Способ охлаждения нагретых поверхостей и устройство для его осуществления

ОП ИКАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДПЕДЬСТВУ Союз Советских Сьциапистицеских Республик(22) Заявлено 20,11,75 (21) 2191189/ 1) М. Кл,а В 23 К 91 нсоединением заявкиГосударственныи комитет Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий(43) Опубликовано 05,07,77.Бюллетень 2 а опубликования описания 16.08,77 72) Авторы изобретени омановский, Э, А. Генин и акс махе 1) Заявит дена Трудового Краснога знамени институт тепло-и массообмена им, А. В. Лыкова(54) СПССОБ ОХЛАЖДЕНИЯ НАГРЕТЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ тки од- ехдитсивть 11 ель изобретения -са темплообмена, по нтенсификация проышение экономичтва. ности и улучшенЗто достигае,теплоо 1 водящего е качтся те что в качествеа. используют см ест Изобретение относится к машиностроительной и судостроительной промышленности и может быть использовано в горячих цехах на участках сварки, термообрабов литейном производстве, и т. и. для и 5 держания температупных режимов т нологических процессах.Известен способ охлаждения нагретых поверхностей (элементов) путем отвода теплоты при сварке нержавеющих и высоколе-, 10 гиоованных сталей и некоторых цветных металлов (алюминий, медь и ее сплавы) с использованием водяного охлаждения 111 .По известному способу теплота от нагретых поверхностей за счет теплопроводнос ти передается воде, которая потом отво ся . При этом основным фактором интенности теплоотвода является теппоемког, воды или ее расход.Недостаток способа заключается в том, 20 что теплопроводность среды изменяется по времени в сторону уменьшения, так как температура среды возрастает.Известен способ охлаждения нагретых :поверхностей, преимущественно при сварке 25 при котором в зону нагрева подают теппоотводящее вещество с температурой фаэо- :вого и химического превращения ниже тем пературы нагрева поверхностей 121 .В этом случае теплоотвод осуществляется за счет теплоотдачи на нагрев взвеси частиц жидкости и газа, а также на скрь тую теплоту парообразования. При этом инъ тенсивный теплоотвод происходит в интервале температур 90 - 100 С, Если источник нагрет до более высоких температур , (300 -1000 С), то необходима очень вьюсокая производительность подачи рабочего тела в зону теплоотвода ( например в зону сварки), Способ осуществляют устройством, содержащим систему подачи тепло- отводящего вещества, установленную с воэможностью синхронного перемещения с источником тепла.дисперсных частиц твердого тепа и с диспергированной водойс газовым носителем.Способ может быть осуществлен устройством, в котором система подачи тепйотводяшего вешества выполнена замкнутойи снабжена двумя теппообменниками, одиниз которых установлен перед источникомтепла дня нагрева поверхности перед свар.кой, другой теплообменник .и:тановлен.непоседредственно под источником тепла дпя охпаж 1 Одения нагретой поверхности.На чертеже. изображена. схема устоойства, поясняющего предлагаемый спосоЬ.Устройство содержит компрессор 1, соединенный полой связью 2 с теппообменником 3, установпеннйм. на участке 4 подзоной сварки и холодным теппообменником5, установленным ва участке 6 перед зоной сварки,Устройство рабоцает следующим образом.Одновременно с началом. сварки в зоне4 включают компрессор 1, который череззамкнутую попую связь 2 подает дисперсный состав с большой теплоемкостью, например смесь частиц парафина с газовымноситецем в весовом соотношении 1: 3. 1: 10, в теппообменник 3, в которомпроисходит интенсивный теплоотвод от,свариваемого металла к дисперсному составу, ЗОПри этом тепло расходуется н нагрев газаи частиц парафина, которые претерпеваютфаэовые превращения, что обуславливаетдпя данного состава высокую тепцоемкость,Зги особенности обеспечивают значитецьное снижение температуры в зоне сварки, что исключает рассеивание тепла по объ ему материала, уменьшая таким образом, возникаюшие после сварки деформации ц снижает остаточные напряжения, что осо бенно важно дпя тонкоццстовых конструкций. Лля увеличения теплопроводности газового носителя в дисперсный состав добавляют диспергированную воду и другие материалы повышенной теппопроводности, 45 С целью многократного использования рабочего тела его направляют в теппообменник 5, в последным происходит тепцоотдача участку 6 материала перед зоной сварки, происходит сопутствующий подогрев. 5 О При этом создаются условия равномерного прогрева свариваемых элементов по топ 1 це до 50 - 150 оС, это снижает градиент температуры и улучшает качество сварки. Технико- экономическая эффективность способа состоит в интенсификации теплоотвода вследствие использовании рабочего тела, хара ктеризуюшегося включением его ,в состав диспергированных частиц, способных претерпевать, по меньшей мере, двухфазные превращения (из твердого в жид-, кое и газообразное состояние) ь процессе нагрева, Способ характеризуется гибкостьюрегулирования процесса теплообмена, Этому способствует возможность изменения состава ипи расхода рабочего тела и обеспечивается поддержание заданного режима. Устройство позволяет рационально использовать энергию путем ее перераспределения по зонам.фор мула изобретения1. Способ охлаждения нагретых поверхностей, преимушественно при сварке, прикотором в зону нагрева подают теппоотводяшее вещество с температурой фазовогои химического превращения ниже температуры нагрева поверхностей, о т ц и ч а юш и й с я тем что, с целью интенсификации процесса тепцообмена, повышения экономичности и улучшения качества, в качестве теплоотводящего вещества используют смесь дисперсных частиц твердого телас диспергированной водой с газовым носителем,2. Устройство по и, 1, содержащее систему подачи теплоотводяшего вещества, установленную с возможностью синхронного перемешения с источником тепла, о т л и ч а юш е е с я темчто система подачи теплоотводяшего вецества выполнена замкнутой и снабжена двумя теппообмеиниками,один цз которых установлен перед источником тепла для нагрева поверхности переь, сваокой, другой теплообменник установленнепосредственно под источником тепла дцяохлаждения нагретой поверхности.Источники инфорМации, принятые вовнимание при экспертизе:1. Методы уменьшения остаточных напряжений и пластических деформаций металла при сварке, Справочник по сварке подредакцией Винокурова В. Л., т. 3, М, Машиностроение, 1970 гс. 176 - 178,2, Авторское свидетельство СССРМо 327019, кл. В 23 К 9/16. 1968 г,564119 Составитель Л, Комарова угова Техред М. Левицкая КоррЕ, Папп ктор В,1932/1 ака Филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 4 Тираж 1207 Государственного ко митепо делам изобртетен 13035, Москва, Ж,Подписноеа Совета Министров Сй и открытийРаушская наб., д. 4/5