Муфельная печь с подвижным нагревателем Советский патент 1983 года по МПК F27B11/00 

Изобретение относиiся к термическому технологическому оборудованию и может быть использовано в машиностроительной и других отраслях промышленности. Известна муфельная печь с подвиж НБ1М нагревателем, состоящая из ка4мер, выполненных с возможностью перемещения, стационарных муфелей и поддерживающих устройств l . Недостатком данной печи является незначительная ее производительност Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является муфельная печь с подвижным нагревателем, содержащая соосно расположенны два муфеля, с датчиком температуры, механизм перемещения нагревателя и заглушку нагревателя QzJ . В этой печи оба муфеля работают попеременно в циклах нагрева и охлаждения, поэтому имеется принципиальная связь производительности печи с соотношением по времени этих циклов. При медленном нагреве, пока цикл естественного охлаждения не превышает цикла нагрева, производительность печи от скорости охлаждения не зависит. При ускоренном наг реве для повышения производительности печи требуется ускорить охлажде .ние муфеля, однако в устройстве дан ной печи этого не предусмотрено, чт снижает ее производительность при термообработке мелких деталей, допускающих высокоскоростные нагрев и охлаждение. о Целью изобретения является повыщение производительности печи. Указанная цель достигается тем, что в муфельной печи с подвижным нагревателем, содержащей соосно распо- ложенные два муфеля с датчиками температуры, механизм перемещения нагревателя и заглушку нагревателя, печ снабжена цилиндрическими польоми экранами с перфорированной внутренней стенкой, расположенными соосно с муфелями и образующими полости между муфелем и экраном для размещения наг ревателя, и воздухоотсекателем с приводом, при этом воздухоотсекатель расположен по вертик,альной оси заглушки, а внутренняя полость экранов соединенаС магистралью сжатого воздуха через вентили. При этом вентили и. привод электрически связаны с датчиками темпера туры и механизмом перемещения нагревателя. Снабжение йуфелей экранами с размещением между ними воздухоотсекателя наряду с другими признаками позволяет получить новый эффект ускоренное охлаждение одного муфеля с одновременным улучшением условий нагрева другого. Это удается достичь благодаря приданию экранам одновременно трех функций: собственного теплового экранирования, распределения потока сжатого воздуха на муфель с целью интенсивного охлаждения и концентрации потока использованного воздуха в направлении злглушки противоположного муфеля для уплотнения и снижения утечки тепла при нагреве. Совмещение воздухоотсекателя с заглушкой и снабжение его канатным приведем обеспечивает возможность перемещения заглушки под давлением потока отработанного воздуха вдоль оси печи благодаря свободно подвешенному состоянию для дрижатия к торцу нагревателя. Для обеспечения автоматизированной согласованности циклов нагрева и охлаждения, что необходимо для повышения производительност1Ь вентили подачи сжатого воздуха, привод воздухоотсекателя, механизм перемещения нагревателя и датчики т мпературы связаны в цепь автоматики. Возможны различные варианты построения такой цепи. Далее в описа,рии работы печи рассматривается наилучший вариант, основанный на эстафетном принципе передачи последовательности команд. На фиг. 1 изображена муфельная печь с подвижным нагревателем, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1, Печь состоит из двух муфелей 1, нагревателя 2 с механизмом перемещения 3, двух экранов 4, снабженных вентилями 5 с электромеханическим приводом, например, типа 13 с 803, ;через которые в экраны попеременно |и согласованно с работой остальных элементов поступает сжатый воздух из магистрали, воздухоотсекателя 6 в виде подъемной алюминиевой перегородки, совмещенной с- двухсторонней заглушкой 7 (для закрывания торЦа нагревателя, обращенного внутрь печи) и снабженного канатным приво- дом 8 на основе, например, исполнительного электрического механизма МЭМ-4/1, датчиков 9 термоэлектрических верхней и нижней температуры термообработки, снабженных, например, |Милливольтметрами п-ЗЗЗК, двух концевых выключателей 10 на концах пути перемещения механизма нагревателя, четырех электромагнитных защелок 11, фиксирующих воздухоотсекатель в смещенном вдоль оси печи положении. Экраны 4 размещены вокруг муфелей на близком расстоянии, минимешьно необходимом для введения Нё1гревателя 2. Например, при радиальной толщине трубчатого нагревателя 150 .мм расстояние должно быть 170-180 мм. При таком размещении экран выполняет функцию тепловой защиты, умень- шая радиальное рассеяние тепЛа от нагревателя в цикле нагрева. Материал экранов должен обладать малой теплопроводностью, поэтому предпочтительны титан или нержавеющая сталь при толсдане листа, например, 1,0 щл. Температура на наружной поверхности нагревателя при правильно выполненной теплоизоляции не превышает 200-300 С, что приемлемо для указанных выше металлов. Количество зоздуха, поступающего на муфель, должно охлаждать его с такой интенсивностью,чтобы цикл ох лаждения, включая загрузочно-разгрузочные операции, был .короче цикла нагрева другого муфеля. Это требование легко выполняется при, например следующих данных; объ«м муфеля 7,3л, продолжительность нагрева 20 мин и охлаждения - 15 мин,, температурц нагрева и охлаждения 200°С (при 200°С допускается извлекать детали из инертной среды на воздух) .Воздухоотсекатель представляет собой i лист алюминия, во всю ширину печи (1,0-1,5 м) и ВЫСОТОЙ не менее диаметра заглушки (например, 400 мм), которая закреплена на нем по оси нагревателя. По краям листа установлены электромагнитные защел ки, фиксирующие воздухоотсекатель в прижатом к торцу нагревателя положении и при отключенном охлаждений соседнего муфеля. Заглушки отключаются (на 2-3 с) непосредственно перед подъемом воздухоотсекателя, Воэ духоотсекатель свободно подвешен на тросике, закрепленном на приводе 8, Печь работает следующим образом. Например, в правом муфеле дат,чик 9 по достижении верхней темпера туры термообработки выключает на 2-3 с обе защелки 11 и включает при вод 8 на подъем воздухоотсекателя 6 По приходу воздухоотсекателя в верх нее положение привод 8 через предус мотренные в нем концевые выключатели включает механизм 3 нагревателя, который после перемещения нагревате ля на левый муфель включает (с помощью выключателя 10) реверс привода 8, и воздухоотсекатель опускаетс После прихода в закрытое положение привод 8 включает подачу воздуха в правый экран 4 с помощью вентиля 5. Выходящий из торца экрана отработанный сжатый воздух сдвигает вправо свободно подвешенный воздухоотсекатель 6, прижимает заглушку 7 к торцу нагревателя 2 и лист воздухоотсекателя через предусмотренные ферромагнитные шайбы фиксируется в этом положении защелками 11. Выключение подачи сжатого воздуха выполняет сигнал датчика 9 нижней температуры термообработки. Этот же Сигнал может быть использован как команда для вьтолнения загрузочно-разгрузочных операций, после чего наступает кратковременное ожидание момента достижения верхней температуры термообработки в нагреваемом левом муфеле (это ожидание обычно не превы1аает 2-3 мин при хорсяией регулировке), и циклы повторяются. Нагрев и охлаждение происходит по ассимпфотическому закону, заданная температура может быть зарегистрирована известными техническими средствами с высокой точностью, например, 1 3°С при температуре . Основные конструктивные размеры предлагаемой печи приводятся как пример исполнения (печь типа УТА-900): наружный диаметр муфеля 130 мм, внутренний диаметр нагревателя 150 мм, наружный диаметр нагревателя 400 мм, внутренний диаметр экрана 440 мм, длина муфеля 560 мм, длина нагревателя 750 мм, длина печи (без загру3очно-разгрузочных устройств) 2000мм. Осуществление интенсивного попеременного охлаждения муфелей благодаря введению полых экранов, через которые осуществляется :подача сжатого воздуха на муфели, причем экраны расположены на близком расстоянии от муфеЛей (например, 100 мм), что обеспечивает турбулентность воздушного потока в зазоре, т.е. наибольший съем тепла, и благодаря введению воздухоотсекателя с заглушками, с учетом связи воздухоотсекателя и вентилей с датчиками предельных температур термообработки и с механизмом перемещения нагревателя, обеспечивает повышение производительности предлагаемой печи по сравнению с прототипом.

1. МУФЕЛЬНАЯ ПЕЧЬ С ПОДВИЖНЫМ НАГРЕВАТЕЛЕМ, содержащая соосно расположенные два муфеля с датчиками температуры, механизм перемещения нагревателя и заглушку нагревателя, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности печи, печь снабжена цилиндрическими полыми экранами с перфорированной внутренней стенкой, расположенными соосно с муфелями и образующими полости между муфелем и экраном для размещения нагревателя, и воздухоотсекателем с приводом, при этом воздухоотсекатель расположен в плоскости оси заглушки, а внутренняя полость экранов соединена с магистралью сжатого воздуха через вентили. 2. Печь по п. 1, отличаю- щ а я с я тем, что вентили и привод электрически связаны с датчиками температуры и механизмом перемещения нагревателя. (Л да о со о