ЗАТВОР ПЕЧИ ДЛЯ ТЕРМООБРАБОТКИ Российский патент 2001 года по МПК F27B5/06 C21D9/00 F27D1/18 

Изобретение относится к термической обработке деталей в различных газовых средах, как защитных, так и насыщающих, и может быть использовано в машиностроении, авиастроении, автомобилестроении и других отраслях промышленности.

Известна конструкция затвора печи для термообработки (Окисление и обезуглероживание стали. /Под ред. А. И. Ващенко.- М.: Металлургия, 1972, с. 288-289), содержащая один желоб с засыпкой из мелкодисперсного материала, например песка. Затвор служит для предотвращения натекания кислорода в рабочую камеру печи и исключения окисления обрабатываемых деталей. Однако из-за низкого уплотнения насыпного слоя дисперсных частиц в затворе не обеспечивается надежная защита поверхности обрабатываемых деталей в рабочем пространстве печи. При нагреве печи из-за расширения газов в рабочем пространстве печи происходит свободная фильтрация их через затвор наружу, но при охлаждении происходит обратный процесс фильтрации воздуха через затвор в рабочее пространство печи.

Известен затвор печи для термообработки (авт. св. N 548637, F 27 D 1/18, 21.03.77), снабженный нагревателем и содержащий концентрические желоба, заполненные засыпкой из дисперсного материала с погруженными в них разделительными ножами. Засыпка выполнена из веществ, имеющих химическое сродство к кислороду, и состоит из лабиринтно разделенных вертикальных слоев песка, угольной засыпки и медного порошка, расположенных в указанном порядке от наружного к внутреннему краю реторты.

Однако при использовании данного затвора для защиты поверхности обрабатываемых деталей от взаимодействия с кислородом необходим значительный расход веществ, имеющих химическое сродство к кислороду. Низкое уплотнение насыпного слоя дисперсных частиц в затворе способствует натеканию атмосферного воздуха через затвор в реторту.

Изобретение направлено на повышение надежности создаваемой затвором защитной атмосферы в рабочем пространстве печи при термической обработке деталей.

Сущность изобретения заключается в том, что в затворе печи для термообработки, содержащем желоб, заполненный засыпкой из дисперсного материала с погруженным в нее разделительным ножом, в отличие от прототипа в желобе размещены шарнирно закрепленные заслонки для уплотнения дисперсных частиц.

Разделительный нож снабжен расположенным вдоль его режущей кромки ромбообразным наконечником, причем вертикальные плоскости ножа и ромба взаимно перпендикулярны. Разделительный нож с ромбообразным наконечником выполнен с возможностью взаимодействия с размещенными в желобе шарнирно закрепленными заслонками и регулирования их положения.

Изобретение поясняется графическими материалами. На фиг. 1 изображен затвор печи в нерабочем состоянии - слева и в рабочем состоянии - справа. На фиг. 2 изображено крепление шарнира к стенке затвора и крепление заслонки к шарниру. На фиг. 3 изображено крепление ромбообразного наконечника к разделительному ножу и последнего к крышке затвора.

Затвор содержит желоб 1, заполненный соответствующей для каждого вида термообработки засыпкой из дисперсного материала 2. На вертикальных противоположных стенках желоба 1 закреплены шарниры 3 с размещенными на них заслонками 4. Положение заслонок 4 регулируют с помощью подвижного в вертикальной плоскости разделительного ножа 5 с прикрепленным к нему в его нижней части плоским ромбообразным наконечником 6. Вертикальные плоскости ножа 5 и ромбообразного наконечника 6 взаимно перпендикулярны. На ноже может быть расположено несколько плоских ромбообразных наконечников. Разделительный нож 5 жестко соединен с крышкой 7 затвора, являющейся одновременно и крышкой рабочего пространства печи 8. Плоскость заслонки 6 в вертикальном положении параллельна плоскости ножа 5 и вертикальной стенке печи 8, являющейся одновременно и одной из стенок затвора 1.

Затвор печи работает следующим образом. В желоб затвора засыпают дисперсный материал, например кварцевый песок с добавками частиц, имеющих химическое сродство к кислороду, например титановый порошок. Заслонки при этом сначала находятся в свободно перемещающемся относительно шарниров положении. В рабочее пространство печи, разогретое до заданной температуры, помещают обрабатываемые детали и закрывают его крышкой. Ромбообразный наконечник разделительного ножа, жестко соединенный с крышкой затвора, достигает нижних кромок расположенных в желобе шарнирно закрепленных заслонок и разворачивает их вокруг шарнира, уплотняя дисперсные частицы, при этом верхние кромки заслонок смыкаются, надежно ограничивая доступ атмосферы в рабочее пространство печи. В процессе нагрева обрабатываемых деталей в рабочем пространстве печи происходит десорбция газов с их поверхностей, создается избыточное давление, что дополнительно исключает возможность проникновения в рабочее пространство атмосферного воздуха. По мере прогрева обрабатываемых деталей и взаимодействия их поверхности с атмосферой печи давление воздуха в рабочем пространстве печи понижается, а доступ воздуха в печь из атмосферы ограничивается затвором печи благодаря заслонке и уплотненной ею засыпке. Добавки дисперсных частиц, имеющих химическое сродство к кислороду, например титана, в составе засыпки ограничивает попадание в рабочее пространство печи кислорода. По окончании термообработки деталей крышка печи поднимается вверх, ромбообразный наконечник разделительного ножа раздвигает верхние кромки заслонок, поворачивая заслонки вокруг шарниров, и приводит к смыканию нижних кромок заслонок. При этом дисперсный материал в нижней части желоба защищен от взаимодействия с атмосферой.

Использование предлагаемого затвора печи для термообработки позволяет повысить надежность затвора и уменьшить окисление при нагреве деталей из сталей и сплавов, а также позволяет экономить расход дисперсных частиц затвора печи.

Изобретение относится к термической обработке деталей в различных газовых средах, как защитных, так и насыщающих, и может быть использовано в машиностроении, авиастроении, автомобилестроении и других отраслях промышленности. Техническим результатом изобретения является повышение надежности создаваемой затвором защитной атмосферы в рабочем пространстве печи при термической обработке деталей. Затвор печи для термообработки содержит желоб, заполненный засыпкой из дисперсного материала. В засыпку из дисперсного материала включены активаторы. В желобе размещены шарнирно закрепленные заслонки. К крышке затвора жестко прикреплен разделительный нож, выполненный с возможностью взаимодействия его с шарнирно закрепленными заслонками в желобе. Разделительный нож снабжен расположенным вдоль его режущей кромки ромбообразным наконечником. Вертикальные плоскости ножа и ромба взаимно перпендикулярны. Использование предлагаемого изобретения по сравнению с прототипом позволяет сократить расход активных дисперсных добавок в наполнителе затвора и предотвратить попадание в рабочее пространство печи вредных, способствующих газонасыщению и окислению поверхности обрабатываемых деталей газовых составляющих воздуха. 3 ил.

Затвор печи для термообработки, содержащий желоб, заполненный засыпкой из дисперсного материала, и разделительный нож, отличающийся тем, что в желобе размещены шарнирно закрепленные заслонки, разделительный нож снабжен расположенным вдоль его режущей кромки ромбообразным наконечником, причем вертикальные плоскости разделительного ножа и ромбообразного наконечника взаимно перпендикулярны, разделительный нож с наконечником выполнен с возможностью взаимодействия с заслонками и регулирования их положения.