Газовый затвор Советский патент 1980 года по МПК F27D7/04 

(54) ГАЗОВЫЙ ЗАТВОР

1

Изобретение относится к непрерывной термообработке труб, сортового материала и может быть использовано для обработки ленты в печах с защитной атмосферой.

Известен газовый затвор для герметизации входных проемов печей, который представляет собой систему плоских сопел завесы и отсасывающих пазов, расположенных по обе стороны от обрабатываемой заготовки 1 .

Известен газовый затвор, предназначенный для уплотнения печей непрерывного действия для термообработки ленты, проволоки и другого материала в защитной атмосфере, содержащий корпус со встроенными в нем вентилятором, подающим коллектором с системой щелевых сопел, вытяжными отверстиями, расположенными по обе стороны от изделия, и перепускные отверстия в корпусе (2

К недостаткам известного затвора относится то, что газовая завеса, расположенная у входа в затвор, может подсасывать наружный воздух который попадает в циркуляционный контур и затем в печь, что обычно недопустимо. Затвор может работать без подсоса воздуха

только при определенном режиме, т.е. при заданном давлении защитной атмосферы в печи. Циркуляционный вентилятор должен иметь такие характеристики (напор и производительность), при которых через струю завесы из печи выбирается количество газа, равное эжектирующей способности струи (. Оэж.)-. При уменьщении давления газов в печи выбивание их через затвор резко уменьшается и при прежних характеристиках вентилятора в завесу подсасывается воздух (Опод.0;эж. Овыб.)- Цредотвратить подсосы воздуха при изменениях давления газа в печи можно за счет изменения характеристик циркуляционного вентилятора или путем перепуска части газа из печи во входной участок затвора.

При термообработке крупных деталей (площадь их поперечного сечения соизмерима с площадью загрузочного окна) затвор также работает нестабильно, нарушая газодинамический режим термообработки всей печи. Крупные детали (например, пакет прутков), попадая в зону действия завесы, загромождают проточную часть затвора, уменьшая рабочую часть

струи, плотность затвора (при постоянных характеристиках вентилятора) может возрасти в несколько раз, что моментально вызывает значительное увеличение давления газов в печном объеме. После прохождения детали через затвор газодинамический режим затвора и печи восстанавливается.

Цель изобретения - предотвращение подсоса воздуха в циркуляционный контур затвора и стабилизация его газодинамического режима.

Указанная цель достигается тем, что газовый затвор снабжен установленными на перепускных отверстиях автоматическими клапанами.

На чертеже схематически изображен предлагаемый газовый затвор.

Печь 1 непрерывного действия для термообработки в защитном газе прутков 2, движущихся по приводным роликам 3, уплотняется газовым затвором, в котором плоская газовая завеса вытекает из щелевого сопла 4, установленного на подающем коллекторе 5, в которы поступает защитный газ от циркуляционного вентилятора 6, приводимого в движение электрдвигателем 7. На всас вентилятора присоединен отсасывающий короб 8, в котором по щирине затвора имеется щель. Шторка 9, установленная перед соплом, служит для защиты его от теплового излучения и, кроме того, увеличивает общее гидравлическое сопротивление затвора. Передние щторки 10 в комбинации с тамбуром 11 также служат для увеличения общего гидравлического сопротивления затвора. Группа автоматических клапанов 12 и 13, установленных в корпусе затвора, предназначена для стабилизации газодинамического режима.

Газовый затвор работает следующим образом.

В рабочем режиме автоматические клапаны 12 и 13 в газовом затворе закрыты. Производительность циркуляционного вентилятора 6 устанавливается в соответствии с давлением защитного газа в печном объеме. В этом случае струя, вытекающая из щелевого сопла 4, полностью сносится печным давлением и попадает в отсасывающий короб 8.

При уменьщении давления газов в печном пространстве- изменяется и газовый режим затвора: струя завесы не полностью сносится в отсасывающую зону затвора, из которой

вентилятор отбирает количество газа, равное его первоначальной производительности, т.е. в этом случае в затвор подсасывается воздух из окружающей среды в количестве

под. вент. зав.

где Овент. производительность вентилятора;

Озав. часть газа завесы, которая поступает в отсасывающую камеру.

Для избежания подсосов воздуха в затвор открываются автоматические клапаны 12, настроенные на определенное пониженное давление газов в печи, и защитный газ через перепускные отверстия поступает в определенном количестве в отсасывающую камеру затвора. Баланс защитного газа в циркуляционном контуре восстанавливается, исключается возможность подсоса воздуха, клапаны 12 закрываются, и затвор работает в первоначально настроенном режиме. Клапаны 12 целесообразно настраивать на различные значения пониженного давления защитной атмосферы в печи, что расщиряет диапазон оптимальных газодинамических режимов затвора.

Клапан 13 служит для стабилизации газодинамического режима затвора при прохождении через него крупных обрабатываемых деталей. При нормальной работе затвора этот клапан находится в закрытом состоянии. Крупная деталь 2 (пруток), проходя через затвор, загромождает его проточную часть, активная зона завесы уменьщается, жесткость ее увеличивается, что вызывает неполный снос завесы в отсасывающую камеру затвора. Возможен также подсос окружающего воздуха в затвор из-за нарущения баланса защитного газа в циркуляционном контуре. Помимо этого, за счет увеличения гидравлического сопротивления затвора с деталью увеличивается статическое давление защитной атмосферы: в печном пространстве. Автоматический клапан 13 открывается при превыщении давления в печи выще номинального, и защитный газ через перепускмое отверстие поступает в отсасывающую камеру затвора, что предотвращает подсос воздуха в затвор, при зтом восстанавливается давление газов печи. С выходом детали из затвора клапан 13 закрывается и затвор начинает работать в первоначально настроенном режиме.

Конструкция клапанов, применяемых в рассматриваемом затворе, не имеет специальных датчиков давления и приводов. Плоскость клапана с системой уравновешивающих грузов является одновременно датчиком давления и исполнительным механизмом. Клапаны самостотельно срабатывают в зависимости от перепада давления на перепускных отверстиях, являющегося функцией от давления защитной атмосферы в печном пространстве.

Применение предлагаемого газового затвора позволяет сократить расход защитного газа на печь, предотвратить возможные подсосы воз- . духа в печной объем через затвор и стабилизировать газовый режим самой печи.

Формула изобретения Газовый затвор, содержащий корпус со встроенными в нем вентилятором, подающим коллектором с со 1лами и отсасывающим коробом, образующие рециркуляционный контур, перепускные отверстия в корпусе и размещенные на входе и выходе его систему шторок, отличающийся тем, что, с целью предотвращения подсоса воздуха в Ш1ркуляционный контур затвора и стабилизации его газодинамического

режима, он снабжен установленными на перепускных отверстиях автоматическими клапанами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Патент США № 3186698, кл. 266-3, 1975.