ПЕЧЬ ШАХТНАЯ Российский патент 2015 года по МПК F27B1/00 

Описание патента на изобретение RU2544724C2

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к устройствам для термической обработки деталей.

Известна электропечь (Шахтная высокотемпературная электропечь ПШЗ 10.20/9, РУКОВОДСТВО ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ, фирма «Накал», Оборудование для термообработки), выполненная в сварном каркасе из профильного и листового металла, футерованного шамотными кирпичами. Печь оборудована подъемным механизмом с гидроприводом, крышка поднимается вверх при помощи гидравлического насоса и отводится в сторону.

Недостатками прототипа являются:

- неравномерный прогрев;

- большое время разогрева и остывания (высокая инерционность);

- трудоемкость изготовления шамотной кладки;

- быстрая изнашиваемость кладки;

- отсутствие контроля изнашиваемости уплотнения гидроцилиндра;

- невозможность ввода контрольного термопреобразователя и трубопроводов для подвода инертных газов.

Предлагаемым изобретением решается задача:

- повышение качества термообработки деталей;

- уменьшение трудоемкости изготовления печи шахтной;

- обеспечение безопасности при работе с печью;

- увеличение срока эксплуатации печи.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является:

- равномерный прогрев рабочего пространства печи;

- малое время разогрева печи и ее остывания;

- уменьшение трудоемкости изготовления за счет менее затратной конструкции печи;

- уменьшение потребляемой мощности;

- контроль изнашиваемости уплотнения гидроцилиндра;

- свободный ввод контрольной термопары и трубопроводов для подвода инертных газов;

- безопасное эксплуатирование печи шахтной;

- уменьшение веса.

Указанный технический результат достигается тем, что в печи шахтной, состоящей из внешнего каркаса, муфеля, изолированных друг от друга волокнистой теплоизоляцией, крышки, подъемного механизма, реторты, электрооборудования, новым является то, что между муфелем и внешним каркасом с волокнистой теплоизоляцией имеется воздушный зазор.

В печи шахтной на каркасе может быть расположен ограничивающий упор.

В печи шахтной подъемный механизм может быть снабжен фиксирующим упором.

В печи шахтной в гидроцилиндре подъемного механизма может быть предусмотрено отверстие для диагностики.

В печи шахтной крышка может быть футерована волокнистой теплоизоляцией определенным образом при помощи шпилек и кронштейнов, находящихся внутри изоляции и закрепленных к верхнему закрытию, причем волокнистая теплоизоляция закрыта теплоизолирующей тканью.

В печи шахтной футеровка рабочей зоны может быть выполнена шамотными плитами, которые крепятся к внешнему каркасу шпильками.

В печи шахтной может быть в шамотной плите, соединяющей внешний каркас и муфель, расположен желоб.

Муфель футерован в рабочей зоне шамотными плитами. Внешний каркас изолирован волокнистой теплоизоляцией. Между муфелем и каркасом предусмотрен воздушный зазор. Волокнистая теплоизоляция внешнего каркаса отделена от наружного закрытия воздушным зазором. Двойной воздушный зазор уменьшает передачу тепла на внешнюю поверхность печи, что обеспечивает безопасную работу около печи шахтной и уменьшает потребляемую мощность.

На каркасе предусмотрен ограничивающий упор, который при закрытии крышки гарантирует ее правильное положение в горизонтальной плоскости.

Печь шахтная оснащена фиксирующим упором, который при открытой крышке фиксирует ее положение, что позволяет безопасно производить загрузку и выгрузку деталей.

Гидроцилиндр подъемного механизма содержит отверстие для диагностики целостности уплотнения, что позволяет вовремя менять уплотнения.

Крышка представляет собой сварную конструкцию, футерованную определенным образом волокнистой теплоизоляцией. Теплоизоляция крепится к верхнему закрытию с помощью шпилек и кронштейнов, которые расположены внутри теплоизоляции, то есть, нет металлических конструкций в зоне нагрева, что уменьшает потребляемую мощность.

Теплоизоляция закрыта изоляционной тканью для предотвращения преждевременного износа волокна и попадания его в рабочее пространство печи, что улучшает качество термообработки деталей, а также на наружную поверхность печи при открытии и закрытии, делая работу на печи безопасной. Волокнистая теплоизоляция крышки позволяет выравнивать кладку муфеля, тем самым улучшая герметизацию рабочей зоны печи.

Футеровка муфеля выполнена шамотными плитами, которые закреплены шпильками к каркасу муфеля. Шпильки позволяют снизить давление на дно печи шахтной, что предотвращает преждевременное разрушение теплоизоляции и выпадения шамотных плит, а также уменьшает трудоемкость при изготовлении печи шахтной. Шамотные плиты имеют малое время остывания, что уменьшает инерционность печи.

Внешний каркас и муфель соединены между собой шамотной плитой в верхней части печи для улучшения герметизации рабочей зоны. В плите расположен желоб для ввода контрольного термопреобразователя и для подвода инертного газа в случае термообработки деталей в защитной атмосфере. Желоб перекрывается волокнистой теплоизоляцией крышки.

Все вышеописанные отличительные признаки позволяют получать детали очень высокого качества после термообработки.

Технические решения с признаками, отличающими заявленное решение от прототипа, не известны и явным образом из уровня техники не следуют. Это позволяет считать, что заявленное решение является новым и обладает изобретательским уровнем.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена конструктивная схема печи шахтной; на фиг.2 - вид А; на фиг.3 - вид Б; на фиг.4 - схема укладки теплоизоляции крышки, на фиг.5 - желоб для ввода контрольного термопреобразователя и трубопровода для инертного газа.

Печь шахтная состоит из внешнего каркаса 1 и муфеля 2, закрывающихся крышкой 3 при помощи подъемного механизма 4. Внутри внешнего каркаса 1 размещен муфель 2. Внешний каркас 1 и муфель 2 соединены шамотными плитами 5 в верхней части печи. В плите 5 расположен желоб 6 для ввода контрольного термопреобразователя или подвода инертного газа. Желоб 6 перекрывается волокнистой изоляцией крышки. Муфель 2 футерован шамотными плитами 7 в рабочей зоне, которые крепятся шпильками 8 к каркасу муфеля 9. Муфель 2 изолирован от внешнего каркаса 1, снабженного волокнистой изоляцией 10, воздушным зазором 11 для предотвращения передачи тепла на наружную поверхность печи. В рабочем пространстве по стенкам муфеля 2 на керамических винтах 12 расположены спиральные нагреватели 13, навитые на керамические трубки 14. Внутри муфеля 2 установлена реторта 15, которая представляет собой сварную конструкцию из листового металла и прутка. Реторта 15 позволяет выровнять температуру внутри печи. Крышка 3 футерована определенным образом при помощи шпилек 16 и кронштейнов 17, находящихся в теплоизоляции 18. Волокнистая теплоизоляция 18 крышки 3 закрыта изоляционной тканью 19. Кронштейны 17 крепятся к верхнему закрытию 20 и не имеют контакта с рабочей зоной печи шахтной, что позволяет уменьшить теплопередачу на наружную поверхность печи, тем самым обеспечивая безопасную работу около печи и уменьшая потребляемую мощность. Закрытая крышка 3 ограничена в движении упором 21, который находится на внешнем каркасе 1. Крышка 3 может открываться с помощью подъемного механизма 4. Подъемный механизм 4 представляет собой сборную конструкцию, состоящую из гидроцилиндра 22, упора 23, кронштейнов 24 и 25, гидравлической помпы 26. Гидроцилиндр 22 является сборной конструкцией, с помощью которой поднимается и опускается крышка 3. Гидроцилиндр 22 имеет диагностическое отверстие 27, позволяющее контролировать изнашиваемость уплотнения 28. Перемещение поршня цилиндра осуществляется с помощью гидравлической помпы 26. Упор 23 служит поворотным механизмом гидроцилиндра 22 и крышки 3. Кронштейны 24 и 25 соединяют гидроцилиндр 22 и крышку 3. На подъемном механизме 4 расположен фиксирующий упор 29, который закрепляет крышку 3 в открытом состоянии.

На каркасе установлен бесконтактный выключатель 30, который служит для отключения нагревателей 13 при открытии крышки 3. Внутри реторты 15 установлены датчики температуры 31 для контроля температурного режима в рабочей зоне. Датчики соединены с автоматизированной системой управления, включающей в себя «Многоканальные регуляторы температуры «Термодат 16Е5» (см. Инструкцию по эксплуатации завода-изготовителя Приборостроительное предприятие «Системы контроля», г.Пермь, ул.Костычева, 42 А). Приборы позволяют производить регулирование температуры по пропорционально-интегрально-дифференциальному (ПИД) закону, сводящему к минимуму инерционность системы поддержания заданной температуры в каждой зоне, а также позволяющие дистанционно управлять печью шахтной с помощью компьютера. Приборы контроля температуры и органы управления печью шахтной входят в состав электрооборудования 32. Для предотвращения разрушения плит 5 и регулирования плотности закрытия крышки 3 имеются регулируемые упоры 33.

Печь шахтная работает следующим образом.

Печь шахтная настраивается на заданный режим величиной, выставленной на регулируемых каналах «Термодатов 16Е5» и подбором коэффициентов ПИД закона регулирования, обеспечивающих минимальную инерционность системы поддержания заданной температуры. В печь шахтную загружают детали, для чего открывают крышку 3 при помощи подъемного механизма 4 и фиксируют упором 29, затем закрывают, крышку 3 плотно прижимают к кладке муфеля 2 за счет своего веса, правильное закрытие обеспечивает ограничительный упор 21. Включают нагрев. Происходит процесс термообработки. Время выдержки деталей в печи шахтной определяется технологическим процессом. После процесса термообработки отключают нагрев. Для быстрого понижения температуры необходимо приоткрыть крышку 3, отрегулировав упоры 33 или повернуть ее на небольшой угол. После остывания печи шахтной, которое контролируется приборами «Термодат 16Е5», открыть крышку и выгрузить детали.

Похожие патенты RU2544724C2

название год авторы номер документа
ТЕРМОШКАФ 2011
  • Добров Александр Борисович
  • Корешина Мария Владимировна
  • Лебедев Юрий Николаевич
RU2459162C1
ШАХТНО-ОТРАЖАТЕЛЬНАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ ПЕРЕПЛАВА МЕТАЛЛА 2014
  • Трусов Владимир Александрович
RU2588700C1
Шахтно-отражательная печь для переплава металла 2023
  • Трусов Владимир Александрович
RU2799640C1
Шахтно-отражательная печь для переплава металла 2019
  • Трусов Владимир Александрович
RU2727374C1
ШАХТНО-ОТРАЖАТЕЛЬНАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ ПЕРЕПЛАВА МЕТАЛЛА 2009
  • Трусов Владимир Александрович
RU2406953C1
ШАХТНО-ОТРАЖАТЕЛЬНАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ ПЕРЕПЛАВА МЕТАЛЛА 2013
  • Трусов Владимир Александрович
RU2542031C1
РОТОРНАЯ НАКЛОННАЯ ПЕЧЬ 2015
  • Трусов Владимир Александрович
RU2606349C1
Роторная наклонная печь 2020
  • Трусов Владимир Александрович
RU2723854C1
Вращающаяся плавильная печь для переработки отходов цветных металлов 2020
  • Трусов Владимир Александрович
RU2723848C1
Двухванная отражательная печь для переплава алюминиевого лома 2020
  • Трусов Владимир Александрович
RU2729675C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 544 724 C2

Реферат патента 2015 года ПЕЧЬ ШАХТНАЯ

Изобретение относится к шахтной печи для термической обработки деталей. Печь содержит внешний каркас, муфель, изолированные друг от друга волокнистой теплоизоляцией, крышку, подъемный механизм, реторту, электрооборудование. Крышка футерована волокнистой теплоизоляцией посредством шпилек и кронштейнов, находящихся внутри теплоизоляции и закрепленных к верхнему закрытию. Волокнистая теплоизоляция крышки закрыта изоляционной тканью. Обеспечивается безопасная эксплуатация печи, равномерный прогрев рабочего пространства печи и повышение качества термообработки деталей. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Формула изобретения RU 2 544 724 C2

1. Печь шахтная, содержащая внешний каркас, муфель, изолированный от каркаса волокнистой теплоизоляцией, крышку, подъемный механизм и реторту, отличающаяся тем, что крышка футерована волокнистой теплоизоляцией, закрепленной к верхнему закрытию посредством шпилек и кронштейнов, расположенных внутри изоляции без контакта с рабочей зоной шахтной печи, при этом волокнистая теплоизоляция закрыта теплоизолирующей тканью.

2. Печь по п.1, отличающаяся тем, что в гидроцилиндре подъемного механизма предусмотрено отверстие для диагностики.

3. Печь по п.1, отличающаяся тем, что футеровка рабочей зоны выполнена шамотными плитами, которые крепятся к внешнему каркасу шпильками.

4. Печь по п.3, отличающаяся тем, что в шамотной плите, соединяющей внешний каркас и муфель, расположен желоб.

5. Печь по п.1, отличающаяся тем, что между внешним каркасом с волокнистой теплоизоляцией и муфелем имеется воздушный зазор.

6. Печь по п.1, отличающаяся тем, что на каркасе расположен ограничивающий упор.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2015 года RU2544724C2

ШАХТНАЯ ПЕЧЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ВЫСОКОТОЧНЫХ ТОНКОСТЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ 2007
  • Афонин Борис Владимирович
  • Воронин Павел Вячеславович
  • Воронин Роман Павлович
  • Горбачёв Александр Евгеньевич
  • Постернак Павел Иванович
RU2336477C1
Шахтная печь для термообработки крупногабаритных изделий 1983
  • Општейн Леонид Борисович
  • Гершанов Маркс Абрамович
  • Вишня Зиновий Петрович
SU1203336A1
Печь газостата 1982
  • Викторов Виталий Степанович
  • Гутман Марк Борисович
  • Ловягин Виктор Михайлович
  • Мальтер Владимир Львович
  • Пушкин Александр Леонидович
  • Штерман Семен Моисеевич
SU1016074A1
ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННАЯ ТРУБА 1990
  • Хвацков Е.Н.
  • Руднев В.В.
  • Ахрамеева И.Б.
RU2018762C1
ИЗОЛИРОВАННАЯ КОНСТРУКЦИЯ КАТУШКИ ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА 2008
  • Терасима Хидетоси
  • Иеда Сейдзи
RU2430164C1
Устройство для закрывания крышек люков полувагонов 1988
  • Савченко Евгений Дмитриевич
  • Смирнов Константин Борисович
SU1572880A1
Судовая система подачи пресной воды 1988
  • Кохан Анатолий Андреевич
  • Карагодина Валентина Дмитриевна
  • Демешкевич Анатолий Петрович
  • Агафонов Алексей Николаевич
  • Хизов Валентин Иванович
SU1572926A1
Футеровка ванны плавильной печи 1991
  • Зорий Зиновий Владимирович
  • Русаков Михаил Рафаилович
  • Востриков Геннадий Викторович
  • Мосиондз Климентий Иосифович
  • Селяндин Сергей Вениаминович
  • Ампилогов Владимир Николаевич
  • Ерин Анатолий Григорьевич
  • Галанцев Владимир Николаевич
  • Рюмин Александр Александрович
  • Давыдов Алексей Андреевич
  • Кручинин Анатолий Алексеевич
  • Белов Юрий Иванович
SU1806322A3
Плавильная электропечь 1990
  • Николаев Иван Николаевич
  • Новопашин Александр Иннокентьевич
  • Зеленцов Виктор Петрович
SU1792512A3
СПОСОБ УСТАНОВКИ ЗАЩИТНОГО ЧЕХЛА ТЕРМОПАРЫ В ПЛАВИЛЬНОМ АГРЕГАТЕ 0
SU263935A1
US 5100112 A, 31.03.1992.

RU 2 544 724 C2

Авторы

Добров Александр Борисович

Лебедев Юрий Николаевич

Николаевич Мария Владимировна

Тюрина Ирина Александровна

Даты

2015-03-20Публикация

2013-03-21Подача