Pierwszenstwo: Zgloszenie ogloszono: 30.05.1973 Opis patentowy opublikowano: 25.11.1974 72497 KI. 18c, 1/74 MKP-C21C 1/74 CZYTELNIA Twórcywynalazku: TadeuszWachtl, Stanislaw Para Uprawniony z patentu tymczasowego: Zaklady Mechaniczne „Ponar-Tarnów" Tarnów(Polska) Piec do obróbki termicznej z atmosfera ochronna regulowana, ogrzewany gazem Przedmiotem wynalazku jest piec do obróbki termicznej z atmosfera ochronna regulowana, ogrzewany gazem, posiadajacy szczelna komore wsadowa, w której umieszczone sa przedmioty obrabiane termicznie, w atmosferze gazu naweglajacego lub obojetnego, dostarczanego z generatora atmosfery ochronnej.Znane obecnie najnowsze urzadzenie do tego celu na przyklad urzadzenie typu PEKAT skladaja sie z dwóch zasadniczych zespolów, to jest generatora gazu wytwarzajacego, w retorcie z katalizatorem podgrze¬ wanej do wysokiej temperatury, gaz obojetny lub naweglajacy, oraz szczelnej komory wsadowej, w której prowa¬ dzonyjest proces obróbki termicznej.Dla wyrównania temperatury wewnatrz komory wsadowej stosowane jest mieszadlo napedzane silnikiem elektrycznym. Przedmioty poddawane procesowi obróbki termicznej umieszcza sie w tej komorze, podgrzewanej elektrycznie do zadanej temperatury, a nastepnie doprowadza sie do niej przygotowany w generatorze gaz nawe¬ glajacy lub obojetny. Elementy grzejne zasilane napieciem 3 x 380 V które podgrzewaja te komore znajduja sie w giubosciennych szczelnych rurach zaroodpornych i umieszczone sa poziomo wzdluz bocznych scian komory wsadowej.Powazna wada tego rozwiazania jest czeste uszkadzanie sie elementów grzejnych, które ulegaja przegrzaniu i przepalaja sie, na skutek zlego przewodnictwa cieplnego grubej scianki zaroodpornej oslony, która w czasie pracy przy procesie naweglania pokrywa sie duza warstwa sadzy i zgorzeliny. Przepalajacy sie przewód oporowy elementu grzejnego tworzy luk elektryczny miedzy przepalajacymi sie przewodami i oslona metalowa. W takich przypadkach dochodzi do stapiania sie przepalajacego przewodu oporowego z oslona metalowa, lub do uszko¬ dzenia oslony na skutek wypalenia w niej otworu. Usuniecie takiej awarii jest bardzo pracochlonne i powoduje kilkudniowe postoje pieca, poniewaz zachodzi koniecznosc wystudzenia komory wsadowej dla umozliwienia wejscia pracownika do komory, celem wyciecia oslony wraz z uszkodzonymi elementami grzejnymi. Prócz tego istnieje niebezpieczenstwo porazenia pradem elektrycznym obslugi, poniewaz szamotka izolacyjna, w której umieszczone sa elementy oporowe, traci wlasnosci izolacyjne w tak wysokiej temperaturze w nastepstwie czego powstaja przebicia elektryczne.Inne urzadzenia do tego celu maja podobny uklad, ale ogrzewane sa za pomoca rur promieniujacych, wewnatrz których spala sie gaz opalowy. Stosowanie takich rur jest klopotliwe, gdyz wymaga bardzo doklad-2 72 497 nego dobrania srednic i dlugosci rur, jak równiez szybkosci przeplywu gazu, w celu dobrego wymieszania gazu z powietrzem i zapewnienia mozliwie równomiernej temperatury wzdluz calej rury. Przy tych rozwiazaniach musi byc stosowany wymuszony dmuch powietrza z wentylatora napedzanego silnikiem elektrycznym, oraz specjalna aparatura sterownicza do regulacji stalego stosunku gazu do powietrza dla uzyskania dobrego spalania i utrzymania temperatury w granicach dopuszczalnej tolerancji dla danego procesu.Równiez powazna wada tych rozwiazan jest brak stalej kontroli szczelnosci rur promieniujacych co w przypadku ich przepalenia, szczególnie przy wymuszonym dmuchu powietrza stwarza niebezpieczenstwo wtlo¬ czenia powietrza do komory wsadowej, gdzie moze nastapic wybuch gazu i zniszczenie pieca.Inna wada wszystkich stosowanych obecnie urzadzen tego typu jest ich zupelny postój w przypadku przerwy w doplywie pradu poniewaz zatrzymanie sie wentylatora powoduje natychmiastowe odciecie doplywu gazu opalowego, a w przypadku spadku temperatury komory wsadowej ponizej 750°C zachodzi koniecznosc wypuszczenia gazu naweglajacego z komory wsadowej dla ochrony pieca przed wybuchem gazu. Ponowne uru¬ chomienie pieca po wypuszczeniu gazu jest pracochlonne i wiaze sie z kilkugodzinna przerwa jego normalnej • pracy w okresie rozruchu.Celem wynalazku jest usuniecie tych wad i niedogodnosci, przez skonstruowanie takiego ukladu ogrze¬ wania w którym nie zachodzi koniecznosc usuwania gazu z komory wsadowej w przypadku przerw w dostawie energii elektrycznej, wyeliminowanie skomplikowanej aparatury sterowniczo — kontrolnej, oraz rur promie¬ niujacych nie posiadajacych stalej kontroli ich szczelnosci, zwiekszenie niezawodnosci pracy urzadzenia, usu¬ niecie niebezpieczenstwa porazenia pradem elektrycznym i obnizenia kosztów eksploatacji.Wytyczone zadanie osiaga sie przez umieszczenie wewnatrz wsadowej komory pieca przy jej bocznych scianach dwu komór spalania z blachy zaroodpornej o podwójnych scianach miedzy którymi utworzona jest hermetyczna przestrzen polaczona rurka, poprzez termoelektryczny czujnik, z przestrzenia strony ssawnej prze- wietrznika silnika elektrycznego napedzajacego mieszadlo gazu ochronnego w komorze wsadowej, w celu zapew¬ nienia stalej kontroli szczelnosci tych komór. Zastosowanie podwójnych scianek przy komorze spalania pozwala uzyskac równomierny rozklad temperatur na zewnetrznej sciance komory spalania. Prócz tego wewnatrz kazdej komory spalania w jej dolnej czesci znajduje sie pozioma ceramiczna przegroda, na czesci dlugosci komory spalania, pod która utworzona jest glówna komora spalania wylozona z boków i od spodu ceramicznymi plytkami w celu ochrony blachy przed skutkami dzialania wysokiej temperatury. Na wlocie tej komory umiesz¬ czonyjest injektorowy palnik.Techniczne i techniczno — uzytkowe skutki wynalazku sa nastepujace: Zlikwidowano zupelnie wystepujace dotychczas postoje pieca z powodu uszkadzania sie elementów grzew¬ czych, skrócono znacznie czas postoju pieca w przypadku przerw w dostawie pradu, poniewaz zawór obiegowy iglicowy nie dopuszcza do spadku temperatury ponizej 750°C, a wiec nie zachodzi koniecznosc wypuszczenia gazu z komory wsadowej dla ochrony pieca przed wybuchem, usunieto zupelnie niebezpieczenstwo porazenia pradem elektrycznym, uzyskano duza niezawodnosc dzialania prostego ukladu sterowniczego, oraz obnizono znacznie koszty eksploatacji.Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykladzie wykonania na rysunku na którym fig. 1 przed¬ stawia przekrój podluzny pieca, a fig. 2 — przekrój poprzeczny pieca.Jak uwidoczniono na fig. 1 i 2 urzadzenie sklada sie z pieca komorowego 1, generatora gazu 2 z którego doprowadzony jest gaz naweglajacy rura 3 do wnetrza szczelnej wsadowej komory 4 ogrzewanej przez pro¬ mieniujace zewnetrzne powierzchnie metalowego plaszcza 5 nagrzewanego do wysokiej temperatury. Komora spalania 6 wykonana jest w postaci dwóch szczelnych wspólsrodkowych plaszczy 5, 7 zespawanych tak, ze miedzy nimi utworzona jest hermetyczna przestrzen 8, polaczona rurka 9 z czujka 10, do stalej kontroli szczel¬ nosci plaszczy 5, 7 za posrednictwem termoelementu 11 polaczonego z czulym elektrycznym mierni¬ kiem 12.W górnej czesci komory 6 znajduje sie wylotowy kominowy przewód 13. W dolnej czesci komory 6 utwo¬ rzona jest przez ceramiczna przegrode 14 glówna komora spalania 15 wylozona poziomymi ceramicznymi plytkami 16 i pionowymi 17. Na wlocie tej komory 15 zamocowany jest injektorowy palnik 18 przysloniety od strony czolowej luzna pokrywa 19 ze szczelina 20 w jej dolnej czesci. Na przewodzie 21 doprowadzajacym gaz opalowy do palnika 18 jest glówny reczny zawór 22 i elektrozawór 23 zbocznikowany iglicowym zaworem 24.W górnej czesci pieca 1 znajduje sie wewnatrz wsadowej komory 4 mieszadlo 25 napedzane elektrycznym sil¬ nikiem 26, oraz termopara 27 polaczona z termoregulatorem 28. W poblizu przewietrznika 29 elektrycznego sil¬ nika 26 doprowadzony jest wylot rurki 30 z czujki 10. Okno 31 komory 4 zamykane jest drzwiami 32. Na doply¬ wie pradu elektrycznego zasilajacego termoregulator 28 i elektrozawór 23 znajduje sie lacznik 33.3 72 497 Dzialanie urzadzenia jest nastepujace. Przed zalaczeniem pradu do ukladu sterowniczego lacznikiem 33, nalezy otworzyc zawór 22, na przewodzie gazowym 21 zapalic pochodnie w poblizu wylotu palnika 18 i otwo¬ rzyc nieco iglicowy zawór 24. Po ukazaniu sie plomienia w komorach 15 nalezy regulowac tak zawór iglicowy 24, azeby temperatura w komorze 4 utrzymywala sie wstepnie w zakresie 800°C, a szczelina 20 pokrywy 19 ustala sie jakosc spalania gazu, które powinno byc niezupelne, w celu ochrony wewnetrznej powierzchni metalo¬ wego plaszcza 7 komory 6 przed utlenianiem. Nastepnie ustawia sie zadana temperature wsadowej komory 4 na termoregulatorze 28 polaczonym z termopara 27 i wlacza prad do ukladu sterujacego lacznikiem 33, co spowo¬ duje zadzialanie elektrozaworu 23, wskutek czego zwiekszy sie doplyw gazu do palnika 18. Po uzyskaniu w komorze 4 przy pomocy termoregulatora 28 zadanej temperatury, zostanie wylaczony prad do elektrozaworu 23 i uklad grzewczy wróci do stanu pierwotnego. W ten sposób temperatura komory 4 bedzie utrzymywana w wymaganych granicach. W okresie eksploatacji urzadzenia pracuje stale mieszadlo 25 napedzane silnikiem 26 w celu uzyskania równomiernego rozkladu temperatury i gazu ochronnego w komorze 4 wsadowej, która ogrze¬ waja promieniujace komory 6 o podwójnych szczelnych sciankach 5, 7.Szczelnosc komór 6 jest kontrolowana stale w czasie pracy pieca 1, przy pomocy czujki 10 ztermoele- mentemll polaczonym z czulym elektrycznym miernikiem 12, poprzez która jest ssane powietrze z her¬ metycznej przestrzeni utworzonej przez podwójne scianki komór 6, przez przewietrznik 29 silnika 26. Gdy ko¬ mory 6 sa szczelne wówczas wytworzy sie male podcisnienie, ale nie bedzie przeplywu powietrza przez czujke 10.Natomiast gdy komory 6 nie sa szczelne, wówczas zostanie zassany gaz o wysokiej temperaturze, który podgrzeje termoelement 11 czujki 10 co zasygnalizuje miernik 12. Po nalezytym wygrzaniu komory 4 otwiera sie drzwi 32 i przez okno 31 wklada przedmioty poddawane obróbce termicznej do komory 4, zamyka drzwi 32 a nastepnie z generatora 2 doprowadza rura 3 gaz naweglajacy do wsadowej komory 4. W celu lepszego wyko¬ rzystania ciepla spalania gazu opalowego wydluzono droge spalin w komorze 4 przez zastosowanie ceramicznej przegrody 14, oraz wylozono glówna komore 15 spalania plytkami ceramicznymi 16, 17 dla ochrony plaszcza 7 przed dzialaniem wysokiej temperatury wystepujacej w poblizu wylotu palnika 18. PL