Теплоизоляция вакуумных электропечей

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО 113 3 А и Е 27 Р 116 ННЫЙ КОМИТЕТ СССРОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ГОСУД АРС ПО ДЕЛАМ ИЕ ИЗОБ О СВИДЕТЕЛЬСТВУ ТОРСКО(54) (57) 1, ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ ВАКУУМНЫХ ЭЛЕКТРОПЕЧЕЙ из углеграфитовых материалов, содержащая трубчатуюмембрану, теплоизоляционный материал иторцовые экраны с кольцевыми пазами, вкоторых установлена мембрана, отличающаяся тем, что, с целью повышения механической прочности и снижения тепловых потерь, она снабжена жгутом из углеродныхволокон, пропитанных карбонизуемым импрегнатом, расположенным в пазах по обестороны от мембраны. 2. Теплоизоляция по п, 1, отличающаяся тем, что мембрана выполнена в виде трубы из пирографита с кристаллографической плоскостью осаждения, параллельной про-, дольной оси мембраны.3. Теплоизоляция по и. 1, отличающаяся тем, что теплоизоляционный материал выполнен в виде углеродиой ткани, намотанной на трубчатую мембрану по спирали.4. Теплоизоляция по пп. 1 и 3, отличающаяся тем, что между витками углеродной ткани размещена углеродная крупка, а поверх ткани укреплены жгуты из углеродных волокон с пропиткой из карбонизуемого импрегната.5. Теплоизоляция по пп. 1 и 4, отличающаяся тем, что в качестве импрегната она содержит бакелитовый лак с 5 - 4000 углерод- Е ной крупки с размерами частиц 0 05 - 0,20 мм.Изобретение относится к элементам конструкции электропечей, в частности к теплоизоляции вакуумных электропечей,Известна теплоизоляция вакуумных электропечей, содержащая трубчатую мембрану из углеродного материала, намотанную на нее по спирали углеродную ткань и торцовые экраны 11.Недостаток данной теплоизоляции большие потери, связанные с непосредственным контактированием соседних слоев намотанной по спирали углеродной ткани и высокой температурой пе 17 вого слоя (так как мембрана слабо снижает температуру), что приводит к.сравнительно высокому тепло- обмену излучением. Кроме того, недостатками также являются ее сравнительно больц;: баргы и з, так как для 1 олу:е.ии Высокой эффективности теплоизолиции необходим а 1 а л Отка Оол ьшо го ч ис ла слоеВ тк а ни. Срок службы, механическая прочность и 1;адежность работы также невысок, так как мембрана собирается из отдельных пластин, соединяемых в одной-двух точках, а никаких дополнительных мер для придания конструкции жесткости не предусмотрено,1 Пиболее близкой к изоб 7 егенио по ех - нической сущности и достигаемому эффекту является теплоизоляция Вакуумных гечей (элсктрспечей), содержацая боковые и торцовые экраны. Торцовые экраны ею проточки, в которые входят боковые экрзнь 121Указанное устройство характеризуется высокими тепловыми потерями, связанными с недостаточной теплоизолирующей э гфективностью боковых экранов, а также значительной теплопроводностио между боковыми и торцовьми экранами, благодаря чему значительная доля епловоо потока проходит через торцовуо часть. Кроме того, прочность конструкции низка, она не способна выд ржать даже незначительные механические нагрузки при высоких температурах. Цель изобретения - повышение механической прочности и снижение епловых потерь.Указанная цель достигается тем, что теплоизоляция вакуумных электропечей из угле- графитовых материалов, содержащая трубчатую мембрану, теплоизоляционный материал и торцовье экраны с кольцевыми пазами, в которых установлена мембрана снабжена жгутом из углеродных Волоконгропитанных карбонизуемым импрегнатом, расположенным в пазах по обе стороны от мембраны.Мембрана выполнена в виде труоы из пирографита с кр 1 Сталлографическсй плоскостью осаждения, параллельной продольной оси мембраны,Теплоизоляционный материал выполнен в виде углеродной ткани, намотанной на трубчатую мембрану по спирали. 5 О г 20 ЗС 35 40 45 50 Между витками углеродной ткани размещена углеродная крупка, а поВерх ткани укреплены жгуты из углеродных волокон с пропиткой из карбонизуемого импрегнатаВ качестве импрегната служит бакелитовый лак с 5 - "40 О углеродной крупки с размерами частиц 0,05 - 0,20 мм.Вьполнение торцовых экранов с заполнением пазов жгутами углеродных волокон с пропиткой карбонизуемым импрегнатом позволяет повысить механическую прочность и надежность работы теплоизоляции за счет предотвращения возможного механического разрушения.Выполнение мембраны в виде трубы из пирографита с кристаллографической плоскостью осаждения, параллельной гродольной Оси мемб 711 ны, позволя ту 1 цестВенно снизить тепловой поток в радиальном направлении, та ак коэ 1717 ициент теплопроводности пирографита в этои направлении не превышает 2 Бт/м К, . е. Суцественно ниже, чем ", всех .:;Звестньх конст 1 укционных графитов, и повышает равномерность температуры вдоль экрана за счет высокой теплопроводпости в этом надравлении,300 т/. К). Намотка углеродной ткани на трубчатую мембрану по спирали с ВВедением ме 7 кду витками у 1 леродной ткани углеродпой крупки позволяет сизить тепловые потери как в осевом, так и в радиальном направлении (плотность углеродной кругки ниже, а теплоизолирующие свойства лучше, чем у ткани, особенно в направлении слоев ткани).Использовани: коупки с пазле 70 м частименее 0,05 мм нецелеообразно, так как п 17 оисходит интен сивное скатывая,е круп. ки Вязким импрГн а Ом, получает,я ие м атериал с равпо:лерным чередование". зерен наполнителя 1 продуктов ка 17 оонизации импрегната, а материал с участками сухого ,наполнителя и Отдельных конгломератов п 170- дуктов карбонизации импрегната. Использование крупки с размером частиц более 0.20 мм нецелесообразно вследствие того, что она имеет низкую ,дельнук поверхность, плохо связывается импрегнатом и приводит и увеличению теплопередачи за счет излучения в крупных порах. 1(ри введеИи более 40,г крупки смесь лака и крупки становится очень Вязкой и ее трудно пропитывать, а при содержании крупки менее 5 О ее Влияние практически отсутствует. Использование крупки между слоями ПОЗВоляет Также повысить срок сллжбы ткани в связи с тем, что удельная Онеохность крупки выпле, чему ткани, и она сьедает: большую часть кислорода. На фиг. 1 показана теплоизоляция вакуумных электропечей, вид сбоку с разрезом и частичным вырывом; на фиг. 2 - то же, со снятым одним из торцовых экранов и частичньм вырывом, изометрия; на фиг. 3 - место соединения мембраны с торцовымэкраном; на фиг. 4 и 5 - торцовый экран и кольцо из углеродного жгута соответственно.Теплоизоляция вауумных электропечей содержит трубчатую мембрану 1, выполненную в виде трубы из пирографита с кристаллографической плоскостью осаждения, параллельной продольной оси мембраны, намотанную на нее по спирали угле- родную ткань 2 и размещенную между витками ткани углеродную крупку 3. Поверх последнего слоя ткани 2 намотан жгут 4 из углеродных волокон с пропиткой из карбонизуемого импрегната 5. Б торцовых экранах 6 с кольцевыми пазами 7, размеры которых могут превышать толщину мембраны 1, размещены жгуты 8 углеродных волокон, пропитанных карбонизуемым импрегнатом.При включении нагнетателя 9 часть тепла задепживается мембраной 1 а затем на пути теплового потока стоят тепловые экраны из слоев ткани и углеродной крупки. Последний экран из жгута 4пропиткой импрегнатом 5 является тепловым сопротивлением, а также позволяет создать компактную и прочную конструкцию теплоизоляции.Изобретение было проверено на лабораторной установке. Теплоизоляция имеет наружный диаметр 150 мм, внутренний 80 мм и высоту 90 мм; число слоев ткани - 6, обгций вес теплоизоляции 0,6 кг. При температуре на внутренней поверхности 2000 С температура внешней не превышает 120 С. Теплоизоляция выдерживает падение с высоты 2 м на цементный пол, нагрузку на сжатие 100 кг и работает в среднем 300 ч с надежностью 0,95 в вакуумной электропечи с температурой нагревателя 2000 С.Применение изобретения по сравнению 15 с прототипом и соответственно с базовым объектом позволяет повысить срок службы в среднем на 12 и на 20%; механическую прочность в среднем на 20 и 40%; надежность работы в среднем на 8 и на 10%; снизить тепловые потери на 10 - 15% и на 20 - 30%; габариты на 6 и на 8%, а вес на 7 и на 10 ОСоставитель Ю. Усатый Редактор М. Дылын Техред И. Верес Корректор И, Эрдейи Заказ 42/29 Тираж 570 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4