CS256248B1 - Vozová palivová pec pro nízkoteplotní procesy - Google Patents

Abstract

Konstrukční uspořádání vozové pece opatřené izolací z keramických vláken řeší otázku předávání tepla vsázce zvýšenou konvencí a dokonalejší rozdělení teplot v pracovním prostoru. Problém je řešen tak, že pec má dva systémy cirkulace spalin, z nichž první představuje nějméně jeden vysokorychlostní hořák namířený do spalovacího prostoru mezi stropem pece a sálavou deskou, druhý představuje nejméně jeden cirkulační ventilátor, umístěný pod vysokorychlostním hořákem.

Description

Vynález se týká uspořádání vozové palivové pece pro nízkoteplotní procesy, která má izolaci z keramických vláken.

K sušení slévárenských forem a jader a k tepelnému zpracování materiálu při teplotách do 650 °C se ve značné míře používají vozové palivové pece. Tento typ pece má několik výhod. Je univerzální-pro různé materiály, takže v téže peci lze tepelně zpracovávat výrobky z různých kovů, anebo je možné ji použít k sušení. Má snadno nastavitelný průběh teplot a času, potřebný k danému účelu. Navíc je vozová pec jednoduchá a tím i nenáročná na obsluhu a údržbu.

Protože však vozové pece bývají vyzděny klasickou vyzdívkou složenou ze šamotu a křemelinových materiálů a jejich provoz je přerušovaný, mají nevýhodu v tom, že jejich spotřeba tepla je neúměrně vysoká. Je to dáno tím, že vyzdívka pece se ohřívá a chladne zároveň se zpracovávaným materiálem a protože její hmotnost je několikanásobně vyšší než hmotnost vsázky, je také potřeba na její ohřátí vysoka. Účinnost těchto pecí se podstatně zlepšila tím, že se šamotová vyzdívka nahradila izolací z keramických vláken, která má nízkou hmotnost a nízkou vodivost tepla, takže potřeba tepla na její ohřátí je malá. Fyzikální vlastnosti této izolace však vyžadují, aby se zároveň s jejím použitím upravily tepelně- technické poměry v pracovním prostoru pece, neboř izolace z keramických vláken nepřijímají teplo sáláním a také je sáláním nevydávají.

Jestliže tedy u šamotové vyzdívky přestupuje teplo na vsázku sáláním plamene a vyzdívky a prouděním spalin kolem jejího povrchu, pak u pecí s izolací z keramických vláken složka sálání vyzdívky odpadá. Za těchto podmínek je u procesů prováděných při teplotách pod 650 °C pro přestup tepla na vsázku rozhodující konvekce. Množství tepla, které na vsázku konvekcí přestoupí v daném čase, určuje teplotní rozdíl mezi spalinami a vsázkou a rychlost spalin, proudících okolo jejího povrchu.

Protože se však z technologických důvodů tepla spalin nedá zvyšovat nad určitou mez, je nutno, pro zrychlení procesu, zvýšit rychlost proudění spalin. Provádí se to obvykle tak, že se zvolí topný systém s použitím vysokorychlostních hořáků, které kinetickou energií proudu spalin z nich vystupujících dodají hybnost atmosféře v pracovním prostoru pece a ta zde pak cirkuluje. U vozové pece však nebývá pracovní prostor vždy stejně vytížen a tak vzniká nevýhoda; spočívající v tom, že při menším obsazení může proud cirkulujících spalin vsázku míjet a tak se všechen účinek zvýšené konvekce ztrácí.

Popsaný nedostatek řeší vynález konstrukčním uspořádáním vozové pece pro nízkoteplotní procesy, jehož podstata spočívá v tom, že má dva systémy cirkulace spalin, z nichž první představuje nejméně jeden vysokorychlostní hořák namířený do spalovacího prostoru mezi stropem pece a sálavou deskou, a druhý představuje nejméně jeden cirkulační ventilátor, umístěný pod vysokorychlostním hořákem.

Předností vozové palivové pece, provedené podle vynálezu je zajištění účinného proudění atmosféry v peci v celém průřezu pracovního prostoru bez ohledu na vytížení vsázkou a bez ohledu na regulaci teploty prováděnou zapínáním a vypínáním hořáku. Tím se docílí nejen vysoký účinek konvekce, ale zároveň se zajišřuje rovnoměrné rozdělení teploty v celém pracovním prostoru pece. Protože spaliny omývají povrch sálavé desky, ohřívají ji a ta pak sálá teplo na vsázku.

Má tedy dvojí účel. Jednak usměrňuje proud čerstvých spalin a spalin cirkulujících pod stropem a navíc nahrazuje sálavý účinek vyzdívky. Protože má malou hmotnost nesnižuje nijak účinnost pece neboř potřeba tepla na její ohřátí na pracovní teplotu je nevýznamná.

Oba cirkulační systémy je možné používat současně, anebo každý zvlášř. Tak např. při sušení velkých forem, které zaujmou značnou výšku pracovního prostoru, postačí cirkulační systém reprezentovaný vysokorychlostním hořákem? při vsázce různě na voze naskládané budou provozovány systémy oba.

Naopak při chlazení vsázky v peci bude v provozu pouze systém vytvořený cirkulačním ventilátorem. Toto uspořádání umožňuje tedy nejen dokonalé dodržení potřebné technologie, ale zaručuje zároveň nejvyšší úspornost.

Příklad konstrukčního uspořádání vozové palivové pece pro nízkoteplotní procesy s izolací z keramických vláken podle vynálezu je naznačen na přiloženém výkresu. Obr. 1 představuje řez v místě hořáku a odtahu, obr. 2 řez v místě ventilátoru.

Vozová plynová pec určená pro sušení slévárenských forem, je opatřena izolací z keramických vláken _6 a má dva systémy cirkulace spalin. První představují vysokorychlostní hořáky 1^, umístěné na boku pece a namířené do spalovacího prostoru _2 mezi stropem _3 pece a sálavou deskou £ a druhý tvoří radiální cirkulační ventilátory 5_, které jsou umístěny pod vysokorychlostními hořáky 1. Pracovní prostor 12 je na bocích pece vymezen naváděcími plechy Ί_ a podlahu tvoří vyjížděcí vůz 8_ na nějž se ukládá vsázka 9_. Jsou to formy různých velikostí a mohou být naskládány na sebe. Na boku pece proti cirkulačním ventilátorům 5_ jsou umístěny vzduchové nasávače 13 opatřené klapkami. Výfuky 10 spalin opatřené klapkami jsou umístěny ve stropě 3 vedle vysokorychlostních hořáků K

Vozová palivová pec pro nízkoteplotní procesy, která má izolaci z keramických vláken, vytvořená podle vynálezu pracuje takto:

Do pracovního prostoru 12 se zaveze vsázka 9. uložená na voze 8_. Automatika zapálí vysokorychlostní hořáky 1_ a proud spalin, který z nich začne vystupovat do spalovacího prostoru 2^ nad sálavou deskou 4_ uvede do pohybu atmosféru v peci a promísí se s ní. Teplem plamene a spalin se ohřívá sálavá deska 4_ a pomáhá předávat spalinám teplo vsázce 9_. Pokud je vsázka členitá, např. jde o formy postavené na voze ve dvou vrstvách, spustí se zároveň cirkulační ventilátory 5_ a začnou napomáhat cirkulaci atmosféry podnícené vysokorychlostními hořáky 1^. Vyčerpané spaliny odcházejí z pracovního prostoru 12 výfukem 10 spalin regulovaným klapkou 11. Po skončeném sušení je možné vsázku ochladit v peci tak, že vysokorychlostními hořáky .1 je dodáván jen vzduch a zároveň se otevrou vzduchové nasávače 13, jimiž se přisává vzduch účinkem cirkulačních ventilátorů 5.. Pohyb atmosféry v pracovním prostoru 12 pece je vymezen naváděcími plechy Ί_.

Claims (1)

1. Vozová pec pro nízkoteplotní procesy s izolací z keramických vláken vyznačující se tím, že má dva systémy cirkulace spalin, z nichž první představuje nejméně jeden vysokorychlostní hořák (1), namířený do spalovacího prostoru (2) mezi stropem (3) pece a sálavou deskou (4), a druhý představuje nejméně jeden cirkulační ventilátor (5), umístěný pod vysokorychlostním hořákem (1).