ПЕЧЬ ДЛЯ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 1995 года по МПК F27B5/04 C23C8/00 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при газовой химико-термической обработке металлических изделий.

Известна печь для химико-термической обработки изделий, преимущественно нитроцементации в кипящем слое катализатора [1] Печь содержит рабочую камеру со слоем мелкоразмерных частиц и теплоносителя, нагреватели, газораспределительную решетку, вибратор и источник подачи реакционного газа под давлением, соединенный с рабочей камерой посредством вибратора. Колебательное движение от вибратора через механические связи передается патрубку, по которому в муфель печи поступает рабочий газ. В результате колебания происходит интенсификация процесса химико-термической обработки.

Недостатками этого технического решения сложность получения широкого диапазона частоты вибрации, низкая надежность и высокая энергоемкость из-за наличия механических звеньев.

Известна также установка для проведения технологических процессов в пульсирующей среде, содержащая рабочую камеру, снабженную приспособлением для подачи обрабатываемого материала и потока горячих газов. Установка содержит также генератор акустических колебаний, регулируемый по частоте звуковых волн. Выбор частоты обеспечивается приспособлением для настройки [2]
Недостатком известной установки является то, что она не предназначена для проведения химико-термической обработки стальных изделий, т.е. имеет другое назначение.

Наиболее близкой к заявляемому техническому решению является печь для химико-термической обработки изделий, содержащая рабочую камеру, нагреватель, крышку, магистрали для подачи реакционного газа и отвода отработанного газа [3]
Недостаток указанной печи низкая производительность.

Цель изобретения увеличение производительности печи за счет дополнительной активации реакционного газа акустическим полем, создаваемым генератором акустических колебаний, который снабжен магнитной системой и установлен на магистрали подачи реакционного газа.

На фиг. 1 представлена печь, частичный разрез; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1.

Печь состоит из корпуса 1, в котором установлен муфель 2 с нагревателем 3, являющийся рабочей камерой печи. Корпус 1 снабжен крышкой 4, в которой размещен теплозащитный патрон 5. К крышке 4 подведена магистраль 6 подачи реакционного газа и магистраль 7 отвода отработанных газов. Под крышкой 4 размещена садка 8 для обрабатываемых изделий. В рабочей камере муфеля 2 на магистрали подачи реакционного газа 6 установлен генератор 9 акустических колебаний. Он выполнен в виде свистка и, как один из вариантов, состоит из корпуса 10 с отверстием 11 и втулки 12. Втулка 12 имеет канал 13 для прохождения реакционного газа, соединенный с магистралью 6 и меньшего диаметра на выходе. Корпус 10 и втулка 12 образуют камеру 14 резонатора генератора 9 акустических колебаний. Объем резонатора может изменяться в зависимости от взаимного положения корпуса 10 и втулки 12. На втулке 12 генератора установлена магнитная система, состоящая из катушки 15 индуктивности и магнитопровода 16. Катушка 15 также имеет канал 17 для прохождения реакционного газа в виде лабиринта, образованного втулками 18 и 19.

Печь работает следующим образом.

В рабочую камеру муфеля 2 помещают садку 8 с изделиями, подлежащими химико-термической обработке и закрывают ее крышкой 4. Печь выводят с помощью нагревателя 3 на заданный тепловой режим, а по магистрали 6 через генератор 9 акустических колебаний вводят реакционный газ. Одновременно на катушку 15 подают напряжение для создания магнитного поля. При прохождении через лабиринт каналов во втулках 18 и 19 реакционный газ многократно пересекает магнитные силовые линии поля, в результате чего он активизируется. Затем реакционный газ поступает в генератор 9, работающий от энергии проходящего через него газа и далее в рабочую камеру муфеля 2. В муфель 2 поступает вибрирующий реакционный газ, активированный магнитным полем, который ускоряет химико-термическую обработку изделий. По окончании технологического процесса нагреватель 3 отключают, происходит охлаждение. Процесс закончен, садка 8 с изделиями извлекается из муфеля 2.

Преимуществом предложенного технического решения является повышение производительности химико-термической обработки изделий за счет сокращения продолжительности обработки, достигаемого использованием дополнительно активированного реакционного газа. Конструктивные особенности заявляемой печи обеспечивают дополнительную активацию реакционного газа за счет воздействия на него магнитного поля и прохождения газа через зону формирования акустического поля (акустические колебания большой амплитуды).

Использование: для химико-термической обработки изделий. Печь состоит из корпуса 1, в котором установлен муфель 2 с нагревателем 3, являющийся рабочей камерой. Корпус 1 имеет крышку 4, к которой подведена магистраль 6 подачи реакционного газа и магистраль 7 отвода отработанных газов. В рабочей камере муфеля 2 на магистрали 6 установлен генератор 9 акустических колебаний, регулируемых по частоте звуковых колебаний волн, состоящий из корпуса с отверстием и втулки. На втулке установлена магнитная система, состоящая из катушки индуктивности и магнитопровода. Изобретение обеспечивает повышение производительности печи интенсификации технологического процесса. 2 ил.

ПЕЧЬ ДЛЯ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ, содержащая рабочую камеру с крышкой, нагреватель, магистрали подачи реакционного газа и отвода отработанного газа, отличающаяся тем, что она снабжена установленным в рабочей камере на магистрали подачи реакционного газа генератором акустических колебаний, регулируемых по частоте звуковых колебаний волн, и магнитной системой, расположенной на генераторе акустических колебаний.