnahme der Gesamtquerschnittfläche der

Schickung bekannt. Als Medien sind Gas, Gasgemisch, Düsenöffnungen stufenlos oder stufenweise erfolgen.

Sprühnebel und Flüssigkeiten, z. B. Wasser, bekannt. 60 Ein zweckmäßiges Ausführungsbeispiel der Erfin-

Dabei sind in bekannter Weise die auf die Gutoberflä- dung besteht darin, daß die Düsen in gleichem Abstand

ehe gerichteten Düsen über Druckkanäle mit einer For- voneinander angeordnet und dabei die Querschnitte der

dervorrichtung oder mehreren Fördervorrichtungen, Düsenöffnungen in Abströmrichtung des Mediums ver-

z. B. Ventilatoren oder Pumpen verbunden. Zum Abfüh- kleinert sind.

ren des in den Behandlungsraum über die Düsen einge- 65 Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung der Erfin-

strömten Mediums,, insbesondere Gas- oder Gasge- dung umfaßt die Anordnung von Düsen mit gleicher

misch, können neben den Düsen bzw. Düsenanordnun- Querschnittsfläche der Düsenöffnungen jedoch mit in

gen Abströmkanäle angeordnet sein, die mit der Saug- Abströmrichtung größer werdendem Abstand vonein-