Муфельная печь с подвижным нагревателем

 

1. МУФЕЛЬНАЯ ПЕЧЬ С ПОДВИЖНЫМ НАГРЕВАТЕЛЕМ, содержащая соосно расположенные два муфеля с датчиками температуры, механизм перемещения нагревателя и заглушку нагревателя , отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности печи, печь снабжена цилиндрическими полыми экранами с перфорированной внутренней стенкой, расположенными соосно с муфелями и образующими полости между муфелем и экраном для размещения нагревателя, и воздухоотсекателем с приводом, при этом воздухоотсекатель расположен в плоскости оси заглушки, а внутренняя полость экранов соединена с магистралью сжатого воздуха через вентили . 2. Печь по п. 1, отличающ а я с я тем, что вентили и привод электрически связаны с датчиками температуры и механизмом перемещения нагревателя. (Л да о со о

„„SU„„1060906 А

СОЮЗ GOBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

y50 F 27 В 11 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

/ (21) 3485205/22-02 (22) 04.06.82 (46) 15.12 .83. Вюл. 9 46 (72) Н.К.Иванов-Есипович и А.С.Демурин (53) 621.783.245(088,8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 398650, кл. F 27 В 5/00, 1973.

2. Электротермическое оборудова..ние. Справочник. Под ред. A,Ï.Альтгауэена и др. М., Энергия, 1967, с, 363-365, рис.8-45.r. (54)(57) 1. МУФЕЛЬНАЯ ПЕЧЬ С ПОДВИЖНЫМ НАГРЕВАТЕЛЕМ, содержащая соосно расположенные два муфеля с датчиками температуры, механизм перемеще« ния нагревателя и заглушку нагревателя, отличающаяся тем, что| с целью повышения производительности печй; печь снабжена цилиндри- . ческими полыми экранами с перфорированной внутренней стенкой, расположенными .соосно с муфелями и образующими полости между муфелем и экраном для размещения нагревателя, и воздухоотсекателем с приводом, при этом воздухоотсекатель расположен в плоскости оси заглушки, а внутренняя полость экранов соединена с магистралью сжатого воздуха через вентили.

2. Печь по п. 1, р т л и ч а ю м щ а я с я тем, что вентили и привод электрически связаны с датчиками температуры и механизмом перемеще- щ

Я ния нагревателя.

1060906

Изобретение относи" ся к термическому технологическому оборудованию, и может быть использовано в машиностроительной и других отраслях промышленности.

Известна муфельная печь с подвижным нагревателем, состоящая иэ ка мер, выполненных с воэможностью перемещения, стационарных муфелей и поддерживающих устройств $1) .

Недостатком данной печи является 10 незначительная ее производительность.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является муфельная печь с подвижным нагревателем, содержащая соосно расположенные два муфеля, с датчиком температуры, механизм перемещения нагревателя и заглушку нагревателя j2) .

В этой печи оба муфеля работают попеременно в циклах нагрева и охлаждения, поэтому имеется принципиальная связь производительности печи с соотношением по времени этих циклов. При медленном нагреве, пока цикл естественного охлаждения не превышает цикла нагрева, производительность печи от скорости охлаждения не зависит. При ускоренном наг реве для повышения производительности печи требуется ускорить охлажде- 30 ,ние муфеля, однако в устройстве данной печи этого не предусмотрено, что снижает ее производительность при термообработке мелких деталей, допускающих высокоскоростные нагрев и охлаждение ° о

Целью изобретения является повышение производительности печи.

Укаэанная цель достигается тем, что в муфельной печи с подвижным нагревателем, содержащей соосно распо- 40 ложенные два муфеля с датчиками температуры, механизм перемещения нагревателя и заглушку нагревателя, печь снабжена цилиндрическими полыми экранами с перфорированной внутренней стенкой, расположенными соосно с муфелями и образующими полости между муфелем и экраном для размещения нагревателя, и воздухоотсекателем с приводом, при этом воздухоотсекатель расположен по вертикальной оси заглушки, а внутренняя полость экранов соединена с магистралью сжатого воздуха через вентили.

При этом вентили и привод электрически связаны с датчиками темпера туры и механизмом перемещения нагревателя.

Снабжение муфелей экранами с размещением между ними воэдухоотсекателя наряду с другими признаками позволяет получить новый эффект— ускоренное охлаждение одного муфеля с одновременным улучшением условий нагрева другого. Это удается достичь благодаря приданию экранам одновре- i 65 менно трех функций: собственного теплового экранирования, распределения потока сжатого воздуха на муфель с целью интенсивного охлаждения и концентрации потока использованного воздуха в направлении заглушки противоположного муфеля для уплотнения и снижения утечки тепла при нагреве.

Совмещение воздухоотсекателя с заглушкой и снабжение его канатным ,приводом обеспечивает воэможность перемещения заглушки под давлением потока отработанного воздуха вдоль оси печи благодаря свободно подвешенному состоянию для дрижатия к торцу нагревателя. Для обеспечения автоматизированной согласованности циклов нагрева и охлаждения ° что необходимо для повышения производительности вентили подачи сжатого воздуха, привод воздухоотсекателя, механизм перемещения нагревателя и датчики температуры связаны в цепь автоматики, Возможны различные варианты построения такой цепи. Далее в описании работы печи рассматривается наилучший вариант, основанный на эстафетном принципе передачи последовательности команд.

На фиг. 1 изображена муфельная печь с подвижным нагревателем, общий вид1 на фиг. 2 - сечение A-A на фиг. 1, Печь состоит из двух муфелей 1, нагревателя 2 с механизмом перемещения 3, двух экранов 4, снабженных вентилями 5 с электромеханическим приводом, например, типа 13 с 803, через которые в экраны попеременно и согласованно с работой остальных

1 элементов поступает сжатый воздух из магистрали, воздухоотсекателя 6 в виде подъемной алюминиевой перегородки, совмещенной с двухсторонней заглушкой 7 (для закрывания торца нагревателя, обращенного внутрь печи) и снабженного канатным приво" дом 8 на основе, например, исполнительного электрического механизма

МЭМ-4/1, датчиков 9 термоэлектрических верхней и нижней температуры термообработки, снабженных, например, ! милливольтметрами I 1-333Ê, двух концевых выключателей 10 на концах пути перемещения механизма нагревателя,,четырех электромагнитных защелок 11, фиксирующих воздухоотсекатель в смещенном вдоль оси печи положении.

Экраны 4 размещены вокруг муфелей на близком расстоянии, минимально необходимом для введения нагревателя 2. Например, при радиальной толщине .трубчатого нагревателя 150 мм расстояние должно быть 170-180 мм.

При таком размещении экран выполняет функцию тепловой защиты, уменьшая радиальное рассеяние тепла от

1060906 нагревателя в цикле нагрева. Материал экранов должен обладать малой теплопроводностью, поэтому предпоч-. тительны титан или нержавеющая сталь при толщине листа, например, 1,0 мм.

Температура на наружной поверхности нагревателя при правильно выполненной теплоизоляции не превышает

200-3000С, что приемлемо для указанных выше металлов.

Количество воздуха, поступающего (Î на муфель, должно охлаждать его |: такой интенсивностью, чтобы цикл охлаждения, включая загрузочно-pasrpyзочные огерации, был короче цикла нагрева другого муфеля. Это требова- 5 ние легко выполняется при, например, следующих данных: объем муфеля 7,3л, продолжительность нагрева 20 мин и охлаждения — 15 мин., температурЫ нагрева 900ОС и охлаждения 200 С (при 200 С допускается извлекать детали из инертной среды на воздух), .Воэдухоотсекатель представляет собой, лист алюминия, во всю ширину печи (1,0-1,5 м) и высотой не менее диаметра заглушки (например, 400 мм), которая закреплена на нем по оси нагревателя, По краям листа установлены электромагнитные защелки, фиксирующие воздухоотсекатель

s прижатом к торцу нагревателя положении и при отключенном охлаждении соседнего муфеля. Заглушки отключаются (на 2-3 с) непосредственно перед подъемом воэдухоотсекателя. Воздухоотсекатель свободно подвешен на 35 тросике, закрепленном на приводе 8, Печь работает следующим образом.

Например, в,правом муфеле дат чик 9 по достижении верхней температуры термообработки выключает на Щ

2-3 с обе защелки 11 и включает привод 8 на подъем воэдухоотсекателя 6.

По приходу воздухоотсекателя в sepxнее положение привод 8 через предусмотренные в НеМ концевые выключате- 45 ли включает механизм 3 нагревателя, который после перемещения нагревателя на левый муфель включает (с ао-. мощью выключателя 10) реверс привода 8, и воздухоотсекатель опускается.

После прихода в закрытое положение привод 8 включает подачу воздуха в правый экран 4 с помощью вентиля 5, Выходящий из торца экрана отработанный сжатый воздух сдвигает вправо свободно подвешенный воздухоотсекатель 6, прижимает заглушку 7 к торцу нагревателя 2, и лист воздухоотсекателя через предусмотренные ферромагнитные шайбы фиксируется в этом положении защелками 11.

Выключение подачи сжатого воздуха выполняет сигнал датчика 9 нижней температуры термообработки. Этот же сигнал может быть использован как команда для выполнения загрузочно-разгрузочных операций, после чего наступает кратковременное ожидание момента достижения верхней температуры термообработки в нагреваемом левом муфеле (это ожидание обычно не превышает 2-3 мин при хорошей регулировке), и циклы повторяются.

Нагрев и охлаждение происходит по ассимпэотическому закону,. заданная температура может быть зарегистрирована известными техническими средствами с высокой точностью, например + 3 С при температуре 9004С.

Основные конструктивные размеры предлагаемой печи приводятся как пример исполнения (печь типа УТА-900): наружный диаметр муфеля 130 мм, внут-. ренний диаметр нагревателя 150 мм, наружный диаметр нагревателя 400 мм, внутренний диаметр экрана 440 мм, длина муфеля 560 мм, длина нагревателя 750 мм, длина печи (без загрузочно-разгрузочных устройств) 2000мм.

Осуществление интенсивного попеременного охлаждения муфелей благодаря введению полых экранов, через которые осуществляется подача сжатого воздуха на муфели, причем экраны расположены на близком расстоянии от муфелей (например, 100 мм), что обеспечивает турбулентность воздушного потока в зазоре, т.е, наибольший съем тепла, и благодаря введению воздухоотсекателя с заглушками, с учетом связи воздухоотсекателя и вентилей с датчиками предельных температур термообработки и с механизмом перемещения нагревателя, обеспечивает повышение производительности предлагаемой печи по сравнению с прототипом.

1060906 фца 2

Составитель В. Бербенев

Техред Ж. Кастелевич Корректор,A. Дэятко

Редактор. Л. Повхан

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 10019/40 Тираж 615 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

I по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5