CH301572A - Einrichtung zum Glühen unter von der Atmosphäre abweichenden Verhältnissen. - Google Patents

Description

  Einrichtung zum Glühen unter von der Atmosphäre abweichenden Verhältnissen.    Die vorliegende Erfindung bezieht sich  auf eine Einrichtung zum Glühen unter von  der Atmosphäre abweichenden     Verhältnissen.     Glühbehandlungen in elektrisch beheizten  Hochtemperaturöfen werden in der Regel  unter Vakuum oder unter Auftreten einer  Schutzgasatmosphäre durchgeführt, um da  durch den sonst eintretenden     Abbrand    des  Heizelementes zu verhindern und eine Oxy  dation des Glühgutes zu vermeiden. Durch  die Vakuumbehandlung wird das Glühgut  auch in seinen Eigenschaften     verbessert.     



  Ein Nachteil bekanntgewordener Einrich  tungen zur Vakuumbehandlung besteht darin,       dass    einerseits die     Ausnutzungsmöglichkeit     der Einrichtungen verhältnismässig schlecht  und anderseits eine rasche Aufheizung oder  Abkühlung des Glühgutes, die unter Umstän  den für die Eigenschaften des zu behandeln  den Materials von Bedeutung werden können,  nicht durchführbar sind, es sei denn, dass be  sondere,     meistens    dann sehr verwickelte und  kostspielige Einrichtungen vorgesehen wer  den, die die Entnahme des Gutes aus dem  Ofen     -unter    Vakuum oder unter dem Bestand  der     Sehutzgasatinosphäre    ermöglichen.

   Auch  in diesen Fällen muss stets bis zur weitgehen  den Abkühlung des Ofens und seines Inhaltes  gewartet werden, bis sich eine Temperatur  einstellt, bei der keine Oxydationen des     Heiz-          elementes    oder des Glühgutes mehr zu be  fürchten sind. Besonders wenn unter Vakuum  gearbeitet wird, kann die Abkühlung sehr  lange Zeit in     Anspruch    nehmen.

   So muss bei-         spielsweise    bei der Herstellung von Karbiden,  die mit Sauerstoff sehr reaktionsfähig sind,  etwa von     Titankarbid,    die     Glühbehandlung     des Ausgangsgutes, das aus einer Mischung  aus Metalloxyden und     Kohlenstoff    besteht,  unter Vakuum durchgeführt werden, wenn  ein besonders hochwertiger     Werkstoff    her  gestellt werden soll. Nach Beendigung der  Reaktion, die zur     Karbidbildung    führt, muss  das Material unter Umständen bis unter  200  C abgekühlt. werden,     am    mit Sicherheit  eine nachträgliche     Oxydation    beim Zutritt  der Atmosphäre zu vermeiden.

   Dadurch er  gibt sich eine sehr lange     Abkühlperiode,    die  die Ausnutzungsmöglichkeit der Anlage     stark     behindert.  



  Gemäss vorliegender Erfindung     sollen     diese Nachteile vermieden werden. Die Erfin  dung soll ermöglichen, ,das Gut, das der Glüh  behandlung zu unterziehen ist, in einfacher  und betriebssicherer Weise zunächst in den  Ofen einzuführen, der bereits höhere Tempe  raturen unter Vakuum oder     Schutzgasatmo-          sphäre    angenommen haben kann. Die Erfin  dung soll weiterhin ermöglichen, das     Glüh-          gut    nach beendeter Glühbehandlung verhält  nismässig rasch abkühlen und, ohne dass eine       Temperatursenkung    des Glühofens notwendig  wäre, wieder an die Atmosphäre bringen zu  können.  



  Die erfindungsgemäss vorgeschlagene Ein  richtung zeichnet sich dadurch aus, dass sie  einen     elektrisch        beheizten,    den     Glühraten     enthaltenden Ofen     und    ein Kühlgefäss besitzt,      in dem ein Träger für zu behandelndes Gut  zwischen zwei Endlagen     verschiebbar    ange  ordnet ist, um in der einen Endlage des Trä  gers das Behandlungsgut im Kühlraum des  Gefässes kühlen und in der andern     Endlage     im Glühraum des     Ofens    aufheizen zu können,  wobei der     Glühraum    und der Kühlraum  durch wenigstens ein Abschlussorgan gegen  einander abschliessbar sind.  



  In der Zeichnung sind in den Fig. 1-3  schematisch drei     Ausführungsbeispiele    des       Erfindungsgegenstandes    zum Teil im Mittel  schnitt, zum Teil in     Ansicht    dargestellt.  



  Die Einrichtung besitzt nach dem ersten  Ausführungsbeispiel (Fug. 1) einen den     Glüh-          raum    enthaltenden Hochtemperaturofen 1,  welcher einen wassergekühlten Mantel 2 auf  weist. Im Ofen 1 ist ein Heizelement oder es  sind mehrere, an sich bekannte und in der  Zeichnung nicht näher dargestellte Heiz  elemente für direkte oder induktive Heizung  angeordnet. Mit 3 ist ein Anschlussstutzen  bezeichnet, welcher in den untern Teil     des     Ofens 1 einmündet und zum Anschluss einer  vom Ventil 5 beherrschten Leitung 4 dient.  Der Ofen 1 befindet sich auf einem Aufbau,       welcher    im wesentlichen durch vertikale Stän  der 6 und durch eine Tragplatte 7 gebildet  ist.

   Unterhalb des Ofens ist ein zylindrisches  Kühlgefäss mit Kühlraum 8 koaxial zum Ofen  1 angeordnet. Durchmesser und Länge des  Kühlgefässes können wesentlich kleiner als  die entsprechenden Masse des Ofens 1 sein.  Die Anordnung ist so getroffen, dass an den  einen, obern Teil 9 des Kühlgefässes, welcher  unmittelbar an die Unterseite der Tragplatte  7 angeschlossen ist, eine Leitung 10     ange-          schlossen    ist, welche radial in den Innenraum  des zylindrischen Teils 9 mündet und von  einem Regulierventil 11 beherrscht ist.

   Das  andere, der Tragplatte 7 gegenüber abge  kehrte Ende des ersten obern     Ringteils    9 des       Kühlgefässes    ist mit einem Ringflansch 12  versehen, mit welchem der entsprechende  Flansch 13 eines weiteren, untern, zweck  mässig doppelwandigen und wassergekühlten  Teils 14 in leicht lösbarer, vakuumdichter  Verbindung steht. Der Teil 14 ist ebenfalls    zylindrisch ausgebildet, an seinem dem  Flansch 13 abgekehrten Ende verjüngt und  dort mit einer vakuumdichten Durchtritts  öffnung 15 ausgerüstet. Der Teil 14 ist mit  tels einer Rippe 16 mit einem Gleitschieber  17 verbunden, welcher an einem der Ständer  6 auf- und abbeweglich und in jeder Zwi  schenlage mittels einer Stellschraube 18 fest  stellbar ist.

   In Innern des Kühlraumes 8 be  findet sieh das obere Ende einer Stange 19,  welche an ihrem untern Ende mittels einer  Rippe 20 mit einem     Gleitschieber    21 starr  verbunden ist. Auch der Gleitschieber 21 ist  an einem andern der     Ständer    6 ebenfalls     auf-          und    abbeweglich und in jeder Zwischenlage  feststellbar. Die Gesamtanordnung ist so ge  troffen, dass durch die genannten Bewegun  gen des Schiebers 21 das im Innern des Kühl  raumes befindliche Ende der Stange 19 zwi  schen zwei Endlagen beliebig einstellbar ist.  Die Stange 19 trägt den temperaturbestän  digen Isolierkörper 22, beispielsweise aus Gra  phit, der zur Aufnahme des zu behandelnden  Gutes 23 geeignet ausgebildet ist. Die Stange  1,9 ist zweckmässig gekühlt.

   Zu diesem Zwecke  nimmt. sie in ihrem Innern Leitungen 24 auf,  die etwa. an eine     Frisehwasserquelle    ange  schlossen werden können. Die     Diehtun-    15  sorgt dafür, dass der Kühlraum 8 vakuum  dicht gegen die Aussenatmosphäre abgeschlos  sen bleibt.  



  Mit 25 ist eine Platte     aus    einem hitze  beständigen Werkstoff bezeichnet. Die Platte  25 ist lose in eine     Mittelöffnung    der Trag  platte 7 eingesetzt. Die     'Mittelöffnung    der  Tragplatte 7 verbindet den Kühlraum mit  dem Ofenraum; sie liegt. dabei im. Bereiche  der Bewegung der Stange 19.  



  Zum Einbringen des zu     behandelnden     Gutes wird der untere     Kühlgefässteil    14  mittels des     Gleitschiebers    17 nach     abwärts     bewegt. Hierauf wird das     Behandlungs-          gut    auf den dadurch freigelegten     Isolier-          körper    22 aufgeschichtet. Durch Hochschie  ben des     Gleitschiebers    17 wird der Kühlraum  geschlossen. Hierauf wird die     Stange    19 mit  tels des     Gleitschiebers    21     naeli        aufwärts    be  wegt.

   Beim Einbringen des     Behandlungsgiftes         in den Kühlraum 8 kann der Ofen 1 schon  wieder unter einer Schutzgasatmosphäre  stehen, welche durch die Platte 25 vom Kühl  raum 8 getrennt ist. Nachdem der Kühlraum  8 geschlossen ist, wird er entweder nach An  heben der Platte 25 gemeinsam mit dem Ofen  raum 1 über die Leitung 10 und das Ventil 11  evakuiert, oder es wird der Raum 8 über die  Leitung 11 und der Raum 1 über die Leitung  3 getrennt evakuiert. In diesem Fall ist das  Ventil 5 so ausgebildet, dass die Leitung 3  abwechselnd mit einer Vakuumpumpe und  einem Sehutzgasvorrat verbundbar ist. Die  zuletzt genannte Möglichkeit kommt bei  grossen Räumen in Betracht, weil in diesem  Fall der Strömungswiderstand der Durch  trittsöffnung bei geöffneter Platte 25 die  rasche Evakuierung behindern könnte.

   Auch  die     Verwendung    wertvollerer Schutzgase,  etwa aus Edelgasen     bestehend,    könnte für  Gien zweiten Weg sprechen, weil dann die  Vermisehungsmögliehkeit mit Luft aus dem  Raum 8 vermeidbar wäre. Durch weiteres  Anheben der Stange 19 wird das zu behan  delnde Material in den Ofenraum 1 einge  führt, wobei die Platte 25 mit dem über ihr  befindlichen Isolierkörper 39 auf dem Gut  liegt und mitliochgehoben wird. Nach Beendi  gung der Glühbehandlung wird das Glühgut  über die Stange 19 in den Kühlraum 8 ab  gesenkt; sofort oder spätestens nach Beendi  gung der Abkühlung wird der Ofenraum 1  wieder über das Ventil 5 mit Schutzgas ge  füllt. Nach beendeter Abkühlung wird der  Mantel 14 abgesenkt und das Gut entnom  men.

   Der Ofen kann dabei im angeheizten  Zustande verbleiben, da sieh beim Absenken  die Platte 25 auf die Bodenplattenöffnung  lert und den Eintritt atmosphärischer Luft  in den Ofenraum verhindert.  



  Eine zweite Ausführungsform des     Erfin-          dungsgezenstandes    ist in der Fig. 2 darge  stellt. Auch bei dieser Ausführungsform ist  der Ofen 1 mit einer Doppelwandung 2 ver  sehen. Der Unterschied gegenüber dem ersten  Ausführungsbeispiel besteht darin, dass hier  zwischen Ofenraum 1 und Kühlraum 8 eine  Zwischenkammer 26 mit wassergekühlter    Doppelwandung 27 angeordnet ist. Zum  Abschluss der Zwischenkammer gegenüber  dem Ofenraum 1 ist ein Plattenventil 28 für  Hochvakuum eingeschaltet, dessen abgedich  tete Ventilplatte mit einer Kühlschlange 29  versehen ist. Die Ventilplatte kann von aussen  mittels eines handgriffartigen Hebelarmes 30  geöffnet werden, wobei das Kühlmittel der  Ventilplatte 28 über die Betätigungswelle 31  zugeführt wird.

   Der Kühlraum 8 ist     mittels     eines Klappdeckels 33 von der Zwischenkam  mer 26 abgeschlossen, wobei der Klappdeckel  einen Anschlag 33 aufweist, welcher so in den  Raum der Zwischenkammer 26     hineinragt,     dass beim Öffnen der Ventilplatte 28 der An  schlag von dieser mitgenommen wird, wo  durch der Klappdeckel 32 in die gestrichelt  dargestellte Öffnungslage gelangt; in ihr  wird er von der Ventilplatte 28 so lange fest  gehalten, bis :die Ventilplatte 28 wieder ge  schlossen wird;     :durch    sein Eigengewicht,     ge-          langt,der    Klappdeckel 32 dabei immer wieder  in die Schliesslage.

   In der Öffnungslage bildet  der Deckel 32 eine hitzebeständige Wand zum  Schutz der     Gummidichtung    28' oder Ventil  platte 28 vor der Wärmestrahlung.  



  Die Einführung des     Gutes    erfolgt in glei  cher Weise wie bei der Anordnung nach       Fig.    1. Nach     Beendigung    des Glühprozesses  wird das Glühgut abgesenkt und :der Ofen  hermetisch mittels des Ventils 28 verschlos  sen. Das Material wird nach Belüftung des  Raumes 8 und     Absenken        des        Kühlgefässteils     14 aus dem     bisherigen    Kühlraum 8 entnom  nien.  



  In     Fig.    3 ist, eine Abwandlung des     Ausfüh-          rungsbeispiels    gemäss     Fig.    2 dargestellt, bei  welcher mittels eines Auslegers 40 das     Plat-          tenv        entil    28 um eine vertikale Achse 34     ver-          schwenkbar    und die     Achse    34 selbst. in einem  Führungsgehäuse 39 vertikal verschiebbar ist.

    Die Achse 34 steht über einen Bund unter  dem Einfluss einer Druckfeder 37, welche be  strebt ist, die Ventilplatte 28     -unter    Vermitt  lung der Achse 34 und des Auslegers 40  gegen den     Ventilsitz    zu pressen. Ferner ist  ein     handgriffartiger    Hebel 35 vorgesehen,  welcher um einen Bolzen 41 v     erdrehbar    auf      der Achse 34 befestigt ist. Der Hebel 35 stützt  sich mit einer Nase 42 gegen einen Ansatz  des     Federgehäuses    39 ab. Achse 34 und Aus  leger 40 sind hohl ausgebildet, so dass ein  Kanal 43 vorhanden ist, durch welehen ein  Kühlmittel zur Kühlung der Ventilplatte 28  strömt.  



  Durch Verdrehen des Hebels 35 in Pfeil  richtung 36 wird Ventilplatte 28 gegen die  Wirkung der Feder 37 in der Richtung nach  unten vom Ventilsitz abgehoben und anschlie  ssend in ihrer Ebene verschwenkt, so dass die  zum Ofenraum 1 führende     Öffnung    frei  gegeben wird.  



  Die vertikale Anordnung des     Ofens    hat  die besonderen Vorteile, dass eine raumspa  rende Ausführung erreicht wird, wobei trotz  dem Materialeinführung und     -entnahme    auf  normaler Arbeitshöhe erfolgen. Das Glühgut  ist im Glühraum einwandfrei mechanisch ab  gestützt, ohne dabei Heizkörper zu berühren,  und die Anordnung der Öffnung des     Ofens     gibt die Gewähr, dass schon eine lose aufge  legte Verschlussplatte eine genügende Sicher  heit gegen das     Austreten    des Schutzgases  bietet, wenn ein Teil des Kühlgefässes zur  Entnahme des     Glühgutes    abgenommen wird.

    Die Erfindung ist aber nicht auf vertikale  Ausführungen beschränkt, da die meisten der  erwähnten Vorteile auch bei einer horizon  talen Anordnung in gleicher Weise auftreten.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Einrichtung zum Glühen unter von der Atmosphäre abweichenden Verhältnissen, da durch gekennzeichnet, dass die Einrichtung einen elektrisch beheizten, den Glühraum ent haltenden Ofen und ein Kühlgefäss besitzt, in dem ein Träger für zu behandelndes Gut zwi schen zwei Endlagen verschiebbar angeordnet ist, um in der einen Endlage des Trägers das Behandlungsgut im Kühlraum des Gefässes kühlen und in der andern Endlage im Glüh- raum des Ofens aufheizen zu können, wobei der Glühraum und der Kühlraum durch wenigstens ein Abschlussorgan gegeneinander abschliessbar sind. UNTERANSPRÜCHE: 1.

   Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das Kühlgefäss ko axial zum Glühraum des Ofens angeordnet und mehrteilig ausgebildet ist, wobei ein erster Teil des Kühlgefässmantels über eine Tragplatte für den Ofen an den Glühraum des letzteren angeschlossen ist, während ein weiterer Teil des Kühlgefässmantels lösbar und verstellbar mit dem ersten Teil verbun den ist. 2. Einrichtung nach Unteransprueh 1, da durch gekennzeichnet, dass der Kühlgefäss mantel an seinem der Tragplatte abgekehrten Ende eine dichtende Durchtrittsöffnung für eine als Träger wirksame Stange aufweist. 3.

   Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die den Glühraum und den Kühlraum bildenden Wandungen des Ofens und des Kühlgefässes doppelwandig ausgebildet sind und Mittel vorhanden sind, um durch die Wandungszwisehenräume Kühl mittel zirkulieren zu lassen. 4. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Glühraum an einen Speicher für ein Schutzgas angeschlos sen ist. 5. Einrichtung, nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet., dass der Kühlraum an eine Evakuierungseinrichtung angeschlossen ist. 6.

   Einrichtung nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass die Tragplatte eine in der Bewegungsbahn des Trägers lie gende Öffnung aufweist, wobei eine lose Ver- schlussplatte vorgesehen ist, die von auf dem Träger befindliehem Gut beim Durehtritt des selben durch .die Öffnung mitnehmbar ist. 7.

   Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass zwischen Ofen und Kühlgefäss eine Zwischenkammer angeordnet ist, welche über ein mit einem Betät.ib ings- mittel versehenes Ventil mit, dem Glühraum und über einen Klappdeckel mit dem Kühl raum in Verbindung steht. B. Einrichtung nach Unteransprueh 7, da durch gekennzeiehnet, dass das Ventil gekühlt ist. J. Einrichtung nach Unteranspruch 7, da durch gekennzeichnet, dass das Ventil als Plattenventil ausgebildet ist, das um eine Achse versehwenkbar ist. 10.

   Einrichtung nach Unteranspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungs welle der Ventilplatte als Hohlwelle ausge führt. ist, die zur Durchführung des Kühl mittels der Ventilplatte dient. 11. Einrichtung nach Unteranspruch 7, dadureh gekennzeichnet, dass der Klappdeckel einen in die Schwenkbahn der Ventilplatte ragenden Anschlag aufweist, so dass bei Ver- schwenkungen der Ventilplatte der Klapp deckel jeweils mitgenommen wird, und dass letzterer beim Öffnen des Ventils in die Offenstellung und beim Schliessen des Ventils in die geschlossene Stellung gelangt. 12.

   Einrichtung nach Unteranspruch 7, dadurch ;ekennzeichnet, dass die Ventilplatte um eine ihrerseits verschiebbar geführt Achse verschwenkbar ist. 13. Einrichtung nach Unteranspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die verschieb bare Achse in einem Führungsgehäuse ange ordnet ist und unter der Wirkung einer Druckfeder steht, die die Ventilplatte über die verschiebbare Achse an den Ventilsitz an zudrücken sucht.

   14. Einrichtung nach Unteranspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein am Füh rungsgehäuse abgestützter und mit der längs verschiebliehen Achse drehbar verbundener Handhebel vorgesehen ist, durch dessen Drehung ein Verschieben der Achse Lind da mit ein Öffnen der Ventilplatte entgegen der Federwirkung erfolgen.