Шахтная электропечь сопротивления

 

Сущность изобретения: шахтная электропечь содержит корпус (К) 1 с двухслойной футеровкой (Ф), нагревательные элементы (НЭ)5с выводами, расположенными по винтовой линии с переменным шагом навивки по зонам по высоте К1 на внутреннем слое Ф. Наружный слой Ф выполнен из базальтовой ваты, а внутренний слой Ф - из набора огнеупорных шамотноволокнистых плит трапецеидального сечения, образуя шестигранное рабочее пространство, одни из выводов выполнены в виде Г-образных стяжек, размещенных в Ф в месте стыковки плит и закрепленных в днище К 1. Соотношение высот зон расположения НЭ равно 1:(1,8- 2,0):(0,8-1,0), а шага навивки НЭ в зонах - 1:(1,1-1,3):(0,9-1,1). 4 ил., 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ((9) (11) (51)5 F 27 О 11/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ

1 ! л (21) 4936160/02 (22) 14,05.91 (46) 15.01.93, Бюл. ¹ 2 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт электротермического оборудования (72) С.3. Васильев, Э, Н.Давыдов, К.Г.Ивашова и В.В.Маркин (56) Каталог "Электропечи СШО" ¹

12,02,01 — 90. М,: Информэлектро, 1990. (54) ШАХТНАЯ ЭЛЕКТРОПЕЧЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ (57) Сущность изобретения; шахтная электропечь содержит корпус (К) 1 с двухслойной футеровкой (Ф), нагревательные элементы (НЭ) 5 с выводами, расположенными по винтовой линии с переменным шагом навивки по зонам по высоте К1 на внутреннем слое

Ф, Наружный слой Ф выполнен из базальтовой ваты, а внутренний слой Ф вЂ” из набора огнеупорных шамотноволокнистых плит трапецеидального сечения, образуя шестигранное рабочее пространство, одни из выводов выполнены в виде Г-образных стяжек, размещенных в Ф в месте стыковки плит и закрепленных в днище К 1. Соотношение высот зон расположения НЭ равно 1:(1,82,0):(0,8 — 1,0), а шага навивки НЭ в зонах—

1:(1,1 — 1,3);(0,9 — 1,1). 4 ил., 1 табл. 4

СО

00 ф лэ

I !

1788421

Изобретение относится к электропечам для термической обработки материалов и применяется в металлургии, машиностроении, авиастроении, автомобилестроении и других отраслях народного хозяйства.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является шахтная электропечь, содержащая корпус с многослойной футеровкой и установленные по высоте кор- 10 пуса и закрепленные на внутреннем слое футеровки электронагревательные элементы с выводами.

Эта электропечь с наименьшими размерами рабочего пространства из выпускаемых в стране.

Недостатками прототипа являются относительно большие габариты, недостаточная равномерность распределения температур по высоте рабочего пространства и малые межремонтные сроки работы.

Целью изобретения является повышение срока службы, повышение качества обработки путем обеспечения равномерности распределения температуры по высоте при уменьшении габаритов печи.

Указанная цель достигается тем, что в шахтной электропечи для индивидуальной трудовой деятельности, содержащей корпус с многослойной футеровкой и установленные по высоте корпуса и закрепленные на внутреннем слое футеровки электронагревательные элементы с выводами, наружный слой футеровки выполнен из базальтовой ваты, а внутренний слой — из набора огнеупорных шамотноволокнистых плит, образующих шестигранное рабочее пространство, нагревательные элементы с переменным шагом расположены по винтовой линии навивки по зонам, при этом отношения высот зон равно 1;(1,8 — 2,0):(0,8 — 1,0), а шага в этих зонах — 1;(1,1 — 1,3):(0,9 — 1,1).

Один из выводов нагревательных элементов выполнен в виде Г-образных стяжек, установленных в футеровке в местах стыка плит и закрепленных в днище с возможностью разъема и радиального перемещения, при этом соотношение диаметров Г-образных стяжек и отверстий в днище под стяжки равно 1:(2-3), На фиг, 1 изображен продольный разрез электропечи; на фиг, 2 — разрез А — А на фиг, 1; на фиг, 3 и 4 — продольный разрез выводов нагревательных элементов.

Малогабаритная шахтная электропечь состоит из футерованных корпуса 1 и крышки 2, причем футеровка стенок корпуса выполнена в наружном теплоизоляционном слое из базальтовой ваты 3 и во внутреннем огнеупорном слое шамотноволокнистыми

55 плитами трапецеидального сечения 4, которые образуют шестигранное рабочее пространство.

На внутренней поверхности плит 4 по трехзаходной винтовой линии размещены три спиральных электронагревательных элемента 5, каждый из которых имеет три участка по длине спирали с различным шагом витков, В свою очередь, размещенные по винтовой линии нагревательные элементы 5 образуют три участка по высоте рабочего пространства h>, hz и пз, длины которых снизу вверх соотносятся как 1:(1,8 — 2):(0,8—

1,0), а соотношения шага витков. спиралей на этих участках, соответственно, составляют 1:(1,1 — 1,3):(0,9 — 1,1).

Каждый нагревательный элемент 5 (фиг,3) имеет по два вывода б и 7, закрепленных в днище корпуса 1 с помощью конического изолятора 8 (фиг.1) и гайки 9.

Причем вывод 7 выполнен в виде Г-образной стяжки, установленной в месте стыка плит 4 и проходящей по всей высоте футеровки, а его фиксация осуществляется, кроме изолятора 8 и гайки 9, еще и шайбой

10 (фиг.4), перекрывающей отверстие в днище, Отверстие 11 в подовой плите футеровки для прохода Г-образного вывода — стяжки

7 выполнено с диаметром, в 2 — 3 раза превышающим диаметр вывода 7, т.е.

d1: dz = 1:(2 — 3), а отверстие в днище, соответствующее отверстию 11, выполнено овальным.

Устройство работает следующим образом.

Нагреваемая садка помещается в рабочее пространство электропечи и закрывается крышкой 2. В зависимости от требуемого уровня температуры нагрева садки или тепловой мощности подается питание на один, два или три спиральных электронагревательных элемента 5, которые, будучи расположенными по винтовой линии, образуют три участка й1, hz и пз по высоте рабочего пространства с различным шагом спиралей на этих участках (соотношение длин участков и шагов спиралей на них указано выше).

При этом тепловая мощность на участках h>, hz и йз выделяется таким образом, что позволяет в значительной степени устранить эффект геометрической неравномерности температуры и компенсировать тепловые потери через неплотности между корпусом 1 и крышкой 2 и тем самым добиться более высокой, чем в прототипе, равномерности температуры по высоте рабочего пространства электропечи.

При образовании между шамотноволокнистыми футеровочными плитами 4 зазо1788421!

5Р ров, которые возникают в процессе эксплуатации из-за свойства материала плит, ослабляют крепление (изолятор 8 и гайку 9) вывода 7 и перемещают его в отверстии 11 по направлению к центру вместе с плитами 5

4 и шайбой 10, одновременно уплотняя или при необходимости добавляя базальтовую вату 3. При этом устраняется зазор между плитами 4, что предотвращает быстрый выход из строя теплоизоляционного слоя фу- 10 теровки из базальтовой ваты 3 и, кроме того

1 уменьшает тепловые потери через футеровку и увеличивает срок службы, т,е. межремонтные циклы, уменьшаются габариты печи. 15

Для подтверждения справедливости приведенных числовых интервалов были проведены эксперименты на стенде. Конструктивное исполнение экспериментального стенда полностью соответствовало рисун- 20 кам, приведенным на фиг. 1,2,и описанию, приведенному выше. Диаметр рабочего пространства составляет 270 мь., а его высота — 300 мм.

Методика проведения экспериментов 25 заключалась в варьировании соотношений длин участков электронагревателей, шагов витков спирали на этих участках, а также диаметров вывода и отверстия в днище электропечи. 30

Равномерность распределения температур по высоте рабочего пространства определялась с помощью микропроцессорного прецизионного регулятора температуры типа "Протерм — 100" с цифровой индикацией. 35

Точность показаний регулятора составляла +0,1 С, Результаты экспериментов в виде примеров сведены в таблицу.

Как следует из таблицы, прае омерность 40 всех приведенных интервалов подтверждена полностью.

Преимуществами данной шахтной электропечи являются: улучшение на порядок

45 равномерности распределения температур по высоте рабочего пространства по сравнению с прототипом; уменьшение габаритов (диаметр и высота) рабочего пространства по сравнению с прототипом в 2 раза; увеличение межремонтных сроков работы по сравнению с прототипом в 2 раза; возможность использования для индивидуальной трудовой деятельности и, в частности, для обжига керамики; возможность достижения более высокой температуры (1100 С) по сравнению с прототипом (1000 C).

Формула изобретения

Шахтная электропечь сопротивления, содержащая корпус с многослойной футеровкой и закрепленные по высоте на внутреннем слое футеровки нагревательные элементы свыводами,,отличающаяся тем, что, с целью повышения срока службы. повышения качества обработки путем обеспечения равномерности распределения температуры по высоте при уменьшении габаритов печи, наружный слой футеровки выполнен из базальтовой ваты, а внутренний — из набора огнеупорных шамотноволокнистых плит трапецеидального сечения, образующих шестигранное рабочее пространство, нагревательные элементы расположены по винтовой линии с переменным шагом навивки по зонам, при этом отношение высот зон равно

1:(1,8 — 2,0):(0,8 — 1,0), а шага в этих зонах—

1:(1,1 — 1,3):(0,9 — 1,1), одни из выводов нагревательных элементов выполнены в виде Гобразных стяжек, установленных в футеровке в месте стыковки плит и закрепленных в днище с возможностью разъема и радиального перемещения, причем соотношение диаметров Г-образных стяжек и отверстий в днище под стяжки равно 1:(2-3).

1788421

<.)

3 <)

Э О са

ofs ао >Е Ы

z э эсе

% (> 0

1 >

Ф Э с с

Ф E

Э

X I" и х Ф

Ф fg

Z Z

Э

Ф С ° О

f0 >-О Й аао Э

),1-о а оо с

fg аCL C f0

О>

Е

i tg

1 Э

z а ! (>

1 1

1 Д

1 3- I

Б И I а z

1 fg fg >

E,а 1

Г> 1V 1 а О

o. i

I Э C >

1 z >

z o

3I X Э > а е

I lgОI (О!О >

I f0 fg I ъ- а б

1 1 1 о б с 1 ао z I

1 C I I- I

I Ф 1

1 (0 1

t0 1

О I

I Z 1

О б С 1

01 aOS б

C t- 3- 1

> tC I

I g

О б

I Z I

1 о с) I > 1

О б с I

ào s I

С >-4

1 1

1 >

С >lg Z 0

I Ф Э >

ОСОЭ

ztgас ооо

О О Cf

СЧ (4 Г3 г лл, о

1 1

О> с

1 С Iа О

+!+! +! +I+I +I Г>+1+I tl +1+! Н tt+I +! +>+I+! +> Н> +>+3+>+t+>+>

1

1

1 ааа!A(Aиа4ъ(AаиъLГ(LAааа4ъ(A(A(AQ4ъааааа >

Г4 СЧ Г4 С б СЧ Г4 . 4 <4 С 4 N N (4 СЧ С4 < 4 (Ч (Ч (Ч С 3 (Ч N M <\ M N I

1

О О О О О О О О О О О C) О О О О О О О C)OO OO

* ««««Oa -а

O0OaOOC)OOOOO0OOOOOÎ « -ОГ44Г «-Га

О )) (О >

1

О о а а О О О а О о а О О а а О а а О а

С =Г =Г.>Г-.Г -<Г-.Г.С -0. --0 -Г-Г .Ф-(Г -.Г . --Е-О -.Г -С -.Г -Г

О О à О о О а о) съ о сч О О î o o o) <ч о

1 аa — o—

N N Π— V М -(Г СЧ t4 N Г4 СЧ Г4 C 4 Г4 (Ч СЧ Cf . C4

Г) а >I f0 Z Ф

1 Ф Ф > ) ос Оэ

t) ас

I

1 I

> Cl1

I

I.

1

1

> а

I >Э

1 E

1 ftl

I S

I c

1

1 а

I сЧ

I

1

3 а

1 о

1 > а

1 gl

I 03

l Iо

>I I

О

I Ф

1 Б

1 gl

3- ZÅ иэыс) 1

I

О а о а о

1 .Г .О .;Г =.!.

1

I ОООО

1 с»аа й. 5

1

tf

I ««>Л

1 аao

1

I < 4 C4 N N <Ч N N C f

I

I (41 с>с

1

I

Оа а а

MN

1

o a

-Ъ а

1 I

I I

> Ф >

I 1

1 <О

О х х

1- tg

1 X Х I

1 Ф t- t

I L ltl >

fg ) э),!

I м >

1

1 а иъ а

С4 Сч СЧ

tAl > аО

<ЧСЧ NС4 —I м

ООООО ОООО

QQQQQODQl с» (A а а О О с)

O C) 4Ъ C O С! 4Ъ O D

М М Г4 < 4 ГЪ M М М М

ООООООО

ММ ММ < Ъ Mc 0

МГЪГЪГЪГ>ГЪ М МN мм

1 аа

Сч <Ч I

1 о

I

ОЪОЪ I

1

1 с аиъ иъа и> а и> (A(A

СЧ N СЧ <4 (Ч С (Ч <Ч <Ч

1 а (A (A а а а а 4 \ а а

<ч СЧ СЧ (Ч N СЧ N N Ct СЧ аааа ааа

NNNNNNN

>

f с>1 л>л (t

I СЪ

1 а

О СЪ C> t СЪ O) <)> "Ъ Cl C>

OOOODOOQOO

ОЪ Л

СЪ СЪ Лж =-. оаоао

-ЪС ОЪ 40 а

"(О \

ΠΠ— о оoa о с) I

c4I лlл

I

1 Г

СЪЛ

СЪ )Ъ -Ъ ОЪ СЪ ОЪ Ъ

ОЪ «Ъ

ОЪ СЪ ОЪ СЪ ОЪ

О СЪ Я ОЪ )Ъ СЪ

< 4 N

C(7 ОЪ

1

1 с» 4) а а о о о о о о о о о о о о о о 0) о

О)О) лl лл л л(лллл> лс ла)) л l .1

1 о О а о о î Q î î a o а о о о о о-.о со о а а а а а а а а а а а а а а а а иъ м .о а

1 > I >

> u 1 1

l0 ХМ>

ЕО i 4>Е <О

I )f 1-Ь I Е f Г

I Ф

1! >.

3 fg

1 У

1 П>

1 Z

I X с сЕ

I а

О>

l0 (0

Ф Ф

<Р а )ъ

Г>

l0 S

z z.

О и а

I- s х э э с с э

Ф >О О О О (О 4 0 лллг иъ ол и 1

I f0 )С СЧ

Е О

),1-Ъ

1 4. >

I < \

1

I

i o б CO

1 оФо оа

О.о ааа

--0 С>

0 >/\

I

1 оо оооо О оо о а ааааа оо.со

Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф -О Ф 4) Ф Ф Ф СО Ф 4) W t>) СО О

t

1

ОЪ О «Гб м-0 (Г\ ч) Л <О )Ъ О <Ч Г<Ъ-0 а,о IV)() I

NNNC4 <> NN СЧСЧ > и I

3 f0 Z >

З О I -Е

I )>I-Q > Е

ОС) O DO OO

CO Ф Ф <О c>) (.О О) 1

<ч (гаог«Ф

I >

>- s

1 Z

v o

ECLZ

4> и

О. О

1 >б Э (О

1 gl Ф> lg

E: Z O.

1

I > (С

v s аэ z эаэ

z c

< О 0 Э

z l- tE

1 Ф И Э

Фоа

<4 Z C

О О.ОЧ) О О 4> ОЧ) 3:> О Ч) О О О О О(О Ч)ОЧ><о<оъо(О О о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о о

ММММММММ \ММ(ЪМMMMMMMMMMMMMMMM

Q о î a D o o D î o o о о а î о о о о о о о о о о о о о (Оъои) О(О,О;Оч) О О О О,О .О,О О О(О О.Оъо(оъоъо(О Оъо(О о о о Q î à о о о о о о а о о о о о о о о о о о о о о о

ЛГ-ЛЛЛЛЛЛЛЛЛГ ЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛЛ

N СЧ (Ч СЧ СЧ (Ч < 4 С (N <Ч N СЧ С4 (4 N С N (4 СЧ < 4 N < 4 (4 СЧ (Ч < 4 СЧ <Ч о о о о о о о а î D а о î D о о о о о о î o Q Q î î o o о о о а о о î o o а «Q о о о о о о о а о о а о о о о о о о о о о о О о о с) а о о а о о о о о о о о о о о о о о о

ЪО О О О О О О Ч) О,О Ч) Ч>ЪО О О О О О О ЪО О О О Ч» О О О Ч)

М С Ъ М M f Ъ М М С> М М М М М М М <б М С Ъ М М М М М М М М М М

ОООООО а о а о с> а Ю аоа аоо ooo ooa Ю

СЧ С 4 N (4 C4 N (4 (Ч СЧ <Ч < 4 N СЧ

1 Г ЛЛ > 1 ЛЛЛ I 1 ЛЛЛ б I ЛЛ I I 1 Л

LA а а а а иъ а LA а а а tA 4 ъ а >А а а а (A а а а а иъ а а а а

ODD OOQ,) o a О О С)

М «.:Г <4 «««СЪ-:Г а Î «М-0 О « iN4 О «О «О (Ч

N N С (Г4 N < 4 N N N СЧ (Ч (Ч

+1 НГ+!+3+3 +3+!+1+!+>+>+! Н +! Í 44.ГГ+3+! +! Г> Н -+3+! +1 Í 43+! о а О ао а(A а а4ъ(AааиъLAа аО (ч

<4 N СЧ C 4 Ct N < 4 <4 Г4 C 4 С 4 (4 С 4 Г4 C 4 Г4 М СЧ t 4

I

1

I

1

1

1

I

I

I

3

I

1

1

I

1

1

1

1

I

1

1

1

I

1

1

I

1

1788421

Фиг. 2

1788421

45

Составитель С.Васильев

Техред М,Моргентал Корректор И.Шмакова

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 69 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Шахтная электропечь сопротивления Шахтная электропечь сопротивления Шахтная электропечь сопротивления Шахтная электропечь сопротивления Шахтная электропечь сопротивления Шахтная электропечь сопротивления 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротермическому оборудованию, в частности к электропечам сопротивления с футеровкой из волокнистых теплоизоляционных материалов , и может быть использовано в различных отраслях промышленности для термообработки и нагрева материалов и изделий

Изобретение относится к электропечам для термической обработки металлов, в частности , к печам для спекания

Изобретение относится к электропечам с футеровкой из волокнистого материала Сущность изобретения; печь содержит закрепленный на корпусе нагревательный модуль, включающий теплоизоляционный блок и закрепленные на нем параллельно друг другу резистивные элементы на керамических опорах (КО)

Изобретение относится к электропечи сопротивления

Изобретение относится к электронагревательному высокотемпературному устройству газостата

Изобретение относится к электротермическому оборудованию, в частности к электропечам сопротивления с футеровкой из волокнистых теплоизоляционных материалов используемых, преимущественно, в промышленных проходных печах в различных отраслях промышленности

Изобретение относится к области электротермических установок, в частности к электрическим нагревательным элементам

Изобретение относится к электропечам сопротивления для вакуумного обжига керамических изделий

Изобретение относится к области производства активных углей и может быть использовано для термической обработки материалов в электроугольной, графитовой, строительной и др

Изобретение относится к устройствам для высокотемпературной обработки углеродсодержащих заготовок

Изобретение относится к вибрационным печам для термообработки сыпучих материалов
Наверх