ЛУЧИСТЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ СО СВОБОДНЫМ КОНЦОМ Российский патент 2024 года по МПК F23C3/00 F27B9/36 

Область техники, к которой относится изобретение

[1] Изобретение относится к лучистому нагревательному элементу для термической обработки изделий, более конкретно, металлических изделий. Изобретение также относится к способу установки лучистых нагревательных элементов в печи для термической обработки изделий, более конкретно, металлических изделий.

Уровень техники

[2] Печи для термической обработки металлических изделий, в форме лент, обычно включают серию лучистых нагревательных трубок, размещенных одна над другой, и/или одна рядом с другой, в вертикальных и/или горизонтальных рядах. Как правило, обрабатываемые изделия перемещают вертикально и/или горизонтально перед этими лучистыми нагревательными трубками и/или между этими лучистыми нагревательными трубками, из которых тепло выделяется излучением.

[3] Каждая лучистая нагревательная трубка включает источник тепла, который, например, может быть в форме горелки по меньшей мере с одним впускным патрубком для горючего материала, по меньшей мере с одним впускным патрубком для окислителя, и по меньшей мере с одним выпускным патрубком для продуктов горения, так, что при подаче горючего материала и окислителя, с системой рекуперации тепла или без нее, горелка создает пламя внутри лучистого элемента, от которого тепло затем излучается в сторону обрабатываемых металлических изделий.

[4] Лучистые нагревательные трубки, предназначенные для нагревания металлического изделия по всей его ширине и глубине, как правило, представляют собой удлиненные элементы, которые присоединены обоими концами и поддерживаются между двумя стенками печи каждым из их двух концов. На практике лучистые нагревательные трубки имеют первое устройство для присоединения на уровне их первого конца к первой стенке печи, включающее подачу для источника тепла, и второе устройство для присоединения на уровне их второго конца.

[5] Известной проблемой с лучистой нагревательной трубкой этого типа является ее ограниченный эксплуатационный ресурс. Действительно, этот вариант крепления, связанный с высокой температурой, обусловливает напряжения и структурные деформации в лучистой нагревательной трубке, которые, вследствие явления ползучести, усугубляют старение лучистой нагревательной трубки. В самом деле, обычно наблюдают смягчение напряжений, которое сопровождается усилением деформаций. Это усиление затем вызывает отклонения от соосности, которые приводят к усилению напряжений.

[6] Известное решение, имеющее целью ограничение структурных напряжений и деформаций в лучистой нагревательной трубке, с одной стороны, состоит в создании одной или многих степеней свободы для второго соединительного узла на уровне стенки печи напротив места подачи тепла. Преимущество наличия второго присоединения с одной или многими степенями свободы состоит в сокращении определенных термомеханических напряжений. В частности, это представляет ситуацию с лучистыми нагревательными трубками, описанными в патентных документах US1001188782 и JP2001330209A.

[7] Кроме того, в частности, поскольку структурные напряжения остаются высокими, и нагревательные трубки тем самым нужно регулярно заменять, желательно упростить техническое обслуживание печей, содержащих лучистые нагревательные трубки.

[8] Имеются также лучистые нагревательные трубки, рассчитанные на присоединение под горизонтальной стенкой. Лучистая трубка такого типа описана в патентном документе JP2005069595A.

Сущность изобретения

[9] Одна из целей настоящего изобретения состоит в создании лучистого нагревательного элемента, предназначенного для размещения на вертикальной стенке и обеспечивающего возможность сокращенного и в особенности простого технического обслуживания.

[10] Для этой цели авторы настоящего изобретения предлагают лучистый элемент, предназначенный для размещения на первой вертикальной стенке печи, и включающий:

- первый конец, находящийся на первой стороне лучистого элемента;

- второй конец, находящийся на второй стороне лучистого элемента, причем вторая сторона противоположна первой стороне;

- излучающую структуру для нагревания внутри указанной печи, размещенную между указанными первым концом и вторым концом;

- патрубок для энергоснабжения внутри указанной излучающей структуры, причем указанный патрубок размещен на первой стороне лучистого элемента;

- первую соединительную ножку для механического соединения излучающей структуры с опорой, размещенной на указанной первой стенке, причем указанная первая ножка находится на первой стороне лучистого элемента; и

- первый соединительный узел для механического соединения указанной первой ножки с указанной опорой;

отличающийся тем, что второй конец свободен; и

что указанный первый соединительный узел включает:

- первую часть, размещенную стационарно относительно указанной опоры, и

- вторую часть, стационарную относительно указанной первой ножки, причем первая часть и вторая часть механически соединены посредством первого сопряжения так, чтобы обеспечивать возможность относительного смещения между первой частью и второй частью.

[11] Первый соединительный узел обеспечивает возможность относительного смещения между первой ножкой и опорой. Это позволяет сократить или устранить напряжения, обусловленные деформациями лучистого элемента, например, вследствие теплового расширения/сокращения. Изобретение позволяет механически соединить излучающую структуру с опорой (которая сама размещена на вертикальной стенке) на стороне только первого конца лучистого элемента. Поэтому он отличается от известных систем, где лучистый элемент присоединен своими двумя концами к вертикальным стенкам одной напротив другой.

[12] Лучистый нагревательный элемент согласно изобретению, поскольку он механически присоединен в печи только своим концом на стороне, на которой размещен патрубок энергоснабжения, позволяет проще позиционировать последний в печи, по сравнению с лучистой нагревательной трубкой, для которой требуются точки присоединения на уровне ее двух концов. Это представляет особенный интерес, поскольку, несмотря на более продолжительный срок службы лучистых нагревательных элементов согласно изобретению, их все же нужно заменять после определенного времени. Поэтому благоприятным является обеспечение такой замены при хорошей доступности к крепежным компонентам. Кроме того, благоприятным является обеспечение менее трудоемкой замены и простоты контроля точки крепления или точек крепления во время сборки, в то же время с достижением более протяженного срока службы лучистого элемента.

[13] Дополнительное преимущество лучистого нагревательного элемента согласно изобретению состоит в том, что он может быть надежно смонтирован в печи. Действительно, лучистые трубки согласно уровню техники обычно монтируют вслепую, то есть, оператор не видит патрон для вставления второго крепежного компонента, находящегося на уровне второго конца лучистой нагревательной трубки согласно уровню техники. В результате этого оператор никогда не может быть уверен, что при присоединении лучистая нагревательная трубка согласно уровню техники правильно пристыкована к ее гнезду. Этот главный недостаток лучистой нагревательной трубки согласно уровню техники устраняется, когда используют лучистый нагревательный элемент согласно изобретению, имеющий опору только на одной стороне, и имеющий свободный второй конец.

[14] Дополнительное преимущество лучистого нагревательного элемента согласно изобретению состоит в обеспечении возможности механического присоединения лучистого элемента к печи с сокращением или даже устранением соединения или соединений на уровне горячей зоны лучистого нагревательного элемента, являются ли это соединение или эти соединения стационарными или имеют некоторую степень подвижности. Это представляет особенный интерес, поскольку, как правило, отмечают, что на уровне сопряжения между компонентом, используемым для механического присоединения, и излучающей конструкцией лучистого нагревательного элемента, где концентрируются наибольшие напряжения, происходит ускоренная деградация, когда механическое крепление находится в горячей зоне. Например, высокая температура может создавать диффузию, связывающую части, которые предполагаются быть подвижными относительно друг друга. Согласно изобретению, концевая опора благоприятным образом устранена из горячей зоны.

[15] Еще одно преимущество лучистого нагревательного элемента согласно изобретению, сравнительно с лучистыми нагревательными трубками согласно уровню техники, включающими несколько соединительных узлов, размещенных на каждой стороне лучистой нагревательной трубки, состоит в обеспечении более длительного эксплуатационного ресурса лучистого нагревательного элемента благодаря ограничению конструкционных напряжений, обычно возникающих на одном или многих соединительных узлах, напряжений, обусловленных трением в соединительных узлах, вплоть до их блокирования, например, с последующим скручиванием, вследствие диффузионного связывания.

[16] Лучистый элемент обычно испытывает три физических напряжения, обусловленных: его собственным весом (постоянно), высокими температурами и вариациями температуры, давлением/разрежением (непрерывно), и вариациями давления/разрежения. Комбинации этих напряжений приводят к повреждениям двух типов: пластической деформации и усталости. Высокие температуры в сочетании с постоянным давлением/разрежением при работе лучистого элемента приводят к пластической деформации лучистого элемента при очень низком напряжении. Кроме того, высокие температуры в сочетании с вариацией давления/вакуумирования и/или температуры во время работы приводят к усталости лучистого элемента при очень низком напряжении. Усталость часто возникает в областях, которые концентрируют напряжения, таких как геометрические неоднородности, типа неравномерных изменений сечения и сварных швов.

[17] Еще одна проблема, которую изобретением предложено разрешить, состоит в обеспечении возможности сокращения расхождений между фактическим сроком службы и расчетным эксплуатационным ресурсом лучистого элемента. Было отмечено, что лучистые элементы согласно уровню техники имеют фактический срок службы, который обычно не соответствует расчетному эксплуатационному ресурсу. Фактический срок службы часто является гораздо меньшим, чем расчетный эксплуатационный срок, что составляет проблему при выборе материалов для лучистых элементов. Неопределенности, приводящие к фактическому сроку службы, значительно более короткому, чем расчетный, могут возникать вследствие:

- абсолютных деформаций, испытываемых лучистым элементом, которые трудно прогнозировать моделированием,

- относительных деформаций, которые возникают, когда деформируются стенки печи. Так, противолежащие стенки печи, которые, как правило, снабжены задней опорой в горячей зоне лучистой нагревательной трубки, могут иметь различные деформации, которые создают напряжения;

- такого обстоятельства, что один или многие компоненты соединения/крепления лучистого элемента находятся на уровне горячей или частично горячей зоны элемента,

- вследствие монтажа вслепую компонента на опоре лучистого элемента в печи, и т.д.

[18] Первая сторона лучистого элемента находится ближе к первой стенке, чем ко второй стенке. Первый конец лучистого элемента находится ближе к первой стенке, чем ко второй стенке.

[19] Сопряжение между первой и второй частями соединительного узла может представлять собой механический контакт, например, где первая и вторая части соединительного узла представляют собой поверхности, которые проскальзывают друг по другу. Сопряжение также может включать сборный узел из нескольких элементов, образующих соединение между первой и второй частями, и включающих, например, ролик, шар, валик, сочленение, и т.д. Сопряжение может включать поверхность скольжения и сборный узел из многочисленных элементов.

[20] Первая часть соединительного узла может сама по себе представлять собой опору или участок опоры.

[21] Первый соединительный узел предпочтительно представляет собой несущий блок, обеспечивающий возможность относительного смещения между первой ножкой и опорой, например, по одному или многим направлениям относительно опоры. Например, относительное смещение является параллельным первой стенке. Оно может включать скользящий несущий блок, и/или поворотный несущий блок, в частности, валик или роликовый несущий блок, или сочленение. Скольжение и вращение валика позволяет смещение по двум направлениям. Вращение валика позволяет смещение только по одному направлению.

[22] Свободное относительное смещение представляет собой относительное смещение, которое (при идеальной работе) создает только малые или никакие механические моменты. Свободное относительное движение предпочтительно происходит по двум направлениям (например, параллельно первой стенке), даже более предпочтительно по одному направлению.

[23] Энергоснабжение представляет собой, например, размещение горелки, которая вставлена в патрубок и создает пламя внутри излучающей структуры. В патрубок также может быть вставлен рекуператор. Энергоснабжение внутри излучающей структуры принимает форму, например, подачи горячих газов от сгорания, производимого снаружи излучающей структуры. Например, энергоснабжение представляет собой подачу источника энергии. В еще одном варианте исполнения подача источника энергии соответствует пропусканию электрического кабеля, позволяющего подводить электрическую энергию к электрическому нагревателю, размещенному внутри излучающей структуры (за счет электрического сопротивления).

[24] Согласно предпочтительному варианту исполнения лучистого элемента, патрубок механически присоединен к излучающей структуре в стационарном состоянии и к опоре в подвижном состоянии, например, посредством компенсатора. Компенсатор представляет собой, например, часть, которая приспособлена к механическим смещениям. Например, компенсатор имеет форму гибкой гофрированной трубки. Компенсатор предпочтительно позволяет обеспечивать уплотнение между атмосферой в печи и внешней окружающей средой. Патрубок предпочтительно собран в соединении с излучающей конструкцией, более предпочтительно приварен. Патрубок более предпочтительно является прямолинейным.

[25] Излучающая структура, первая ножка и патрубок предпочтительно представляют собой различные компоненты, которые исполняют различные функции в лучистом элементе.

[26] Излучающая структура согласно изобретению представляет собой, например, лучистую нагревательную трубку. Термин «лучистая нагревательная трубка» следует понимать в широком смысле; она может быть конструкцией, основанной на трубках (например, трубки в виде двойного Р), излучающих камер, и т.д.

[27] Лучистый элемент предпочтительно выполнен из сплава, более предпочтительно из стали, еще более предпочтительно из жаростойкой стали и стали на никелевой основе. Сплав предпочтительно представляет собой металлический сплав.

[28] Лучистый элемент предпочтительно включает излучающую структуру из сплава, присоединенную только одним концом (и тем самым имеющую свободный конец), что является особенно благоприятным, чтобы продлить срок службы существующих лучистых элементов. Лучистый элемент может быть сформирован из нескольких частей с различным составом и/или сплавом. Первая ножка более предпочтительно выполнена из сплава, например, из стали.

[29] Например, излучающая структура представляет собой металлическую лучистую трубку. Например, излучающая структура представляет собой структуру на основе металлических лучистых трубок. Например, излучающая структура представляет собой металлическую излучающую камеру.

В область изобретения входит любой другой материал, такой как керамический материал (например, карбид кремния).

[30] Излучающая структура может включать по меньшей мере некоторые из характеристик излучающей структуры, описанной в патентном документе EP3098551.

[31] Излучающая структура представляет собой часть лучистого элемента, способную излучать тепло на изделие, предпочтительно на ленту, еще более предпочтительно металлическую ленту. Патрубок предпочтительно ориентирован вдоль оси от первого конца до второго конца, предпочтительно патрубок присоединен к первому концу. Предпочтительно существует постоянная опора между первой ножкой и опорой посредством первого соединительного узла, чтобы обеспечивать возможность относительного смещения между первой ножкой и опорой.

[32] Опора обеспечивает соединение излучающей структуры с первой стенкой. Опора представляет собой крепежный элемент, например, опора представляет собой крепежный элемент на первой стенке печи. Опора предпочтительно является вертикальной. Опора представляет собой отдельную от лучистого элемента деталь. Она обеспечивает соединение излучающей структуры с первой стенкой.

[33] Согласно предпочтительному варианту исполнения, опора представляет собой втулку, например, элемент, позволяющий закупорить отверстие в стенке печи. Опора предпочтительно присоединена к стенке печи так, чтобы создавать точку стыковки для сохранения положения лучистого нагревательного элемента в печи, в то же время делая возможным свободное относительное смещение первой ножки, и такое свободное относительное смещение (при идеальной работе) не создает или создает очень малые механические моменты в конструкции лучистого нагревательного элемента вследствие термической деформации одного или многих компонентов лучистого нагревательного элемента, в частности, излучающей конструкции. Функции, которые позволяют обеспечить опору в форме втулки, могут быть обобщены следующим образом:

- обеспечение поддержки лучистого нагревательного элемента;

- обеспечение доступа к лучистому нагревательному элементу;

- обеспечение простоты сборки;

- обеспечение герметизации между внутренностью печи и наружной стороной печи на уровне стенки, к которой присоединен лучистый нагревательный элемент.

[34] Согласно еще одному варианту исполнения, опора представляет собой стенку печи, к которой механически присоединен лучистый элемент согласно изобретению так, чтобы создавать опору для лучистого нагревательного элемента. В этом варианте исполнения, например, к стенке печи присоединен крючок.

[35] Согласно одному варианту исполнения, лучистый элемент сформирован так, что указанное первое сопряжение находится при более низкой температуре, чем внутренность печи. Действительно, когда относительное смещение происходит на первом сопряжении, представляет особенный интерес, чтобы оно было при более низкой температуре, чем печь, во избежание связывания между первой частью и второй частью первого соединительного узла, которое было бы вредным для этого относительного смещения. Это позволяет переносить участки с наивысшими напряжениями на холодную область, и тем самым повышать механическую прочность первого сопряжения, в котором находятся особенно высокие напряжения.

[36] Например, может быть размещен изолятор с образованием термоизоляции между (i) первым сопряжением и (ii) излучающей конструкцией и/или внутренностью печи. В пределах области настоящего изобретения возможны другие средства для достижения более низкой температуры, такие как система охлаждения.

[37] Согласно одному варианту исполнения, указанная первая ножка предусмотрена находящейся в примыкании или в сцеплении с указанной опорой посредством указанного первого соединительного узла. Обычно это представляет собой место сцепления, если оно находится выше, чем центр массы лучистого элемента. Обычно это имеет место в опоре, если она находится ниже, чем центр массы лучистого элемента. Если в опоре возможно, что вторая часть первого соединительного узла приходит в контакт с первой частью первого соединительного узла под действием силы тяжести, в то же время будучи в сцеплении, это, как правило, требует удерживания второй части первого соединительного узла относительно первой части. Определенная механическая конструкция первого соединительного узла может быть подходящей только для сцепления, только для поддерживания, или может быть пригодна для обоих из них.

[38] Согласно одному варианту исполнения, первый соединительный узел размещен так, чтобы обеспечивать возможность относительного смещения параллельно указанной первой стенке между указанной первой ножкой и указанной опорой. Это позволяет предотвратить проникновение второй части первого соединительного узла в опору или уход с нее.

[39] Согласно одному варианту исполнения, указанное первое сопряжение обеспечивает возможность скольжения и/или перекатывания, предпочтительно скольжения и/или перекатывания, второй части относительно первой части. Скольжение представляет особенный интерес, поскольку оно достигается простым путем и создает большую свободу для смещения. Это особенно пригодно для случая, где ножка опирается на опору.

[40] Согласно одному варианту исполнения, указанная первая ножка включает стенку первой ножки в продолжение указанной излучающей структуры, и/или формирующую по меньшей мере частично, обшивку указанной излучающей конструкции, между указанной излучающей конструкцией и указанным первым соединительным узлом.

[41] Первая ножка предпочтительно включает по меньшей мере одно отверстие, которое может быть названо первым отверстием. Это отверстие позволяет снизить концентрации напряжений. Оно предпочтительно размещено в стенке первой ножки.

[42] Согласно одному варианту исполнения, указанная вторая часть первого соединительного узла включает концевую пластину первой ножки, каковая пластина является вертикальной. Если первая часть первого соединительного узла включает ролик, концевая пластина может перекатываться (и по возможности проскальзывать) на этом ролике. Если первая часть первого соединительного узла включает поверхность скольжения, концевая пластина может проскальзывать по ней. Если первая часть первого соединительного узла включает крючки, концевая пластина может включать отверстия, с которыми крючки входят в зацепление.

[43] Лучистый элемент предпочтительно включает вторую соединительную ножку для механического соединения излучающей структуры с указанной опорой, и второй соединительный узел для механического соединения указанной второй ножки с указанной опорой;

причем указанная вторая ножка размещена вокруг указанного патрубка, или позиционирована на другой стороне указанного патрубка, нежели первая ножка;

причем второй соединительный узел включает:

- первую часть, размещенную стационарно относительно указанной опоры, и

- вторую часть, стационарную относительно указанной второй ножки, причем первая часть и вторая часть механически связаны посредством второго сопряжения так, чтобы обеспечивать возможность относительного смещения между первой частью и второй частью.

[44] Первый соединительный узел и второй соединительный узел предпочтительно являются отдельными. Например, патрубок размещен между первым соединительным узлом и вторым соединительным узлом.

[45] Первая ножка и вторая ножка предпочтительно размещены между излучающей конструкцией и опорой; они обеспечивают поддержку излучающей структуры на опоре, в то же время допуская свободную деформацию.

[46] Согласно этому предпочтительному варианту исполнения, излучающая структура механически соединена со стенкой печи посредством первой ножки и второй ножки. Первая ножка и вторая ножка не являются частью излучающей структуры. Они могут быть использованы для придания жесткости излучающей структуры. Первая ножка и вторая ножка, в частности, содействуют исполнению функции соединения излучающей структуры со стенкой печи посредством опоры, будь то в форме крючка на стенке и/или втулки.

[47] Согласно одному предпочтительному варианту исполнения, первая ножка механически соединена с опорой в первой соединительной области, и вторая ножка механически соединена с опорой во второй соединительной области, чтобы обеспечивать возможность смещения каждой из ножек относительно опоры так, чтобы деформации, связанные с термической и/или механической деформацией лучистого элемента (излучающей структуры, в частности) создавали по возможности малые напряжения в лучистом элементе. Вторая ножка предпочтительно выполнена из сплава, например (стали).

[48] Согласно одному предпочтительному варианту исполнения, опора включает второй опорный сегмент для механического соединения второй ножки и первый опорный сегмент для механического соединения первой ножки. Второй опорный сегмент и первый опорный сегмент предпочтительно примыкают или даже механически соединены, когда присоединены к стенке печи.

[49] Вторая ножка предпочтительно поддерживается опорой или находится в сцеплении на опоре посредством второго соединительного узла.

[50] Предпочтительно имеется углубленный участок, размещенный между первой ножкой и второй ножкой.

[51] Лучистый элемент, в частности, его вторая ножка, предпочтительно размещен так, что указанное второе сопряжение находится при более низкой температуре, чем внутренность печи, например, посредством изолятора, создающего термоизоляцию между, с одной стороны, излучающей конструкцией и/или внутренностью печи, и, с другой стороны, указанным вторым сопряжением.

[52] Первая соединительная область (в которой находится первое сопряжение) и вторая соединительная область (в которой находится второе сопряжение) предпочтительно являются отдельными. Обособленность подразумевает, что их не следует спутывать. Еще более предпочтительно, первая соединительная область и вторая соединительная область размещены на любой стороне подводящего энергию патрубка.

[53] Первая ножка и вторая ножка предпочтительно выступают из излучающей структуры в сторону первого конца, в соответствии с излучающей конструкцией. Первая и вторая соединительные ножки предпочтительно перекрываются, по меньшей мере частично, вокруг указанного патрубка.

[54] Согласно одному варианту осуществления изобретения, первая и вторая соединительные ножки находятся рядом с излучающей конструкцией, предпочтительно удлиняя излучающую структуру, или в еще одном предпочтительном варианте, будучи приваренными к ней, или в еще одном более предпочтительном варианте, приваренными к ней так, чтобы обеспечивать структурную непрерывность на протяжении излучающей структуры.

[55] В еще одном варианте исполнения вторая ножка размещена вокруг указанного патрубка. Слой изоляции предпочтительно размещен между патрубком и первой и/или второй ножкой, чтобы ограничить теплопередачу.

[56] Согласно предпочтительному варианту исполнения, первый соединительный узел включает по меньшей мере один элемент для крепления второй ножки на опоре. Указанная вторая ножка предпочтительно пропущена по меньшей мере через одно отверстие, или включает резьбовую часть для возможности привинчивания к указанной опоре. Крепление второй ножки к опоре с использованием болтов, заклепок, сварных швов или других средств фиксации, входит в пределы области изобретения.

[57] Согласно еще одному предпочтительному варианту исполнения, вторая ножка включает армирующий узел для придания ей жесткости, более предпочтительно, армирующий узел присоединен ко второй ножке, еще более предпочтительно, армирующий узел приварен ко второй ножке. В одном конкретном варианте исполнения армирующий узел включает: базовую армирующую часть, две боковых армирующих части в форме боковых стенок, верхнюю армирующую часть в форме стенки, причем армирующий узел присоединен к концевой пластине первой ножки, и/или ко второй ножке.

[58] Армирующий узел предпочтительно дополнительно включает элемент жесткости, более предпочтительно по меньшей мере два элемента жесткости, еще более предпочтительно элемент жесткости или элементы жесткости являются вертикальными.

[59] Вторая ножка предпочтительно включает по меньшей мере одно отверстие, которое может быть названо вторым отверстием. Это отверстие позволяет снизить концентрации напряжений. Оно предпочтительно размещено в стенке второй ножки.

[60] Вторая ножка предпочтительно включает стенку второй ножки, в продолжение излучающей структуры и/или образуя, по меньшей мере частично, обшивку указанной излучающей структуры, между излучающей конструкцией и вторым соединительным узлом.

[61] Вторая ножка предпочтительно включает первую стенку и вторую стенку ножки, каковые стенки в каждом случае включают второе отверстие.

[62] Вторая ножка предпочтительно включает концевую пластину второй ножки, образующую поверхность второй ножки, примыкающую к стенке второй ножки на уровне первого конца второй ножки, для механического соединения второй ножки с опорой посредством второго соединительного узла. Конец второй ножки соответствует сопряжению между второй ножкой и излучающей конструкцией.

[63] Лучистый элемент предпочтительно дополнительно включает третью ножку, размещенную между первой ножкой и второй ножкой.

[64] Лучистый элемент предпочтительно дополнительно включает третий соединительный узел для механического соединения третьей ножки с опорой.

[65] Третья ножка предпочтительно опирается на опору или находится с сцеплении посредством третьего соединительного узла.

[66] Третий соединительный узел предпочтительно представляет собой несущий блок, предназначенный для обеспечения свободного относительного смещения указанной третьей ножки по одному направлению относительно указанной опоры, более предпочтительно несущий блок представляет собой поворотный несущий блок, еще более предпочтительно ролик или роликовый несущий блок.

[67] Третий соединительный узел предпочтительно представляет собой скользящий несущий блок, предназначенный для обеспечения свободного относительного смещения третьей ножки по одному направлению относительно указанной опоры.

[68] Опора предпочтительно включает изоляционный слой, размещенный окружающим первую ножку, и/или вторую ножку, и/или третью ножку, и/или патрубок, по меньшей мере частично.

[69] Согласно еще одному варианту исполнения, когда опора представляет собой втулку, изолятор опоры размещен на опоре так, чтобы окружать первую ножку, и/или вторую ножку, и/или третью ножку, по меньшей мере частично. Это является особенно благоприятным, поскольку такой изолятор позволяет сократить потерю тепла наружу из печи через втулку. Когда опора представляет собой стенку печи, изолятор опоры также размещен вокруг первой и/или второй ножки.

[70] Излучающая структура предпочтительно включает первую изогнутую стенку и вторую изогнутую стенку, соединенные вдоль первой кромки и второй кромки так, что излучающая структура имеет в поперечном разрезе двояковыпуклое сечение, более предпочтительно имеющее пролет.

[71] Первая стенка и вторая стенка предпочтительно механически соединены своими двумя торцовыми концами так, чтобы образовать первое ребро и второе ребро.

[72] Согласно еще одному варианту исполнения, излучающая структура включает одиночную стенку, сложенную до формы подобно каплевидной вдоль поперечного сечения. Такая каплевидная форма получается, например, частичным выгибанием стенки так, чтобы получить стенку с формой подобно букве U, включающей два торцовых конца. Затем они могут быть механически соединены (предпочтительно сварены) с образованием ребра. Одно ребро может быть слегка выплощенным, или иметь перекрывание двух торцовых концов.

[73] Изобретение, а также варианты осуществления изобретения могут быть применены к лучистым трубкам различных видов, например, типа: Р, двойного Р, U, W, I, и т.д.

[74] Согласно одному рассматриваемому варианту исполнения, лучистый элемент включает W-образную излучающую структуру, протяженную между патрубком и выходным наконечником сопла.

[75] Изобретение также представляет сегмент печи в печи, включающий первую вертикальную стенку печи и первый лучистый элемент согласно одному варианту осуществления изобретения, опору первого лучистого элемента, присоединенную к первой стенке печи или размещенную только на ней, более предпочтительно опору первого лучистого элемента, присоединенную только к первой стенке печи. Другими словами, опора не является механически соединенной со второй стенкой печи.

[76] Все варианты осуществления и варианты, представленные для лучистого элемента согласно изобретению, применимы к сегменту печи согласно изобретению, с соответствующими изменениями.

[77] В одном варианте исполнения указанная первая ножка размещена ниже, чем указанный патрубок. Она предпочтительно поддерживается на опоре. Действительно, ввиду крутящего момента под действием силы тяжести эта нижняя ножка прижимается к стенке, что упрощает осуществление подвижного соединения, сравнительно с верхней ножкой, которая была бы в сцеплении на стенке.

[78] Сегмент печи предпочтительно дополнительно включает еще один лучистый элемент, причем опора второго лучистого элемента присоединена ко второй стенке печи.

[79] Изобретение также представляет печь, включающую многочисленные лучистые элементы согласно изобретению, или многочисленные сегменты печи согласно изобретению, причем печь имеет ширину печи для термической обработки ленты, имеющей ширину ленты.

[80] Все варианты осуществления и варианты, представленные для лучистого элемента согласно изобретению, для сегмента печи согласно изобретению, применимы к печи согласно изобретению, с соответствующими изменениями.

[81] Излучающие структуры многочисленных лучистых элементов предпочтительно занимают по существу всю ширину печи.

[82] Авторы настоящего изобретения дополнительно представляют способ присоединения лучистого элемента к первой вертикальной стенке печи для термической обработки изделия, причем указанный способ включает следующие стадии:

а. формирования лучистого элемента, включающего:

- первый конец, находящийся на первой стороне лучистого элемента;

- второй свободный конец, находящийся на второй стороне лучистого элемента, причем вторая сторона является противолежащей относительно первой стороны;

- излучающую структуру для нагревания внутри указанной печи, размещенную между первым концом и вторым концом;

- патрубок для подведения энергии внутрь указанной излучающей структуры, причем указанный патрубок размещен на первой стороне лучистого элемента;

- первую соединительную ножку, размещенную на первой стороне лучистого элемента,

первый соединительный узел, включающий:

- первую часть, и

- вторую часть, стационарную относительно указанной первой ножки, причем первая часть и вторая часть предназначены для механического соединения посредством первого сопряжения так, чтобы обеспечивать возможность относительного смещения между первой частью и второй частью;

b. размещения указанного лучистого элемента на указанной первой стенке так, что:

- второй конец является свободным;

- первая соединительная ножка механически соединяет излучающую структуру с опорой, размещенной на указанной первой стенке;

- первый соединительный узел механически соединяет указанную первую ножку с указанной опорой;

- первая часть первого соединительного узла является стационарной относительно указанной опоры; и

- вторая часть первого соединительного узла механически соединена с первой частью посредством первого сопряжения так, чтобы обеспечивать возможность относительного смещения между первой частью и второй частью.

[83] Лучистый элемент, сформированный в стадии а., предпочтительно дополнительно включает опору; и стадия b. включает размещение опоры на указанной первой стенке.

[84] Лучистый элемент, сформированный в стадии а., предпочтительно дополнительно включает вторую соединительную ножку для механического соединения излучающей структуры с указанной опорой, и второй соединительный узел для механического соединения указанной второй ножки с указанной опорой;

причем указанная вторая ножка размещена вокруг указанного патрубка, или позиционирована на другой стороне указанного патрубка, нежели первая ножка;

указанный второй соединительный узел, включающий:

- первую часть, размещенную стационарно относительно указанной опоры, и

- вторую часть, стационарную относительно указанной второй ножки, причем первая часть и вторая часть механически соединены посредством второго сопряжения так, чтобы обеспечивать возможность относительного смещения между первой частью и второй частью; и стадию b. так, что

- вторая соединительная ножка механически соединяет излучающую структуру с опорой;

- второй соединительный узел механически соединяет указанную вторую ножку с указанной опорой;

- первая часть второго соединительного узла является стационарной относительно указанной опоры; и

- вторая часть второго соединительного узла механически соединена с первой частью посредством второго сопряжения так, чтобы обеспечивать возможность относительного смещения между первой частью и второй частью второго соединительного узла.

[85] Все варианты осуществления и варианты, представленные для лучистого элемента согласно изобретению, для сегмента печи согласно изобретению, и для печи согласно изобретению, применимы к способу согласно изобретению, с соответствующими изменениями.

[86] Изделие в смысле изобретения может представлять собой ленту, пластину, плоскую плиту; металлические или неметаллические; магнитные или немагнитные.

Краткое описание фигур

[87] Дополнительные характеристики и преимущества изобретения станут очевидными из нижеследующего подробного описания, для понимания которого приведены ссылки на сопроводительные фигуры, в которых:

- Фигура 1 показывает вариант осуществления изобретения;

- Фигура 2 показывает вариант осуществления изобретения;

- Фигуры 3а, 3b, 3с показывают предпочтительные варианты осуществления изобретения;

- Фигуры 4а, 4b, 4с показывают предпочтительные варианты осуществления изобретения;

- Фигуры 5а, 5b показывают предпочтительный вариант осуществления изобретения;

- Фигуры 6 и 7 показывают предпочтительные варианты осуществления изобретения;

- Фигура 8 показывает вариант исполнения печи согласно изобретению:

- Фигура 9 подробно показывает вариант исполнения ножки на уровне первого конца;

- Фигура 10 подробно показывает вариант исполнения механического соединения ножки с опорой согласно изобретению.

Чертежи в фигурах выполнены не в масштабе. Как правило, сходные элементы или компоненты обозначены в фигурах сходными кодовыми номерами позиций. Присутствие кодовых номеров позиций в чертежах не должно толковаться как ограничивающее, даже когда такие номера указаны в пунктах формулы изобретения.

Подробное описание некоторых вариантов осуществления изобретения

[88] Фигура 1 показывает пример варианта исполнения лучистого элемента 1 согласно изобретению. Лучистый элемент 1 предназначен для размещения на первой вертикальной стенке 71 печи 200, посредством опоры 3, которая может составлять часть как единое целое с первой стенкой 71, или часть, присоединенную к первой стенке 71.

[89] Лучистый элемент 1 включает излучающую структуру 2, размещенную между первым концом 7, находящимся на первой стороне 501 лучистого элемента 1, и вторым концом 8, находящимся на второй стороне 502 лучистого элемента 1, причем второй конец 502 находится напротив первого конца 501. Второй конец 8 является свободным, то есть, не является непосредственно механически соединенным со стенкой печи, но механически соединен с первой стенкой 71 печи посредством опоры 3, через излучающую структуру 2 и первую ножку 20 (которая будет описана ниже).

[90] Лучистый элемент 1 включает патрубок 5, соединенный с излучающей конструкцией 2 так, что патрубок 5 позволяет подводить источник энергии внутрь излучающей структуры 2. Патрубок 5 обычно соединен с источником энергоснабжения через первую стенку 71. Патрубок 5 размещен на первой стороне 501 лучистого элемента 1.

[91] Лучистый элемент 1 включает первую соединительную ножку 20 для механического соединения излучающей структуры 2 с опорой 3. Первая ножка 20 механически соединена с опорой 3 посредством первого соединительного узла 25. Первый соединительный узел 25 включает первую часть 25а, размещенную стационарно относительно указанной опоры 3, и вторую часть 25b, стационарную относительно указанной первой ножки 20. Таким образом, когда первая ножка 20 сдвигается, вторая часть 25b следует за смещением, которое обычно обусловлено соответствующими механическими деформациями. Первая часть 25а является неподвижной, пока неподвижна опора 3. Вторая часть 25b является неподвижной, пока неподвижна первая ножка 20. Соединение между первой 25а и второй 25b частями представляет собой первое сопряжение 25с, которое включает все механические контакты между первой 25а и второй 25b частями, в том числе все подвижные части, создающие эти механические контакты. Первое сопряжение 25с размещено в первой соединительной области 23, и обеспечивает возможность относительного смещения между первой ножкой 20 и опорой 3, делая возможным относительное смещение между первой частью 25а и второй частью 25b первого соединительного узла 25.

[92] Например, первый соединительный узел 25 представляет собой несущий блок, предназначенный для обеспечения возможности свободного относительного смещения первой ножки 20 относительно опоры 3. Например, несущий блок представляет собой роликовый несущий блок 40, как показано в Фигурах 4а, 4b или 4с. Например, несущий блок представляет собой скользящий несущий блок, как показано в Фигуре 1, где первая часть 25а представляет собой поверхность опоры 3, вторая часть 25b представляет собой концевую поверхность первой ножки 20, которая проскальзывает по указанной поверхности опоры 3, и сопряжение 25с представляет собой сопряжение между этими поверхностями. В примере, показанном в Фигуре 1, первая ножка 20 опирается на опору 3.

[93] Фигура 1 дополнительно позволяет проиллюстрировать изолятор 73, используемый в предпочтительном варианте осуществления изобретения, и образующий термоизоляцию между, с одной стороны, излучающей конструкцией 2 и внутренностью печи 200, и, с другой стороны, первым сопряжением 25с. Конец второй части 25b, который принадлежит к этому первому сопряжению 25с, тем самым находится в холодной области. Изолятор 73 опоры предпочтительно размещен на уровне первого конца 7 и перед опорой 3.

[94] Фигура 2 дополнительно позволяет проиллюстрировать вторую стенку 72 печи, которая является вертикальной и имеет изоляционный слой 74 стенки, показанный точечной текстурой. В примере, показанном в Фигуре 2, первая ножка 20 находится в сцеплении на опоре 3. Соединительный узел 25 предпочтительно включает удерживающие элементы, такие как соединительные отверстия 101 (показанные в Фигуре 9), связанные с соединительным узлом, обеспечивая относительное смещение.

[95] Фигуры 3а, 3b, 3с, 4а, 4b и 4с показывают примерные варианты осуществления изобретения, в которых лучистый элемент 1 включает вторую соединительную ножку 10, механически соединяющую излучающую структуру 2 с опорой 3. Второй соединительный узел 15 механически соединяет вторую ножку 10 с опорой 3. Вторая ножка 10 размещена вокруг патрубка 5, или позиционирована на другой стороне патрубка 5, нежели первая ножка 20. Второй соединительный узел 15 включает первую часть 15а, размещенную стационарно относительно опоры 3, и вторую часть 15b, стационарную относительно второй ножки 10. Первая часть 15а и вторая часть 15b механически связаны посредством второго сопряжения 15с, предпочтительно так, чтобы обеспечивать возможность относительного смещения между первой частью 15 и второй частью 15b.

[96] Вторая ножка 10 и первая ножка 20 предпочтительно являются отдельными и соединены с излучающей конструкцией 2. Между первой ножкой 20 и второй ножкой 10 имеется углубленный участок 9. Первая ножка 20 и вторая ножка 10 предпочтительно механически соединены посредством излучающей структуры 2. Первая ножка 20 и вторая ножка 10 выступают из излучающей структуры 2. Например, патрубок 5 размещен между первой ножкой 20 и второй соединительной ножкой 10.

[97] Фигуры 3а, 3b, 3с показывают вторую стенку 72 печи, которая вертикальна и размещена напротив первой стенки 71 печи, к которой присоединена опора 3. Второй конец 8 лучистого элемента 1 тем самым не связан со второй стенкой 72 печи. Изоляционный слой 73 опоры также размещен на уровне первого конца 7 лучистого элемента 1, рядом с опорой 3. Изоляционный слой 73 опоры показан только в некоторых фигурах, но в предпочтительном варианте осуществления изобретения он присутствует во всех вариантах осуществления изобретения.

[98] Фигура 3а повторяет некоторые из характеристик Фигуры 1, и дополнительно включает вторую ножку 10, которая размещена вокруг патрубка 5. Согласно особенно предпочтительному варианту исполнения, предусмотрен изолятор патрубка, по меньшей мере частично, между патрубком 5 и второй ножкой 10 так, чтобы создавать термоизоляцию для второй ножки 10 от испускаемого патрубком 5 тепла.

[99] Фигуры 3b, 3с, 4а, 4b, 4с показывают лучистый элемент 1, в котором патрубок 5 размещен между первой ножкой 20 и второй ножкой 10.

[100] Фигура 3с также показывает компенсатор 59, присоединенный к опоре 3, обеспечивая возможность механического соединения патрубка 5 с опорой 3. Компенсатор 59 предпочтительно изолирован от патрубка 5, за исключением участка, обращенного к компенсатору 59, в контакте с патрубком 5. Горелка 58 показана у конца патрубка 5. Горелка 58 соединена с концом патрубка 5.

[101] Фигура 3с также показывает отверстие конца нижней ножки, или первое отверстие 52, размещенное на первой ножке 20. Это отверстие 52 размещено на уровне нижнего конца первой ножки 20. В варианте исполнения, показанном в Фигуре 5b, первое отверстие 52 было бы проделано, например, в первой стенке 202А и во второй стенке 202В первой ножки 20. Фигура 3с дополнительно показывает отверстие у конца верхней ножки, или второе отверстие 51, размещенное на второй ножке 10. Это отверстие размещено на уровне верхнего конца второй ножки 10. В варианте исполнения, показанном в Фигуре 5b, второе отверстие было бы проделано, например, в первой стенке 102А и во второй стенке 102В второй ножки 10. В дополнение, Фигура 3с показывает центральное отверстие 53 в ножке, или отверстие 53 в стенке, размещенное во второй ножке 10 в области, отдаленной от концов второй ножки 10. Первая стенка 102А и вторая стенка 102В второй ножки 10, показанные в Фигуре 5b, предпочтительно в каждом случае включают отверстие 53 в стенке, отверстие 53 в стенке предпочтительно представляет собой отверстие с простой формой. Подобные центральные отверстия 53 в стенке могут быть проделаны в первой ножке 20 и/или в третьей ножке 30 (не показано).

[102] В Фигуре 4а второй соединительный узел 15 представляет собой соединительный блок 16 для неподвижного присоединения второй ножки 10 к опоре 3 на уровне второй соединительной области 13. Соединительный блок 16 представлен в виде треугольника. Первый соединительный узел 25 конфигурирован для механического соединения первой ножки 20 с опорой 3 на уровне первой соединительной области 23, и обеспечивает возможность относительного смещения между первой ножкой 20 и опорой 3, через сопряжение 25с между первой 25а и второй 25b частями соединительного узла 25. Например, первый соединительный узел 25 представляет собой несущий блок, предназначенный для обеспечения возможности свободного относительного смещения первой ножки 20 вдоль единственного первого направления 29 относительно опоры 3, и/или параллельно первой стенке 71 (потенциально с компонентом направления смещения, перпендикулярным Фигуре 4а). Например, несущий блок представляет собой роликовый или скользящий несущий блок 40. Стрелки, показанные вокруг первого соединительного узла 25, обозначают первое, вертикальное направление 29 относительного смещения первого соединительного узла 25.

[103] В Фигуре 4b лучистый элемент 1 отличается от варианта исполнения, показанного в Фигуре 4а, тем, что второй соединительный узел 15 включает два соединительных устройства:

- первое свободное соединительное устройство, обеспечивающее возможность относительного смещения между первой 15а и второй 15b частями соединительного узла. Стрелки, показанные в Фигуре 4b вокруг соединительного узла второго свободного соединительного устройства, обозначают второе направление 19 относительного смещения соединительного узла;

- второе, стационарное соединительное устройство, включающее соединительный блок 16 для присоединения второй ножки 10 к опоре 3.

[104] В Фигуре 4с лучистый элемент 1 включает:

- вторую ножку 10, механически соединенную с опорой 3 посредством второго соединительного узла 15 на уровне второй соединительной области 13, причем второй соединительный узел 15 обеспечивает возможность относительного смещения между второй ножкой 10 и опорой 3. Стрелки, показанные в Фиг. 4с вокруг второго соединительного узла 15, обозначают второе направление 19 относительного смещения второго соединительного узла 15;

- первую ножку 20, механически соединенную с опорой 3 посредством первого соединительного узла 25 на уровне первой соединительной области 23, причем первый соединительный узел 25 обеспечивает возможность относительного смещения между первой ножкой 20 и опорой 3. Стрелки, показанные в Фигуре 4с вокруг первого соединительного узла 25, обозначают первое направление 29 смещения первого соединительного узла 25. Например, первый соединительный узел 25 для этого варианта исполнения представляет собой несущий блок, более предпочтительно, этот соединительный узел представляет собой роликовый несущий блок 40 или скользящий несущий блок;

- третью ножку 30, механически соединенную с опорой 3 посредством третьего соединительного узла 35 на уровне третьей соединительной области 33 (показанной в Фигуре 7), причем третий соединительный узел 35 обеспечивает возможность относительного смещения между третьей ножкой 30 и опорой 3. Стрелки, показанные в Фигуре 4с вокруг третьего соединительного узла 35, обозначают третье направление 39 смещения третьего соединительного узла 35.

[0110] Третий соединительный узел 35 включает первую часть 35а, размещенную стационарно относительно опоры 3, и вторую часть 35b, стационарную относительно третьей ножки 30, причем первая часть 35а и вторая часть 35b механически соединены посредством третьего сопряжения 35с так, чтобы обеспечивать возможность относительного смещения между первой частью 35а и второй частью 35b. Третья ножка 30 предпочтительно предназначена для поддерживания или сцепления на опоре 3 посредством третьего соединительного узла 35. Лучистый элемент размещен так, что третье сопряжение 35с находится при более низкой температуре, чем внутренность печи 200.

[105] В Фигуре 4с второй соединительный узел 15 обеспечивает возможность относительного смещения между второй ножкой 10 и опорой 3 вдоль второго направления 19, предпочтительно только вдоль этого второго направления 19. Первый соединительный узел 25 обеспечивает возможность относительного смещения между первой ножкой 20 и опорой 3, параллельно первой стенке 71, например, вдоль первого направления 29, предпочтительно только вдоль этого первого направления 29. Третий соединительный узел 35 обеспечивает возможность относительного смещения между третьей ножкой 30 и опорой 3 вдоль третьего направления 39, предпочтительно только вдоль этого третьего направления 39.

[106] Первое направление 29 и второе направление 19 предпочтительно по существу ортогональны основному направлению излучающей структуры 2 от первого конца 7 до второго конца 8. Первое направление 29 и второе направление 19 предпочтительно представляют собой вертикальное направление, то есть, они по существу параллельны вертикальной стенке печи. Первое направление 29 и второе направление 19 предпочтительно по существу параллельны, более предпочтительно они объединены. Третье направление 39 предпочтительно по существу параллельно основному направлению излучающей структуры 2 от первого конца 7 до второго конца 8. Третье направление 39 предпочтительно представляет собой горизонтальное направление, то есть, оно по существу ортогонально вертикальной стенке печи. Первое направление 29 и второе направление 19 предпочтительно по существу ортогональны третьему направлению 39.

[107] Третья ножка 30, показанная в Фигуре 4с, предпочтительно включает:

- первый конец третьей ножки 30, механически соединенный с указанной опорой 3 посредством третьего соединительного узла 35;

- второй конец третьей ножки 30, присоединенный к излучающей структуры 2.

[108] Второй конец третьей ножки 30 предпочтительно включает два соединительных сегмента для механического присоединения к излучающей структуры 2 так, что имеется отверстие 55 третьей ножки между излучающей конструкцией 2 и двумя соединительными сегментами второго конца третьей ножки 30. Преимущество этого отверстия 55 третьей ножки, подобно показанному в Фигуре 3с в виде углубленного участка 9 в качестве примера, состоит в том, что оно позволяет сократить напряжения на уровне присоединения третьей ножки 30 к излучающей структуры 2. В самом деле, это отверстие 55 третьей ножки позволяет ограничить концентрации напряжений, обусловленные механическими деформациями. Патрубок 5 частично представлен пунктирными линиями, чтобы лучше показать последний, который частично покрыт третьей ножкой 30, однако патрубок 5 на этой Фигуре 4с подобен патрубкам 5, представленным в Фигурах 3а-4b.

[109] В Фигурах 5а и 5b показаны виды в разрезах, проведенных в Фигуре 3b. Область поперечного сечения, показанная в сечении по линии Vа в Фигуре 5а, является двояковыпуклой. Двояковыпуклое сечение отличается первой существенно изогнутой стенкой 2А и второй существенно изогнутой стенкой 2В, обе из которых механически соединены своими торцовыми концами и образуют первое ребро 61 и второе ребро 62.

[110] Область поперечного сечения, сформированная на уровне первой ножки 10 и второй ножки 20, показана в Фигуре 5b. Она соответствует виду в разрезе, проведенном по линии Vb в Фигуре 3b. Протяженность первой боковой стенки 2А и второй стенки 2В может быть перекрыта, например, базовой армирующей частью 103. Вторая ножка 10 включает компоненты армирующего узла, чтобы обеспечивать хорошую жесткость второй ножки 10, и, в частности, чтобы предотвращать скручивающие деформации, то есть, предотвращать деформации по направлению, отличному от направления от второй ножки 10 до первой ножки 20. Такой армирующий узел, позволяющий обеспечить хорошую жесткость второй ножки 10, представляет собой, например, один или многие вертикальные элементы 108 жесткости. Вертикальный элемент 108 жесткости, показанный здесь по направлению, по существу продольному второй ножке 10, в еще одном варианте исполнения может быть размещен по направлению, по существу поперечному относительно второй ножки 10. В Фигуре 5b первая ножка 20 включает протяженность первой стенки 2А и второй стенки 2В, которые образуют, соответственно, первую стенку 202А и вторую стенку 202В первой ножки 20. Таким образом, первая ножка 20 (соответственно, вторая 10) могут быть сформированы из первой 202А (соответственно, 102А) и второй 202В (соответственно, 102В) стенок, необязательно с базовой армирующей деталью 103. Вариант исполнения согласно Фигурам 5а и 5b, и, в частности, вариант исполнения излучающей структуры 2, может быть применен в вариантах исполнения Фигур 1, 2, 3а, 3b, 3с, 4а, 4b, 4с.

[111] Фигура 6 показывает конкретный вариант исполнения лучистого элемента согласно изобретению. Этот лучистый элемент 1 включает излучающую структуру 2, называемую как двойное Р. Излучающая структура 2 в виде двойного Р включает первую прямую секцию 81, вторую прямую секцию 82 и третью прямую секцию 83, протяженные по существу в параллельных направлениях, между указанным первым концом 7 и указанным вторым концом 8,

причем указанная первая прямая секция 81 и указанная вторая прямая секция 82 находятся в сообщении по текучей среде:

- на уровне указанного первого конца 7 посредством первого изогнутого сегмента 84;

- на уровне указанного второго конца 8 посредством второго изогнутого сегмента 86;

причем первая прямая секция 81 и третья прямая секция 83 находятся в сообщении по текучей среде:

- на уровне первого конца 7 посредством третьего изогнутого сегмента 85;

- на уровне второго конца 8 посредством четвертого изогнутого сегмента 88.

Первая ножка 20 обеспечивает возможность механического соединения излучающей структуры 2 с опорой 3 на уровне первой соединительной области 23. Например, первая ножка 20 связана с третьим изогнутым сегментом 85 и/или третьей прямой секцией 83.

Вторая ножка 10 обеспечивает возможность механического соединения излучающей структуры 2 с опорой 3 на уровне второй соединительной области 13. Например, вторая ножка 10 связана со вторым изогнутым сегментом 84 и/или второй прямой секцией 82.

[112] Фигура 7 показывает конкретный вариант исполнения лучистого элемента согласно изобретению. Этот лучистый элемент 1 включает излучающую структуру 2, называемую W-образной, между патрубком 5 и выходным наконечником 95 сопла. Показанная W-образная излучающая структура 2 включает первую прямую секцию 91, вторую прямую секцию 92, третью прямую секцию 93 и четвертую прямую секцию 94, протяженные по существу в параллельных направлениях между первым концом 7 и вторым концом 8, так, что:

- первая прямая секция 91 и вторая прямая секция 92 находятся в сообщении по текучей среде посредством первого колена 96;

- вторая прямая секция 92 и третья прямая секция 93 находятся в сообщении по текучей среде посредством второго колена 97;

- третья прямая секция 93 и четвертая прямая секция 94 находятся в сообщении по текучей среде посредством третьего колена 98.

Первая прямая секция 91 сообщается по текучей среде с патрубком 5, и четвертая прямая секция 94 сообщается по текучей среде с выходным наконечником 95 сопла. Вторая ножка 10 механически соединена с первой прямой секцией 91, например, присоединена к ней. Вторая ножка 10 обеспечивает возможность механического соединения первой прямой секции 91 к опоре 3, например, вторая ножка 10 обеспечивает возможность присоединения первой прямой секции 91 к опоре 3. Первая ножка 20 обеспечивает возможность механического присоединения четвертой прямой секции 94 к опоре 3, например, первая ножка 20 обеспечивает возможность присоединения четвертой прямой секции 94 к опоре 3.

В этом варианте исполнения вторая ножка 10 предпочтительно по меньшей мере частично окружает первую прямую секцию 91, и первая ножка 20, по меньшей мере частично, окружает четвертую прямую секцию 94.

Вторая ножка 10 механически соединена с опорой 3 на уровне второй соединительной области 13 посредством второго соединительного узла 15. Первая ножка 20 механически соединена с опорой 3 на уровне первой соединительной области 23 посредством первого соединительного узла 25. Второй соединительный узел 15 предпочтительно представляет собой соединительный блок, и первый соединительный узел 25 представляет собой соединительный блок, обеспечивающий возможность относительного смещения между первой ножкой 20 и опорой 3. Например, первый соединительный узел 25 представляет собой роликовый или скользящий несущий блок.

[113] В предпочтительном варианте исполнения лучистого элемента 1, как показано в Фигуре 7, он дополнительно включает третью ножку 30, механически соединенную со вторым коленом 97, например, третья ножка 30 присоединена ко второму колену 97. Третья ножка 30 механически соединена с опорой 3 посредством третьего соединительного узла 35 на уровне третьей соединительной области 33, и обеспечивает возможность относительного смещения между третьей ножкой 30 и опорой 3. Например, третий соединительный узел 35 представляет собой роликовый или скользящий несущий блок.

[114] Фигура 8 показывает сегмент 100 печи, включающий два лучистых элемента 1, 1’ согласно изобретению. Сегмент 100 печи включает первую стенку 71 и вторую стенку 72 печи. Сегмент 100 печи конфигурирован для возможности протягивания ленты 99 между первой стенкой 71 и второй стенкой 72 печи. Лента 99 проходит по существу перпендикулярно первой стенке 71 и второй стенке 72 печи. Первая стенка 71 и вторая стенка 72 печи отдалены друг от друга на расстояние, представленное шириной FW печи. Лента 99 имеет ширину BW полосы. Лучистые элементы 1, 1’ размещены так, что их соответствующие излучающие структуры 2, 2’ обеспечивают возможность теплопередачи на движущуюся ленту 99. В пределах области настоящего изобретения два последовательных лучистых элемента также могут быть присоединены к одной и той же первой стенке 71.

[115] Первый лучистый элемент 1 присоединен к первой стенке 71 печи посредством его опоры 3, и второй лучистый элемент 1’ присоединен ко второй стенке 71 печи посредством его опоры 3’. Вторая ножка 10 присоединена к опоре 3. Первая ножка 20 механически соединена с опорой 3 так, чтобы обеспечивать возможность относительного смещения между первой ножкой 20 и опорой 3. Второй лучистый элемент 1’ присоединен ко второй стенке 72 печи посредством опоры 3’. Вторая ножка 10’ присоединена к опоре 3’. Первая ножка 20’ механически соединена с опорой 3’ так, чтобы обеспечивать возможность относительного смещения между первой ножкой 20’и опорой 3’. Патрубок 5 первого лучистого элемента 1 открыт на уровне первой стенки 71 печи. Патрубок 5’ второго лучистого элемента 1’ открыт на уровне второй стенки 72 печи.

[116] В отношении Фигуры 8, все из описанных вариантов исполнения лучистых элементов 1 могут быть применены к описанному сегменту 100 печи. В частности, варианты исполнения, включающие третью ножку 30, или, альтернативно, излучающую структуру 2, патрубок 5, первую ножку 20 и первый соединительный узел 25, как описанные со ссылкой на предшествующие фигуры.

[117] Фигура 9 показывает пример варианта исполнения первой ножки 20 или второй ножки 10 на уровне первого конца 7. Если обсуждаемая ножка находится ниже патрубка 5, фигуру предпочтительно следует перевернуть. Фигура 9 показывает вид в разрезе ножки (которая может быть первой ножкой 20 или второй ножкой 10), в которой излучающая структура 2 продлена с образованием указанной ножки. Этот вариант исполнения особенно пригоден для ножки в подвижном сцеплении с опорой 3. Первая ножка 20 (соответственно, вторая ножка 10) соединена с опорой 3 посредством базовой армирующей части 203 (соответственно, 103). Две боковых армирующих части 204 (соответственно, 104), верхняя армирующая часть 205 (соответственно, 105) объединены с базовой армирующей частью 203 (соответственно, 103). Первая ножка 20 (соответственно, вторая ножка 10) объединены с базовой армирующей частью 203 (соответственно, 103). В конкретном варианте исполнения базовая армирующая часть 203 (соответственно, 103), две боковых армирующих части 204 (соответственно, 104), верхняя армирующая часть 205 (соответственно, 105) включают: базовую армирующую часть 203 (соответственно, 103), две боковых армирующих части 204 (соответственно, 104) в форме стенок, верхнюю армирующую часть 205 (соответственно, 105) в форме стенки. Концевая пластина 209 первой ножки (соответственно, второй ножки 109) образует вертикальную стенку, которая позволяет замкнуть сборный узел, включающий базовую армирующую часть 203 (соответственно, 103), две боковых армирующих части 204 (соответственно, 104), и верхнюю армирующую часть 205 (соответственно, 105).

[118] Эта концевая пластина 209 первой ножки (соответственно, второй ножки 109) дополнительно обеспечивает возможность механического соединения первой ножки 20 (соответственно, второй ножки 10) с опорой 3 посредством первого 25 (соответственно, второго 15) соединительного узла. Например, концевая пластина 209 первой ножки (соответственно, второй ножки 109) привинчена к опоре 3. Фигура 9 также показывает два вертикальных элемента 208 (соответственно, 108) жесткости, размещенных напротив соединения двух боковых армирующих частей 204 (соответственно, 104) с базовой армирующей частью 203 (соответственно, 103). Эти вертикальные элементы 208 (соответственно, 108) жесткости, здесь показанные по направлению поперек плоскости сечения, также могут быть конфигурированы в плоскости, продольной относительно плоскости разреза. Эти вертикальные элементы 208 (соответственно, 108) жесткости, пролегают ли они поперечно или продольно относительно плоскости разреза, позволяют повысить торсионную жесткость сборного узла первой ножки 20 (соответственно, второй ножки 10) в соединении с опорой 3. Фигура 9 показывает соединительные отверстия 201 (соответственно, 101) в концевой пластине 209 (соответственно, 109) первой ножки 20 (соответственно, второй ножки 10), обеспечивающие возможность присоединения первой ножки 20 (соответственно, второй ножки 10) к опоре 3 с использованием болтов, заклепок, или любых других соединительных элементов. Фигура 9 показывает два отверстия, но также возможно использование только одного отверстия, так что любой вариант осуществления по меньшей мере с одним отверстием находится в пределах области изобретения. Согласно еще одному варианту исполнения, первая ножка 20 (соответственно, вторая ножка 10) зацеплена за опору 3 посредством угольников, размещенных на опоре 3, которые образуют крючок, на котором размещена первая ножка 20 (соответственно, вторая ножка 10).

[119] Таким образом, первая ножка 20 включает, в качестве продолжения излучающей структуры 2, и/или образуя по меньшей мере частичную обшивку излучающей структуры 2, стенку 202А, 202В первой ножки, размещенную между излучающей конструкцией 2 и первым соединительным узлом 25. Вертикальная концевая пластина 209 предпочтительно присоединена к стенке 202А, 202В первой ножки. То же самое можно сказать в отношении второй ножки 10.

[120] В случае лучистой нагревательной трубки, описанной в Фигуре 5а, 5b, излучающая структура включает первое удлинение с образованием стенки 202А первой ножки на первой ножке 20, и второе удлинение с образованием стенки 202В первой ножки на ножке 20. То же самое можно сказать в отношении второй ножки 10.

[121] Фигура 10 показывает примерный вариант исполнения роликового несущего блока 40 для механического соединения первой ножки 20, или второй ножки 10, или третьей ножки 30, с опорой 3. Роликовый несущий блок 40, показанный в Фигуре 10, описан в связи с первой ножкой 20. Этот роликовый несущий блок 40 может быть использован для второй ножки 10, или легко приспособлен для третьей ножки 30, размещением его так, что он обеспечивает возможность смещения по существу в горизонтальном направлении, и для третьей ножки, имеющей концевую пластину 309 третьей ножки. Вариант исполнения в Фигуре 10 тем самым применим к третьей ножке, при соответствующих изменениях.

[122] Роликовый несущий блок 40 входит в состав первого соединительного узла 25. Роликовый несущий блок 40 включает колесо 44 (часть сопряжения 25с), размещенное для вращения вокруг оси 45 колеса (детали первой части 25а соединительного узла 25). Ось 45 колеса присоединена к опоре 3 держателем 46 оси колеса. В показанном в фигуре примере роликовый несущий блок 40 размещен в выемке опоры 3 так, что колесо 44 выступает из опоры 3 для обеспечения возможности смещения первой ножки 20 относительно опоры 3, без трения с опорой 3. Например, колесо 44 выступает на расстояние от 0,5 мм до 50 мм, более предпочтительно колесо выступает из опоры 3 менее, чем на 20 мм. Роликовый несущий блок 40 размещен на уровне первой области 23 механического соединения. Первая ножка 20 включает концевую пластину 209 первой ножки, образующую по существу плоскую поверхность первой ножки для механического контактирования колеса 44, образуя линейный контакт 27 с колесом 44. Концевая пластина представляет собой часть второй части 25b соединительного узла 25.

[123] Согласно конкретному варианту исполнения, показанному в Фигуре 4с, вторая часть 25b первого 25 (соответственно, второго 15, соответственно, третьего 35) соединительного узла включает концевую пластину 209 (соответственно, 109, 309), образующую поверхность первой (соответственно, второй, соответственно, третьей) ножки, по существу плоскую для механического контактирования колеса 44 с образованием линейного контакта 27 с колесом 44. В отношении третьей ножки 30, показанной в Фигуре 4с, она имеет концевую пластину 309 третьей ножки, образующую поверхность третьей ножки, по существу ортогональную первой стенке 71, которая при необходимости имеет роликовый несущий блок, смещенный от роликовых несущих блоков первой ножки 20 и второй ножки 10.

[124] В отношении третьей ножки 30, показанной в Фигуре 7, ее концевая пластина 309 третьей ножки, образующая поверхность третьей ножки, находится на одном уровне с поверхностью концевой пластины 109 второй ножки и поверхностью концевой пластины 209 первой ножки. Первая ножка 20, вторая ножка 10 и третья ножка 30 находятся в контакте с несущим блоком (поворотным, с роликом 40 или со скольжением) так, что они могут описывать по существу вертикальное перемещение относительно опоры 3. Опора присоединена к стенке печи по существу в вертикальном направлении.

[125] Согласно предпочтительному варианту Фигуры 4с, соответствующие несущие блоки первой ножки 20, второй ножки 10 и третьей ножки 30 включают стопоры (не показаны), чтобы предотвратить слишком большое смещение конца ножки 10; 20; 30 (их концевой пластины) относительно опоры 3, вдоль первого направления 29 для первой ножки 20, вдоль второго направления 19 для второй ножки 10, или вдоль третьего направления 39 для третьей ножки 30. Согласно еще одному предпочтительному варианту Фигуры 4с, несущие блоки включают элементы для проведения ножки 10; 20; 30 (не показано), которые позволяют перемещаться только по первому направлению 29 для первой ножки 20, по второму направлению 19 для второй ножки 10, или по третьему направлению 39 для третьей ножки 30.

[126] Настоящее изобретение было описано в связи с конкретными вариантами осуществления, которые являются сугубо иллюстративными, и не должны толковаться как ограничивающие. В самом общем плане, настоящее изобретение не ограничивается примерами, иллюстрированными и/или описанными выше. Применение глаголов «включает», «заключает в себе», или любого их варианта, а также их сочетаний, никоим образом не может исключать наличие элементов или составных частей, иных, нежели упомянутые. Применение неопределенного артикля «a», или определенного артикля «the», для введения элемента или составной части, не исключает присутствия многочисленных этих элементов или их составных частей. Кодовые номера позиций в пунктах формулы изобретения не ограничивают их область.

[127] В порядке обобщения, изобретение также может быть описано следующим образом. Лучистый элемент 1 для нагревания печи 200 и включающий:

- первый конец 7;

- второй свободный конец 8;

- излучающую структуру 2 между первым концом 7 и вторым концом 8;

- патрубок 5 для подведения энергии внутрь излучающей структуры 2;

- первую соединительную ножку 20 для механического присоединения излучающей структуры 2 к опоре 3, на уровне первой соединительной области 23,

- первый соединительный узел 25 для механического соединения первой ножки 20 с опорой 3 на уровне первой соединительной области 23, в то же время с возможностью относительного смещения между первой ножкой 20 и опорой 3.

Изобретение относится к лучистому нагревательному элементу для термической обработки изделий, более конкретно металлических изделий, и к способу установки лучистых нагревательных элементов в печи для термической обработки металлических изделий. Лучистый элемент (1) для нагревания печи (200) включает первый конец (7), второй свободный конец (8), излучающую структуру (2) между первым концом (7) и вторым концом (8), патрубок (5) для подведения энергии внутрь излучающей структуры (2), первую соединительную ножку (20) для механического присоединения излучающей структуры (2) к опоре (3), причем первый соединительный узел (25) включает первую часть (25а), размещенную стационарно относительно указанной опоры (3), и вторую часть (25b), стационарную относительно указанной первой ножки (20), причем первая часть (25а) и вторая часть (25b) механически соединены посредством первого сопряжения (25с) так, чтобы обеспечивать возможность относительного смещения между первой частью (25а) и второй частью (25b). 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Лучистый элемент (1), предназначенный для размещения на первой вертикальной стенке (71) печи (200) и содержащий:

- первый конец (7), размещенный на первой стороне (501) лучистого элемента (1);

- второй конец (8), размещенный на второй стороне (502) лучистого элемента (1), причем вторая сторона (502) противоположна первой стороне (501);

- излучающую структуру (2) для нагревания внутри указанной печи (200), размещенную между указанными первым концом (7) и вторым концом (8);

- патрубок (5) для энергоснабжения внутри указанной излучающей структуры (2), причем указанный патрубок (5) размещен на первой стороне (501) лучистого элемента (1);

- первую соединительную ножку (20) для механического соединения излучающей структуры (2) с опорой (3), размещенной на указанной первой стенке (71), причем указанная первая ножка (20) находится на первой стороне (501) лучистого элемента (1); и

- первый соединительный узел (25) для механического соединения указанной первой ножки (20) с указанной опорой (3);

отличающийся тем, что второй конец (8) является свободным и

что указанный первый соединительный узел (25) включает:

- первую часть (25а), размещенную стационарно относительно указанной опоры (3), и

- вторую часть (25b), стационарную относительно указанной первой ножки (20), причем первая часть (25а) и вторая часть (25b) механически соединены посредством первого сопряжения (25с) так, чтобы обеспечивать возможность относительного смещения между первой частью (25а) и второй частью (25b).

2. Лучистый элемент (1) по п. 1, размещенный так, что указанное первое сопряжение (25с) находится при более низкой температуре, чем внутренность печи (200).

3. Лучистый элемент (1) по п.2, включающий изолятор (73), размещенный с образованием термоизоляции между, с одной стороны, излучающей конструкцией (2) и/или внутренностью печи (200) и, с другой стороны, указанным первым сопряжением (25с).

4. Лучистый элемент (1) по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что указанная первая ножка (20) размещена с поддерживанием или в сцеплении на указанной опоре (3) посредством указанного первого соединительного узла (25).

5. Лучистый элемент (1) по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что первый соединительный узел (25) обеспечивает возможность относительного смещения параллельно указанной первой стенке (71) между указанной первой ножкой (20) и указанной опорой (3).

6. Лучистый элемент (1) по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что указанное первое сопряжение (25с) обеспечивает возможность проскальзывания и/или перекатывания второй части (25b) относительно первой части (25а).

7. Лучистый элемент (1) по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что указанная первая ножка (20) включает, в продолжение указанной излучающей структуры (2), и/или образуя, по меньшей мере частично, обшивку указанной излучающей структуры (2), стенку (202А; 202В) первой ножки, размещенную между указанной излучающей конструкцией (2) и указанным первым соединительным узлом (25).

8. Лучистый элемент (1) по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что указанная вторая часть (25b) первого соединительного узла (25) включает вертикальную концевую пластину (209) первой ножки.

9. Лучистый элемент (1) по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что он включает вторую соединительную ножку (10) для механического соединения излучающей структуры (2) с указанной опорой (3), и второй соединительный узел (15) для механического соединения указанной второй ножки (10) с указанной опорой (3);

причем указанная вторая ножка (10) размещена вокруг указанного патрубка (5) или позиционирована на другой стороне указанного патрубка (5), нежели первая ножка (20);

причем второй соединительный узел (15) включает:

- первую часть (15а), размещенную стационарно относительно указанной опоры (3), и

- вторую часть (15b), стационарную относительно указанной второй ножки (10), причем первая часть (15а) и вторая часть (15b) механически связаны посредством второго сопряжения (15с) так, чтобы обеспечивать возможность относительного смещения между первой частью (15а) и второй частью (15b).

10. Лучистый элемент (1) по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере одна из первой (20) и второй (10) ножек включает по меньшей мере одно отверстие (51, 52, 53).

11. Лучистый элемент (1) по любому из пп. 9 или 10, отличающийся тем, что указанная вторая ножка (10) включает, в продолжение указанной излучающей структуры (2), и/или образуя, по меньшей мере частично, обшивку указанной излучающей структуры (2), стенку (102А; 102В) второй ножки, размещенную между указанной излучающей конструкцией (2) и вторым соединительным узлом (15).

12. Сегмент (100) печи в печи (200), включающий первую вертикальную стенку (71) печи и первый лучистый элемент (1) по любому из предшествующих пунктов, причем указанная опора (3) указанного первого лучистого элемента (1) размещена только на указанной первой стенке (71) печи, предпочтительно указанная опора (3) указанного первого лучистого элемента (1) присоединена только к указанной первой стенке (71) печи.

13. Сегмент печи по п.12, отличающийся тем, что указанная первая ножка (20) размещена ниже, чем указанный патрубок (5).

14. Печь (200), включающая многочисленные лучистые элементы (1) по любому из пп. 1-11 или многочисленные сегменты (100) печи по любому из пп. 12 и 13.

15. Способ присоединения лучистого элемента (1) к первой вертикальной стенке (71) печи (200) для термической обработки изделия (99), причем указанный способ включает следующие стадии:

а) формирования лучистого элемента (1), включающего:

- первый конец (7), находящийся на первой стороне (501) лучистого элемента (1);

- второй конец (8), находящийся на второй стороне (502) лучистого элемента (1), причем вторая сторона (502) является противолежащей относительно первой стороны (501);

- излучающую структуру (2) для нагревания внутри указанной печи (200), размещенную между первым концом (7) и вторым концом (8);

- патрубок (5) для подведения энергии внутрь указанной излучающей структуры (2), причем указанный патрубок (5) размещен на первой стороне (501) лучистого элемента (1);

- первую соединительную ножку (20), размещенную на первой стороне (501) лучистого элемента (1); и

- первый соединительный узел (25), включающий:

- первую часть (25а), и

- вторую часть (25b), стационарную относительно указанной первой ножки (20), причем первая часть (25а) и вторая часть (25b) предназначены для механического соединения посредством первого сопряжения (25с) так, чтобы обеспечивать возможность относительного смещения между первой частью (25а) и второй частью (25b);

b) размещения указанного лучистого элемента (1) на указанной первой стенке (71) так, что:

- второй конец (8) является свободным;

- первая соединительная ножка (20) механически соединяет излучающую структуру (2) с опорой (3), размещенной на указанной первой стенке (71);

- первый соединительный узел (25) механически соединяет указанную первую ножку (20) с указанной опорой (3);

- первая часть (25а) первого соединительного узла (25) является стационарной относительно указанной опоры (3); и

- вторая часть (25b) первого соединительного узла (25) механически соединена с первой частью (25а) посредством первого сопряжения (25с) так, чтобы обеспечивать возможность относительного смещения между первой частью (25а) и второй частью (25b).