Радиационная труба Советский патент 1979 года по МПК F23D15/00 C21D9/00 

(54) РАДИАЦИОННАЯ ТРУБА

Изобретение относится к термической обработке металла в печах с муфелированием пламени, в частности к конструкциям нагревательных элементов печи. Известна радиационная труба, содержа шйя корпус, рекуператор, двухпроводное газогорелочное устройство с воздушггым и газовым коллектором, в которой подача воздуха также осуществляется вентилятором ij. От него воздух поступает в ре куператор, встроенный в корпус трубы, нагревается в нем продуктами сгорания газовоздушной смеси до температуры 300 400 С, и по воздушному коллектору идет на горение. Пропорционирование соотношения газ-воздух производится специальным регулятором соотношения, регулирую шим додачу газа и воздуха для группы труб, обьед1шенных обшими коллекторами. Недостатком такого устройства является сложность регулирования соотношения газ-воздух индивидуально на каждую трубу. Известна тупиковая радиационная труба, содержащая корпус со встроенным в торцовой части горелочньтм устройством И коаксиально расположенные трубы, наружную излучающую, промежуточную воздушную с рекуператором, центрально-газовую, икжектируюш.ее устройство и каро- вую трубу (защитный экран), где на конце газовой трубы установлен стабилизатор чашечного типа с отверстиями по периферии дна для прохода цоздуха 21. Недостатками этой трубы является низкая надежность ее работы и нестабильность при изменениях тепловой нагрузки трубы. Цель изобретения - повышение надежности работы трубы. Это достигается тем, что радиационная труба снабжена подшипниковым узлом, в котором укреплена с возможностью вращения га30подводящая труба, имеющая на выходном ко1ще жестко установленные полые лопатки с соплами, а отношение длины и диаметра сечения защитного экрана к внутреннему диаметру рйдншшонной тру бы саставляет соответственно - -г -j- ; Tj-4-j; a диаметр окружлсюти осей сопл относится к внутреннему диаметру редпационной трубы и составляет 7д при этом подшипниковый узел газового коллектора размешен вне трубьт, Такое выполнение радиационной трубы позволяет приобрести ей свойство автомо- дельности. Отношение диаметра окружноети осей сопл к внутре шему диаметру трубы должно в пределах j т- 7д так как верхний предел - является оптимальным и определяет во многом величину центробеншой силы, максимальную тепловую нагрузку трубы, ее максимальную производительность. Превышение верхнего предела невозможно, так как лопатки больших размеров конструктивно не вписываются в корпус трубы, а по1гаженке отношения наже JQ приводит к значатель ному снижению центробежной силы, про изводительностн трубы, чрезмерно ум-эньшая диапазон автомодельности. Установка вашитного экрана непосредственно за га- зоподводяш.ей трубой и соосно с ней пов воляет практически предотвратить влшние излучения на работу газоподводящей трубы в тем самым повысить надежность работы трубы, так как при ее остановке излучение из зоны горения вызывает обгорание и коробление лопаток и трубы, Отношение длины защитного экрана к внут реннему диаметру трубы не должно выходить иа пределов :(--г-- -гтак как пра пони жении длгоаз свыше |-- имеют меСто «« иболее неблагопр ШТ1-а 5е условия для работы лопаток а вьгсокий перепад температурьг по длиле трубы, превышение верхнв го предела также вьтаывает БЫСОКЕЙ перепад температуры и наиболее неблагоприятные условия для стойкости экрана. Отношение диаметра выходного сечения экрана к внутреннему диаметру трубы дол жно лежать в пределах |- -г з так как его понижение свыше значительно сн жает производительность трубы и диапазон автомодельности, а превышение верхнего предела свыше - значительно снижает роль защитного экрана и приводит к обгоранию и коробленшо лопаток и трубы. На чертеже изображена радиационная труба, продольный разрез. Труба имеет корпус 1 и рекуператор 2, встроенный вкорпус трубы. Газогорелочное устройство трубы состоит из воздухоподводящей 3 а гаэоподводяшей 4 труб, выполненньгх в виде полого вала. На входном участке газоподдодящей трубы установлен подшипникош11й узел 5, вынесеншлй из корпуса трубы, на выхошюм полые лопатки 6, в которых расположены сопла 7 ,наклоне)1ные к плоскости горелки. Отношение диаметра окружности осей сопл к внутрен1 ему диаметру трубы принято Непосредственно за газоподводяшей трубой и соосно с ней установлен защитный эк-. ран 8, служаший одновременно стабилизатором горения. Выходное сечение зашитного экрана находится на срезе кладки печи 9, непосредственно в зоне зажигания и удалено от газового коллектора на расстояние, равное сумме ширины монтажного фланца 10 и кладки печи 9, что приблизительно в 7 раз превышает внутренний диаметр трубы и является оптимальным с точки зрения распределения температур и стойкости газоподводяшей трубы и экрана. Оптимальным диаметром выходного сечения экрана является диаметр, совпадающий с начальным диаметром лопаток, так как при этом лопатки не подвержены излучению из зоны горения, этот диаметр соответствует -|- внутреннего диаметра трубы. Экран с указанными размерами поаводяет иметь температуру в районе газоподводящей трубы не более 300-400 С, равную температуре нагрева воздуха в рекуператоре. Радйакионная труба- работает следующим образом. Газ из газоподводящей трубы направляется в полые лопатк:и и выходит вз сопЛо Под действием реактивной СИЛЫ, образующейся при истечении газа КЗ сопл, лопатки с газоподводящей трубой начинают враилаться на подшипниковом узпе и за счет создаваемого разряжения засасывать необходгл/хнй для горения воздух через воздухоподводящую трубу из рекуператора 2, благодаря чему радиационная труба приобретает свойство автомодельности. Высокая стойкость газового коллектора и его элементов достигается установкой защитного экрана указанных размеров к выносом подшипникового узла из корпуса трубы. Данное устройство может быть применено в тупиковых и -образных, W -образных и других конструкциях радиационных тру б с Конкретный пример вряполнения приведен для t/ -образной трубы Предлагаемая радиационная труба поз БОЛИТ значительно упростить регулирование и повысить надежность работы нагревателя. Формула изобретения 1. Радиационная труба, содержащая корпус со встроенным в торцовой части горелочным устройством и газоподводяшими ивоздухоподводяшимитрубами, рекуператор и расположенный соосно газоподво- дяшей трубе, защитный экран, отличающаяся тем, что, с целью повышения надехшости, она снабжена подшипниковым узлом, в котором укреплена с возможностью вращения газоподводящая труба, имеющая на выход11ом конце жестко установленные полые лопатки с соплами. 68 6. 2. Труба по п. 1, о т д и ч а ю ш а.я с я тем, что отношение длины и диаметра сечения защитного экрана к внутреннему диаметру радиационной трубы ставляет соответстве1шо 4- -j Т Т а диаметр окружности осей сопл относится к внутреннему диамечуу радиационной - ц а трубы и составляет Тл jo прй этом подшшшиковый узел расположен вне трубы. Источники информации, принятыево внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 331103. кл. С 21 J) 9/00, 1972. 2.Авторское свидетельство СССР № 467119, кл. С 21 В 9/00, 1973.