Высокотемпературная индукционная печь
Владельцы патента RU 2382308:
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ Воронежская государственная технологическая академия (RU)
Изобретение относится к конструкциям индукционных тигельных печей для высокотемпературной переработки материалов и может быть использовано в металлургии, в процессах прокаливания твердых продуктов, в переработке твердых органических отходов, включая отходы тары и упаковки. Печь снабжена загрузочным устройством, содержащим цилиндр с воронкой, расположенным внутри него поршнем с приводом возвратно-поступательного движения и отсекателем, при этом цилиндр укреплен на верхней крышке тигля и снабжен гладкой с выходным штуцером рубашкой, полость которой сообщена с рабочей полостью печи, и затвором, выполненным в виде диска с посадочным конусом, жестко соединенного с осью, смонтированной в опорах и связанной с приводом реверсивного поворота. Изобретение позволяет осуществить любую высокотермическую обработку материалов без сообщения рабочей полости печи с атмосферой во время загрузки сырья, т.е. обеспечить непрерывность работы, подогреть сырье отходящими газами переработки, что в итоге повысит производительность процесса, сэкономит тепловые затраты и улучшит условия обслуживания печи. 2 ил.
Изобретение относится к конструкциям индукционных тигельных печей для высокотемпературной переработки материалов и может быть использовано в металлургии, в процессах прокаливания твердых продуктов, в переработке твердых органических отходов, включая отходы тары и упаковки.
Известна индукционная вакуумная печь с холодным тиглем, содержащая индуктор, выполненный из секций холодный тигель с поддоном, вакуум-камеру в виде полого цилиндра из неэлектропроводного материала, расположенного между индуктором и холодным тиглем, крышку, загрузочный бункер, вакуумный затвор, подводы охлаждающей воды и механизм выталкивания слитка.
Недостатком данного изобретения являются узкоспециализированное назначение, периодичность работы и невозможность использования, например, для высокотемпературной переработки органических отходов, где вакуум недопустим и требуется отвод пиролизного газа.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является высокотемпературная индукционная печь, принятая за прототип, содержащая индуктор, холодной тигель, в котором коаксиально установлен отделенный теплоизоляционным слоем внутренний тигель, изготовленный из карбида кремния и снабженный изготовленными из того же материала верхней и нижней крышками, в которых выполнены отверстия (RU 2095714, 10.11.1997).
Недостатком данного изобретения является отсутствие загрузочного и разгрузочного устройств, периодичность работы, тепловые потери.
Задача изобретения заключается в расширении технологических возможностей, экономии теплоты, обеспечении непрерывного режима работы печи, улучшении условий ее обслуживания.
Поставленная задача решается тем, что индукционная печь, содержащая индуктор, холодный тигель, теплоизоляционной слой, внутренний тигель и его верхнюю и нижнюю крышки, изготовленные из карбида кремния, снабжена загрузочным устройством, содержащим закрепленный на верхней крышке тигля цилиндр с воронкой, расположенным внутри него поршнем с приводом возвратно-поступательного движения и отсекателем, жестко закрепленным на поршне и перекрывающим отверстие из воронки в цилиндр, когда поршень расположен ниже указанного отверстия, при этом цилиндр выполнен с гладкой рубашкой с выходным штуцером и с расположенным у его нижнего торца затвором, жестко соединенным с осью, смонтированной в опорах и связанной с приводом реверсивного поворота, выполненным в виде диска с посадочным конусом и плотно входящим в цилиндр при поднятии поршня.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1. изображен разрез печи; на фиг.2 - разрез А-А фиг.1.
Печь содержит индуктор 1, охватывающий холодный тигель 2, теплоизоляционный слой 3, внутренний тигель 4 и его крышки 5 и 6, изготовленные из карбида кремния, загрузочное устройство в составе цилиндра 7 с воронкой 8 и гладкой рубашкой 9, смонтированные на крышке 5 таким образом, что внутренняя полость рубашки сообщается с рабочей полостью печи и имеет штуцер 10 для выхода газа переработки. Внутри цилиндра 7 находится поршень 11 со штоком 12, связанным с приводом 13 возвратно-поступательного движения, например с пневмоцилиндром. На поршне 11 жестко закреплен отсекатель 14, который перекрывает отверстие из воронки 8 в цилиндр 7 в тот период, когда поршень опускается ниже этого отверстия (чтобы сырье не попадало в штоковую полость цилиндра). У нижнего торца цилиндра 7 установлен затвор, который выполнен в виде диска 15 с посадочным конусом 16, входящим в цилиндр 7 и обеспечивающим плотное его закрытие. Диск 15 жестко соединен с осью 17, которая смонтирована в опорах 18 и соединена одним своим торцом с приводом 19 реверсивного поворота. В нижней крышке 6 имеется разгрузочное средство 20.
Печь работает следующим образом.
Исходное сырье засыпается в воронку 8 и в то время, когда поршень 11 находится в своем верхнем положении, а затвор закрыт, ссыпается в поршневую полость цилиндра 7, заполняя его на максимально возможную высоту. Далее поршень 11 начинает опускаться и при закрытом затворе уплотняет сырье. Это уплотнение необходимо для того чтобы, во-первых, увеличить гидравлическое сопротивление слоя и тем самым не пропустить газы переработки в цилиндр при открытии затвора и, во-вторых, сократить время выдавливания (загрузки) сырья в печь. В требуемое время открывается затвор, т.е. диск 15 поворачивается от привода 20 на 90°, поршень, двигаясь вниз, выталкивает сырье в полость печи - идет загрузка сырья. При этом отсекатель 14 перекрывает входное отверстие в цилиндре 7 и тем самым предотвращает попадание сырья в штоковую полость цилиндра. Загрузка закончится, когда поршень 11 достигнет своего нижнего положения. Затем поршень 11 начинает подниматься, диск 15 поворачивается от привода 20 на 90° в обратном направлении, и посадочный конус 16 плотно входит в торец цилиндра 7 - затвор закрывает цилиндр. Когда поршень 11 достигнет своего крайнего верхнего положения, начинается следующий цикл загрузки сырья.
После выдачи порции сырья из цилиндра 7 в печь начинается процесс его пиролизной переработки. Газы переработки входят в полость рубашки 9, нагревают стенку цилиндра 7 и выходят через штуцер 10 на дальнейшую переработку или сжигание. Новая порция сырья нагревается от стенки цилиндра 7, пока не будет выдана в печь для следующего цикла пиролиза.
Предлагаемая индукционная печь, оснащенная загрузочным устройством указанного вида, позволит осуществить любую высокотермическую обработку материалов без сообщения рабочей полости печи с атмосферой во время загрузки сырья, т.е. обеспечить непрерывность работы, подогреть сырье отходящими газами переработки, что в итоге повысит производительность процесса, сэкономит тепловые затраты и улучшит условия обслуживания печи.
Индукционная печь, содержащая индуктор, холодный тигель, теплоизоляционный слой, внутренний тигель и его нижнюю и верхнюю крышки, изготовленные из карбида кремния, отличающаяся тем, что печь снабжена загрузочным устройством, содержащим закрепленный на верхней крышке тигля цилиндр с воронкой, расположенный внутри него поршень с приводом возвратно-поступательного движения и отсекатель, жестко закрепленный на поршне и перекрывающий отверстие из воронки в цилиндр, когда поршень расположен ниже указанного отверстия, при этом цилиндр выполнен с гладкой рубашкой с выходным штуцером, полость которой сообщена с рабочей полостью печи, и с расположенным у его нижнего торца затвором, жестко соединенным с осью, смонтированной в опорах и связанной с приводом реверсивного поворота, и выполненным в виде диска с посадочным конусом, плотно входящим в цилиндр при поднятии поршня.
