Шахтная электропечь

 

Использование: для термообработки металлических изделий, проката, крепежа инструмента. Сущность изобретения: ЭП состоит из основного теплоизолированного корпуса (К) 1 с размещенными в нем нагревательными элементами 2 и сыпучим теплоносителем 3. К основному К 1 крепится вспомогательный К4 через шарнир 5, в окне шахты которого крепится решетка б и по периметру установлены нагревательные элементы 7. Изобретение позволяет повысить производительность, а также расширить номенклатуру обрабатываемых изделий за счет проведения термообработки заготовок сложной конфигурации и больших габаритов. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„, Я,, 1767307 А1 (я)5 F 27 В 1/09

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4779501/02 (22) 05.12.89 (46) 07.10,92, Бюл. ¹ 37 (75) В.Я,Пряхин (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1673810, кл. F 27 В 1/09, 1989. (54) ШАХТНАЯ ЭЛЕКТРОПЕЧЬ (57) Использование: для термообработки металлических изделий, проката, крепежа инструмента, Сущность изобретения: ЭП состоит из основного теплоизолированного

Изобретение относится к металлургии, в. частности к конструкциям камерных печей, и может быть использовано для термообработки металлических изделий, например проката, крепежа инструмента и т.д„требующих упрочнения.

Известна шахтная электропечь.

Недостатком известной печи является невысокая производительность.

Наиболее близкой к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является камерная печь, содержащая теплоизолированный корпус, нагревательные элементы, установленные по периметру, и сыпучий теплоноситель. Использование сыпучего теплоносителя позволяет реализовать контактный теплообмен, а следовательно несколько повысить" производительность путем интенсификации тепломассообмена.

Однако известное устройство еще недостаточно производительно и неудобно в эксплуатации, Это поясняется потерями теплоемкости сыпучего теплоносителя и времени при извлечении заготовок, а также корпуса (К) 1 с размещенными в нем нагревательными элементами 2 и сыпучим теплоносителем 3, К основному К 1 крепится вспомогательный К4 через шарнир 5, в окне шахты которого крепится решетка 6 и по периметру установлены нагревательные элементы 7. Изобретение позволяет повысить производительность, а также расширить номенклатуру обрабатываемых изделий за счет проведения термообработки заготовок сложной конфигурации и больших габаритов, 3 ил, трудностями в извлечеййи заготовок из объема раскаленного сыпучего теплоносителя.

Цель изобретения — повышение производительности и удобств эксплуатации.

Поставленная цель достигается тем, что шахтная электропечь снабжена шарнирно соединенным через ось с возможностью поворота дополнительным теплоизолированным корпусом с установленным flo его периметру нагревательными элементами, заполненным сыпучим теплоносителем, отделенным от нагревательных элементов, прикрепленной к корпусу перегородкой и решеткой, установленной в окне шахты дополнительйого корпуса.

После обработки металлических изделий, дополнительно установленные вспомогательный корпус и решетчатая перегородка, размещенная между корпусами, позволяют выполнить прием разогретого до оптимальной температуры сыпучего теплоносителя, что позволяет сохранить его технологическую теплоемкость, температуру и обеспечить новый цикл термообработки во вспомогательном корпусе, что в

1767307

40 теплоносителя и обеспечивает стабильную 45 теплоемкость указанного теплоносителя, Сокращение времени на осущесталeниe подготовительных и промежуточных операций обеспечивается поворотом вспомога50 совокупности отвечает повышению производительности труда путем сокращения времени на разогрев теплоносителя и простоев, связанных с выгрузкой заготовок, При этом решетчатая перегородка выполняет функцию поддона для приема заготовок, следуемых из основного корпуса во вспомогательный (или наоборот) и обеспечивает пересыпку теплоносителя без потерь его теплоемкости.

Заготовки, отделенные при пересыпке сыпучего теплоносителя из основного корпуса во вспомогательный (или наоборот) с помощью решетчатой перегородки в дальнейшем (в период обработки следующей партии заготовок во вспомогательном корпусе) после подъема решетчатой перегородки сгружаются свободно по его наклонной плоскости на приемное устройство (лист, поддон и т,д.), что повышает безопасность работ, связанных с эксплуатацией термического объекта, улучшает выгрузку металлических изделий, а а целом позволяет агрегатировать устройство с объектами автоматизированного обеспечения.

Применение дополнительных шарнирно связанных с основным корпусом вспомогател ьного корпуса и решетчатой перегородки, размещенной между ними, нагревательных элементов, установленных во вспомогательном корпусе по периметру, и перфорированных перегородок, установленных в корпусах между сыпучим теплоносителем и нагревательными элементами, в совокупности придает техническому решению новые свойства, в частности повышает производительность термообработки металлических изделий и удобства эксплуатации объекта.

Шарнирная связь вспомогательного корпуса и решетки с основным корпусом

-ускоряет осуществление подготовительных и промежуточных операций, включающих загрузку-выгрузку металлических изделий и тельного корпуса относительно оси шарнира на 180, что способствует произвольному отделению заготовок из массы теплоносителя под действием собственного веса и началу следующего цикла обработки последующей партии изделий, предварительно уложенных во вспомогательном корпусе, что достигается в период обработки предыдущей партии заготовок в основном корпусе. Шарнирная связь корпусов обеспечивает их динамическую связь взаимным

30 ориентированием (вдоль бортов) после кантовки одного из них на 180 и ускоренное освобождение от теплоносителя, что исключает потерю теплоемкости теплоносителем, а следовательно и необходимость дополнительного прогрева его массы до необходимого температурного режима. Шарнирная связь вспомогательного корпуса и решетки тем самым позволяет повысить производительность и удобство эксплуатации камерной печи в целом.

Дополнительное использование вспомогательного теплоиэолированного корпуса в совокупности с нагревательными элементами позволяет выполнять функцию камерной печи попеременно с ее основным корпусом. Вспомогательный корпус связан с основным динамически и статически, ибо после его кантовки на 180 сыпучий теплоноситель пересыпается из корпуса в корпус без изменения температурного режима, что важно для достижения поставленной цели, и изменяет функцию корпуса на функцию крышки, необходимой для герметизации газов, выделяющихся в корпусе при термообработке металлических изделий раскаленным теплоносителем, что способствует стабилизации его температурного режима.

Попеременное использование корпусов в качестве крышек позволяет повысить производительность процесса путем стабилизации температурного режима теплоносителя и удобство эксплуатации путем сокращения числа подготовительных операций при переходе от цикла к циклу, Дополнительное применение решетчатой перегородки, шарнирно связанной с основным теплоизолированным корпусом и размещенной между основным и вспомогательным корпусами в совокупности с ним способствует повышению производительности и удобств эксплуатации, Так, после кантовки основного (или вспомогательного) корпуса на 180 решетчатая перегородка способствует отделению металлических за-, готовок и пропусканию во вспомогательный корпус объема теплоносителя с установленным температурным режимом без прерывания процесса термообработки, что существенно повышает производительность, Вместе с тем, решетчатая перегородка, выполняя функцию классификатора, исключает использование ручного труда, нацеленного на извлечение металлических заготовок из массы раскаленного теплоносителя.

Таким образом, сравнение заявляемого технического решения с прототипом позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "новизна", 1767307

Сравнение его не только с прототипом, но и с другими объектами, известными в области металлургии, не позволило выявить признаки, отличающие предлагаемое изобретение от прототипа, что информирует о соответствии технического решения критерию "существенные отличия".

На фиг,1 изображена предлагаемая электропечь, поперечное сечение; на фиг.2— то же, вид сверху; на фиг.3 — общий вид.

Шахтная электропечь для термообработки металлических изделий содержит основной теплоизолированный корпус 1, размещенные в нем нагревательные элементы 2 и сыпучий теплоноситель 3, В электропечи предусмотрены шарнир 5, установленный вдоль продольного борта основного теплоизолированного корпуса 1, вспомогательный корпус 4, связанный с осью шарнира 5, а также связанная с шарниром 5 решетка 6, размещенная между основным 1 и вспомогательным 4 теплоизолированными корпусами. Вспомогательный корпус 4 снабжен теплонагревательными элементами 7, установленными по периметру, Пример, Оба корпуса могут быть выполнены из нержавеющей стали материала с хорошими теплоотражающими свойствами. В качестве теплоносителя рекомендуется использование корунда, морского песка или других материалов с диаметром частиц 0,5...1,5 мм. Габариты основного и вспомогательного корпусов—

1200х1200х1000 мм.

Печь предложенной конструкции обеспечивает термообработку металлических изделий при 800...850 С. В качестве нагревательных элементов конструкции возможно применение элементов типа ТЭН, Однако приемлемы и нагреватели индукционного типа, расчет, конструкция, особенности эксплуатации которых широко известны в металлургии. Решетчатая перегородка может быть выполнена сваркой из арматуры средних сечений методом накладки свариваемых элементов, что позволяет получить проходы для отвода избытка отходящих газов.

Для те рмообработки металлических изделий их размещают в основном корпусе 1 и накрывают решеткой 6. Сыпучий теплоноситель 3, температура которого выдержана до заданного технологического режима обработки изделий, засыпается из вспомогательного теплоизолированного корпуса 4 в основной корпус 1 путем его кантовки на

90...95 С вокруг оси шарнира 5. Процесс термообработки изделий начинается после пересыпки теплоносителя 3 из вспомога50

Указанное возможно благодаря использованию вспомогательного корпуса с теплонагревательными элементами и его шарнирной связи с основным, Вместе с тем достижение повышения удобств в эксплуатации преимущественно связано с автономизацией извлечения заготовок и заполнения корпусов раскаленным теплоносителем без применения ручного труда и повышением безопасности работ, связанных с проведением этих процессов, Это обеспечивается предпочтительно за счет решетчатой перегородки, шарнирно святельного корпуса 4 в основной корпус 1, При этом после пересыпки сыпучегО тейлоносителя 3 и возврата корпуса 4 в исходное состояние на поверхности решетки 6 остаются

5 обработанные детали, которые ссыпаются с поверхности решетки 6 путем ее наклона на приставной поддон, а наиболее крупные изделия изымаются с помощью тали или автоматизированного захвата (не показаны).

10 Затем высвобожденный от сыпучего теплоносителя вспомогательный теплоизолированный корпус 4 вместе с решеткой 6 поворачивают вокруг оси шарнира 5 на 180 и накрывают основной корпус 1. Иэбыточ15 ные газы при термообработке изделий через проходы выделяются в атмосферу, Для обеспечения очередного цикла вспомогательный теплоизолирова нный корпус 4 приводят в исходное положение путем

20 обратной кантовки на 180 и загружают деталями. Засыпка корпуса 4 теплоносителем и извлечение обработанных изделий осуществляются в аналогичном порядке с разницей в том, что основной корпус 1 выполняет

25 функцию крышки. Стабилизация теплоемкости теплоносителя 3 достигается поддержанием равного температурного режима в основном 1 и вспомогательном 4 корпусах теплоизоляцией (не показана) и герметиза30 цией вспомогательным корпусом 4.

В составных элементах шахтной электропечи — корпусах 1, 4, заполненных сыпучим теплоносителем 3, происходит контактный тепломассообмен при задан35 ном технологическом режиме, Аккумулированная теплоносителем 3 термическая энергия и его сыпучие свойства позволяют обработать разноудаленкые точки поверхности сложнопрофильных металлических

40 изделий различной номенклатуры без остановок между циклами.

Повышение производительности достигается преимущественно сокращением числа подготовительных и промежуточных

45 операций, направленных на догрев теплоносителя, загрузку-выгрузку заготовок и сокращение перерывов между циклами.

1767307 сервов, а также сыроварных и колбасных заводах пищевой промышленности, U2, Составитель В. Пряхин

Техред М,Моргентал Корректор Н, Ревская

Редактор

Заказ 3539 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101 занной с корпусами и размещенной между ними. Заявляемый объект свободно агрегатируется со вспомогательными средствами автоматики, что повышает эффективность решения поставленной задачи.

Дополнительно предлагаемое устройство позволяет расширить номенклатуру обрабатываемых металлических изделий ибо высокая стабильность теплоемкости теплоносителя и его свойства сыпучести позволяет вести термообработку заготовок сложной конфигурации и больших габаритов.

Кроме того, заявляемое техническое решение может быть полезным при сушке длиномерн ых древесно-стружечных материалов, а при замене теплоносителя, например парафином может найти применение на консервных заводах при производстве плодоовощных, мясомолочных и рыбных конФормула изобретения

5 Шахтная электропечь, содержащая теплоизолированный корпус с прикрепленной к нему перегородкой и с размещенными по его периметру нагревательными элементами и сыпучим теплоносителем, о т— t0 л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения производительности путем интенсификации нагрева и удобства в эксплуатации, она снабжена шарнирно соединенным через ось с возможностью, поворота

15 дополнительным теплоизолированным корпусом с установленным по его периметру нагревательными элементами и прикрепленной к корпусу перегородкой и решеткой установленной в окне шахты дополнитель20 ного корпуса.