НАГРЕВАТЕЛЬНАЯ ПЕЧЬ Советский патент 1971 года по МПК C21D9/00 F27B9/30 F27D7/06 

Изобретение относится к области нагрева заготовок под ковку и штамповку, а также для термообработки.

Известны нагревательные печи, содержащие смонтированную на неподвижном осно-вании фужерованную цилиндрическую камеру с впускными и выпускными клапанами, форсунками и управляемыми от гидроцилиндров заслонками, а также толкателями. Однако печи неудобны при эксплуатации ввиду трудностей при осуществлении загрузки и выгрузки.

Для проведения скоростного нагрева и увеличения производитгльности предлагаемая нагревательная нечь снабжена расположенной на неподвижном основании параллельно фужерованной камере дополнительной камерой, а также установленным параллельно камерам теплообменником, 1выполненным в видг коаксиально размещенных труб, в зазоре между которыми находятся перегородки с отверстиями, при этом полость внутренней трубы теплообменника, служащая для предварительного нагрева заготовок, соединена поворотным патрубком с указанными камерами для нопеременной подачи в них заготовок, а выпускные клапаны камер связаны трубопроводом с теплообменником.

Печь состоит из двух камер 1, представляющих собой трубы, армированные огнеупором с цилиндрическим каналом диаметром 35 мм в центре для размещения заготовон. Каждая амера оснащается двумя клапанными гнездами с клапанами 2 для периодической подачи сжатого воздуха, расположенными по краям камер; шестью насос-форсунками 5 типа АР20АЗ-60; двигателем

ЯАЗ-М204А для подачи топлива; одним гнездом с выхлопными клапанами 4 для периодического удаления из камеры отработанных газов. Герметизация камер осуществляется запорными клапанами 5 с приводом от гидроцилиндров 6. Привод насос-форсунок и клананов производится от электродвигателя через кулачковый вал 7, щтанги 8 и коромысла 9.

Над камерами устанавливается глушительтеплообменник 10, обеспечивающий уменьшение шума выхлопа и подогрев заготовок отработанными газами. Конструктивно он представляет собой две концентрические трубы с перэгородками. Перегородка П имеет диффузоры 12, а перегородки 13 - отверстия, соединяющие две разделенные нолости. Внутренняя труба снабжена назами 14 для сообщения кольцевых полостей с внутренней полостью трубы, в которой размещаются поПередняя часть глушителя-теплообменника 10 связана с направляющим патрубком 15, обеспечивающим при проталкивании заготовок через глушитель подачу их к выходным отверстиям камер. Патрубок может вращаться в подшипнике 16. Вращение осуществляется от гидроцилиндра 17, устанавливающего попеременно .выходное отверстие патрубка против одной из камер. На направляющем патрубке монтируется гидроцилиндр 18 с толкателем 19 для проталкивания заготовок через камеры. Для предотвращения разрушения футеровки камер движение заготовок в камерах происходит по двум направляющим трубкам 20, охланадаемым воздухом, подаваемым в камеры. Охлаждение выхлопного клапанного гнезда также производится воздухом, поступающим в камеры через полость 21.

В задней части глушителя-теплообменника крепится на клонный лоток 22, обеспечивающий подачу заготовок к глущителю и одновременно подогревающий проходящие через него заготовки. Проталкивание заготовок через глушитель-теплообменник осуществляется гидроцилипдром 23. Паклонный лоток и глущитель-теплообменник имеют тепловую изоляцию 24. Питание установки сжатым воздухом производится из заводской сети. Давление воздуха 2,5-4 кг/см. Подача и очистка топлива к насос-форсункам осуществляется аппаратурой двигателя ЯАЗ-М204А.

Печь работает следующим образом.

При установивщемся режиме камеры 1 глушитель-теплообменник 10 и наклонный лоток 22 заполнены заготовками. Подача заготовок в печь производится по наклонному лотку непрерывно. Из наклонного лотка заготовки гидроцилиндром 23 проталкиваются через глущитель-теплообменник в направляющий патрубок 15, выходное отверстие которого установлено против камеры / с уже нагретыми до нужной температуры заготовками. После этого гидроцилиндр J8 толкателем 19 проталкивает заготовку в камеру, одновременно выталкивая с другой стороны камеры нагретую заготовку.

Гидроцилиндры 18 и 23 работают синхронно. В это время во второй камере производится окончательный нагрев подогретых в глущителе-теплообменнике 10 и наклонном лотке 22 заготовок. При вращении кулачкового вала 7 последовательно вступают в работу клапаны 2, обеспечивая заполнение камеры 1 сжатым воздухом из пасос-форсунок 3, подаюгцих тонливо, которое, воспламеняясь от раскаленных стенок, быстро сгорает (0,04 сек), повышая температуру газов в камере до 2500°С. Происходит интенсивный нагрев заготовок, а температура газов быстро понижается. После падения температуры до 1300°С открывается выхлопной клапан 4, и газы поступают в теплообменник-глушитель. В диффузоре 12 за счет высокого давления и температуры газы развивают значительные

скорости (до 500 м/сек), в результате чего достигается интенсивный теплообмен между газами и деталями. После глушителя-теплообменника газы, имеющие небольщие давления и температуры, но больщие скорости, направляются в наклонный лоток 22, где их скорость гасится, а температура еще больще снижается за счет нагрева движущихся по лотку заготовок. В конце наклонного лотка газы удаляются при помощи вытяжного вентилятора. После освобождения камеры от отработанных газов цикл повторяется. Количество циклов подбирается так, чтобы обеспечить нагрев заготовок до нужной температуры.

После нагрева заготовок в камере работа печи продолжается следующим образом.

Подача топлива и сжатого воздуха прекращается, запорные клапаны 5 открывают входные отверстия камеры /, гидроцилиндры /8 и 23 прекращают подачу заготовок в камеру и глушитель-теплообменник, а гидроцилиндр 17 устанавливает выходное отверстие паправляюн его патрубка 15 против камеры с нагретыми заготовками. Гидроцилиндр 6 герметизирует загруженную холодными заготовками камеру, после чгго в эту камеру подается сжатый воздух и топливо и производится окончательный нагрев помещенных в ней заготовок, а гидроцилиндры 18 и 23 начинают загрузку камеры с нагретыми заготовками и подачу заготовок в глущительтеплообменник.

Управление работой печи полностью автоматизируется при помощи реле времени и системы конечных выключателей. Таким образом, заготовка Проходит четыре зоны нагрева:

I - подогрев в наклонном лотке; И - подогрев в глушителе-теплообменнике 10;

III-подогрев в камере / при загрузке;

IV - импульсный скоростной нагрев в камере /.

Пагрев в зонах I и П производится с пебольшими скоростями за счет тепла отработанных газов, в зоне П1 - за счет тепла, аккумулированного ставками камеры во время импульсного скоростного нагрева, чем обеспечивается снижение температурного напряжения стеПОК камеры. Окалинообразова} ие при нагреве деталей в предлагаемой печи является минимальным вследствие того, что при подогреве в зонах I и 1П температура заготовок еще низкая (500-600°С), а при импульсном скоростном нагреве - вследствие .чалого времени нагрева (1 мин) и отсутствия избыточного кислорода в продуктах сгорания.

Предмет изобретения

Нагревательная печь, содержащая смонтированную на неподвижном осповап11и фужерованную цилиндрическую камеру с выпускными и впускными клапанами, форсунками и