Способ химико-термической обработки изделий и устройство для его осуществления Советский патент 1982 года по МПК C21D9/00 F27B7/00 

(5) СПОСОБ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно нефтяному и может быть использовано для химико-термической обработки длинномерных полых изделий, в частности, цилиндров скважинных насосов.

Известен способ получения эндотермической атмосферы, включающий сжигание углеводородсодержащих газов в генераторе с требуемым коэффициентом расхода воздуха 1, Полученный эндотермический газ охлаждается в холодильном устройстве и подается в нагревательную печь. Нагрев газа осуществляется за счет его смешивания с объемом газа, находящегося в рабочем пространстве и за счет гго контакта с теплоотдающей поверхностью и с обрабатываемыми изделиями.

Известно устройство для осуществления указанного способа, содержащее генератор, холодильное устройство, закрепленное к выходному концу генератора, трубопровод, связывающий

холодильное устройство с нагревательной печью, систему регулирования расходных и температурных параметров атмосферы 1,

Недостатком указанного способа и устройства для его осуществления является то, что при подаче холодного газа происходит подстуживание изделий, так как он не успевает нагреться до рабочей температуры за счет смешивания и контакта с теплоотдающей поверхностью. Омывая поверхность обрабатываемых изделий, газ .частично нагревается, в связи с чем наблюдается н- равномерность цементации особенно внутренних поверхностей цилиндров . Наиболее близок к предлагаемому способ получения эндотермической ат-, мосферы, включающий сжигание углево20 дородсодержащих газов в генераторе с требуемым коэффициентом расхода воздуха. Полученная эндотермическая атмосфера охлаждается в холодильном устройстве и подается в калорифер. 3..9 где она нагревается до рабочей температуры и подается в рабочее пространство печи 2. Наиболее близкое техническое решение - устройство для осуществления указанного способа, содержащее генератор, холодильное устройство, закрепленное к выходному концу генератора, трубопровод, связывающий генератор с калорифером, установленным на нагревательной печи, систему регулирования расходных и температурны параметров атмосферы 2. Для создания равномерного цемента ционного слоя по длине всей цилиндри ческой детали через пучок обрабатываемых цилиндров необходимо подавать значительные объемы эндотермической атмосферы до 250-300 . На нагрев такого объема атмосферы до 900-1 OOCfC необходимо затрачивать мощность 200250 кВт, что приводит к излишнему расходу энергии. Кроме того, перепад температуры нагрева эндотермической атмосферы в калорифере составит , что отражается на цементации. Изготовление калорифера трудоемко и металлоемко, при эксплуатации калорифер часто засаживается, что требует остановки всей печи. Сам калорифе создает дополнительное сопро-гивление потоку атмосферы. Цель изобретения - интенсификация процесса цементации и повышение точности регулирования температуры. Указанная цель достигается тем,чтО в способе, включающем сжигание углеводородсодержащих газов в генераторе с требуемым коэффициентом расхода воздуха J1 подачу полученной атмосферы в нагревательную печь, эндотермическую атмосферу разделяют на два по тока, один из которых охлаждают, затем оба потока смешивают и подают в нагревательную печь, причем часть эндотермической атмосферы охлаждают до ЮО-+ООС при ее расходе, равном 1:50 - 1:5 объема общего потока. Указанная цель достигается также тем, что в устройстве для химикотермической обработки изделий, содер жащем генератор, нагревательную печь трубопровод, соединяющий ее с генератором, трубопровод выполнен футеро ванным и снабжен дополнительным обводным трубопроводом с холодильником Предлагаемое устройство показано на чертеже. Устройство для осуществления указанного способа содержит нагреватель ную печь 1, верхняя часть которой перекрыта футерованной крышкой 2, Внутри нагревательной печи 1 установлена подвеска 3, в которую вставляются длинномерные полые изделия, например, цилиндры k скважинных насосов. Цилиндры А имеют в верхней части развальцовку 5, которая срезается после химико-термической обработки. Разогрев печи осуществляется нагревательными элементами 6. Подача эндотермической атмосферы осуществляется из генератора 7 по футерованному трубопроводу 8 и через холодильную установку 9. На линиях подачи атмосферы установлены управляемый вентиль 10 и шибер 11. Регулирование расхода эндотермической атмосферы через холодильную установку 9 осуществляется управляемым вентилем 10 по сигналу датчика 12 температуры и вторичного прибора 13. Подача природного газа и воздуха в газогенераторе 7 осуществляется через ротаметры , смеситель 15 газодувкой 16. Воздух засасывается из атмосферы через фильтр 17, а природный газ подается из трубопровода 18. Расход соотношения газ-воздух осуществляется вентилями 19- Регулирование подачи атмосферы в печь осуществляется вентилем 20. Добавки карбюризатора вводятся в футерованный трубопровод 8 через электромагнитный вентиль 21, регулирующий вентиль 22 и ротаметры 23- Регулирование соотношения добавок карбюризатора производится вентилями 24. В нагревательную печь 1 по патрубку 25 подается нейтральный к обрабатываемым цилиндрам газ, который совместно с эндотермической атмосферой отбирается в нижней части печи 1 и по трубопроводу 2б подается для сжигания в свече. В нижней части нагревательной печи 1 установпена контрольная термопара. Способ реализуется следующим образом. Цилиндры Ц скважинных насосов на подвеске 3 устанавливаются в нагревательной печи 1, которая предварительно разогрета нагревательными элементами 6 до 900-1000®С. После закрытия крышки 2 в верхнюю часть рабочего пространства печи 1 по футерованному трубопроводу 8 из газогенератора 7 подается горячая (ЭЗО- ОООС) эндотермическая атмосфера. При перепаде температуры между датчиками 12 и 27 выше 50-100°С или же при показании датчиком 27 температуры выходящих из полости цилиндров газов в пределах 800-950 С,посредством вторичного прибора 13 открывается поток эндотермической атмосферы через холодильную установку 9 посредством вентиля 10. При показании датчиком 27 температуры 800-950°С срабатывает также электромагнитный вентиль 21, и в футерованный трубопровод 8 поступает необходимый карбюризатор. Соотношение карбюризатора и эндотермической атмосферы регулируется в зависимости от выбора технологического процесса вентилями 19, 20, 22, 24 и шибером 11. Регулирование температуры в полостях цилиндров осуществляется управляемым вентилем 10, который по сигналу датчиков 12 и 27 температур увеличивает или же уменьшает расход атмосферы, .циркулирующей через холодильную установку в пределах 1:50 1 :5 к объему общего потока атмосферы температура которой равна 100-400°С.

Разделение эндотермической атмосферы, выходящей из генератора на два потока, больший из которых подают в нагретом состоянии, а меньший охлаждают до 100-400°С при его расходе 1:50 - 1:5 объема общего потока, затем перед подачей в печь оба потока смешивают, позволит интенсифицироват процесс цементации и повысить точность регулирования температуры нагрева.

формула изобретения

k. Устройство для химико-термической обработки изделий, содержащее генератор, нагревательную печь, трубопровод, соединяющий ее с генератором отличающееся тем, что, с целью интенсификации процесса и повышения точности регулирования температуры нагрева, трубопровод выполнен футерованным и снабжен дополнительны обводным трубопроводом с холодильником .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2. Каталог фирмы Oilmaster, бюллетень № 518, 19792221