ДИФФУЗОР ДЛЯ ОБЖИГОВОЙ ПЕЧИ Российский патент 1994 года по МПК F27B9/28 

Изобретение относится к диффузорам для обжиговой печи, для обжига проволокообразных изделий, эмалируемых путем покрытия изоляционной пластической смолой.

Целью изобретения является повышение качества покрытия.

На фиг.1 дано схематическое изображение печи, выполненной в соответствии с настоящим изобретением; на фиг.2 - вид сверху детали печи, показанной на фиг.1; на фиг.3, 4, 5, 6 и 7 - разрезы соответственно по А-А, по Б-Б, по В-В, по Г-Г, по Д-Д на фиг.2 (разрезы по А-А; по В-В, по Г-Г, выполненные на фиг.3, 5 и 6, повернуты на 90^о, разрез по Д-Д повернут на 180^о); на фиг. 8 - аксонометрическое изображение элемента 50.

Как показано на фиг.1, печь для обжига покрытия из изоляционной пластической смолы на электропроводящих проводах обозначена общей позицией 1 и содержит вертикальную основную камеру 2, которая снабжена нижним, впускным, отверстием 3 и верхним, выпускным, отверстием 4 и через которую непрерывно перемещают в продольном направлении провод 5. Эта камера 2 имеет удлиненную форму и содержит первую часть 6 пирамидального сечения, увеличивающегося в направлении к входному отверстию 3, и вторую часть 7, по существу, постоянного прямоугольного сечения. Вдоль боковых стенок 8 первой части 6 расположены нагревательные элементы 9, предпочтительно состоящие из электрических сопротивлений. Две термопары 10, размещенные в упомянутой первой части 6, и термопара 11, установленная во второй части 7, вблизи выпускного отверстия 4, воспринимают температуру в этих частях и являются, как описано ниже, датчиками системы регулирования температуры.

Печь 1 дополнительно содержит расположенный сбоку от основной камеры 2 вспомогательный агрегат 14, а этот вспомогательный агрегат 14 включает в себя вентилятор 15, расположенный напротив всасывающего отверстия 16, сообщающегося с основной камерой 2, вблизи от места стыка между двумя частями 6 и 7 камеры 2, и служащий для отсасывания первого потока 17 смеси воздуха и паров растворителей, создаваемой в первой части 6, и нагревательный блок 18. Этот нагревательный блок 18 состоит из теплообменника 19, нагревателя 20 с электрическим сопротивлением и каталитической пластинчатой камеры 21 сгорания. Первичный контур 19а теплообменника 19, нагреватель 20 и камера 21 сгорания расположены последовательно за (по ходу потока) вентилятором 15. Трубопровод 23 направляет второй поток 24, выходящий из камеры 21 сгорания, во вторичный контур 19в теплообменника 19 в противотоке по отношению к первичному контуру 19а для обеспечения тем самым подогрева первого потока 17, идущего в нагреватель 20.

От выпускного трубопровода 25, ведущего от вспомогательного агрегата 14, отходят два трубопровода 26 и 27 для транспортировки первой части 28 второго потока 24 в направлении к рециркуляционному трубопроводу 29 для направления ее во вторую часть 7 камеры 2 и второй части 30 в направлении к вентилятору 33, который направляет ее в дымовую трубу. Вентилятор 34 засасывает извне первый объем 35 воздуха и подает его в трубопровод 36, ведущий, как и трубопровод 26, к рециркуляционному трубопроводу 29, который сообщается со второй частью 7 основной камеры 2 через отверстие 37, закрываемое посредством задвижки 41, причем рециркуляционный трубопровод 29 расположен так, что обеспечивает ввод третьего потока 38, получаемого в результате смешивания первой части 28 второго потока 24 с упомянутым первым объемом 35 воздуха, в направлении, по существу, противоположном направлению движения провода 5.

Печь 1 дополнительно содержит второй теплообменник 39, первичный контур 39а которого расположен последовательно с упомянутым трубопроводом 27, а вторичный контур 39в, встроенный с возможностью действия его в противотоке по отношению к первичному контуру, расположен последовательно с трубопроводом 40, несущим второй объем 43 воздуха от вентилятора 44, засасывающего воздух из внешней окружающей среды, к трубопроводу 45 для ввода в первую часть 6 основной камеры 2.

В нагревателе 20 и на выходе камеры 21 сгорания установлены две дополнительные термопары 46 и 47 соответственно.

В соответствии с настоящим изобретением впускное отверстие 3 и трубопровод 45 ввода в первую часть 6 объединены в одном диффузоре 50, показанном подробно на фиг.2-7.

Этот диффузор 50 предпочтительно выполняют из листового металла с использованием традиционных операций обработки металла. Для простоты и ясности сварочные швы не показаны.

Диффузор 50 содержит центральный корпус 51, по существу, прямоугольной формы, состоящий из двух трубчатых элементов 52 и 53 прямоугольного сечения, расположенных один на другом и образующих соответственные замкнутые каналы 54, 55 удлиненной прямоугольной формы. К верхней поверхности 56 верхнего трубчатого элемента 52 приварена рамка 57 из более толстого листового металла, в которую при использовании ввертывают множество винтов (не показаны) для присоединения диффузора 50 к периферийному фланцу 58 (см. фиг.1) первой части 6 основной камеры 2.

К нижней поверхности 59 (см. фиг.5 и 6) нижнего трубчатого элемента 53 приварена пластина 60 из листового металла, снабженная продольным проемом 63, проходящим по всей длине диффузора 50, по существу, по главной медиане самого диффузора 50 и имеющим загнутые вверх края 64, к концам которых приварены две соответственные пластины 65, наклоненные вниз и в направлении к центру диффузора 50 и образующие вместе упомянутое впускное отверстие 3. Пластина 60 снабжена множеством периферийных соединительных отверстий 66 и имеет размер в плане больший, чем трубчатый элемент 53, в частности она расположена таким образом, что края двух ее соседних сторон 67 и 68 совмещены с краями двух соответствующих сторон 69 и 70 трубчатого элемента 53, а остальные две стороны выступают относительно этого трубчатого элемента.

Соединение пластины 60 с несущей конструкцией (не показана) печи 1 осуществляют посредством множества болтов 71, входящих в упомянутые отверстия 66, причем болты 71, расположенные на сторонах 67 и 68, пропущены через отверстия 72 трубчатого элемента 53, соосные с отверстиями 66 и расположенные выше них, и их головки приварены к элементу 53.

Трубчатые элементы 52 и 53 имеют внутренние перегородки, разделяющие соответственные каналы 54, 55 на несколько камер.

В частности, перегородка 74 (фиг.5 и 6) расположена вертикально поперек каналов 54, 55 посередине их стороны 70, две перегородки 75, 76 расположены на той же самой стороне с противоположных от перегородки 74 сторон и образуют вместе с ней соответственно две камеры 77 и 78 в канале 54 и две камеры 79 и 80 в канале 55, наложенными одна на другую. Камеры 79 и 80 дополнительно разделены в продольном направлении посредством вертикальной перегородки 84 (см. фиг. 5) на наружные камеры 79а, 80а и внутренние камеры 79b, 80b (фиг. 5). Две другие вертикальные перегородки 85 (см. фиг.2), отходящие под углом в направлении наружу от внутреннего концевого угла трубчатых элементов 52, 53, образуют вместе с упомянутыми перегородками 75 и 76 соответственно две другие камеры 86 и 87 (фиг.2 и 6) в канале 54, примыкающие к противоположным сторонам камер 77 (фиг.2 и 5), 78, и две другие камеры 88 и 89 в канале 55, примыкающие к противоположным сторонам камер 79 и 80. Перегородки 75 и 76 перекрывают не все сечение каналов 54 и 55, оставляя его открытым вдоль камер 79а и 80а, которые, следовательно, сообщаются с камерами 88 и 89 соответственно. Камеры 88, 79b, 80b и 89 сообщаются с внутренней полостью центрального элемента 51 через соответственные нижние продольные отверстия 93 и 94 (фиг.6, 5), 95, 96. Камеры 77 и 78 (фиг.5, 3) сообщаются с камерами 79 и 80 через соответственные проемы 97 (фиг.6) в трубчатых элементах 52 и 53.

Трубчатые элементы 52 и 53 содержат другие внутренние перегородки, распределенные вдоль другой стороны 98, противоположной стороне 70, и, в частности, центральную перегородку 100, расположенную напротив перегородки 74, и две боковые перегородки 101, 102, расположенные напротив перегородок 75 и 76 (см. фиг.7). Перегородка 100 пересекает нижний канал 55 и верхний канал 54, разделяя этот последний канал на две камеры 103 и 104, расположенные между перегородкой 100 и перегородками 85, перегородки же 101 и 102 пересекают лишь нижний канал 55 и образуют с центральной перегородкой 100 две камеры 105, 106 (фиг. 2, 5 и 7), а с перегородками 85 две камеры 107, 108 (фиг. 6 и 7). Камеры 103 и 104 сообщаются соответственно с камерами 105 и 106 через продольные проемы 109, 110 (фиг.5) в трубчатых элементах 52, 53, а камера 107, камеры 105, 106 и камера 108 сообщаются с внутренним пространством центрального элемента 51 через соответственные нижние продольные отверстия 113, 114, 115, 116, расположенные напротив упомянутых отверстий 93, 94, 95, 96 соответственно.

Впускной трубопровод 45 (фиг.2) имеет сечение, увеличивающееся в направлении от впускной части 120, имеющей прямоугольное сечение и вертикальную ось и снабженную фланцем 121 для прикрепления к трубопроводу 40, к выпускной части 122, приваренной по периметру к центральному элементу 51, в частности, к стороне 70 (фиг.2) трубчатых элементов 52 и 53.

Трубопровод 45 имеет три соответственные внутренние перегородки 123 (фиг. 2) такой формы, которая обеспечивает разделение каждого участка трубопровода 45 в поперечном направлении на четыре, по существу, равные части, которые (перегородки) заканчиваются в выпускной части 122 у внутренних перегородок 74, 75 и 76 в трубчатых элементах 52 и 53, и, кроме того, трубопровод 45 содержит четвертую внутреннюю перегородку 124, по существу, перпендикулярную (на всех участках) к упомянутым трем перегородкам и расположенную вдоль срединной искривленной поверхности трубопровода 45, заканчивающейся в выпускной части 122, по существу, в плоскости контакта между трубчатыми элементами 52 и 53. Трубопровод 45, таким образом, разделен на восемь продольных камер 45а, 45b, 45c, 45d, 45e, 45f, 45g, 45h, как показано на фиг.2.

Трубчатый элемент 52 имеет на стороне 70 два концевых отверстия 125, 126 (фиг. 2), соответственно сообщающих камеры 45а и 45d с камерами 103 и 104 (фиг. 2, 4, 7) и два центральных отверстия 127 (фиг.5, 3), 128 соответственно сообщающих камеры 45b и 45с с камерами 77 и 78 в канале 54, и точно таким же образом трубчатый элемент 53 имеет на стороне 70 два концевых отверстия 129 и 130 (фиг.2), соответственно сообщающих камеры 45 и 45е с камерами 107 и 108 (фиг.7), и два центральных отверстия 131, 132, соответственно сообщающих камеры 45g и 45f с камерами 79а и 80а в канале 55.

На фиг. 2, 3 и 4 показано также, что к трубопроводу 45 приварены две полые снабженные резьбой бобышки 133, установленные соосно с соответственными отверстиями 134 в самом трубопроводе 45 и предназначенные для обеспечения возможности присоединения приборов (например, манометров) для восприятия аэрогидродинамических параметров, которые являются приборами обычного типа и поэтому не показано.

Печь 1 работает следующим образом.

Провод 5 входит в основную камеру 2 через входное отверстие 3 и проходит через первую часть 6, в которой производят испарение растворителей из смолы, покрывающей провод. Далее провод проходит во вторую часть 7, в которой поддерживают более высокую, чем в первой части 6, температуру и в которой производят полимеризацию и сшивание смолы.

Воздух 43 поступает в трубопровод 45 диффузора 50, откуда его вводят, как подробно описано ниже, в основную камеру 2.

Воздушный поток 43 разделяют посредством перегородок 123, 124 в трубопроводе 45 на восемь потоков 43а, 43b, 43c, 43d, 43e, 43f, 43g, 43h, которые подают в камеры трубопровода 45, обозначенные теми же самыми буквами позиций. Описание траектории движения упомянутых потоков проведено относительно только одной половины (левой на фиг.2) диффузора 50 и может быть легко распространено на другую половину с учетом очевидных соображений симметрии относительно срединной вертикальной плоскости самого диффузора 50.

Поток 43а проходит из камеры 45а через отверстие 125 в камеру 103 канала 54 и течет по нему до тех пор, пока не встретит проем 109 (фиг.5), после чего он проходит в нижележащую камеру 105, а оттуда через проем 114 во внутреннее пространство центрального элемента 51.

Поток 43b проходит из камеры 45b через проем 127 в камеру 77 и оттуда в камеру 79b через проем 97 и через отверстие 94 он поступает во внутреннее пространство центрального элемента 51.

Поток 43g идет из камеры 45g в камеру 79а и затем в сообщающуюся с ней камеру 88 (фиг.6), откуда он вытекает через продольное отверстие 93.

Поток 43h проходит из камеры 45h через проем 129 в отсек 107 канала 55, откуда он течет во внутреннее пространство центрального элемента 51 через отверстие 113.

Все упомянутые потоки отклоняют затем вверх посредством краев 64 проема 63 в пластине 60 таким образом, что они поступают в боковую зону первой части 6 основной камеры 2, причем ввод упомянутых потоков в первую часть 6 основной камеры 2, производят со скоростью менее 1 м/с, а предпочтительно около 0,3-0,4 м/с.

Указанные действия регулируют (в зависимости от сигналов, поступающих от термопар 10) путем изменения скорости вращения вентиляторов 44 и 33, т. е. путем изменения расхода второй части 30 второго потока 24 и холодного воздуха 43. Аналогичным образом, в зависимости от значений температуры, воспринимаемых посредством термопар 10, 46 и 47, изменяют скорость подвода тепла посредством нагревательных элементов 9 и нагревательного блока 18 и расход первого потока 17.

Особая геометрия диффузора обеспечивает правильное введение воздуха 43, распределяемого по боковым стенкам 8 части 6, т.е. позволяет избежать сильного взаимодействия воздуха 43 с покрытием провода 5.

Кроме того, благодаря расширению части 6 в направлении к диффузору скорость введения воздуха 43 оказывается весьма умеренной.

Оба упомянутых эффекта позволяют значительно повышать температуру вводимого воздуха 43 и, следовательно, значительно увеличивать тем самым скорость испарения растворителей, не вызывая при этом изменений поверхности покрытия провода 5.

Кроме того, путем регулирования расхода воздуха 43 можно уменьшать всасывание вследствие самотяги холодного воздуха снизу через впускное отверстие 3 и, следовательно, уменьшать падение температуры в части 6.

И, наконец, очевидно, что в описанный выше вариант осуществления настоящего изобретения могут быть внесены различные изменения и дополнения, не выходящие за пределы объема изобретения. Например, могут быть изменены число и форма трубопроводов, составляющих диффузор 50.

Сущность изобретения: диффузор содержит трубопровод с одной внутренней перегородкой, определяющей контуры продольных камер для деления потока газа на множество потоков, по меньшей мере один трубчатый элемент, который образует замкнутый канал и имеющий наружные отверстия, сообщающиеся с соответствующими продольными камерами трубопровода, и множество камер, сообщающихся с соответствующими наружными отверстиями и расположенных вдоль противоположных внутренних боковых стенок трубчатого элемента для введения частчных потоков в периферийную зону и дефлектор, отклоняющий частичные потоки в направлении, параллельном по меньшей мере боковой поверхности. При этом трубчатые элементы могут быть наложены один на другой, а наружные отверстия выполнены в нижнем из двух трубчатых элементов на двух его противоположных сторонах, причем трубчатые элементы снабжены несколькими внутренними перегородками и проемами для взаимного сообщения, в результате чего образовано несколько камер, сообщающихся с соответствующими проемами. 1 з.п.ф-лы, 8 ил.

1. ДИФФУЗОР ДЛЯ ОБЖИГОВОЙ ПЕЧИ, отличающийся тем, что, с целью повышения качества покрытия проволоки, он снабжен трубопроводом, имеющим по меньшей мере одну внутреннюю перегородку, образующую контуры продольных камер для деления потока газа на множество потоков, трубчатыми элементами, образующими замкнутый канал, в котором выполнено множество наружных отверстий, сообщенных с продольными камерами трубопровода со множеством отверстий и камерами, расположенными вдоль противоположных внутренних боковых стенок трубчатыми элементами для введения потоков в периферийную зону и дефлектором, отклоняющим потоки в направлении, параллельном боковой поверхности. 2. Диффузор по п.1, отличающийся тем, что трубчатые элементы наложены один на другой, наружные отверстия выполнены в трубчатых элементах на двух его противоположных сторонах, причем трубчатые элементы имеют несколько внутренних перегородок и проемы с образованием нескольких камер, сообщенных посредством продольных отверстий с внутренним пространством центральной части.