Автоматизована система полум’яних термічних печей

1 Автоматизована система полум'яних термічних печей, що містить щонайменше дві печі, приєднані власними димовивідними каналами з регул ЮЮЧО-ВІДСІЧНИМИ пристроями до буравка, зв'язаного з витяжною трубою, яка відрізняється тим, що вона додатково оснащена загальним колектором з регул ЮЮЧО-ВІДСІЧНИМ пристроєм і вихідним отвором, розташованим нижче рівня устя Винахід відноситься до металурги, конкретніше до полум'яних печей для нагрівання металу, зокрема при різних видах термічної обробки виробів ВІДОМІ полум'яні печі для термообробки металу з власними димовивідними каналами, що містять регулююче-відсічні пристрої, приєднані до буравка, зв'язаного з витяжною трубою (див , наприклад, Васильєв А В , Энно І К Автоматизація полум'яних печей у машинобудуванні Вид-во «Металургія» М , 1970, с 188191) Недоліком системи таких печей є те, що продукти згоряння, а разом з ними і не цілком використана теплова енергія виділяється безпосередньо через борів і витяжну трубу в атмосферу, що приводить до значних енергетичних витрат на тонну продукції і низкоэффективних витрат палива Відома також система печей для нагрівання металу, що забезпечує використання тепла продуктів згоряння, що відходять з печі, для обігріву казана-утилізатора, що, однак, теж не знижує енергетичні втрати на тонну термооброблюваної продукції (див, напри витяжної труби, а кожна піч системи обладнана додатковим димовивідним каналом, приєднаним до неї в МІСЦІ найбільше віддаленому від місця урізання власного димовивідного каналу, причому додаткові ДИМОВИВІДНІ канали печей приєднані до загального колектора і оснащені регул юючоВІДСІЧНИМИ пристроями, а в буравку між зоною урізання власних димовивідних каналів печей і основою витяжної труби встановлено додатковий регулюючо-відсічний пристрій 2 Система за п 1, яка відрізняється тим, що регулюючо-відсічні пристрої обладнані виконавчими механізмами, зв'язаними із системою автоматичного керування їх роботою по контрольованих заданих величинах температури і тиску в робочих порожнинах печей з корекцією інтенсивності і тривалості спалювання в них палива клад, патент РФ №2109240 по М кл F27D 17/00, 1998р) Більш близьким по технічній сутності є система печей з утилізацією тепла, що скидається з печі графітизації (див патент Японії №6039997 по М кл F27D 17/00 1994р ) ВІДПОВІДНО до патенту, система печей містить у собі групу паралельно встановлених печей, зв'язаних між собою тепловими каналами В ролі теплоносія в системі печей використовується неактивний низькотемпературний газ, що для остуджування печі вводиться в піч з високою температурою нагрівання її порожнини, остуджуючи її, нагрівається сам і використовується як джерело тепла для іншої печі Це забезпечує зниження енергетичних утрат при тепловій обробці виробів Загальними істотними ознаками відомого і заявленого рішень, є система полум'яних термічних печей, що містить печі, приєднані власними димовивідними каналами з регулююче-відсічними пристроями до буравка, зв'язаного з витяжною трубою По сукупності основних істотних ознак така система печей є найбільш близькою до 00 ю 5 ю заявленої і може бути прийнята за прототип Недоліком відомої системи печей є марні утрати тепла, що відходить, без використання його у процесі розігріву, принаймні, однієї з групи печей до заданої температури В основу винаходу поставлена задача створення автоматизованої системи полум'яних термічних печей підвищеної ефективності, що забезпечує можливість скорочення витрат палива з одночасним зниженням енергетичних утрат на тону термооброблюваної продукції Поставлена задача вирішена за рахунок технічного результату, що полягає у використанні тепла продуктів згоряння в процесі розігрівання, які відводяться з однієї печі автоматизованої системи, для термообробки деталей, що знаходяться в інших печах даної системи з автоматичною корекцією інтенсивності і тривалості спалювання в них палива Зазначений технічний результат досягається тим, що в автоматизованій системі полум'яних термічних печей яка включає, щонайменше дві печі, приєднані власними димовивідними каналами з регул юючеВІДСІЧНИМИ пристроями до буравка, зв'язаного з витяжною трубою, кожна піч оснащена додатковим димов ивідним каналом з регулююче-відсічним органом, приєднаним до неї в МІСЦІ, найбільш віддаленому від місця урізання згаданого власного димовивідного каналу, причому, додаткові ДИМОВИВІДНІ канали печей приєднані до загального колектора з регулююче-відсічним пристроєм, змонтованим між зоною урізання додаткових каналів і його вихідним отвором, розташованим-нижче рівня устя витяжної труби, а в буравку між зоною урізання власних димовивідних каналів печей і основи витяжної труби встановлено додатковий регул ююче-відсічний пристрій При цьому виконавчі механізми згаданих регулююче-відсічних пристроїв зв'язані із системою автоматичного керування їхньою роботою по контрольованих заданих величинах температури і тиску в робочих просторах печей з корекцією інтенсивності і тривалості спалювання в них палива Між ВІДМІННИМИ ознаками і технічним результатом є причинно-наслідковий зв'язок Тільки завдяки тому, що кожна піч оснащена додатковим димовивідним каналом , приєднаним до неї в МІСЦІ, найбільш віддаленому від місця урізання власного димовивідного каналу, причому додаткові ДИМОВИВІДНІ канали печей оснащені регулююче-відсічними пристроями і приєднані до загального колектора з регулююче-відсічним пристроєм, змонтованим між зоною урізання додаткових каналів і його вихідним отвором, розташованим нижче рівня устя витяжної труби, „а в буравку між зоною урізання власних димовивідних каналів печей і основою витяжної труби встановлено додатковий регул ююче-відсічний пристрій і, при цьому, виконавчі механізми згаданих регулююче-відсічних.пристроїв зв'язані із системою автоматичного керування 54158 4 їхньою роботою по контрольованих заданих величинах температури і тиску в робочих порожнинах печей з корекцією інтенсивності і тривалості спалювання в них палива, є можливість використання в режимі розігрівання тепла продуктів згоряння, що відводяться з однієї печі автоматизованої системи, для термообробки деталей, що знаходяться в інших печах даної системи Зазначений технічний результат не можна одержати, якщо з приведеної сукупності ознак виключити яку-небудь Підвищення ефективності, що забезпечує можливість скорочення витрати палива з одночасним зниженням енергетичних утрат на тону термооброблюваної продукції буде відбуватися внаслідок прямого або додаткового нагрівання деталей теплом продуктів згоряння, що видаляються з печі системи з більш високою температурою в ІНШІ печі системи з більш низькою температурою При цьому задані величини температури і їхня рівномірність по робочому просторі печей забезпечуються системою автоматичного керування виконавчими механізмами регул юючеВІДСІЧНИХ органів з корекцією інтенсивності і тривалості спалювання в них палива Аналіз науково-технічної і патентної літератури показує відсутність збігу ВІДМІННИХ ознак запропонованої автоматизованої системи полум'яних термічних печей з ознаками відомих технічних рішень, що дозволяє зробити висновок про його новизну Заявлене рішення має винахідницький рівень, оскільки воно не є очевидним для фахівця на основі вивчення рівня техніки Винахід є промислово придатним, оскільки на AT НКМЗ розроблений проект автоматизованої системи полум'яних термічних печей для ковальсько-пресового цеху №2, що включає/шість печей, об'єднаних загальною багатоканальною системою димовідведення Нижче приведено варіант здійснення винаходу, що не виключає ІНШІ варіанти в межах формули винаходу На кресленні показана схема автоматизованої системи полум'яних термічних печей, що складається з трьох печей, об'єднаних з одного боку через власні ДИМОВИВІДНІ канали буравком, зв'язаним з витяжною трубою, з іншої сторони через додаткові ДИМОВИВІДНІ канали з загальним колектором Стрілками зазначені напрямки руху продуктів згоряння Vi - першої печі, V2 - другої печі, V3 - третьої печі, Vo - основний потік, \/д - додатковий потік На фіг 1 показана схема „загального виду автоматизованої системи полум'яних вертикальних термічних печей (режим провітрювання всіх печей), на фіг 2 показана схема загального виду автоматизованої системи полум'яних вертикальних термічних печей у режимі підігріву другої печі теплом продуктів згоряння, що відходять, з першої печі, на фіг 3 показана схема загального виду автоматизованої системи полум'яних верти 54158 кальних термічних печей у режимі підігріву другої і третьої печей теплом продуктів згоряння, що відходять, з першої печі, на фіг 4 показана схема загального виду автоматизованої системи полум'яних вертикальних термічних печей у режимі підігріву першої печі теплом продуктів згоряння, що відходять, із другої печі Система автоматизованих полум'яних (вертикальних) термічних печей складається з печі 1, печі 2 і печі 3, що з'єднані за допомогою власних димовивідних каналів 4,5 і 6 з регулююче-відсічними пристроями ВІДПОВІДНО 7,8 і 9 з буравком 10, зв'язаному з витяжною трубою 11 Крім того зазначені печі 1,2 і З оснащені додатковими димовивідними каналами 12,13 і 14, кожний з яких приєднаний до відповідної печі в МІСЦІ найбільш віддаленому від місця урізання власних димовивідних каналів 4, 5 і 6 і містить регулююче-відсічні пристрої, ВІДПОВІДНО 15,16 і 17 Зазначені додаткові ДИМОВИВІДНІ канали 12,13 і 14 приєднані до загального колектора 18 з регулюючеВІДСІЧНИМ пристроєм 19, що вмонтований між зоною урізання додаткових димовивідних каналів 12,13 і 14 у загальний колектор 18 і його вихідним отвором 20, розташованим нижче рівня устя 21 витяжної труби 11 Буравок 10 оснащений додатковим регулююче-відсічним пристроєм 22, встановленим у ньому між зоною урізання в буравок 10 власних димовивідних каналів 7,8, 9 і основи 23 витяжної труби 11 Усі регул ЮЮЧЄ-ВІДСІЧНІ пристрої 7,8,9,15,16,17,19 і 22 оснащені виконавчими механізмами ВІДПОВІДНО 24,25,26,27,28,29,30 і 31, зв'язаними системою 32 автоматичного керування їхньою роботою по контрольованим заданим величинам температури і тиску в робочих порожнинах зазначених печей 1,2 і З з корекцією інтенсивності і тривалості спалювання в них палива Автоматизована система полум'яних термічних (вертикальних) печей працює так При експлуатаційній необхідності здійснюється провітрювання печей або всіх одночасно, або вибірково (див Фіг 1) У першому випадку повинні бути цілком відкриті всі регул ЮЮЧЄ-ВІДСІЧНІ пристрої 7,8,9,22 і 15,16,17,19 При цьому за рахунок того, що вихідний отвір 20 загального колектора 18 розташовано нижче устя 21 витяжної труби 11 повітря з атмосфери буде без перешкод всмоктуватися в зазначений отвір 20 і через загальний колектор 18, проходячи і розділяючись на потоки, які через додаткові ДИМОВИВІДНІ канали 12,13 і 14 будуть надходити в печі 1,2 і 3 Далі, потік повітря, що надійшов у печі 1,2 і 3, буде відсмоктуватися через власні ДИМОВИВІДНІ канали 7,8 і 9, входити до буравів 10 і видаляться через витяжну трубу 11 в атмосферу При вибірковому провітрюванні механіка руху повітря буде аналогічною Наприклад, при провітрюванні печі 1, повинні бути цілком відкритими тільки регулююче-відсічні клапани 19,15, 7 і 22 Описаним прийом прийнятний при примусовому охолодженні садки (деталі) печі (печей) після її нагрівання (вид термообробки, наприклад, - нормалізація) У випадку, коли в печах автоматизованої системи здійснюються різні режими термообробки садок (деталей) автоматизована система працює так (див Фіг 2) Якщо в печі 1 здійснюється високотемпературний режим термообробки садки, а в печі 2 термообробка садки повинна виконуватися на більш низьких температурах, тоді механіка руху продуктів згоряння буде такою РегулюЮЧЄ-ВІДСІЧНІ клапани 15,16,7 і 8 відкриті і ступінь відкриття кожного з них у даний момент часу регулюється системою 32 за допомогою виконавчих механізмів ВІДПОВІДНО 27,28,24 і 25 по заданих величинах температури і тиску в робочих порожнинах печей 1 і 2 При необхідності задані величини температури в зазначених печах 1 і 2 коректуються інтенсивністю і тривалістю спалювання в них палива Регулююче-відсічний клапан 19 при цьому знаходиться в закритому стані Регулююче-відсічні клапани 22 і 9 також регулюються системою 32 При такому стані автоматизованої системи печей продукти згоряння з печі 1 через додатковий канал 12, загальний колектор 18, додатковий канал 13 надходять у піч 2 Проходячи через піч 2, продукти згоряння нагрівають садку і далі видаляються до буравів 10 через власний димовивідний канал 5 При необхідності інтенсифікувати нагрівання садки в печі 2 у ній спалюють з контрольованою інтенсивністю і тривалістю паливо Механіка руху продуктів згоряння для автоматизованої системи приведеної на Фіг 3 і Фіг 4 аналогічні вищеописаному і позначені ВІДПОВІДНИМИ стрілками Описані схеми роботи автоматизованої системи полум'яних термічних печей дозволяють підвищити ефективність і продуктивність роботи печей даної системи, завдяки забезпеченню можливості нагрівання термооброблюваних деталей теплом продуктів згоряння, що відводяться, з печі (печей) автоматизованої системи з більш високою температурою і введенням їх у піч (печі) з більш низькою температурою, а також за рахунок інтенсивності і тривалості спалювання палива Завдяки цьому забезпечується зниження енергетичних утрат і витрати палива на тону термроброблених виробів 54158 Фіг.1 54158 Фіг.2 10 11 54158 Фіг.З 12 13 54158 Фіг.4 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24 14