Способ термообработки изделий вэлектромагнитном контуре

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<1>848930

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 11Р478 (21)2601160/24-06 (51)M. Кл а с присоединением заявки М—

F 26 В 3/34

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 230781. Бюллетень М 27 (53) УДК66.047. . 453. 54 (088. 8) Дата опубликования описания 230781

-С.Г.Романовский ! ь 1

1 .,".

„17 Д . 1

Ордена Трудового Красного Знамени инст @ »" тепло- и массообмена им. А.В.Лыкова (72) Автор изобретения (71) Заявитель (5 4 ) СПОСОБ TEPMOOBPABOTKH ИЗДЕЛИЙ

В ЭЛЕКТРОМАГНИТНОМ КОНТУРЕ

Изобретение относится к сушильной технике и может быть использовано при производстве и изготовлении изделий, материалов и конструкций в различных отраслях народного хозяйства.

Известен способ термообрабОтки и сушки изделий и материалов в элек ромагнитном контуре, питаемом током промышленной частоты, путем нагрева изделий при одновременном воздействии на них электромагнитного поля н радиационно-конвективного теплового потока 11).

Однако кондуктивный и радиационно- 15 конвективный потоки тепла, возбуждаемые действием электромагнитного поля, сосредоточены в тепловыделякщих ферромагнитных элементах (ТФЭ). В связи с этим невозможно радиально распре- 20 делить их так, как этого требуют условия материального и теплового балансов и проведения процесса термообработки, В процессе нагрева происходит образование сверхпредельных 25 значений перепадов температуры между поверхностью изделий и окружающей средой, вызывающих опасные градиенты температуры и массосодержания в иэделиях. Регулирование температурных 30 параметров окружающей среды возможно только путем изменения температуры

ТФЭ и материала или созданием гринудительной циркуляции воздуха, что приводит к повышенному расходу энергии и ухудшению свойств материалов и изделий ° На нагрев иэделий и потери в окружающую среду затрачивается дорогостоящая электроэнергия с низким коэффициентом мощности (CosЧ ).

Цель изобретения — интенсификация процесса, повьыение качества и сокращение энергозатрат.

Поставленная цель достигается тем, что нагрев иэделий и материалов при одновременном воздействии на них электромагнитного поля и радиационноконвективного потока ведут до температуры фазового превращения вещества, составляющей 60-180 С, путем подачи через электромагнитный контур теплоносителя, после чего подачу теплоносителя через электромагнитный контур прекращают или уменьшают, причем интенсивность нагрева и плотность теплового потока регулируют изменением расхода и температуры теплоносителя и напряженности электромагнитного поля, 848930

На чертеже приведена схема устройства для реализации предлагаемого способа.

В теплоизолированной камере 1 с размаценными по внутренним ее поверхностям 2; полыми трубчатыми обмотками 3, образующими электромагнитный контур, присоединяют его к системе тедлоносителя 4. Внутрь камеры 1 пофюещают обрабатываемые изделия или материал 5 с ТФЭ. После выполнения необходимых требований техники эксп" луатации и безопасности, включают электромагнитную цепь 6 обмоток 3., присоединенных к питающей сети тока промышленной частоты и внутрь полых трубчатых обмоток 3 подают теплоноситель (пар, raa, высокотемпературную жидкость). При этом нагрев иэделий или материалов происходит одновременно путем теплопередачи от ТФЭ (тепловой поток в которых возбуждается действием электромагнитного поля) и радиационно-конвективным потоком из изотермических:поверхностей теплообмена обмоток электромагнитного контура, через который подается теплоноситель. . Интенсивность нагрева и плотность теплового потока регулируют изменением расхода и температуры теплоносителя и величины напряженности электромагнитного поля. Гибкое управление процессом нагрева и тепло- и массообмена достигается автономным регулированием любым, не связанным друг с другом источником энергии.

В целях более экономичного расхода электроэнергии нагрев изделий или материалов до температуры, не вызывающей деструктивных изменений, 60-180ОС осуществляют поверхностями нагрева и теплообмена электромагнитного контура, путем подачи через него теплоносителя (например пара), а поддержание заданной величины градиента температуры в обрабатываемых изделиях или материалах, регулирование плотности теплового потока и температуры нагрева, ведут включением электроэнергии и изменением напряженности электромагнитного поля.

Для увеличения потока диффузии влажного вещества в обрабатываемых изделиях после их нагрева до заданной температуры, в периодах постоянной и падающей скорости, температуру ТФЭ повышают на 4-30ОС больше температуры окружающей среды в камере.

Пример 1. Термообработка и сушка капиллярнопористых материалов и иэделий из древесины.

После загрузки штабеля древесины с размещенными в нем ТФЭ в камеру, включают электрическую цепь тока злектрбмагнитного контура и одновременно через него от системы теплоснабжения подают теплоноситель. Тем- пературу древесины доводят до 80140 С с интенсивностью нагрева 1540 град/ч.:При этом, перепад температуры между окружающей средой, поверхностью древесины и ферромагнитными элементами поддерживают не более

1-5 С. Относительную влажность воздуха в камере поддерживают не менее

75-90В. После достижения этих температурно-влажностных параметров путем уменьшения или полного прекращения подачи теплоносителя через секции обмоток электромагнитного контура (без отключения электрической цепи обмоток), температуру окружающей среды понижают на 5-15ОС (по отношению к температуре поверхности древесины). В связи с этим потоки тепла и влаги становятся сонаправленными изнутри к поверхности древесины, что способствует интенсивному удалению влаги в окружающую среду.

После достижения в древесине влагосодержания 25-30% (точка насыщения волокна), температуру ТФЭ по отношению к температуре окружающей среды увеличивают на 4-30 и при этой температуре ведут процесс сушки ,до заданного конечного влагосодержания древесины.

Пример 2. Термообработка покрытий сварочных электродов.

Подготовленные для термообработки (нагрев, сушка, термическая закалка) покрытия сварочных электродов нагревают в теплоизолированной камере с размещенной в ней электромагнитным контуром. Нагрев ведут одновременным воздействием потока тепла от поверхностей теплообмена электромагнитного контура и кондуктивным потоком тепла от ферромагнитных стержней (электродов), в которых тепловой поток возбуждается действием электромагнитной индукции (вихревые токи и коэрцитивные силы трения) ° Покрытия электродов йагревают до температуры 90-140 С с интенсивностью 60-400 град/ч. При этом перепад температуры между окружающей средой и поверхностью покрытия создают не более 1-3 С, а относительную влажность окружающей среды р камере поддерживают в пределах

85-90%. Затем для повьыения интенсивности внешнего тепло- и влагообмена температуру окружающей среды понижают на 3-15 С. В связи с этим подачу теплоносителя через электромагнитный контур уменьшают или полностью прекращают. Если в связи с отключением теплоносителя перепад температуры резко возрастает, тогда увеличивают радиационно-конвективный поток тепла от расположенных в камере ферромагнитных экранов путем повышения напряженности электромагнитного поля на 1540% от его номинального значения.

848930

После достижения в покрытиях элекгродов заданного конечного влагосоцержания (0,1-0,5%) их подвергают термической закалке, для чего температуру на поверхности покрытий повышают до 250-450 С с интенсивностью нагрева

150-800 град/ч путем одновременного включения электромагнитного контура и подачи через него теплоносителя.

Причем, в зонах изотермического на грева обеспечивают плотность теплового потока не менее 60-1200 Вт/м . 1@

Пример 3. Термообработка железобетонных, керамзитобетонных изделий и конструкций (опоры высоковольтных линий электропередач, напорные и ненапорные железобетонные тру- 15 бы, колонны, плиты покрытий) °

Нагрев изделий и конструкций ведут при одновременном воздействии на них электромагнитного поля и радиационно-конвективного потока до

60-130ОС с интенсивностью нагрева

30-100 гад/ч, с перепадом температуры между поверхностью бетона, ферромагнитной опалубкой и окружающей средой не более 1-6 С при относительной влажности воздуха не менее 8095%. Поддержание указанных параметров ведут путем регулирования расхода и температуры теплоносителя и изменением величины напряженности электромагнитного поля.

После достижения указанных параметров процесса источники нагрева отключаются и бетонные изделия или конструкции постепенно охлаждают до

60-9ООС. При этом перепад температуры между поверхностью бетона и окружающей. средой поддерживают в пределах 8-15 C. После охлаждения бетона до заданной температуры изделия нагревают до 120-130ОС с интенсивностью ф) нагрева 25-40 град/ч и перепаде температуры между поверхностью бетона и окружающей средой 6-12оС. Дальнейший процесс термообработки ведут постейенным охлаждением с интенсивностью 25-30 град/ч до конечной температуры 30-40 .С. Для керамзитобетонных изделий процесс термообработки завершают стадией сушки, поскольку пористый заполнитель содержит избы-: точную влажность, препятствующую наростанию прочности керамзитобетона. После завершения стадии охлаждения керамзитобетона до 60-90 "С ведут дальнейший нагрев до 120-140 С с интенсивностью нагрева 30-40 град/ч и перепаде температуры между поверхностью керамзитобетона и окружающей средой не более 1-3 Ñ. Поддержание указанных параметров обеспечивают путем одновременного воздействия электромагнитного поля и радиационно-конвективного потока от электромагнитного контура, через который подают теплоноситель.

При термообработке центрифугированных опор линий электропередач в герМетичных опалубках одновременный нагрев от. этих источников энергии ведут до 120-.150 С с интенсивностью

60-150 град/ч . и перепаде температуры между поверхностью опалубки и окружающей средой в камере в пределах 1-5оС После достижения указанной температуры производят охлаждение конструкции со скоростью 2040 град/ч до конечной температуры

30 40оС.

Формула изобретения

Способ термообработки изделий в электромагнитном контуре, питаемом током промышленной частоты, путем нагрева изделий при одновременном воздействии на них электромагнитного поля и радиационно-конвективного теплового потока, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества и интенсификации процесса, нагрев иэделий при одновременном воздействии на них электромагнитного поля и радиационно-конвективного потока ведут до температуры фазового превращения вещества, составляющей

60-180ОС, путем подачи через электромагнитный контур теплоносителя, после чего подачу теплоносителя через электромагнитный контур прекращают или уменьшают, причем интенсивность нагрева и плотность теплового потока регулируют изменением расхода и температуры теплоносителя и напряженности электромагнитного поля.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 339734, кл. F 26 В 3/34, 1962.

848930

Составитель С. Романовский

Техред М.Коштура Корректор О,Билак

Редактор В. Еремеева филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Закаэ 6067/49 Тираж 740 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий,113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5