Уплотнительное устройство печи Советский патент 1984 года по МПК F27D1/18 F27B9/30 F27B15/02 

УроВень парашка

J 2

Уровень кипящего

CfO Изобретение относится к металлургии, в частности к конструкции прохо ных печей для термообработки проката и может быть использовано в качестве уплотнения в проходных печах с кипящим слоем, в газовых и электрических печах с защитной атмосферой или ваннах с расплавленными теплоносителями для нагрева и термообработки изделий проката любого профиля (труб, прутков, лент, проволоки и т.д.). Известно устройство для уплотнени отверстия в полях изделиях и очистки внутренней полости изделий от частиц кипящего слоя при их термообработке проходных печах с кипящим слоем, в состав которого входит полый источни переменного магнитного поля, снабжен ный эластичным кожухом с ферромагнит ными частицами lj . Недостатки извесного устройства следующие: применение в конструкции уплотнения переменного источника магнитного поля, что приводит к возникновению вихревых токов в ферромагнитных частицах, находящихся во внутренней полости эластичного кожуха, что ведет к электрическим потерям; невозможность уплотнения входных и выходных.отверстий при термообработке изделий различного внутреннего диаметра и монолитных изделий, так как эластичный кожух имеет определенный размер. Невозможность уплотнения входных и выходных отверстий при термообработке изделий различного внутреннего диаметра практически устранена в известной установке для термообработки изделий в печах с кипящим слоем 2j . Такая установка имеет уплотнитель ное устройство, состоящее из кольцево го источника переменного магнитног поля, внутренняя полость которого заполнена ферромагнитными частицами Уплотнительное устройство служит для предотвращения выноса частиц кип щего слоя и печной атмосферы из каме ры нагрева через внутреннюю полость изделия. Основные недостатки известного устройства следующие: применение в уплотнительном устройстве источника переменного магнит ного поля приводит к возникновению вихревых токов в ферромагнитных частицах, что ведет к электрическим потерям и к дополнительному нагреву частиц, кроме нагрева частиц непосредственно от проходящего через уплотнительное устройство горячег изделия; в процессе прохождения обрабатываемого изделия через уплотнителыюе устройство в его внутренней полости под действием магнитного поля образуется магнитная пробка из ферромагнитных частиц, но вследствие уплотнения ферромагнитных частиц магни-Еная пробка не полностью закрывает отверстие в полом изделии и через это незакрытое пространство происходит выброс частиц кипящего слоя и печной атмосферы из камеры печи. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является известное магнитное уплотнительное устройство, содержащее корпус, размещенный в нем источник постоянного магнитного поля с расположенной в его внутренней полости зоной, заполненной ферромагнитным порошком sj. Недостатком описанного магнитного уплотнительного устройства является невозможность создания ферромагнитной пробки, заполняющей всю внутреннюю полость трубы, так как в зависимости от величины напряженности поля в таком магните попавшие в полость трубы частицы прилипнут к верхней ибо к нижней части полости, оставив при этом незакрытое неуплотненное внутреннее сечение. При этом во всех случаях частицы, обычно не имеющие одинакового размера и веса, не будут придерживаться одного положения и при движении трубы будут перемещаться вместе с ней, т.е. в таком устройстве невозможно удержать даже часть пробки в рабочем положении и сохранить ее от разрушения при движении трубы. Цель изобретения - повышение надежности уплотнения. Поставленная цель достигается тем, что уплотнительное устройство, содержащее корпус и размещенный в нем магнит, внутренняя полость которого заполнена ферромагнитными частицами, снабжено дополнительным магнитом, внyтpeн яя полость которого заполнена ферромагнитными частицами, причем оба магнита выполнены в виде

магнитов с осевым намагничиванием и встречно направленными магнитными полями и расположенными в торцах корпуса с образованием между ними дополнительной полости, заполненной ферромагнитными частицами, а расстояние между магнитами составляет 1,55,0 минимального размера поперечного сечения внутренней полости магнитов.

На чертеже схематически показано магнитное уплотнение для термообработки полого изделия в проходных печах с кипящим слоем, продольный разрез.

Магнитное уплотнительное устройство состоит из двух постоянных магнитов.1 и 2 с осевым намагничиванием и встречно направленными магнитными полями.

Магниты могут быть выполнены, например в виде правильных полых цилиндров. Магниты Т и 2 встроены в торцы сборного корпуса 3 уплотнительного устройства.

.Во внутренней полости магнитов 1 и 2 расположены зоны 4, заполненные ферромагнитным порошком.

Пара магнитов 1 и 2 уштотнительного устройства разделена между собой зоной 5, также заполненной ферро магнитным порошком, уровень которого в зоне .S выше верхней границы внутренней полости магнитов 1 и 2.

Длина зоны 5 выбрана такой, что в ее средней области ферромагнитные частицы находятся в зоне действия двух одинаковых по своим характери. cтикa ; полей от каждого из пары постоянных магнитов 1 и 2, взаимно уравновешиваюп;их друг друга. Поэтому ферромагнитные частицы в этой област находятся под действием-собственной силы тяжести.

В крайних областях зоны 5 ферромагнитные частицы находятся под действием магнитного поля одного из магнитов 1 и 2, в зависимости от того, к какому магниту прилегает крайняя область.

Расположение между магнитами 1 и 2 зоны 5 с ферромагнитными частицами, находящимися только под действием собственного веса, позволяет избежат появления незакрытого магнитной пробкой пространства в полом изделии 6, так как после прохождения изделия через зону 5 в средней области ее ферромагнитные частицы, находящиеся

под действием собственной силы тяжести, опускаются вниз и закрывают собой незакрытое магнитной пробкой пространство, а так как уровень ферромагнитных частиц в зоне 5 вьше верхней границы внутренней полости магнитов 1 и 2, никакого выброса частиц кипящего слоя и печной атмосферы из камеры нагрева не прои сходит.

Выполнение магнитов с осевым намагничиванием и встречно напра вленными магнитными полями позволяет удерживать пробки из ферромагнитных частиц в почти стационарном положении при движении.обрабатываемых изделий,

Уплотнительное устройство крепитс к кожуху 7 печи 8 кипящего слоя.

Экспериментально установлено, что длина зоны 5, меньшая 1,5 минимальных размеров поперечного сечения внутренней полости магнитов, не обеспечивает достаточной газоплотности образующейся пробки из ферромагнитного материала.

Длина зоны 5, большая 5,0 минимальных размеров, поперечного сечения внутренней полости магнитов, экономически нецелесообразна, так как при том же техническом эффекте уплотнения приводит к увеличению габаритов устройства и требует использования более сильных магнитных полей, и, следовательно, более дорогих источников магнитного поля, необходимых для удержания и перемещения крупногабаритной пробки из ферромагнитного материала.

Уплотнительное устройство работает следующим образом.

При выходе полого изделия 6 из печи 8 кипящего слоя или входе в печь оно попадает во внутреннюю полость первого по ходу магнита 1 или 2.

Образовавшаяся в полом изделии 6 магнитная пробка из частиц ферромагнитного порошка -остается под действием магнитного поля магнита 1 (или магнита 2 при входе изделия в печь) на месте при движении изделия 6 и выталкивает частицы кипящего слоя обратно в печь 8, но не может полностью перекрыть поперечное сечение отверстия в полом изделии 6.

Далее изделие 6 проходит через зону 5, где ферромагнитные частицы уплотнены под действием собственной силы тяжести: уп.потненньп1 ферромагннтныЛ порошок заполняет поперечное сечение полого изделия 6 и образует а нем магнитную пробку, полностью закрывающую образовавшееся ранее в изделии 6 не полностью закрытое пространство. Так как уровень ферромагнитного порошка в зоне 5 выше верхней границы внутренних полостей магнитов 1 и 2 никакого выброса частиц кипящего сло и печной атмосферы из печи не происходит. После прохождения зоны 5 изделие 6 попадает во внутреннюю полость магнита 2 (магнита 1), в которой под действием магнитного поля магнитная пробка, образованная из ферромагнитного порошка в зоне 4 fакже остается на месте при выходе (или при входе) из печи изделия 6, Это позволяет обеспечить чистоту внутренней поверхности при выходе изделия и во всех случаях надежно уплотнить входные и выходные отверстия печи. Испытания уплотнительногс устройства с торцовьми постоянными магнитами с осевым намагничиванием, разделенными уплотнительной зоной с ферромагнитным материалом, произнеденные на макете проходной печи с КИПЯШ1/Ч слоем с использованием различных изделий, подвергающихся термообработке (ravviX хак полые трубы, прутки и т,д.),, посазали, что изобро тение позволяет принципиально реш пь вопрос уплотнения отверстия в полых изделиях проката любого профиля из любого материала при их нагреве или термообработке в проходных печах с кипящим слоем. Изобретение позволяет исключить утечки дорогого защитного газа, частиц кипящего слоя или другого теплоносителя из камеры печи, качество прЬдукции улучшается за счет обеспечения плотности камер нагрева и охлаждения, Изобретение не приводит к дефектам поверхности обрабатываемого материала. Изобретение позволяет эффективно использовать для нагрева и термообработки проката из черных и цветных металлов проходные печи с кипящим слоем непрерывного действия. Внедрение одной такой печи позволяет получать экономический эффект более 50 тыс,руб, в год.

УПЛОТНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ПЕЧИ, содержащее корпус и размещенный в нем магнит, внутренняя полость которого заполнена ферромагнитным частицами, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности уплотнения, оно снабжено дополнительным магнитом, внутренняя по-. лость которого заполнена ферромагнитными частицами, причем оба магнита выполнены в виде магнитов с осевым намагничиванием и встречно направленнь ми магнитными полями и расположены в торцах корпуса с образованием между ними дополнительной полости, заполненной ферромагнитными частицамн, а расстояние между магнитами составi (Л ляет 1,5-5,0 минимального размера поперечного сечения внутренней полости магнитов.