Электропечь газостата

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1733 А 19) 5 Ц В 22 Р 3/14 5 Р 27 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСК ВИДЕТЕЛЪСТВ относится к порошковой ожет быть использовано зличных изделий методом тического прессования етение ии и м отке ра изоста Сд 00 лом. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт электротермического оборудования(57) Изобретение относится к технике для обработки изделий методом горячего изостатического прессования. Электропечь содержит теплоизоляционный колпак в виде Изобр металлург при обраб горячего(ГИ П). Известно ус ления и высо щее теплоиз оболочку и наг щитная оболочк ких колпаков коаксиально, и заполнено тептроиство для высокого давкой температуры, содержаоляционную защитную реватель, причем теплозаа выполнена в виде нескольиз металла, располагаемых пространство между ними лоизоляционным материаНедостатком устроиства является наличие значительных (особенно при больших диаметрах рабочего пространства) тепловых деформаций металлических колпаков, причем внутренние колпаки деформируютгерметичного корпуса и крышки с теплоизоляцией, нагреватель из подовой, боковой и сводовой частей. Корпус выполнен в виде отдельных сегментов, герметично соединенных между собой компенсаторами, и теплоизоляционных модулей, установленных на его внутренней и наружной поверхностях, Теплоизоляция крышки установлена на плите, которая подвешена на балке, расположенной внутри корпуса, и снизу закрыта теплоизоляционным слоем, а зазор между плитой и модулями закрыт пластинами, Боковая часть нагревателя выполнена в виде отдельных сегментных блоков, установленных с зазором на опорном кольце и соединенных между собой компенсаторами, а сводовая часть свободно опирается на боковую и зафиксирована от возможных смещений, 5 ил. ся в существенно большей степени, чем наружные, что обусловлено разницей в их температурах. Это приводит к уплотнению теплоизоляционного материала в прослойках между колпаками при первом цикле нагрева, спеканию материала и появлению щелей между внутренним колпаком и тепло- изоляцией в последующих циклах, а это резко снижает эффективность теплоизоляции из-за увеличения интенсивности конвективного переноса тепла. Кроме того, с увеличением диаметра устройства, в частности до 2 - 3 м, сложность изготовления подобных коаксиальных колпаков и их последующей сборки существенно возрастает.НаиЬолее Ьлизкой к предлагаемой является электропечь газостата, содержащая теплоизоляционный колпак, состоящий из герметичного корпуса и крышки, снабженный теплоизоляцией, и расположенный внутри колпака нагреватель, состоящий из боковой, подовой и сводовой частей, в которой колпак выполнен в виде коаксиально расположенных муфелей с теплоизоляцией, причем внутренний муфель выполнен из композиционного углерод-углеродного материала, а теплоизоляция - из углеродных волокон. Такое решение позволяет резко уменьшить тепловую деформацию внутреннего муфеля и в сочетании с углеродной волокнистой теплоизоляцией практически устранить возможность образования щелей в футеровке. Реализация этого решения совпровождается значительным удорожанием футеровки и невозможностью использования такой электропечи в режимах с горячей загрузкой и выгрузкой обрабатываемых изделий из-за активного взаимодействия углеродных материалов с кислородом воздуха при температурах выше 450 С,Цель изобретения - упрощение конструкции теплоизоляционного колпака, повышение равномерности нагрева, устранение влияния термических деформаций на ухудшение качества теплоизоляции в процессе эксплуатации и повышение надежности работы электропечи в целом,Поставленная цель достигается тем, что, в электропечи газостата, содержащей теплоизоляционный колпак в виде цилиндрического корпуса и крышки с теплоизоляцией, нагревательное устройство в виде сводового, бокового и подового нагревателей, установленных внутри колпака, корпус теплоизоляционного колпака выполнен в виде обечайки, изготовленной из П-образных сегментов, герметично соединенных между собой гибкими компенсаторами и заполненных теплоизоляцией, а на внутренней и на наружной стенках корпуса установлены сегментные теплоизоляционные модули, теплоизоляция крышки выполнена в виде плиты с теплоизоляционным слоем, которая соединена с внутренней поверхностью теплоизоляционных модулей, установленных на внутренней стенке корпуса, через радиально установленные с возможностью перемещения относительно плиты сегментные пластины со штырями, погруженными в теплоизоляционный слой, причем плита подвешена на опорной балке, закрепленной на корпусе теплоизоляционного колпака, и закрыта сверху дополнительным слоем теплоизоляции, боковой нагреватель выполнен в виде опорного кольца и установленных на нем сегментных блоков, соединенных между собой компенсаторами, а сводовый нагреватель свободно опирается на боковой, зафиксирован от 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 смещений и имеет свободу термических перемещений.На фиг. 1 изображена печь газостата, продольный разрез; на фиг. 2 - цилиндрический корпус, поперечный разрез; на фиг. 3 - нагреватель, поперечный разрез; на фиг. 4 - элементы круглой плиты; на фиг, 5 - поперечное сечение теплоизоляционного колпака с элементами цилиндрического корпуса, теплоизоляции и подвесных сегментных модулей.Электропечь газостата состоит из цилиндрического корпуса 1 внутренних 2 и наружных 3 сегментных теплоизоляционных модулей, причем внутренние установлены на кронштейнах 4, а наружные стянуты хомутами 5, сводовой части футеровки, сформированной на круглой плите 6, снабженной теплоизоляционным защитным слоем 7, зафиксированным металлическим круглым листом 8, причем круглая плита подвешена к балке 9, закрепленной на кронштейнах 4 и закрытой сверху дополнительными слоями экрана-волокнистой теплоизоляции 10 и крышкой 11, герметично соединенной с цилиндрическим корпусом 1. Конструкция корпуса представляет собой осесимметричную обечайку, выполненную из отдельных секций П-образного сечения 19, соединенных между собой герметично гибкими компенсаторами 20, К обечайке с двух сторон приварены фланцы 28.В целом боковая и сводовая теплоизоляционные футеровки образуют теплоизоляционный колпак электропечи. В состав электропечи входят также сводовый 12, боковой 13 и подовый 14 нагреватели, причем боковой нагреватель образован из отдельных сегментных модулей 15, установленных с зазором на кольце 16 и соединенных между собой с помощью радиальных компенсаторов 17, а сводовый опирается на боковой и фиксируется от смещения с помощью ш по- ночных направляющих, расположенных под углом 90 друг к другу, которые не препятствуют термическим деформациям элементов нагревателя.На фиг, 2 показаны отдельные боковые элементы 19 корпуса, термокомпенсаторы 20 и частично фланцы 28,На фиг, 3 показаны нагревательные модули 15, опорное кольцо 16, термокомпенсаторы 17 и нагревательные элементы 24 На фиг. 4 изображен элемент круглой плиты 6 и узел уплотнения щели между плитой и внутренними сегментами, Уплотнение достигается установкой сегментных пластин 26, которые фиксируются от возможных перемещений штырями 27. Такая1733878 50 55 конструкция не препятствует взаимным перемещениям плиты 6 и пластин 26 при термических деформациях, не нарушая целостности узла уплотнения,Электропечь работает следующим образом,При нагреве расширения отдельных П-образных сегментов как корпуса 1, так и бокового нагревателя 13 не приводит к изменению диаметров того и другого, так как воспринимаются компенсаторами. Теплоизоляционные модули при термических деформациях перемещаются друг относительно друга, не нарушая качества и работоспособности теплоизоляции, Круглая плита, расширяясь, скользит по сегментам, зафиксированным на слое теплоизоляции игольчатыми штырями. Сводовая часть нагревателя расширяется, скользя по верхним торцам сегментов бокового нагревателя, и фиксируется от смещений шпоночными соединениями во взаимно перпендикулярных направлениях, Сводовая часть колпака, подвешенная на силовой балке, работающей при относительно низких температурах, сохраняет свою жесткость и в процессе разогрева, и в длительном режиме при рабочей температуре. Герметичное соединение крышки с корпусом препятствует образованию конвективных циркуляционных потоков газа,Модульное исполнение боковой теплоизоляции и бокового нагревателя, использование радиальных компенсаторов термических деформаций в конструкции цилиндрического корпуса и в соединительных элементах бокового нагревателя, подвесная конструкция сводовой теплоизоляции - особенно эффективны при создании электропечей газостатов большого диаметра (3 м и более), так как в этом случае существенно упрощаются изготовление и монтаж электропечи, Кроме того, при температуре до 1200 С предложенная конструкция допускает использование жаропрочных сплавов исталей в сочетании с муллито-глиноземной волокнистой теплоизоляцией, что, вопервых, делает печь пригодной к горячей5 загрузке и выгрузке, увеличивая ее производительность, а во-вторых, значительно дешевле электропечей, изготовленных на базеуглеродных материалов, выгодно отличаясьот них высокой чистотой газовой среды из 10 за отсутствия агрессивных соединений углерода,Формула изобретенияЭлектропечь газостата, содержащаятеплоизоляционный колпак в виде цилинд 15 рического корпуса и крышки с теплоизоляцией, нагревательное устройство в видесводового, бокового и подового нагревателей, установленных в колпаке, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения20 надежности работы электропечи путем компенсации температурных деформаций, корпус выполнен в виде обечайки изП-образных сегментов, герметично соединенных между собой гибкими компенсато 25 рами и заполненных теплоизоляцией, а навнутренней и наружной стенках корпуса установлены сегментные теплоизоляционныемодули, теплоизоляция крышки выполненав виде плиты с теплоизоляционным слоем,30 которая соединена с внутренним теплоизоляционным слоем корпуса, через радиальноустановленные с возможностью перемещения относительно плиты сегментные пластины со штырями, размещенными в35 теплоизоляционном слое, причем плитаподвешена на корпусе посредством опорной балки и выполнена с расположенным наней дополнительным теплоизоляционнымслоем, боковой нагреватель выполнен в ви 40 де опорного кольца и установленных на немсегментных блоков, соединенных между собой компенсаторами, а сводовый нагреватель свободно установлен на боковой с45 ограничителями смещения.1733878 ставитель В.Селезневхред М.Моргентал орректор Н,Ревс дакто чолинск Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 Заказ 1660 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5