DE19508551C2 - Seitenhalter für eine Glasschmelzelektrode - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Halter nach dem Ober­ begriff des Anspruches 1.

Derartige Halter sind beispielsweise aus der DE 38 15 558 A1 bekannt. Der bekannte Halter weist ein Gehäuse auf, welches mehrteilig aufgebaut ist und bei dem die einzelnen Bauteile miteinander durch Schrumpfpassungen oder Schweißnähte verbunden sind.

Die bekannten Halter weisen den Nachteil auf, daß die Temperaturwechselbeanspruchung des Gehäuses zu Rißbildungen in den Schweißnähten führt. Dies be­ dingt wiederum Undichtigkeiten des Gehäuses, so daß dieses Gehäuse ausgewechselt werden muß. Da üb­ licherweise die Elektrodenhalter das Gehäuse sowie Anschlußmittel für Kühlwasserzufluß und -rückfluß umfassen und demzufolge als sehr komplexes Bauteil ausgebildet sind, ist der Austausch dieses gesamten Halters erforderlich. Ein derartiger Austausch ist einerseits wegen der erheblichen Kosten dieses komplexen Bauteiles, andererseits wegen der dadurch erzwungenen Unterbrechung des Betriebsablaufes ein erheblicher Kostenfaktor.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Halter dahingehend zu verbessern, daß er einen möglichst störungsfreien und zuver­ lässigen Betrieb der Elektrode über lange Zeit er­ möglicht sowie im Reparaturfall eine schnelle und kostengünstige Reparatur des Halters selbst er­ möglicht.

Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die Ausgestaltung gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 gelöst.

Die Erfindung schlägt mit anderen Worten vor, das Gehäuse des Halters, welches das Kühlmedium auf­ nimmt, einteilig aus einem einzigen Materialstück herzustellen. Auf diese Weise wird selbst bei er­ heblichen Temperaturwechselbeanspruchungen sicher­ gestellt, daß die dabei auftretenden Spannungen innerhalb eines einzigen homogenen Gehäuses problemlos aufgenommen werden können. Rißbildungen an Schweißnähten können also nicht mehr auftreten, so daß ein zuverlässiger störungsfreier Betrieb des Gehäuses ohne auftretende Undichtigkeiten über lange Zeit gewährleistet werden kann.

Diese einteilige Ausbildung des Gehäuses ohne zusätzliche Schweißstellen führt in zweiter Linie zu einem modularen Aufbau des gesamten Halters, bei dem weitere Komponenten beispielsweise über Schraubver­ bindungen oder Flanschverbindungen mit dem Gehäuse verbunden sind. Auf diese Weise wird im Reparatur­ fall das Austauschen einzelner Komponenten des Halters möglich, so daß sich gegenüber einem kompletten Austausch des gesamten Halters eine wesentlich preisgünstigere Reparatur ergibt.

Zudem kann, wenn nicht das Gehäuse selbst betroffen ist, ein Auswechseln von Bauteilen des Halters im Einbauzustand vorgenommen werden, d. h. während das Gehäuse in der Wandung der Schmelzwanne verbleibt. Die Schmelzwanne muß also nicht geleert und der Schmelzvorgang unterbrochen werden, was eine er­ hebliche Betriebsstörung darstellt.

Der Hohlraum zur Aufnahme des Kühlmediums im Gehäuse des Halters kann vorteilhaft durch eine Ringnut ge­ bildet sein, welche sich beispielsweise von einer Stirnwand des rohrförmigen Gehäuses in die Ge­ häusewandung erstreckt.

Die Kühlwirkung des Gehäuses kann insbesondere da­ durch verbessert sein, daß die Ringnut wenigstens durch eine Trennwand unterbrochen ist, so daß sich eine gerichtete Strömung durch die entsprechende An­ ordnung von Zu- und Abfluß erzielen läßt. Zu diesem Zweck kann in der Ringnut ein Trennstab oder ein Trennblech vorgesehen sein.

Insbesondere kann eine sehr gute und gleichmäßige Kühlung des gesamten Gehäuses dadurch erzielt werden, daß ein mäanderförmiger Kühlkanal in der Gehäusewandung vorgesehen ist. Dieser kann durch eine Mehrzahl von Trennstäben gebildet sein, die in der Ringnut angeordnet sind.

Das Gehäuse kann an seinem hinteren Ende vorteil­ haft einen umlaufenden Flansch an seiner Außenseite aufweisen. Auf diese Weise können weitere Anbau­ teile an das Gehäuse angeschlossen werden, ohne daß hierzu Schweißverbindungen oder ähnliche Verbin­ dungsmittel benötigt würden, die angesichts der Temperaturwechselbeanspruchung zur Rißbildung führen könnten.

Vorteilhaft weist das Gehäuse einen separaten Ver­ schlußdeckel auf, der ebenfalls nicht mit dem Ge­ häuse verschweißt ist, sondern von außen an das hin­ tere Ende des Gehäuses ansetzbar ist. Um einen Kühl­ kreislauf zu ermöglichen, kann der Deckel Anschlüsse für einen Kühlmittelzufluß und -abfluß aufweisen. In der Mitte weist der Deckel eine Öffnung zum Ein­ führen der Elektrode in das Gehäuse auf, so daß sich insgesamt ein ringförmiger Verschlußdeckel ergibt.

Um die beim Verlängern der Elektrode von hinten an ein bestehendes Elektrodenstück angeschraubten zu­ sätzlichen Elemente der Elektrode sicher zu haltern, kann an dem Verschlußdeckel ein Rohr oder eine Rinne befestigt sein, die einerseits diese angeschraubten Elektrodenelemente schützt und andererseits eine Stütze zum Abstützen und Zentrieren der Elektroden­ elemente trägt. Hierdurch wird eine korrekte Aus­ richtung der gesamten Elektrode einschl. der in das Innere der Schmelzwanne ragenden Anteile der Elek­ trode sichergestellt.

Ein Temperatursensor kann im Gehäuse angeordnet sein, der bei Erreichen einer vorgegebenen Tempera­ tur eine automatische Abschaltung der Elektrode er­ möglicht und auf diese Weise Schäden durch Ober­ hitzung verhindert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnungen im folgenden näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den erfin­ dungsgemäßen Halter,

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Halter entlang der Linie A - A in Fig. 1 und

Fig. 3 einen Querschnitt durch den Halter entlang der Linie B - B von Fig. 1.

In Fig. 1 ist mit 1 allgemein ein Halter für soge­ nannte Seitenelektroden dargestellt. Der Halter 1 umfaßt ein Gehäuse 2, weiches ein vorderes Ende 3 aufweist, mit welchem das Gehäuse 2 in die Seiten­ wand einer Glasschmelzwanne eingeführt werden kann. Das gegenüberliegende Ende des Gehäuses 2 kann als hinteres Ende 4 bezeichnet werden und verbleibt außerhalb der Wandung der Glasschmelzwanne.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, besteht das Gehäuse 2 aus einem einzigen Werkstück, weist also keinerlei Schrumpfpassungen oder Schweißnähte auf.

Fig. 2 zeigt, daß das Gehäuse 2 eine Ringnut 5 auf­ weist, so daß das Gehäuse 2 über einen großen Höhen­ bereich, der aus Fig. 1 ersichtlich ist, sowohl eine Innenwand 6 als auch eine Außenwand 7 umfaßt. Da die Ringnut 5 nicht ganz bis zum vorderen Ende 3 des Gehäuses 2 geführt ist, verbleibt hier ein Bereich mit einteiliger Gehäusewandung.

Fig. 1 macht deutlich, daß Trennstäbe 9 in der Ring­ nut 5 angeordnet sind, so daß sich ein Kühlkanal in der Wandung des Gehäuses 2 für eine gerichtete Strömung des Kühlmediums ergibt.

An seinem hinteren Ende 4 weist das Gehäuse 2 einen Flansch 10 auf. Dieser Flansch 10 könnte so groß ausgebildet sein, daß er zur Aufnahme von Gewinde­ bohrungen geeignet ist. Im dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel jedoch ist der Flansch 10 relativ klein bemessen und ermöglicht es, eine Gehäuseman­ schette 11 anzusetzen, die ihrerseits die Gewinde­ bohrungen aufweist und eine Flanschverbindung zwischen dem Gehäuse 2 und weiteren Bauteilen er­ möglicht. Hierdurch wird das Gehäuse 2 preis­ günstiger herstellbar und im Reparaturfall kann die Gehäusemanschette 11 wiederverwendet werden.

Mit Hilfe der Gehäusemanschette wird die Befesti­ gung eines Verschlußdeckels 12 möglich, der mit Hilfe einer Deckelmanschette 14 an das Gehäuse 2 angeflanscht ist, wobei eine zwischen dem Gehäuse 2 und dem Verschlußdeckel 12 angeordnete Dichtung 15 den Austritt von Kühlwasser zwischen diesen beiden Bauteilen verhindert.

Der Deckel 12 weist zwei Gewindebohrungen 16 auf, die den Anschluß von Zufluß- und Abflußleitungen 17 für das Kühlwasser mittels Schraubanschlüssen 18 ermöglichen. Der Trennstab 9, der zwischen den beiden Gewindebohrungen 16 des Verschlußdeckels 12 im Gehäuse 2 angeordnet ist, kann über die ge­ samte Höhe der Ringnut 5 verlaufen, um einen Kurz­ schluß im Kühlwasserkreislauf zu verhindern.

In das Gehäuse 2 kann ein Temperatursensor einge­ setzt werden, der die Kühlwassertemperatur oder die Gehäusetemperatur überwacht und der mit einer Schal­ tung verbunden sein kann, die bei Überschreiten einer zulässigen Höchsttemperatur die Elektrode abschaltet. Eine entsprechende Bohrung für die elektrische Anbindung des Temperatursensors ist im Verschlußdeckel 12 zwischen den Gewindebohrungen 16 vorgesehen.

An den Verschlußdeckel 12 ist ein rohrförmiger Stutzen 19 angeschweißt, der den außerhalb des Ge­ häuses 2 befindlichen Teil der Elektrode stützt und zentriert. Da der Innendurchmesser des Stutzens 19 größer als der Außendurchmesser der Elektrode ist, weist der Stutzen 19 eine in Fig. 1 nicht darge­ stellte Stütze beispielsweise in Form eines Reduzierringes auf, der für die genaue Zentrierung und Abstützung der Elektrodenelemente sorgt, die sich außerhalb des Gehäuses 2 und außerhalb der Schmelzwanne befinden. Um die Schraubanschlüsse 18 der Zufluß und Abflußleitungen 17 gut erreichen zu können, weist der Stutzen 19 ein Fenster 20 auf, durch welches beispielsweise Werkzeuge geführt werden können.

Durch den modularen Aufbau des Halters 1 ist das preisgünstige Auswechseln einzelner Komponenten möglich. Aufgrund des einteilig ausgestalteten Gehäuses 2 ist ein Wasseraustritt aus dem Kühl­ kreislauf in die Glasschmelze nicht mehr möglich. Selbst bei versagender Dichtung 15 tritt Kühl­ wasser dort allenfalls nach außen, nicht jedoch in die Glasschmelze aus.

Durch Kontakt mit der Glasschmelze und ggf. durch Kalkablagerungen innerhalb des Kühlmittelkanals, der einen relativ geringen Querschnitt aufweist, stellt das Gehäuse 2 ein Verschleißteil dar, das relativ preisgünstig ausgewechselt werden kann. Zudem ist es möglich, durch Lösung der Flanschverbindung den Ver­ schlußdeckel 12 zu entfernen und im eingebauten Zu­ stand des Gehäuses 2 an den Kühlmittelkanal zu ge­ langen, so daß dieser mechanisch und/oder chemisch gereinigt und von Kalkablagerungen befreit werden kann. Da das Gehäuse 2 unterhalb des Spiegels der Schmelze angeordnet ist, würde ein Ausbau des Ge­ häuses 2 das Ablassen der Schmelze aus der Schmelz­ wanne erfordern und damit eine erhebliche Betriebs­ unterbrechung darstellen. Beim Stand der Technik sind die aus mehreren Einzelteilen zusammengesetzten und verschweißten Gehäuse nur komplett auswechsel­ bar, wenn sich deren Kühlkanäle durch Kalkablage­ rungen des Kühlwassers zugesetzt haben sollten. Da in diesem Fall eine Durchströmung des Kühlkanales nicht mehr möglich ist, ist eine chemische Reini­ gung des Kanales häufig nicht möglich und ein mechanischer Zugang zum Kühlkanal ist aufgrund der verschweißten Gehäusekonstruktion ebenfalls nicht möglich. Daher ist beim Stand der Technik ein Aus­ wechseln des gesamten Gehäuses und damit die not­ wendige Betriebsunterbrechung unumgänglich.

Claims (6)

1. Halter für eine Glasschmelzelektrode, mit einem rohrförmigen Gehäuse, welches in der Gehäusewandung wenigstens einen Hohlraum zur Aufnahme eines Kühlmediums aufweist und wel­ ches ein erstes, "vorderes" Ende umfaßt, das in die Seitenwandung der Glasschmelzwanne einsetzbar ist sowie ein zweites, "hinteres" Ende, das außerhalb dieser Wandung ver­ bleibt, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) aus einem einzigen Materialstück gefertigt ist, wobei der Hohlraum zur Auf­ nahme des Kühlmediums durch eine Ringnut (5) gebildet ist, welche sich koaxial zur Längsachse des Gehäuses (2) über einen Teil der Gehäuselänge erstreckt, und wobei mehrere Trennstäbe (9) in der Ringnut (5) angeordnet sind, und wobei die Trennstäbe (9) einen mäanderförmigen Kühlkanal schaffen.

2. Halter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen außen umlaufenden Flansch (10) am hinteren Ende (4) des Gehäuses (2), welcher das Anflanschen weiterer Bauteile an das Ge­ häuse (2) ermöglicht.

3. Halter nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Verschlußdeckel (12), der das hintere Ende (4) des Gehäuses (2) abdeckt und der eine Öffnung für die einzusetzende Elektrode aufweist und der Anschlußmittel (Schraubanschlüsse 18) zum Anschluß von Zufluß- und Rückflußleitungen (17) des Kühlmittels aufweist und der Öffnungen (Gewindebohrungen 16) umfaßt, die für das Kühlmittel eine Verbindung von den Anschluß­ mitteln zu der Ringnut (5) schaffen.

4. Halter nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an dem Verschlußdeckel (12) eine Stütze zum Zentrieren und Abstützen der Elektrode befestigt ist.

5. Halter nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein rohrförmiger oder rinnen­ förmiger Stutzen (19) vorgesehen ist, der die Stütze trägt.

6. Halter nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Temperatursensor vorgesehen ist, der sich in das Gehäuse (2) erstreckt.