DE7423179U - Vorrichtung zum Abkühlen erhitzter Metallteile - Google Patents

Description

I lh. 13. 179.

Anmelder: Erich Hilgeroth

563 Remscheid-Lennep

Max-Planck-Str. 54

^Vorrichtung zum Abkühlen erhitzter Metallteile. \

Die Neuerung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abkühlen erhitzter Metallteile, vorzugsweise aus der'Gußforni kommender Gußscücki oder aus dem Ofen kommender Stahlteile oder Stahlbänder. Unter Metallteilen werden wie gesagt vornehmlich Gußstücke, Stahlteile oder Stahlbänder verstanden, d.h. Teile, die beispielsweise in der Gießerei anfallen oder aus Glühofen kommen. Die Neuerung ist aber auch allgemein anwendbar auf andere Metallteile, die hocherhitzt sind, z. B. Temperaturen von 00 bis 700° Celsius aufweisen und in denen sich während des Abkühlens eine Gefügeumwandlung vollzieht.

Bisher müssen Gußteile bei Temperaturen von 500 bis 700° Celsius nach dem Ausrütteln aus der Gußforni vom Band genommen, -eputzt urJ abge etzt werden. Für der. Arbeiter, welcher mit

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dem Transport und der behandlung solcher Gußteile beschäftigt ist» tritt bei dieser Arbeit eine starke Wärme- und Staubbslüstigung auf. Außerdem ist sin großer Zeitai'svsnd bis zur vollständigen Abkühlung der Gußteile bis zur Raumtemperatur erforderlich. Dies bedeutet einen großen Platzbedarf und einen Zeitverlust für die Produktion. Bei Stahlbändern hat man bereits den Kühlvorgang durch Aufsprühen von Wasser beschleunigt, was jedoch zu Unrgelmäßigkeiten in der Abkühlung führt, und vor allem zu Unregelmäßigkeiten in der Gefügeausbildung.

Der vorliegenden Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, welche eine schnelle, zeitsparende Abkühlung unter gleichzeitiger Säuberung der Metallteile gestattet und eine Wärme- und Staubbelästigung verhindert.

Die gestellte Aufgabe wird neuerungsgemäß gelöst durch einen angetriebenen zur Aufnahme der Metallteile bestimmten Förderer, in dessen Längsrichtung mehrere aufeinander folgende Kühlzonen, nämlich eine Wärmeabstrahlungszone, mit Luftdüsen ausgestattete Kühlzone und mit Wasser-Zerstäubungadüsen ausgestattete Kühlzone angeordnet sind. Im Rahmen der Vermeidung der Wärme- und Staubbelästigung wird der wesentliche Vorteil eines günstigen Umweltschutzes in den betreffenden Metallteil verarbeitenden Industriebetrieben erreicht.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der neuerungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

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Die neuerungsgemäße Vorrichtung sei an Hand ein4a in der Zeichnung dargestellten Ausführungebeiepieles nachfolgend erläutert. Es zeigei!*

Fig. 1 eine stark schematisierte Seitenansicht einer Vorrichtung zum Kühlen von Gußtstücken,

Fig. 2 einen Querschnitt hierzu gemäß Schnittlinie 1I-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt gemäß Schnittlinie III-III in Fig. 1,

Fig. 4 oeche verschiedene Ausschnitte aus diesen Gestaltungen und zwar vereinfacht gezeichnet im Vertikalachnitt und in Draufsicht und

Fig. 5 ein Ausführungsbsispiel ein»r Abkühlkurve im Diagramm.

Fig. 1 zeigt stark schematisch ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Abkühlen von Gußstücken in fünf hintereinander liegenden Kühlzonen I bis V. Die Vorrichtung weist einen motorisch angetriebenen Förderer auf, der in diesem Ausführungsbeispiel aus zwei endlosen Förderbändern 1 und 2 besteht, wobei das !Förderband 1 zweckmäßigerweise als Plattengliedmrband, das Förderband 2 als Lattenband ausgebildet ist. Das Plattengliederband 1 ist um Umlenkrollen 3, 4 geführt, während zu dem Lattenband Umlenkrollen 5, 6 vorgssehen sind, und zwar ist die Anordnung so getroffen, daß die zu kühlenden Gußstücke 7 von dem ersten Förderband auf das zweite übergehen werden, wobei die Gußstücke nach dem Übergang eine neue Lage einnehmen können. Die erste Kühlzone I ist als Wärmeabstrahlungszone ausgebildet, d.h. während des langsamen Durchlaufes durch diese

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Zone kühlt sioh das betreffende Gußstück durch Wärmeabs lang in natürlicher Weise am einen bestimmten Grad ab· Diese Eühlsons ist in Dar er Länge and aufgrund der Fürdergesohwindlgkeit so beschaffen, daß in ihr eine natürliohe Gefügeomwandlung stattfinden kann· .

Naoh 'Durchlauf durch die Kühlzone I gelangt das GußatUok in Hlohtong des βIngeζθlohneten Pfeiles in den Bereioh eines hauben-

_ artigen Düsenkasten Θ, der in Längsriohtung in die beiden Kühlzone.-. II und III unterteilt ist» derart, daß in der Kühlzone II eine reine Kojuvektionskühlung stattfindet, and zwar aittels Kühlluft oder angewärmter Luft, die doroh vereinfacht geäeiölmets DUssn 9 auf das G-ftßatüok aufgeblasen wird« Aiofr in der Ktihleone III befinden sioh Düsen Io, die im wesentlichen Kühlluft aufblasen, wobei jedoch diese? Kühlluft verdüstes bzw. in feinen Tröpfchen verteiltes Wasser beigegeben werden kann, und zwar in einer äolohen Menge, daß die WassertrOffenen boim Apftreffen auf dem heißen GuSstüok sofort verdampfen. Dia

- Düsen in dieser Kühlzone sind zweokmäßigerseise als kombinierte Waseer-Drackloftdüaen ausgebildet.

"Su schließt sioh die Kühlzone IV an, and zwar in Form eines weiteren Düsenkastens 11 mit Draokloftdüsen 12, denen man je aaoh Anwendungsgebiet ebenfalls fein verteiltes Wasser beigeben kann·

Die in den. Düsenkasten 8_P 11 wirksam werdende dareh Düsen beaafsohlag*a Kühlluft wird zweokmäßigerweise im Kreislauf ge-

τ-—' ^; *— — —

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führt. Flischluft wird mittels des Gebläses 13 and daroli verstellbare Klappe 15 regelbar über nie Ansaugleitung 14 zugeführt and über Verteilerleitungen bzw. Sohäohte 16_S 17, 18 in die Düsenkasten 8, 11 eingeleitet· Vor dem Eintritt kann eine weitere

Hegelang durch verstellbare Klappen 19» 2o erfolgen· Naoh Aus- j

tritt der Kühlluft aus den Düsen und naoh Auf treffen auf die 4

Gutfatiioke strömt die Luft je naoh Anwendungsfall und je nagh 'j

besonderer Gestaltung der Düsenkasten wählweise seitlich und/ >i

oder in Längeriohtung ab and wird über entsprechende Kanäle f.' und Ansohlußleitunken 21, 22 sowie eine Sammelleitung 25 zu einem'ί

Zyklon 26 geführt. Auoh in diesen Abführungsleitungen sind ver- \.

stellbare BegelkXappen 23, 24 vorgesehen. Der Zyklon 26 dient § der Entstaubung der Kühlluft, die über die Leitungen 27 und 29

wieder zu dem Gebläse 13 gelangt, wobei eine weitere Regel- %

klappe 28 die Dorohsatzmenge der iia Kreislauf geführten Kühl- *j

luft einzustellen gestattet* Bie im Zyklon 26 ausfallenden -

ond^ioh im unteren Bereich ansammelnden Verunreinigungen ί können von Zeit zu Zeit in einen Auffangbehälter 4o abgelas-

sen werden. Die Regelklappe 28 dient ferner im Zusammenwirken '3

mit der weiteren Regelklappe 31 dew Abführung eines mehr oder j

weniger großen Seiles der Kühlluft über die Leitung JG sa i

einem Luft-Naßwäsoher 32, der dem Zyklon naohgesohaltet ist· "

v/ejtm also über die Leitung 14 Frischluft zugegeben wird, kann

ein entsprechender Anteil versohmn/bzter Luft über die Leitung |

30 und naoh Reinigung in dem Naßwä.i-ioher t>2 und weiter Über

die Umlenkvorriohtung 34» Leitung 35 und Gebläse 36 naoh außen |

abgeleitet «erden· r i

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Das weiter oben erläuterte Lattenband 2 fördert die Gußstücke 7 durch die Kühlzone 7, die von einem Düsenkasten 41 gebildet «?irä_s Unter diesem Latten-Förderband 2 ist ein Wassersammelkanal 4la angeordnet. Oberhalb des Lattenbandes befinden siah Wasser-Zerstäubungsdüsen 47» die über Verteilerleitungen 46 and eine Zuführungsleitung 45 durch eine Draokpumpe 44 beaufschlagt werden· Das auf die Gußstücke aufstrahlende Wasser,· das neben einer besondere intensiven Küftlwirkung gleichzeitig

Q . eine starke Reinigung der Gü£»tü«ke herbeiführt, flieStifeSöa das Lattenband hinduroh und sammelt sich im unteren Bereioh 42 des Wassersammelkanals 41a und es kann über die Leitung in Sichtung der eingezeichneten Pfeile au der Pompe 44 and somit im Kreislauf zurückgeführt werden« An der tiefsten Stelle 41b des Kanals ist über die Leitung 48 eine Schlammpumpe 49 angeschlossen, die zum Abführen des sich sammelnden Schlammes über eine weitere Leitung 50 la den Uaßwäeoher 32 dient; wobei sion in diesem der Schlamm im unteren Bereioh 33 sammelt und

,-^ über einen im Bodenbereich des Naßwäsohers angeordneten SohiÄmm«- baggers 37 Über Abwurf rolle 38 abgeführt und in einen Saamelbehälter 39 abgeworfen werden kann· Auoh in dieser Zone Y kann Druokluxt zusätzlich abgeführt werden, die über seitliche Kanäle und eine Leitung 51 über Hegelklappe 52 abgeführt and in Pfeilβ«riehtans dem Haßwäsoher 32 zugeleitet werden kann·

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt gemäß Schnittlinie H-II in Fig. and veransohaalioht, daß die in Fig· 1 eohematisoh dargestellten Leitungen zumindest im Bereioh der 2Usenkäa«ten eohaohtartig

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d.h.. mit großen. VoI ame ja ausgebildet sind· Des weiteren 1st hler schematisoh. die Kombination von Luftdüsen 9 und Wasserdüsen 10 veranschaulicht, nobel die letzteren über Versprgungslsitungen. 10a, IGo unter Zwischenschaltung eines Begelsohlebers Lob angeschlossen sind· Des weiteren ist erslohtlioh, daß die Düsen über die gesamte Pläohe innerhalb der Düsenkästen oberhalb des betreffenden Förderbandes verteilt sind· Das gleiche gilt auch für die Schnittdarstellang der 71g. 3 gemäß Sohnittlinie III-III In Pig. 1«

· 4 zeigt insgesamt 6 verschiedene Gestaltungen von Wasserdruokluftdüsen, d.h.. in welcher Seise die Luftdüsen 54 bzw· 56 _s bzw. 53« bze. 60, bzw. 62, 63 bzw. 66 bis 68 der betreffendes. ' Düsenkasten 53 mit den Wasserdüsen 55, 57, 59, 61a, 64, 70 und deren Zuleitungen 55a, 57a, 61 kombiniert werden können, wobei die Draufsichten im unteren Teil des Bildes der 71g. 4 verschiedene Einstellungen, auoh Schräg stellangen und Düsen·* austrittsformen veranschaulichen· Außer den Sohlitzdüsen für Luft oder Wasser, die quer oder schräg verlaufen, können, auoh. Loohdüsen 66 bis 63 oder Hingdüsen 65, 71 vorgesehen werden. Bevorzugt kommen Plaohstrahldüsen zum Einsatz, mit denen es mSglloh ist, eine Sohlitzbreite von etwa 10 mm einsahalten, ohne daß die Seitenränder übernetzt werden· Zwischen den jeweiligen Düsen, die beispielsweise als Schlitz- oder Randdüsen aasgebildet sind» können auch nooh 9*«*-, riaohetrahl- oder Vollkegeldüsen eingesetzt werden« Sohließlioh 1st e» «aoh

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-"' r J möglich, eine Injektorwirkung zu benutzen,

Fig, 5 zeigt ^r:chematisch ein Ausführungsbeispiel einer Abkühlungskurve 73 im Diagramm über der waagerechten. Achse Ί·- auf der längenmäßig die Kühlzone I bis V eingetrage . sind, während über der vertikalen Achse <Z a ie Temperaturen aufgetragen sind. Man sieht, daß zunächst die Temperatur der gekühlten Metallteile insbesondere im Bereich der Kühlzonen I und II langsam absinkt, so daß die natürliche G-efü ;eumwandlung nicht beeinträchtigt wird, daß aber anschließend ein sehr schneller Temperaturabfall und demgemäß eine intensive Kühlung bis hin zur Raumtemperatur erfolgt. Es wurde bereits zu Anfang darauf hingewiesen, daß ein wesentlicher Vorteil der ausführlich erläuterten Vorrichtung darin besteht, neben der intensiven Abkühlung gleichzeitig eine gute Reinigung der zu kühlenden Metallteile herbeizuführen, ohne daß es zu einer Staubentwicklung kommt. Es kommt hinzu, daß in der Kühlzone III und aen eventuell nachfolgencien Kühlzonen das mit Preßluft zerstäubte Wasser durch die hohe Kühlluftgeschwindigkeit bis zum Auftreffen auf das betreffende Gußtstück stark beschleunigt wird und somit mit Druck auf die Gußstückoberfläche auftrifft. Wenn sich an den Oberflächen der Gußstücke, insbesondere wenn diese kompliziert gestaltet sind, Formsand Defindet, so reichert sich dieser infolge des hygroskopischen Verhaltens mit Feuchtigkeit an. Infolge der hohen Temperatur des Formsandes verdampft das Wasser, so daß eine intensive Verdampfungskühlung bis hin zu den inneren Wandungen deo ^uS-

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Stückes stat^findet, wobei gleichzeitig unerwünBchte Spannunjen vermieden werden.

Die i*eijeri.3n£ bpsohrKnkt sich nicht auf das in der Zeichnung dargestellte AuTführun^sbeispiel., sondern soll auch andere k-mstruktive Varianten erfassen, bei welchen die zu Anfang erläuterten Grundgedanken der feuerung verwendet sind.

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Claims (7)

Schutzansprüche

1. Vorrichtung zum Abkühlen erhitzter Metallteile, vorzugsweise aus der Gußform kommender G-ußstücke oder aus dem Ofen kommender Stahlteile oder Stahlbänder, gekennzeichnet durch einen angetriebenen zur Aufnahme der Metallteile bestimmten Förderer (1, 2), in dessin Längsrichtung mehrere aufeinander folgende Kühlzonen (I bis V), nänlich eine Wärmeabstrahlungszone (I), mit Luftdüsen ausgestattete Kühlzonen (II, III, IV) und mit Wasser-Zerstäubungsdüsen. ausgestattete Kühlzonen (V) angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderer aus einem oder mehreren hintereinander angeordnete Endlosförderbändern (1, 2), vorzugsweise Plattenbändern, besteht, auf deren Unterseite sich ein längsverlaufender Kanal (8a, 41a) befindet and auf deren Oberseite mit den Durchtritt der Metallteile gestattendem Abstand haubenartige Düsenkasten (8, 11; 41) angeordnet sind.

3. V_orriohtung nach Anspruch 2, daduroh gekennzeichnet, daß die Düsenkasten aufeinanderfolgend mit Luftdüsen (9), Wasser-Druckluftdüsen (10) und Wasser-Zerstäubungsdüsen (4?) ausgestattet sind.

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4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- .. ^Λ durch gekennzeichnet» daß die Luft zur Düsenbeaufschlagung im Kreislauf (13, 36_t 17, 21, 22, 25, 27, 29) geführt ist, und daß in diesem Kreislauf ein Zyklon (26) ζuv Staubabscheidung angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, Jaß dem Zyklon ein Luft-Naßwäscher (32) nachgeschaltet ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die letzte mit Wasserzerstäubungsdüsen ausgestattete Kühlzone (V) ein Latten-Förderband (2) aufweist, unter welchem ein Wassersammelkanal (41a) angeordnet ist, daß an diesen Kanal eine Wasserpumpe (44) zum Zurückführen des Wassers im Kreislauf zu den Zerstäubungsdüsen (47) angeschlossen ist, und daß an die tiefste Stelle (41b) des Kanals eine Schlammpumpe (49) zum Abführen des sich sammelnden Schlamms in einen Naßwäscher (32, 33) angeschlossen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schlammbagger (37) im Bodenbereioh des NaSwäschers angeordnet ist.

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