Установка для вакуумной термообработки длинномерных изделий

(7.) Заяв 4) УСТАНОВКА ДЛЯ ВАКУУМНОЙ ТЕРМООБРАБОТКИ ДЛИННОМЕРНЫХ ИЗДЕЛИЙ) длин"ериПри такои констр практически не пред ным проводить термоо номерных (например д :так как перемещение кции установки тавляется воэмо бработку длино 10 м) изделий и установка за Изобретение относится к электро. технической промышленности, в частности, к области вакуумных элек" тротермических установок для термообработки (закалки в жидкостях номерных изделий различных мат алов.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 1 3. щитного колпака. очень усложняетсяи потребует значительных неоправданных затрат на ее создание. Основнойнедостаток данной конструкции состоит в том, что время, требуемое наподьем изделия большой длины из камеры нагрева в защитный колпак и перемещение и установки последнего наодну из позиций устройства настольковелико, что к моменту опускания вкакую-либо из ванн изделия, они будутохлаждены до температуры, при которойпроводить закалку невозможно. Защитная деталь или экраны, установленныев защитном колпаке, не могут предох"ранить изделие от остывания. Крометого, инертный газ, напущенный в колпак для защиты изделий от окисления,значительно ускорит. процесс охлажде 2 о ния изделий во время перемещения кол"пака. Такая конструкция пригоднатолько для нагрева мелких иэделий споследующим ускоренным охлаждением,но не закалкой в защитном колпаке992977 3или в одном из устройств для охлаждения,Наиболее близкой по техничвскойсущности к предлагаемой являетсяэлектропечь сопротивления вакуумнаяс закалочным баком, содержащая камеру нагрева с установленными в неймуфелем и механизмом для подъема иопускания иэделий и самоходную тележ.ку с закалочным баком 2 1, 0Электропечь периодического действия (одновременно обрабатываетсятолько одна труба), поэтому имеетнизкую производительность, снабжена только одной камерой нагрева, 15Конструкция электропечи не можетобеспечить закалку изделий в вакуумном масле. При опускании изделий взакалочный бак в верхних слоях закалочная жидкость нагревается и у по. 0верхности изделия образуется "пароваярубашка",которая резко снижает скорость закалки, ухудшает равномерностьи качество обработки.Такая конструкция электропечи непозволяет создать компановку узловэлектропечи, в частности, закалочного бака и муфеля, таким образом,чтобы нагретое изделие не контактировало бы с воздухом. Основной причиной этого.,является то, что муфельзакреплен к камере нагрева своейверхней частью.Неизбежность контакта нагретогоизделия с воздухом приводит к окислению иэделия, снижению твердости закапенного изделия и глубины его закалки, а отсюда к резкому увеличениюрасхода металла.Цель изобретения - повышение про 40изводительности за счет непрерывно"го 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 му фелем, 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. 4Кроме того верхняя часть камернагрева выполнена в виде вакуумногоколпака, соединенного с муфелем посредством эластичного затвора.На фиг, 1 изображена установка,вид сбоку; на Фиг, 2 - часть самоходной тележки, вид сбоку; на фиг,3 разрез А-А на Фиг. 2; на Фиг. 4 колпак с жидкостным затвором; наФиг, 5 " крепление муфеля к днищу; наФиг. 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 3для перегрузки пакета с изделиямидо нагрева и после, самоходную тележку 4 для транспортирования закалочного бака 5, внутри которого расположены завихрители 6, создающиевстречно-вращательное движение закалочной жидкости, и камеру 7 предварительного обезгаживания с вакуумнымзатвором 8 для перекрытия объема камеры в процессе обезгаживания и сое"динения ее с одним из муфелей, й средства 9, в котором пакетируются и накапливаются изделия 1 О. Внутри камеры нагрева (например 1) расположенмуфель 11, закрепленный через Фланец 12 к днищу корпуса камеры нагрева, керамическая пробка 13 уменьшает тепловые потери и предотвращаетперегрев Фланца. Камера нагрева сверху перекрывается вакуумным колпаком14, вНутри которого расположен механизм 15 подъема и опускания садки иэластичный жидкостный затвор 16 длякомпенсации термического удлинениямуфеля и герметичного перекрытияобъема 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 муфеля, и устройство 18 дляобеспечения надежного подсоединения к муфелю закалочного бака и камеры предварительного обезгаживания,так как вследствие перемещения можетпроисходить смещение их от вертикаль"ной оси камер нагрева с помощью механизма прижима 19.Работа установки осуществляетсяследующим образом.Производится пакетирование изделий в устройстве 9, подготавливается 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. 2 в 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 2 ф 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 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 оконцании камера 7 устанавливается по оси муфеля 11 камеры 2 нагрева. Включается механизм 19 прижима и устройство 18 герметично их соединяет. Открываются затворы 8 и 17 и механизм 46 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 которую5 устанавливается пакет с изделиями .10. Затвор 8 закрывается и камера 7 обеэгаживается. По окончании нагрева в камере 1 самоходная тележка 4 перемещается и устанавливает закалоч" ный бак 5 по оси муфеля 11 камеры нагрева 1, включается механизм 19 прижима и устройство 18 герметично соединяет закалочный бак 5 с муфелем.11, Включаются завихрители 6 перемешивания, открывается затвор 17 ипакет 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 10 вверх. На место закалочного бака устанавливается 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 11 камеры 2 пакет с изделиямиподается в закалоцный бак 5 а затем 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 предварительногообезгаживания, которые установленына самоходной тележке для их перемещения, и поочередного герметицчогоподсоединения камеры и закалоцногобака к муфелям, при этом закалочныйбак 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 процности 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 надежностьее работы за счет закрепления муфеля к дницу и введения вакуумного кол-,пака с эластичным или жидкостнымзатвором,Для проведения закалки в вакуумных электропечах как в жидкостях,30 35 40 45 так и среде инертных газов необходимым условием является время, в течение которого изделия попадают взакалочную жидкость, и состояние закалочной жидкости.При опускании в закалочный бак,например труб длиной 10 и, каждыйучасток поверхности трубы, проходяпервые слои жидкости, подвергаетсязакалке, но, проходя через первыеслои, трубы отдают тепло жидкости итемпература ее возрастаеТ, а вокругтрубы образуется так называемая паровая рубашка - между поверхностьютруб и поверхностью соприкасающейся с трубами жидкости, В этом случае длинная труба вакаливается сразличной скоростью и равномерностью,Для устранения этого недостатка необходимо объем жидкости в верхнейчасти закалоцного бака увеличитьи установить механизмы для создания встречно-вращательного движения закалочной жидкостиТаким образом сбивается паровая рубашка,интенсивно перемещается жидкость иподдерживается практически постоянная температура закалоцной жидкости,Наименьшее время достигается засчет установки четырехскоростногодвигателя,При проведении закалки закалоч"ный бак должен находиться либо внизу установки, либо сбоку, а камеранагрева вверху что также способствует достижению меньшего времени дляподачи изделий в закалочный бак-,Иожно применять электропечь горизонтального типа, однако при опускании трубы в закалочную жидкость последняя неравномерно поступает внутрьтрубы, поэтому внутренняя поверх"ность практически не закаливается,в особенности у труб с малым внутрен"ним диаметром.Для создания вертикальной электропечи необходимо, цтобы закалоцныйбак перемещался, что сократит высоту печи на.одну треть, нижняя частьмуфеля была бы неподвижна для обеспечения стыковки его с закалоцным. баком. Поэтому муфель крепится к днищу камеры нагрева. Верхняя часть му.феля остается незакрепленной, так кактермическое удлинение такого муфелязначительно. 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,Формула изобретенияУстановка для вакуумной термообработки длинномерных изделий, содержащая камеру нагрева с муфелем,механизм перемещения изделий, закалочный бак и самоходную тележку,отличающаяся тем, что,с целью повышения производительностиза сцет непрерывного действия установки и качества обрабатываемого изделия, она снабжена дополнительной камерой нагрева с муфелем, механизмомперегрузки, накопителем и камеройобезгаживания, которые расположенына самоходной тележке, при этом закалочный бак выполнен в верхней частирасширяющимся и имеет завихрителидля организации встречно-вращательного движения закалочной среды.2, Установкапо и. 1, о т л иц а ю щ а я с я тем, что верхняячасть камер нагрева выполнена в видевакуумного колпака, соединенногос муфелем посредством эластицногозатвора,Источники информации,,принятые во внимание при экспертизеПатент Франции М 2159511,кл. С 21 О 9/00, 19782. Чертеж электропечи йфЗНТ.101.2731967, ВНИИЗТО.