ВЕРТИКАЛЬНАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 2001 года по МПК F27B1/10 C21D9/00 

Изобретение относится к области печестроения, в частности к вертикальным проходным печам, предназначенным для термической обработки изделий (например, уложенного в пакетную садку керамического кирпича).

Известны вертикальные проходные печи (1, 2) для термической обработки изделий.

Наиболее близким аналогом из известных является вертикальная проходная печь (1) для термической обработки изделий, содержащая расположенные по ходу перемещения садки пространство разогрева и охлаждающие теплообменник с системой циркуляции теплоносителя.

Недостатки прототипа заключаются в следующем:
- не существует возможности использования тепла, отбираемого от нагретой садки при ее охлаждении на конечной стадии термообработки, для разогрева холодной садки в начальный период разогрева;
- отсутствует буферное пространство между пространством разогрева и охлаждающим теплообменником, что приводит к повышенным энергозатратам оборудования;
- в качестве теплоносителя используется вода, что снижает возможности использования отбираемого от нагретой садки тепла из-за низкой максимальной температуры теплоносителя;
- регламентировано направление перемещения садки в рабочем пространстве печи (сверху-вниз), что снижает возможности оборудования, поскольку для некоторых видов изделие (садок) предпочтительно производить перемещение садки снизу-вверх.

Цель изобретения - повышение технико-экономических показателей оборудования.

Поставленная цель достигается тем, что вертикальная проходная печь для термической обработки изделий оснащается расположенным перед пространством разогрева нагревающим теплообменником и расположенным перед охлаждающим теплообменником буферным пространством, при этом охлаждающий и нагревающий теплообменники связаны единой системой циркуляции теплоносителя.

Наличие охлаждающего и нагревающего теплообменников, связанных единой системой циркуляции теплоносителя, позволяет получить возможность использования тепла, отбираемого при охлаждении нагретой садки в конце термообработки, для разогрева холодной садки в начале термообработки, а наличие буферного пространства позволяет снизить энергозатраты на конечной стадии разогрева садки за счет пространственного и временного разделения процессов нагрева и охлаждения садки.

Кроме того, система циркуляции теплоносителя выполнена замкнутой и оснащена устройством регулирования теплообмена между охлаждающим и нагревающим теплообменниками, а в качестве теплоносителя используется газ (например, воздух).

Замкнутая система циркуляции теплоносителя повышает эффективность теплообмена между охлаждающим и нагревающим теплообменниками, а наличие устройства регулирования теплообмена позволяет оптимизировать процесс теплопередачи между охлаждающим и нагревающим теплообменниками при отсутствии теплового баланса между ними. Использование газа вместо воды в качестве теплоносителя позволяет повысить эффективность теплообмена за счет увеличения допустимой температуры нагрева теплоносителя.

Направление перемещения садки в рабочем пространстве печи может осуществляться по выбору (либо снизу-вверх, либо сверху-вниз) и регламентировано лишь последовательностью расположения нагревающего теплообменника, пространства разогрева, буферной зоны и охлаждающего теплообменника.

Все отличительные признаки предлагаемого изобретения являются новыми по отношению к прототипу, а их совокупность обладает существенными отличиями по отношению к известным аналогам.

На фиг. 1 представлен общий вид печи для варианта перемещения садки снизу-вверх; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1.

Устройство состоит из установленных по ходу перемещения садки в рабочем пространстве печи нагревающего теплообменника 1, разделенного (при необходимости) на несколько тепловых зон пространства 2 нагрева, буферного пространства 3 и охлаждающего теплообменника 4. Для загрузки садки 5 (в дальнейшем просто садка) в рабочее пространство печи предусмотрены тележка 6, подъемник 7 и поддерживающее устройство 8. Для выгрузки садки из рабочего пространства печи предусмотрены крышка 9 с механизмом 10 подъема и поворота и крановый съемник 11. Система циркуляции теплоносителя состоит из вентилятора 12 и устройства 13 регулирования теплообмена, соединенных между собой и с теплообменниками 1 и 4 при помощи воздуховодов 14.

Работа печи осуществляется следующим образом.

Холодная садка при помощи кранового съемника 11 устанавливается на тележку 6 и подается в зону действия подъемника 7. Далее при помощи подъемника 7 и поддерживающего устройства 8 производится загрузка садки в рабочее пространство печи с одновременным перемещением всей загрузки на соответствующий шаг подачи, при этом верхняя садка (при заранее открытой и отведенной в сторону крышке 9) выдвигается из рабочего пространства печи и выгружается крановым съемником 11. После выгрузки садки крышка 9 закрывается, а освобожденная тележка 6 опускается подъемником 7 и выкатывается под загрузку новой садки.

При нахождении садки в зоне действия нагревающего теплообменника 1 происходит ее разогрев по заданной программе за счет тепла, отобранного у верхней садки, находящейся в зоне действия охлаждающего теплообменника 4. Циркуляция теплоносителя (например, воздуха) осуществляется при помощи вентилятора 12 и воздуховодов 14, а заданный тепловой режим между охлаждающим теплообменником 4 и нагревающим теплообменником 1 поддерживается при помощи устройства 13 регулирования теплообмена.

При нахождении садки в пространстве 2 разогрева производится ее нагрев по заданной программе при помощи известных регулируемых способов нагрева (например, электрическими нагревателями сопротивления с регулируемой мощностью теплового потока).

При нахождении садки в буферном пространстве 3 она выполняет функцию экрана и теплоизолирующего слоя между соседними садками, одна из которых (нижняя) находится в пространстве 2 разогрева, а другая (верхняя) - в зоне действия охлаждающего теплообменника 4.

При конструктивном исполнении печи для варианта перемещения садки сверху-вниз, необходимо перекомпоновать элементы рабочего пространства печи (в том числе: нагревающий теплообменник, пространство разогрева, буферное пространство и охлаждающий теплообменник) в соответствующей последовательности по ходу перемещения садки, при этом остальные элементы конструкции остаются без изменений.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР 156175, C 21 D 9/46, 1963.

2. Авторское свидетельство СССР 96781, C 21 D 9/00, 1954.

Изобретение относится к печестроению, в частности к вертикальным печам, предназначенным для термической обработки изделий, например уложенного в пакетную садку керамического кирпича. Печь содержит расположенные по ходу перемещения садки подогревающий теплообменник, многозонную камеру нагрева, буферную камеру и охлаждающий теплообменник. Теплообменники объединены единой системой циркуляции среды, выполненной замкнутой и имеющей устройство регулирования теплообмена между теплообменниками, в качестве среды использован воздух. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Вертикальная печь для термической обработки изделий, содержащая расположенные по ходу перемещения садки камеру нагрева и охлаждающий теплообменник с системой циркуляции среды, отличающаяся тем, что она снабжена расположенным перед камерой нагрева подогревающим теплообменником и размещенной перед охлаждающим теплообменником буферной камерой, при этом теплообменники объединены единой системой циркуляции среды. 2. Печь по п.1, отличающаяся тем, что система циркуляции среды выполнена замкнутой и оснащена устройством регулирования теплообмена между теплообменниками, а в качестве среды использован газ.