Способ охлаждения нагретых поверхостей и устройство для его осуществления

 

О и И с А Н И Е (il)564119

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Сьциапистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20.11.75 (21) 2191189/27 (Б1) М. Кл.i с присоединением заявки №

В 23 К 9/16

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК 621 791

75 037 (088 8) (43) Опубликовано 05,07,77.Бюллетень №25 (4Б) Дата опубликования описания16.08.77

С. Г, Романовский, Э. А. Генин и Е. Д. Ваксмахер (72) Авторы изобретения (71) Заявитерь (54) СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ НАГРЕТЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ EI O ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к машиностроительной и судостроительной промышпенности и может быть использовано в горячих цехах на участках сварки, термообработки в литейном производстве, и т. п. дпя поддержания температурных режимов тех» нологических процессах.

Известен способ охлаждения нагретых поверхностей (эпементов) путем отвода теплоты при сварке нержавеющих и высокопе-, 10 гированных сталей и некоторых цветных металлов (апюминий, медь и ее сплавы) с использованием водяного охлаждения (1) .

По известному способу теплота от нагретых поверхностей за счет теппопроводнос- И ти передается воде, которая потом отводится . При этом основным фактором интенсивности теплоотвода является теппоемког.ть. воды ипи ее расход.

Недостаток способа заключается в том, 20 что теппопроводность среды изменяется по времени в сторону уменьшения, так как температура среды возрастает.

Известен способ охлаждения нагретых ,поверхностей, преимущественно при сварке,: >5 при котором в зону нагрева подают теппоотводяшее вещество с температурой фаэо-

:вого и химического превращения ниже тем» пературы нагрева поверхностей 12 J .

В этом спучае теплоотвод осушествпяется за счет теппоотдачи на нагрев взвеси частиц жидкости и газа, а также на скрытую теплоту парообразования. При этом ин тенсивный теплоотвод происходит в интервале температур 90 — 100оС, Если источник нагрет до более высоких температур

; (300 — 1000 С), то необходима очень вью сокая производительность подачи рабочего тела в зону теппоотрода (например в зону сварки). Способ осушествдяют устройством, содержащим систему подачи теплоотводяшего вещества, установпенную с воэможностью синхронного теремешемия с источником тепла.

liens изобретения — интенсификация процесса темппообмена, повышение экономичности и упучшение качества.

Зто достигается тем, что в качестве ,теппоотводяшего вещества. используют смесь

Ордена Трудового Красного знамени институт тепло-и массообмена им, А, В, Лыкова

564119 дисперсных частиц твердого тепа и с диспергированной водой с газовым носителем.

Способ может быть осуществпен устройством, в котором система подачи тепп отводяшего вещества выполнена замкнутой и снабжена двумя теппообменниками, один из которых установлен перед источником тепла дня нагрева поверхности перед свар.кой, другой теплообменник .и=тановлен.,непос редственно под источником тепла дпя охпаж 10 дения нагретой поверхности.

На чертеже. изображена. схема устоойства, поясняющего предлагаемый спосоЬ.

Устройство содержит компрессор 1, соединенный полой связью 2 с теппообменником 3, установпеннй м. на участке 4 под зоной сварки и холодным теппообменником

5, установленным qa участке 6 перед зоной сварки, Устройство рабопает следующим образом.

Одновременно с началом. сварки в зоне

4 включают компрессор 1, который через замкнутую попую связь 2 подает дисперсный состав с большой теплоемкостью, нап- 25 ример смесь частиц парафина с газовым носителем в весовом соотношении 1: 3 .. . 1: 10, в теппообменник 3, в котором происходит интенсивный теплоотвод от,свариваемого металла к дисперсному составу. Зо

При этом тепло расходуется н- нагрев газа и частиц парафина, которые претерпевают фазовые превращения, что обуславливает дпя данного состава высокую теплое мкость, Зги особенпости обеспечивают значитепь- 35 ное снижение температуры в зоне сварки, что исключает рассеивание тепла по объ« ему материала, уменьшая таким образом, возникающие после сварки деформации и снижает остаточные напряжения, что осо- 40 бенно важно дпя тонкопистовых конструкций. Лля увеличения теплопроводности газового носителя в дисперсный состав добавляют диспергированную воду и другие материалы повышенной теппопроводности. 45

С целью многократного использования рабочего тела его направляют в теппообменник 5, в последным происходит теппоотдача участку 6 материала перед зоной сварки, происходит сопутствующий подогрев. M

При этом создаются условия равномерного прогрева свариваемых элементов по топще до 50 — 1 5 ОоС, это снижает градиент температуры и улучшает качество сварки. !

Технико- экономическая эффективность способа состоит в интенсификации тепцоотвода вследствие использовании рабочего тела, характеризующегося включением ere ,в состав диспергированных частиц, способных претерпевать, по меньшей мере, двухфазные превращения (из твердого в жид-. кое и газообразное состояние ). ь процессе нагрева, Способ характеризуется гибкостью

I регулирования процесса теплообмена, Этому способствует возможность изменения состава ипи расхода рабочего тела и обеспечивается поддержание заданного режима.

Устройство позволяет рационально использовать энергию путем ее перераспределения по зонам.

Фор мула изобретения

1. Способ охлаждения нагретых поверх ностей. преимущественно при сварке, при котором в зону нагрева подают теппоотводяшее вещество с температурой фазового и химического превращения ниже температуры нагрева поверхностей, о т л и ч а юш и и с я тем что, с цепью интенсификации процесса теппообмена, повышения экономичности и улучшения качества, в качестве теплоотводящего вещества используют смесь дисперсных частиц твердого тела с диспергированной водой с газовым носителемм.

2. Устройство по и. 1, содержащее систему подачи теплоотводящего вещества, установленную с возможностью синхронного перемещения с источником тепла, о т л и ч а юш е е с я тем„. что система подачи теплоотводяшего вещества выполнена замкнутой и снабжена двумя теппообмеиниками, один из которых установлен перед источником тепла для нагрева поверхности переь, сванской> другой теплообменник установлен непосредственно под источником тепла для охлаждения нагретой поверхности.

Источники инфорМации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Методы уменьшения остаточных напряжений и пластических деформаций металла при сварке, Справочник по сварке под редакцией Винокурова В. A„ . 3, М, Машиностроение, 1970 г.,с. 176 — 178.

2, Авторское свидетельство СССР

М 327019, кл. В 23 К 9/16. 1968 r.

564119

Составитель Л. Комарова

Редактор В. Другова Техред М. Левицкая Корректор E. Яапп.

Заказ 1932/184 Тираж 1207 Подписное

UHHI4FIH Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобртетений и открытий

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

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4