Агрегат для термообработки изделий

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соаетскик

Социалистических

Республик

<и958506 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 181180 (21) 3217478/22-02 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Опубликовано 1509.82. Бюллетень ¹34

Дата опубликования описания 15 0 9.82 (51) М. Кл.

С 21 0 9/08

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (53) УДК 621 ° 784 ° .82(088.8) « --.",.

Фроло«в имова, Г

) ф « .

В.П. Коэинец, A.Ë. Рыбалов, Е.В. Родов, В.

A.A. Згура, В.И. Ткач, В.Ф. Мовчан, И.Н.

О.Т. Никольская и В.И. Черный (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) лгРеглт для ткРмоовРлвотки издкди11

Изобретение относится к нагревательным устройствам и может быть использовано при термической обработке длинномерных цилиндрических изделий, например. труб в защитной газовой среде.

Известен проходной агрегат цля термической обработки изделий и защитной газовой среде, содержащий последовательно расположенные камеры нагрева и охлаждения с установленными в начале камеры охлаждения спрейерами для подачи защитного ваза, причем сопла спрейеров направлены в сторону камер нагрева и охлаждения 1.1).

Недостатком укаэанного агрегата является низкая скорость охлаждения изделий. Это объясняется тем, что при подаче в пространство холодильной камеры газовых струй охладителя, последние теряют кинетическую энер-нию и при подходе к охлаждаемой поверхности иэделий резко снижают свою скорость. Это приводит к снижению теплоотдачи в целом и уменьшению скорости охлаждения изделия, а следовательно, и к снижению проиэводительностИ.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является агрегат для термообработки иэделий, содержащий нагревательную камеру и охлаждающее устройство, выполненное в виде соосно распопоженных кессона и спрейера для подачи охлаждающей среды 1 2).

Недостатком данного агрегата является то, что при использовании в качестве охладителя защитной газовой среды, он также не обеспечивает необходимые скорости охлаждения изделий, а следовательно, и получение заданных механических свойств и структуры. Это объясняется тем, что втулка-кессон с постоянным сечением канала не обеспечивает необходимые скорости обтекания изделия газовыми струями и, соответственно, необходимую интенсивность теплоотдачи от изделия.

Цель изобретения — повыаение скорости охлаждения изделий при термической обработке, обеспечение регулировки подачи охлаждающей среды.

Поставленная цель достигается тем, что в агрегате для термообработки изделий в защитной среде, содержащем проходные нагревательную. камеру и охлаждающее устройство, вытюлненное в виде соосно располо95850 б

3 женных кессона и спрейера для подачи охлаждающей среды, полость кессона выполнена сужающейся к его середине.

Кроме того, охлаждающее устройство выполнено из ряда состыкованных кессонов, стенки которых в месте стыковки имеют сквозные отверстия с регулируемыми клапанами.

На фиr. 1 изображен предлагаемый агрегат с механизмами транспортировки -иэделия расположенных вне его; на фиг. 2 — то же, с механизмами транспортировки> расположенных внутри агрегата.

Проходной агрегат включает последовательно установленные продувочную камеру 1 с окном 2 загрузки изделий, камеру 3 нагрева с источнйками тепла — электронагревателями 4 и футеровкой 5, охлаждающее устройство, расположенное в холодильйой камере 6 и состоящее из соосно установленных водоохлаждаемого кессона 7, полость которого выполнена сужающейся к его середине, и спрейера 8 для подачи во внутрь кессона 7, защитного газа с помощью подвода 9 к его середине, сечение его продольного канала имеет со стороны спрейера 8 суживающийся участок (а), узкую часть (в) и расширяющийся участок (с) по направле-. нию к камере нагрева 3.

Между кессоном 7 и стенкой холо- . дильной камеры 6 имеется кольцевая полость d. В начале холодильной камеры 6 выполнен подвод 10 для подачи защитного газа во внутрь камеры 3 нагрева. В конце холодильной камеры 6 имеетСя окно 11 для выгрузки изделий и участок (е) для создания завесы с избыточным давлением. По длине агрегата установлены ролики 12 для транспортировки обрабатываемых иэделий 13 °

Проходной агрегат по фиг. 2 отличается конструкцией охлаждающего устройства, выполненного с расположением роликов 12 внутри него. В этом случае охлаждающее устройство состоит из нескольких состыкованных между собой кессонов 7 и спрейера 8 для подачи. охлаждающей защитной среды. Количество кессонов соответствует числу межроликовых промежутков.

Для регулирования подачи газа в случае наличия состыкованных профилированных кессонов 7 в стенках последних в местах стыковки и расширяющихся частях (с) сечения продольного канала выполнены радиальные скозные отверстия 14, снабженные регулируемыми клапанами 15, от положения которых зависит степень перетока газовой среды из участков (с) продольного канала в кольцевой зазор (Ь).

Следует отметить, что размеры (как по вертикали, так и по горизонтали) узкой части (в) сечения продольного канала кессона выбираются не менее соответствующих прогибов и искривлений обрабатцэаемых изделий с тем, чтобы исключить неблагоприят5 ное задевание стенок кессона иэделием в узкой части сечения.

Проходной агрегат работает следующим образом.

Длинномерные иэделия 13 поступают

10 одно за другим .через окно загрузки 2 в продувочную камеру 1 и далее, после продувки от остатков воздуха, в футерованную камеру 3 нагрева, обогреваемую электронагревателями 4.

При последовательном перемещении через камеру 3 изделия подвергаются безокислительному нагреву до заданной температуры и, если это необходимо, выдерживаются при этой темпе-Э ратуре некоторое время. Защита от окисления в процессе нагрева и выдержки осуществляется при помощи защитного газа, поступающего через подвод

10 в камеру 3 нагрева и в продувочную камеру 1. Для последующего охлаждения иэделия поступают в холодильную камеру 6 и перемещаются внутри водоохлаждаемого профилированного кессона 7. Это перемещение осуществляется в противотоке с защитным газом, пос-З0 тупающим навстречу иэделию через суживающуюся (а), узкую (в) и расширяющуюся (с) части сечения продольного канала.кессона 7 от спрейера 8, снабженного подводом 9 защитного газа.

35 При перемещении в продольном канале профилированного кессона 7 поток защитного газа испытывает минимальные энергетические потери, что дает возможность при ртносительно небольшом

40 давлении в камере спрейера обеспечить высокие скорости обтекания газом охлаждаемых изделий в узкой части (в) сечения кессона 7, где перемещаемое изделие находится

45 при более низких температурах, чем в расширяющейся части (c), т.е. в таком состоянии,, когда интенсификация конвективной составляющей наиболее целесообразна.

В расширяющейся части (с) динамический напор газа преобразуется в статическое давление с наименьшими потерями. Это дает возможность, с одной стороны, организовать достаточно интенсивный переток газа в кольце>5 вом зазоре (o) между двумя водоохлаждаемыми стенками: внутрейней холодильной камеры 6 и наружной кессона 7.

С другой стороны, уменьшение скорости обтекания охлаждаемых изделий

60 защитным газом в начале холодильной камеры (участок c) снижает вероятность коробления изделий при их еще повышенных температурах.

Охлажденный газ из кольцевого за6g зора d поступает на участок е, где

958506

Формула изобретения его вертикальные потоки, организуя завесу с неболшзим избыточным давлением, .препятствуют подсосам воздуха через окно 11 разгрузки, а потоки, направленные под углом навстречу перемещаемому изделию, частично подсасываются в суживаищийся участок а.

Охлажденный гаэ на участке 1 позволяет дополнительно снизить температуру изделия на выходе иэ проходного агрегата до значений безопасных с 10 точки зрения окисления иэделий на воздухе.

Таким образом, изделие 13, перемещаясь через проходной агрегат на роликах 12 транспортирующего. механизма, поэлементно подвергается. нагреву, выдержке и охлаждению в среде защитного газа.

При работе проходного агрегата а охлаждающим устройством, состоящим иэ нескольких состыкованных кес.сонов 7, давление газа в камере спрейера 8 рассчитывается таким образом, чтобы обеспечить надежный переток газа из участка (с) продольного канала кессона в кольцевой зазор (о). Это позволяет предотвратить нежелательный подсос защитного газа иэ пространства камеры нагрева в охлаждающее устройство, что при имеющихся в таком газе дополнительных примесей может вызвать неблагоприятное агрессивное (например, окисляющее) воздействие на поверхность труб в начальный период охлаждения. В случае же черезмерного избытка давления хо1лодного газа в начале камеры охлаждения, что может вызвать неблагоприятное подстукивание изделий на выходе из камеры нагрева, при помощи регу.лируемых клапанов 15 открываются ра- 40 диальные сквозные отверстия 14 в расширяющихся частях (c) сечения состыкованных кессонов. При этом давление в начале камеры охлаждения несколько снижается, но.увеличивается 45 на участке е, и тем самим улучшается газовый затвор окна 11 разгрузки.

Регулированием положения клапанов

15 можно добиться наиболее оптимального распределения давления и скорос- 50 ти потоков защитного газа внутри охлаждающего устройства.

Таким образом, предлагаемый проходной агрегат позволяет: обеспечить повышение скорости охлаждения нзделнй за счет повышения скорости обтекания изделия защитным газом и, следовательно, увеличить конвективную теплоотдачу за счет того, что сечение продольного канала кессона выполнено переменным; снизить степень искривления иэделий за счет понижения скорости обтекания их защитным газом при выходе иэ камеры нагрева, когда температура изделий наиболее высокая, причем дальнейшее повышение скорости обтекания изделия защитным газом (при прохождении изделия через узкую часть сечения кессона) происходит при температуре нагрева изделия, безопасной с точки зрения

его возможного искривления; уменьшить энергетические потери на подачу защитного газа за счет более рационального распределения давления газа и скорости его потока; обеспечить регулироваиие газового режима в камерах агрегата, что значительно облегчает эксплуатацию его.

Агрегат для термообработки изделий в защитной среде, содержащий, проходные нагревательную камеру и охлаждающее устфЗйство, выполненное в виде соосно расположенных кессонов и спрей ера, отличающийся тем, что, с целью повыаения скорости охлаждения изделий, полость кессона выполнена сужающейся к его середине.

2. Агрегат по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью регулировки подачи охлаждающей среды, охлаждающее устройство выполнено из состыкованных кессонов, стенки которых в месте стыковки имеют сквозные отверстия с регулируевыми клапанами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 617668 . F 27 8 9 04, 1978.

2. Патент CldA 9 3675908, кл. С 21 0 1/62, опублик. 1972.

958506

Составитель В. Марковский

Редактор М. Келемеш Техред Т.Фанта, Корректор Г. 0rap

Заказ 6986/37 Тираж 587 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11i035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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