Установка для вакуумной термообработки длинномерных изделий

Установка для вакуумной термообработки длинномерных изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

) Авторы мэобретеня я

С.И.Соболев, Н.И.Паршин, Л.СЛихонов: ж,-,В,B.Тулюсц(н

1 а 4S — / (7!.) Заявитель (54) УСТАНОВКА ДЛЯ ВАКУУМНОЙ ТЕРМООБРАБОТКИ

ДЛИННОМЕРНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к электро= технической промышленности, в частности, к области вакуумных электротермических установок для термообработки (закалки в жидкостях) дпинномерных изделий различных материалов..

Известна вакуумная установка для закалки, упрочнения и пайки иэделий, имеющая вертикальную камеру с электронагревом, вакуумный шибер и подвижный защитный колпак для изделий, в которой нагрев изделий проводится в камере нагрева, расположенной внизу, затем перемещается в защитной колпак, который перемещается и подводится к различным устройствам в зависимости от технологии термообработки t1 ).

При такой конструкции установки щ практически не представляется возможным проводить 1ермообработку длин номерных (например до 10 м) изделий, :так как перемещение и установка защитного колпака. очень усложняется

:и потребует значительных неоправданных затрат на ее создание. Основной недостаток данной конструкции состоит в том, что время, требуемое на подьем изделия большой длины из камеры нагрева в защитный колпак и перемещение и установки последнего на одну из позиций устройства настолько велико, что к моменту опускания в какую-либо из ванн изделия, они будут охлаждены до температуры, при которой проводить закалку невозможно. Защитная деталь или экраны, установленные в защитном колпаке, не могут предох" ранить изделие от остывания. Кроме того, инертный газ, напущенный в кол« пак для защиты изделий от окисления, значительно ускорит процесс охлаждения изделий во время перемещения колпака. Такая конструкция пригодна только для нагрева мелких иэделий с последующим ускоренным охлаждением, но не закалкой s защитном колпаке.

992977

3 или в одном из устройств для охлаждения.

Наиболее близкой по техничвской сущности к предлагаемой является электропечь сопротивления вакуумная с закалочным баком, содержащая камеру нагрева с установленными в ней муфелем и механизмом для подъема и опускания иэделий и самоходную тележку:с закалочным баком (2 1. fO

Электропечь периодического действия (одновременно обрабатывается только одна труба), поэтому имеет низкую производительность, снабжена только одной камерой нагрева. 15

Конструкция электропечи не может обеспечить закалку изделий в вакуумном масле. При опускании изделий в закалочный бак в верхних слоях закалочная жидкость нагревается и у по- верхности изделия образуется "паровая рубашка", которая резко снижает скорость закалки, ухудшает равномерность и качество обработки.

Такая конструкция электропечи не позволяет создать компановку узлов электропечи, в частности, закалочного бака и муфеля, таким образом, чтобы нагретое изделие не контактировало бы с воздухом. Основной причиной этого.,является то, что муфель закреплен к камере нагрева своей верхней частью.

Неизбежность контакта нагретого изделия с воздухом приводит к окислению иэделия, снижению твердости закапенного изделия и глубины его закалки, а отсюда к резкому увеличению. расхода металла.

Цель изобретения - повышение про40 изводительности за счет непрерывного действия установки и качества обрабатываемого изделия.

Поставленная цель достигается тем, что установка для вакуумной термообработки длинномерных. изделий, содержащая камеру нагрева с муфелем, механизм перемещения изделий, закалочный бак, самоходную тележку, снабжена дополнительной камерой нагрева с муфелем, механизмом перегрузки, накопителем и, камерой обезгаживания, которые расположены на самоходной тележке, при этом закалочный бак выполнен в верхней части с расширением и имеет 55 завихрители для организации встречно-вращательного движения закалочной, среды.

Кроме того> верхняя часть камер нагрева выполнена в виде вакуумного колпака, соединенного с муфелем посредством эластичного затвора.

На фиг. 1 изображена установка, вид сбоку; на Фиг, 2 - часть самоходной тележки, вид сбоку; на фиг.3разрез A-А на фиг. 2; на фиг. 4колпак с жидкостным затвором; на фиг. 5 - крепление муфеля к днищу; на фиг. 6 - расширенная часть закалочного бака с механизмом; на фиг. 7 разрез Б-Б на фиг. 6.

Электропечь содержит камеру 1 нагрева и дополнительную камеру 2 нагрева, установленные на цеховом перекрытии, перегрузочные средства 3 для перегрузки пакета с изделиями до нагрева и после, самоходную тележку 4 для транспортирования закалочного бака 5, внутри которого расположены завихрители 6, создающие встречно-вращательное движение закалочной жидкости, и камеру 7 предварительного обезгаживания с вакуумным затвором 8 для перекрытия объема камеры в процессе обезгаживания и сое" динения ее с одним из муфелей, и сред ства 9, в котором пакетируются и накапливаются изделия 1О. Внутри камеры нагрева (например 1) расположен муфель 11, закрепленный через фланец 12 к днищу корпуса камеры нагрева, керамическая пробка 13 уменьшает тепловые потери и предотвращает перегрев фланца. Камера нагрева сверху перекрывается вакуумным колпаком

14, вНутри которого расположен меха» низм I5 подъема и опускания садки и эластичный жидкостный затвор 16 для компенсации термического удлинения муфеля и герметичного перекрытия объема муфела от объема камеры нагрева, так как величина вакуума в муфеле и камере нагрева различна. В нижней части муфеля установлен вакуумный затвор 17 для обеспечения герметичности муфаля. и устройство 18 для обеспечения надежного подсоединения к муфалю закалочного бака и камеры предварительного обезгаживания, так как вследствие перемещения может происходить смещение их от вертикальной оси камер нагрева с помощью механизма прижима 19.

Работа установки осуществляется следующим образом.

Производится пакетирование изделий в устройстве 9, подготавлива992977 ется несколько пакетов, затем самоходная тележка 4> перемещаясь, устанавливает устройство 9 на оси внешнего перегрузочного средства 3, которое захватывает один из накопленных пакетов и поднимает его до. уровня площадки. Самоходная тележка 4 перемещается и устанавливается таким образом,.чтобы камера предварительного обезгаживания 7 была установлена по оси перегрузочного средства 3.

Пакет с изделиями 10 опускается и устанавливается в камеру предварительного обевгаживания 7. Затвор 8 закрывается и изделия обезгаживаются вакуумными средствами, расположенными на самоходной тележке 4. По окончании дегаэации самоходная тележка, перемещаясь, устанавливает камеру 7 по оси муфеля 11 камеры 1 нагрева.

Включается механизм 19 прижима устройства 18 и они герметично соединяются. Открываются затворы 8 и 7 и механизм 15 для подъема и опускания садки бпускается, захватывает пакет с изделиями 10, поднимает его в муфель 11. Затвор 17 закрывается и ка" мера 1 включается на нагрев. Самоходная тележка 4 перемещается и устанавливает устройство 9 по оси внеш- зв него перегрузочного средства. 3, по<. следний захватывает пакет с изделиями 10 и устанавливает его в камеру обезгаживания. Закрывается затвор 8, и камера 7 обезгаживается. По оконча-gg нии камера 7 устанавливается по оси муфеля 11 камеры 2 нагрева. Включается механизм 19 прижима и устройство IS герметично их соединяет. Открываются затворы 8 и 17 и механизм

15 подъема садки камеры 2 опускается, захватывает пакет с изделиями

10 поднимает его в муфель 11 камеры

2. Затвор 17 закрывается, и камера нагрева 2 включается на нагрев. В процессе нагрева муфель 11 удлиняется, его удлинение компенсируется эластичным или жидкостным затвором

16, установленным в колпаке 14.-Самоходная тележка вновь устанавливает устройство 9 по оси внешнего перегрузочного средства 3, пакет поднимается вверх, а на место устройства

9 устанавливается камера предварительного обезгаживания 7, в которую

53 устанавливается пакет с изделиями

10. Затвор 8 закрывается и камера 7 ! обеэгаживается. По окончании нагрева в камере самоходная тележка 4 перемещается и устанавливает закалоч" ный бак 5 по оси муфеля 11 камеры нагрева l включается механизм 19 прижима и устройство 18 герметично соединяет закалочный бак $ с муфелем

11. Включаются завихрители 6 перемешивания, открывается затвор 17 и пакет с изделиями 10 опускается в закалочный бак, механизм 15 для подьема и опускания садки расцеплвется с пакетом и.поднимается вверх, затвор

17 закрывается, механизмы 6 выключаются. Закалочный бак 5 с помощью тележки 4 устанавливается по оси перегрузочного средства 3, последний поднимает пакет с изделиями IO вверх.

На место закалочного бака устанав-ливается устройство для накопления и пакетирования 9, куда средством 3 устанавливается пакет с прошедшими закалку иэделиями. Дальше муфель 11 камеры 1 вновь загружается, а из муфеля 1l камеры 2 пакет с изделиями подается в закалочный бак 5, а за-.ем в устройство 9. Таким образом дости" гается непрерывность всего цикла термообработки. В зависимости от времени нагрева установку можно снабдить третьей камерой нагрева.

Снабжение электропечи дополнительной камерой нагрева, внешними перегрузочными средствами, а также устройством для накопления и пакети" рования и камерой предварительного обезгаживания, которые установлены на самоходной тележке для их перемещения, и поочередного герметиччого подсоединения камеры и закалочного бака к муфелям, при этом закалочный бак выполнен в верхней части расширениым для увеличения объема закалочной жидкости и установки в ней завихрителей, создающих встречно-вращатель ное движение закалочной жидкости, по" эволяет снизить .расход материала за счет увеличения прочности обрабатываемых изделий, увеличить производительность установки, улучшить каче-. ство изделий за счет равномерной эа калки, которая обеспечивается встречно-вращательным движением закалочной жидкости, упростить конструкцию камеры нагрева и увеличить надежность ее работы за счет закрепления муфеля к дницу и введения вакуумного кол-, пака с эластичным или жидкостным затвором.

Для проведения закалки в вакуумных электропечах как в жидкостях, S

3S

Формула изобретения

45 так и среде инертных газов необходимым условием является время, в течение которого изделия попадают в закалочную жидкость, и состояние закалочной жидкости.

При опускании в закалочный бак, например труб длиной 10 и, каждый участок поверхности трубы, проходя первые слои жидкости, подвергается закалке, но, проходя через первые слои, трубы отдают тепло жидкости и температура ее возрастаеТ, а вокруг трубы образуется так называемая паровая рубашка - между поверхностью труб и поверхностью соприкасающейся с трубами жидкости. В этом случае длинная труба вакаливается с различной скоростью и равномерностью .

Для устранения этого недостатка необходимо объем жидкости в верхней части закалочного бака увеличить и установить механизмы для создания встречно-вращательного движения закалочной жидкости ° Таким образом сбивается паровая рубашка, интенсивно перемещается жидкость и поддерживается практически постоянная температура закалочной жидкости, Наименьшее время достигается за счет установки четырехскоростного двигателя.

При проведении закалки закалочный бак должен находиться либо внизу установки, либо сбоку, а камера нагрева вверху что также способствует достижению меньшего времени для подачи изделий в закалочный бак-.

Иожно применять электропечь горизон-. тального типа, однако при опускании трубы в закалочную жидкость последняя неравномерно поступает внутрь трубы, поэтому внутренняя поверхность практически не закаливается, в особенности у труб с малым внутренним диаметром.

Для создания вертикальной электропечи необходимо, чтобы закалочный бак перемещался, что сократит высоту печи на.одну треть, нижняя часть муфеля была бы неподвижна для обеспечения стыковки его с закалочным . баком. Поэтому муфель крепится к днищу камеры нагрева. Верхняя часть му.феля остается незакрепленной, так как термическое удлинение такого муфеля значительно. Для компенсации этого удлинения ставится эластичный или жидкостный затвор. Кроме того, этот затврр перекрывает объем муфеля от объема камеры нагрева, так как вакуум в муфеле более глубокий, а в камере нагрева создается контрвакуум только для.;обеспечения надежности работы муфеля.

Такое выполнение конструкции в целом позволяет создать установку с высокой производительностью, минимальными затратами на изготовление и монтаж, легко обслуживаемую, с механизацией и автоматизацией технологического процесса, полностью обеспечивающую технологический процесс закалки с получением изделий высокого .качества, что в свою очередь обеспечивает высокую твердость поверхности изделий, а отсюда снижение расхода материала.

Установка для вакуумной термообработки длинномерных изделий, содержащая камеру нагрева с муфелем, механизм перемещения изделий, закалочный бак и самоходную тележку, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности за счет непрерывного действия установки и качества обрабатываемого изделия, она снабжена дополнительной камерой нагрева с муфелем, механизмом перегрузки, накопителем и камерой обезгаживания, которые расположены на самоходной тележке, при этом закалочный бак выполнен в верхней части расширяющимся и имеет завихрители для организации встречно-вращательного движения закалочной среды.

2, Установка по и. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что верхняя часть камер нагрева выполнена в виде вакуумного колпака, соединенного с муфелем посредством эластичного затвора.

Источники информации,,принятые во внимание при экспертизе

Патент Франции и 2159511, кл. С 21 0 9/00, 197S.

2. Чертеж электропечи и ЗНТ.101.273

55 l967, ВНИИЭТО.