УСТАНОВКА ПАРОГАЗОВОЙ ТЕРМООЧИСТКИ МЕТАЛЛОИЗДЕЛИЙ Российский патент 1998 года по МПК F28G1/16 F28G3/16 F28G11/00 

Изобретение относится к конструкциям устройств парогазовой термической очистки металлоизделий, поверхность которых загрязнена смолистыми отложениями, и может использоваться в хлебопекарной промышленности для очистки металлических форм от смолонагара, образующегося при многократном смазывании растительным маслом форм в процессе выпечки хлеба, а также в металлургической промышленности для очистки металлошихты при выплавке прецизионных и жаропрочных сплавов.

Известна установка парогазового термообезжиривания металлоизделий, содержащая колпак с электронагревателями, муфель с выхлопным патрубком, дымоотвод и пароотвод для подачи в муфель водяного пара (а.с. 1505976, C 21 D 9/67, 07.09.89).

Недостатком известной установки является сложность в эксплуатации и значительный расход электроэнергии из-за необходимости снятия колпака с муфеля для возможности доступа к муфелю при загрузке - выгрузке подвергаемых термоочистке металлоизделий, охлаждения снятого колпака при загрузке - выгрузке и необходимости последующего надевания колпака.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является установка парогазовой обработки загрязненных металлоизделий, содержащая средство нагрева, муфель, дымоотвод с дымозаборной камерой, соединенной с муфелем нисходящим газоходом, выхлопную трубу с фильтр-патроном и паропровод с соплом для подачи в дымозаборную камеру водяного пара (патент РФ 2092762, кл. F 28 G 1/16, 10.10.97).

Однако эта известная установка характеризуется сравнительно большими эксплуатационными затратами в связи с необходимостью частой замены фильтр-патрона в выхлопной трубе, загрязняющегося при работе установки вследствие содержания в отходящих дымовых газах сажевых аэрозолей.

Технический результат, получаемый от изобретения, - снижение эксплуатационных затрат и сокращение потребления электроэнергии и природного газа.

Технический результат достигается тем, что в установке парогазовой термоочистки металлоизделий, содержащей корпус, топочную камеру со средством нагрева, муфель с газовыпускными отверстиями, дымоотвод с дымозаборной камерой, соединенной с муфелем нисходящим газоходом, выхлопную трубу и паропровод с соплом для подачи в дымозаборную камеру водяного пара, согласно изобретению, муфель снабжен двойными стенками, образующими газоотводные каналы, сообщающиеся с внутренним пространством муфеля через его газовыпускные отверстия, а корпус выполнен с обводными каналами, соединяющими газоотводные каналы муфеля с выхлопной трубой и топочной камерой со средством нагрева.

На фиг. 1 изображен общий вид установки парогазовой термоочистки металлоизделий; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез Д-Д на фиг. 3; на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 1; на фиг. 6 - разрез Е-Е на фиг. 3; на фиг. 7 - разрез Г-Г на фиг. 1.

Установка парогазавой термоочистки металлоизделий содержит корпус 1, топочную камеру 2 со средством нагрева 3, муфель 4 с газовыпускными отверстиями 5, дымоотвод 6 с дымозаборной камерой 7, соединенной с муфелем 4 нисходящим газоходом 8, выхлопную трубу 9 и паропровод 10 с соплом 11 для подачи в дымозаборную камеру 7 водяного пара.

Муфель 4 снабжен двойными стенками 12, 13, которые образуют газоотводные каналы 14, сообщающиеся с внутренним пространством 15 муфеля 4 через его газовыпускные отверстия 3.

Корпус 1 выполнен с обводными каналами 16, 17, которые соединяют газоотводные каналы 14 с выхлопной трубой 9 и с топочной камерой 2 со средством нагрева 3.

Средство нагрева 3 представляет собой группу электронагревателей и газовую горелку, которые размещены в топочной камере 2. Средство нагрева 3 может быть выполнено в виде газовой горелки без электронагревателей или в виде группы электронагревателей без газовой горелки - в зависимости от требований к тепловым режимам термоочистки.

Установка парогазовой термоочистки металлоизделий снабжена дополнительными электронагревателями 18, размещенными под муфелем 4, обеспечивающими стабилизацию температурного режима.

Муфель 4 оборудован люком 19, герметизирующим внутреннее пространство 15 муфеля 4 и предотвращающим проникновение в него атмосферного воздуха.

Дымозаборная камера 7 состоит из сужающегося конусообразного патрубка 20, цилиндрической горловины 21 и диффузора 22, соединенного с нисходящим газоходом 8.

В корпус 1 вмонтирована дымовая коробка 23 с клапаном 24, на которую установлена выхлопная труба 9.

Дымоотвод 6 оборудован воздуховодом 25 с заслонкой 26. В корпусе 1 над топочной камерой 2 смонтирована разделительная стенка 27, через которую проходит обводной канал 17 таким образом, что пространство внутри корпуса 1 соединено с каналами 14 муфеля 4 и с внутренним пространством топочной камеры 2. Под муфелем 4 ниже канала 16 выполнена карманообразная полость 28 для сбора скоплений зольных частиц.

Установка парогазовой термоочистки металлоизделий работает следующим образом.

Включают вспомогательные электронагреватели 18 и нагревают муфель 4 до температуры 250^oC.

Включают средство нагрева 3 и нагревают топочную камеру 2 до температуры 800^oC.

Открывают люк 19 и загружают в муфель 4 металлоизделия, подвергаемые термической очистке. Закрывают люк 19, герметизируя пространство 15.

Включают подачу водяного пара из паропровода на сопло 11. Выходящая из сопла 11 струя водяного пара проходит через горловину 21 в диффузор 22, откуда по нисходящему газоходу 8 поступает в муфель 4, омывая металлоизделия. Выделяющиеся при нагреве металлоизделий газы смешиваются с водяным паром, образуя дымовые газы, химсостав которых определяется химсоставом газов в зависимости от химсостава разлагающегося под действием температуры смолистого вещества на поверхности металлоизделия. Так, при температуре металлоизделий ниже 200^oC дымовые газы состоят практически из водяного пара, поскольку газовыделения из смолистого вещества при такой температуре практически не происходит. При нагреве металлоизделий до температуры 260^oC и выше в состав дымовых газов входят горючие углеводородные газы с преобладанием водяной составляющей, а также сажевые аэрозоли, образующиеся в результате частичного сгорания смолистого вещества при недостатке кислорода. Дымовые газы удаляются при этом из внутреннего пространства 15 муфеля 4 через отверстия 5 под давлением потока водяного пара, поступающего из газохода 8 в муфель 4, и попадают в каналы 14 между стенками 12, 13. Выходя из каналов 14, дымовые газы движутся вверх по обводному каналу 16, где разделяются на два потока - вертикальный и горизонтальный. Вертикальный поток дымовых газов попадает в дымовую коробку 23 и через клапан 24 входит в выхлопную трубу, откуда удаляется в атмосферу. Горизонтальный поток дымовых газов попадает в обводной канал 17, из которого входит в топочную камеру 2, где содержащиеся в дымовых газах аэрозоли и горючие составляющие смешиваются с воздухом и полностью сгорают - до образования H₂O и CO₂. Необходимый для их сгорания воздух присасывается в топочную камеру 2 через отверстия в корпусе 1, где установлено средство нагрева 3.

Струя водяного пара, выходящего из сопла 11, при ее движении в горловине 21, а затем - в диффузоре 22 создает в сужающемся конусообразном патрубке 20 разрежение, вследствие чего в дымоотводе 6 и в топочной камере 2 создается такое разрежение, вследствие чего в топочную камеру 2 обеспечивается устойчивый присос дымовых газов по каналу 17. Таким образом в установке парогазавой термоочистки металлоизделий происходит непрерывная циркуляция дымовых газов, способствующая полному сгоранию горючих составляющих в дымовых газах. В период нагрева металлоизделий до температуры 320^oC подачу водяного пара поддерживают на минимальном уровне при небольшом открытии клапана 24, обеспечивая этим минимальный выброс через выхлопную трубу 9 дымовых газов и сажевых аэрозолей, соответствующий предельным санитарным нормам.

После достижения металлоизделиями температуры 320^oC и прекращения выделения сажевых аэрозолей увеличивают подачу водяного пара на сопло 11, продолжая повышать температуру нагрева муфеля 4 и металлоизделий. Благодаря парогазовой атмосфере во внутреннем пространстве 15 муфеля смолистое вещество, загрязняющее металлоизделия, сгорает на поверхности металлоизделия без образования сажи и оксидов углерода. При этом выделяющееся от сгорания смолистого вещества тепло идет на нагрев металлоизделий, повышая их температуру, чем достигается снижение расхода электроэнергии и природного газа, подаваемых на средство нагрева 3.

После достижения металлоизделиями температуры 400^oC открывают заслонку 26, вследствие чего атмосферный воздух по воздуховоду 25 присасывается в дымоотвод 6 и смешивается с водяным паром и газами, поступающими в дымозаборную камеру 7, образуя окислительную атмосферу в пространстве 15 муфеля 4. Наличие в атмосфере, омывающей металлоизделия в муфеле 4, определенного количества кислорода обеспечивает создание необходимых условий для полного сгорания угольного остатка смолистого вещества. В результате сгорания остатка смолистого вещества до золы происходит разрушение зольного остатка и его частичный унос с потоками дымовых газов из муфеля 4 и его каналов 14. При попадании дымовых газов, содержащих частицы золы, в обводной канал 16 частицы золы выпадают из потока газов в результате поворота на 90^o и действия сил инерции и оседают в полость 28, где постепенно накапливаются. По мере заполнения полости 28 золой производят периодическую чистку полости.

После достижения металлоизделиями температуры 450^oC процесс термической очистки считается законченным. Выключают средство нагрева 3, выключают дополнительные элекронагреватели 18 и прекращают подачу водяного пара на сопло 11.

Открывают люк 19 и выгружают из муфеля 4 очищенные металлоизделия.

Использование предложенной установки парогазовой термоочистки металлоизделий позволяет упростить эксплуатацию оборудования и сократить расход электроэнергии и природного газа.

Изобретение решает задачу повышения чистоты поверхности металлоизделий, загрязненных смолистыми отложениями, упрощения в эксплуатации, снижения выбросов аэрозолей с дымовыми газами и сокращения расхода электроэнергии и природного газа. Установка содержит корпус, топочную камеру со средством нагрева, муфель с газовыпускными отверстиями, дымоотвод с дымозаборной камерой, соединенной с муфелем нисходящим газоходом, выхлопную трубу и паропровод с соплом для подачи в дымозаборную камеру водяного пара. Муфель снабжен двойными стенками, образующими газоотводные каналы, сообщающиеся с внутренним пространством муфеля через его газовыпускные отверстия. Корпус выполнен с обводными каналами, соединяющими газоотводные каналы муфеля с выхлопной трубой и с топочной камерой со средством нагрева. 7 ил.

Установка парогазовой термоочистки металлоизделий, содержащая корпус, топочную камеру со средством нагрева, муфель с газовыпускными отверстиями, дымоотвод с дымозаборной камерой, соединенной с муфелем нисходящим газоходом, выхлопную трубу и паропровод с соплом для подачи в дымозаборную камеру водяного пара, отличающаяся тем, что муфель снабжен двойными стенками, образующими газоотводные каналы, сообщающиеся с внутренним пространством муфеля через его газовыпускные отверстия, а корпус выполнен с обводными каналами, соединяющими газоотводные каналы муфеля с выхлопной трубой и с топочной камерой со средством нагрева.