Обитаемая камера для горячей обработки химически активных материалов Советский патент 1982 года по МПК B23K9/16 

Изобретение относится к применению в различных отраслях народного хозяйства обит.аемых камер (цехов} с инертной контролируемой атмосферой, предназначенных для высокотемпературной обработки (сварка, прокатка, ковка) химически активных материалов . - . Создание и применение таких камер вызвано их большими технологическими возможностями и высоким качеством высокотемпературной обработки корпусных, машинострительных, энергетических и других конструкций из химичес-/ ки активных материалов. При высокотемпературной обработке металлов в рабочем объег4е камеры вы деляется значительное количество теппа, которое необходимо отводить во избежание перегрева операторов. Температура аргона в рабочем объеме камеры не должна превышать при проведении любого высокотемпературного процесса. Повышение температуры аргона в камере, например, до 30°С и работа оператора в камере при этой температуре в течение,часа без дополнительной тепловой защиты приводит, по данным авторов, к возникновению у оператора состояния теплового удара, что, очевидно, является недОпустимь1м. Поэтому создание и поддержание заданной температуры в рабочем объеме камеры является очень важной и вместе с тем сложной технической задачей. Известна обитаемая камера для высокотемпературной обработки химически активных металлов в аргоне контролируемой чистоты. Система охлаждения аргона этой камеры состоит из фреонового холодильного агрегата, испарителей, регулирующей и запорной аппаратуры и трубопроводов. При этом испарители установлены на внутренних поверхностях верхней части камеры. Остальные узлы расположены за ее пределами. Трубопровод проходит через гер моводы, вваренные в стенку камеры 2 К недостаткам этой камеры следует отнести установку испарителей внутри камеры и отсутствие принудительного обдува испарителей аргона с помощью вентилятора. Внутреннее расположение испарителей неоправдано загромождает рабочий объем камеры,исключая или ог раничивая возможность установки в нем, например, подъемного оборудова ния. Отсутствие обдува испарителей аргоном значительно снижает коэффициент теплопередачи между поверхностью испарителя и аргоном камеры .(коэффициент теплопроводности аргона невелик и равен Х 1,62 Вт/м град), а следовательно, и эффективно ть охлаждения аргона в камере. Кр г того при расположении испарителе внутри камерь значительно затрудняется проверка их на герметичность. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является камера, которая включает в себя рабочий объем, заполненный аргоном, расположенный на одной из cTfeHOK камеры шлюз для входа и-, выхода из рабочего объема операторов (пассажирский шлюз), систему охлаждения аргона в рабочем объеме камерь). Система охлаждения аргона включает фреоновый холодильник и вентилятор. Вентилятор забирает аргон из камеры и подает его в холодильник, где аргон охлаждается, и охлажденный аргон поступает в камеРУ ГЗЗ. Недостатком этой камеры является отсутствие рациональной направленности охлажденного газового потока аргона в рабочем объеме камеры. Это приводит к необходимости увеличения Мощности холодильного оборудования и, соответственно к неоправданным экономическим затратам. Цель изобретения - повышение эффективности охлаждения аргона в рабочем объеме камеры. Поставленная цель достигается тем, что а камере, содержащей рабочий объем, заполненный инертным газом, например аргоном, расположенный на одной из стенок камеры шлюз для входа и выхода из рабочего объема операторов, систему чэхлаждения аргоНа в камере с вентиляторами и патрубками вво да и вывода аргона, на патрубке ввода в камеру охлажденного аргона уста|новлен дополнительный патрубок, выход которого направлен на стенку камеры, противоположную шлюзу, при этом наружная поверхность этой стенки теплоизолирована , а патрубок ввода охлаждаемого аргона установлен в потолке камеры. На чертеже приведена схема устройства. На чертеже обозначено: 1- рабочий объем обитаемой камеры; 2 - пассажирский шлюз; 3 внутренняя дверь пассажирского шлюза; Л - холодильник аргона; 5 - герметичный, вентилятор; 6 патрубок ввода в камеру охлажденного аргона; 7 патрубок забора аргона из камеры; 8 - дополнительный патрубок; 9 - теплоизоляция. Стрелками у холодильника аргона показан вход и выход раствора хлористого кальция. Поток охлажденного аргона, подаваемого с выхода дополнительных патруб-. ков 8 охлаждает стеАку камеры, противоположную пассажирским шлюзам. Стенка аккумулирует холод и отдает его в рабочий объем камеры, дополнительно понижая Температуру аргона. Теплоизоляция 9 наружной стороны стенки позволяет предотвратить утечку холода в окружающую среду, создавая направленное охлаждение, а именно, в сторону рабочего объема камеры. Направление потока охлажденного аргона на стенку, противоположную пассажирским шлюзам, вызвано следующими соображениями. Эксплуатируемые в промышленности обитаемые камеры рассчитаны на одновременную работу в ней двух и более операторов.(Работа в камере и шлюзование в рабочий объем одного оператора запрещена действующими инструкциями). При этом каждый пассажирский шлюз также рассчитан для шлюзования двух операторов. Из соображений удобства эксплуатации шлюзы располагают рядом, вдоль какой-нибудь одной стены. Например, в установке Атмосфера-4 так расположены три шлюза и весь параметрический ряд обитаемых камер типа Атмосфера выполнен по такому принципу. При работе операторов в камере внутренние двери пассажирских шлюзов открыты. Это связано с применением в обитаемых камерах шланговой подачи и отсоса воздуха и диктуется требованиями техники безопасности. Поскольку загромождать проход к шлюзам в рабочем объеме камеры оборудованием или изделиями также запрещено, операторы для проведения работ всегда располагаются в рабочем объеме камеры ближе к стенке, противоположной пассажирским шлюзам, которая в предлагаемой камере и является дополнительным источником холода. Кроме того, при описан ном расположении пассажирских шлюзов стенка камеры, расположенная напроти этих шлюзов имеет, как правило, и наибольшую поверхность, что, в данном случае, является также весьма положительным фактором. Выполнение патрубков ввода охлажденного аргона в рабочий объем камеры в потолке камеры вызвано появлением возможности более рационального распределения охлажденного аргона в рабочем объеме. Так, например, установка дополнительных патрубков на потолке камеры не загромождает рабочий объем в сравнении, например, со случаем размещения в рабочем объеме испарителя холодильной машины и вместе с тем упрощает решение задачи создания направленного потока. Предложенное устройство резко (на 8°С) снижает температуру аргона в камере без увеличения мощности холодильного оборудования и позволяет варьировать эту температуру снятием или,установкой дополнительных патруб ков, создавая комфортные.условия при работе в защитных костюмах операторов. Кроме того, снижение температуры аргона в камере до позволяет использовать для работы в камер операторам легкие и удобные защитные костюмы из мягкой прорезиненной ткани без их дополнительной теплоизоляции. Эти костюмы имеют невысокую стоимость. Устройство обеспечивает комфортное состояние операторов, работающих в защитных костюмах в рабочем объеме камеры. Формула изобретения Обитаемая камера для горячей обработки химически активных материалов содержащая рабочий объем, заполненный инертным газом, например аргоном, расположенный на одной из стенок камеры шлюза для входа и выхода из рабочего объема операторов, систему охлаждения аргона в камере с вентиляторами и патрубками ввода и вывода аргона, отличающаяс я тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения аргона в камере, на патрубке ввода в камеру охлажденного аргона установлен дополнительный патрубок, выход которого направлен на стенку камеры, противоположную шлюзу, при этом наружная по верхность этой стенки теплоизолирована, а патрубок ввода охлажденного аргона установлен в потолке камеры. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № , кл. В 23 К 9/16, 196. 2.Абрамов А.И. и др. Установка Атмосфера-9 с прокатным станом ДУО-230 для высокотемпературной обработки химически активных металлов в аргоне контролируемой .чистоты.Вопросы судостроения, сер. Металлургия, вып. 19, 1975, с. . 3.Андронов Е,В. и др. Обитаемая камера с инертной контролируемой средой для пластической обработки химически активных металлов. - Вопросы судостроения, сер. Металлургия, 1969, № 12, с. 80-85 (прототип).

T-ffl

I I

f XA VX NV/V VOXV :/x V

/ AXSXXXXNyyXX

/

7