Колпаковая печь

 

Изобретение относится к конструкции колпаковых печей для термообработки листового металла и проволоки в бунтах. Цель изобретения - повы шение производительности за счет интенсификации конвективного теплообмемэ Излучение от нагревателей передается стенкам муфеля (М) и наружным тороидам (ТО) 5. Промежуточный теплоноситель (ПТ) 9 испаряется, пар пере мещается по перемычкам 7 во внутренние ТО 6. Печная атмосфера отбирает тепло Т от тсенок М 4, ТО 6 и ПТ 9 и отдает его садке. Печная атмосфера при смывании ТО 6 приводит к конденсации паров ПТ 9, который через перемычки возвращатеся в ТО 5 При уменьшении разности температур ТО 5 и 6 будут заполнены парами ПТ 9, осадку охлаждают. Вследствие разности температур на поверхностях ТО 5 и 6 ПТ 9 конденсируется и возвращается в ТО 6. Печная атмосфера нагревает стенки М k и ТО 6, а также ПТ 9. Отвод Т осуществляется за счет теплопроводности (Т отдается охлаждающей среде, подаваемой посредством охлаждающего колпака). 5 ил. (Л

СОЮЗ СОЕЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕОЪБЛИН (19) (1)1

А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБР1ЛЕКИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4814118/02 (22) 16 ° 04,90 (46) 15.01,92.Бюл. И 2 (71) Харьковский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института электротермического оборудования (72) Е,А.Капустенко, Ю.И.Бровер и И.Я.Гольдин (53) 621.365.412(088,8) (56) Патент Великобритании 1Р 1411277, кл. F 27 В 11/10, 1975

Патент Великобритании N 1361152, кл. F 27 B 11/10, 1974. (54) КОЛПАКОВАЯ ПЕЧЬ (57) Изобретение относится к конструкции колпаковых печей для термообработки листового металла и проволоки в бунтах. Цель изобретения - повы шение производительности за счет интенсификации конвективного теплообмен Излучение от нагревателей переда(5))$ С 21 0 9/673 F 27 В 5/10,11/00

2 ется стенкам муфеля (й) 4 и наружным тороидам (TO) 5. Промежуточный теплоноситель (ПТ) 9 испаряется, пар пере мещается по перемычкам 7 во внутренние ТО 6, Печная атмосфера отбирает тепло Т от тсенок M 4, ТО 6 и ПТ 9 и отдает его садке. Печная атмосфера при омывании TO 6 приводит к конденсации паров ПТ 9, который через перемычки возвращатеся в ТО 5. При уменьшении разности температур ТО 5 и 6 будут заполнены парами ПТ 9, осадку охлаждают, Вследствие разности температур на поверхностях ТО 5 и 6

IlT 9 конденсируется и возвращается в TO 6. Печная атмосфера нагревает g стенки M 4 и ТО 6, а также ПТ 9.

Отвод Т осуществляется за счет теплопроводности (Т отдается охлаждающей среде, подаваемой посредством охлаждающего колпака). 5 ил.

1705371

Изобргt""н, е относится к термическгму оборуд-вению, в частнести к КоН трукции колпаковых печей для термообработки листового металла в рулонах и проволоки в бунтах, преимущественно в защитной атмосфере.

Известна к.лпаконая печь, содержащая стенд, муфель, нагревательный кол пак и вентилятор.

Недостатком указанной печи является низкая прсизводительность, обусловленная малой интенсивностью теплосбмена между теплоносителем и садкой.

Наиб лее близкой к изобре тению является колпаковая печь, содержащая стенд, муфель с элементами развития, поверхности Tei.пообмена, выполненными в виде гофров, нагревательный колпак и вентилятор.

Выполнение поверхности теплообмена муфеля гофр. рованной интенсифицирует конвективный теплообмен при нагреве и охлаждении садки в незначительной степени, что не обеспечивает повышения производительности печи.

Цель изобретения - повышение произ водительности печи путем интенсификации конвективного теплообмена.

Поставленная цель достигается тем, что в колпаковой печи, содержащей стенд с вентилятором, нагревательный колпак и муфель с элементами развития поверхности теплообмена, последние выполнены в виде полых тороидов, попарно размещенных по обе стороны муфеля и соединенных ребрами и полыми перемычками, причем внутренние полости корпусов, расположенных с наружной стороны муфеля, частично заполнены промежуточным теплоносителем.

Предложенная конструкция значительно интенсифифирует конвективный теплооб ен между те: лоносителем и садкой за счет значительного развития поверхности теплообмена, высокой эффективности теплопередачи к печной атмосфере за счет теплопроводности элементов развития поверхности теплообмена, теплопереноса посредством промежуточногс теплоносителя, а также за счет турбулизации печной атмосферы, циркулирующей в подмуфельном пространстве.

На фиг.1 изображена предложенная печь, общий вид; на Фиг.2 - разрез

А-А на фиг.1; на фиг.3 — узел I на фиг.2; на Фиг.4 — разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.5 - разрез В-В на фиг.2.

Колпаковая печь содержит стенд 1

5 с вентилятором 2 нагревательный колУ пак 3, муфель 4 с элементами развития поверхности теплообмена, выполненными в виде полых тороидальных корпусов.

Наружные 5 и внутренние 6 тороиды соединены полыми перемычками 7 и ребрами 8 и расположены симметрично относительно вертикальных стенок муфеля 4. Наружные тороиды 5 частичНо заполнены промежуточным теплоносителем 9, Колпаковая печь работает следующим образом °

На стенд 1 устанавливают садку 10, устанавливают муфель 4 и нагревательный колпак 3. Включают вентилятор 2 и начинают осуществлять циркуляцию теплоносителя (печной атмосферы) в подмуфельном пространстве.

25 Включают систему нагрева печи, например электронагреватели колпака 3> и осуществляют нагрев садки 10. Излучение нагревателей передается стен < муфеля 4 и наружным тороидам 5.

Промежуточный теплоноситель 9, кото" рым заполнены наружные тороиды 5, ис паряется и пар перемещается во внутренние тороиды 6 по перемычкам 7 вследствие разности температур и дав35 ления. Печная атмосфера, циркулирующая в подмуфельном пространстве, отби рает тепло от стенок муфеля 4 и внутренних тороидов 6, нагревается и нагревает садку 10 (происходит конвективный нагрев). При омывании внутренних тороидов 6 газом, имеющим меньшую температуру, происходит конценсация аров промежуточного теплоносителя 9, который впоследствии возвращается в

4 наружные тороиды 5, например, с помощью капиллярных фитилей, расположенных на внутренних стенках перемычек 7. Таким образом, обеспечивается интенсификация i нагрева печной атмосферы и, следовательно, íàrpeва садки, Характеристики промежуточного теплоносителя 9, температура испарения, температура. конденсации паров подбирается исходя из параметров технологического процесса (температура нагревателей, температура нагрева садки и т.д.)..

170 371

В качестве првмг,уочного тепло— носителя могут быт ь использованы, н пример, я >71а или легкоплавкий металл, Поскольку в начальной стадии

5 процесса нагрева температура в зазоре между колпаком 3 и муфелем 4 намного выше, чем в подмуфельном пространстве, процесс теплопередачи посредством промежуточного теплоносителя поддерживается.

После нагрева садки до достаточно высокой температуры разность температур по обе стороны муфеля уменьшается и конденсация паров промежуточного теплоносителя не происходит, В результате этого тороиды 5 и 6 заполнены парами промежуточного теплоносителя 9, имеющего высокую теплоФ проводность, что способствует высокоэффективной передаче тепла к печной атмосфере.

Кроме того, развитие поверхности теплообмена интенсифицирует теплопередачу за счет высокой теплопро- 25 водности металла, из которого выполнены элементы развития поверхности теплообмена и ребра 8.

Наличие на внутренней стороне муфеля элементов развития поверхности теплообмена позволяет также турбуI лизировать поток газа, циркулирующего в подмуфельном пространстве, За счет этого интенсифицируется отбор тепла от муфеля при нагрева садки и передача тепла стенкам муфеля зри охлаждении.

После завершения нагрева садки 10 нагревательный колпак 3 снимается и происходит принудительное (посредством охлаждающего колпака) охлаждение садки. Вследствие разности температур на поверхностях тороидов 5 и

6 происходит конденсация паров промежуточного теплоносителя 9, скопив45 шихся в тороидах 5, переток конденсата по перемычкам 7 в тороиды 6, испарение его, конденсация и возврат конденсата по калилллрным фитилям в тороиды 6. При этом печная атмосфера, циркулирующая в подмуфельном пространстве, нагревает муфель 4, отдает при этом часть тепла стенкам тороидов

6, которые за счет теплопроводности системы отводят тепло к наружным тороидам 5, а также к промежуточному теплоносителю 9, отдавая определенное количество тепла на его испарение.

Таким образом, печная атмосфера, отдав часть тепла элементам развития поверхности теплообмена муфеля и промежуточному теплоносителю 9, охлаждается и тем самым интенсифицирует охлаждение садки 10, поскольку температура газа, поступающего на садку, уменьшается, 3а счет подачи большого количества воздуха охлаждающим колпаком работа печи особенно эффективна на стадии охлаждения садки.

Таким образом, предложенная конструкция элементов развития поверхности теплообмена обеспечивает интенсификаци» как нагрева, так и охлаждения садки и, следовательно, повышение производительности печи, Формула изобретения

Колпаковая печь, содержащая стенд с вентилятором и коаксиально установленные на нем нагревательный колпак и муфель с элементами теплообмена, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности путем интенсификац ч конвективного теплообмена, элементы теплообмена выполнены в виде полых тороидов, закрепленных посредством ребер на наружной и внутренней поверхностях муфеля оппозитно друг другу, при этом оппозитные тороиды сгединены полыми перемычками, а тороиды, расположенные с внешней стороны муфеля, частично заполнены промежуточным теплоносителем.

1705371

Редактор М.Келемеш

Техред A. Крав гук

Корректор Я.Обручар

Заказ 172 Тираж Подписное

ВНИИПИ Гос ударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035> Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Па . " . У атент, г . Ужгород, ул. Гагарина, 1 01