Pierwszenstwo 01.02.1972 (P. 153220) Zgloszenie ogloszono: 31.05.1973 Opis patentowy opublikowano: 19.04.1975 74837 KI. 18c,l/74 MKP C21d 1/74 CZYTELNIA Urzedu fcilento^go Mail) tesnw^*1 5i u ! Twórca wynalazku: Tadeusz Wachtl Uprawniony z patentu tymczasowego: Zaklady Mechaniczne „Ponar-Tar- nów" Tarnów (Polska) Urzadzenie dla ochrony przed wybuchem gazu w piecu do obróbki cieplnej Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie dla o- chrony przed wybuchem gazu w piecu do obróbki cieplnej, w którym stosuje sie atmosfere gazowa, zabezpieczajaca metalowe przedmioty przed utle¬ nianiem.Urzadzenie to ma szczególnie korzystne zastoso¬ wanie w piecach dwukomorowych, w których pro¬ ces obróbki cieplnej, na przyklad hartowanie, od¬ bywa sie w dwóch etapach, przy czym pierwszy etap, to jest ogrzewanie wsadu odbywa sie w jed¬ nej komorze pieca, a drugi etap, to jest wlasciwy przebieg hartowania, w drugiej komorze.Znane dotychczas urzadzenia tego rodzaju za¬ wieraja generator gazu potrzebnego dla wytworze¬ nia atmosfery ochronnej w piecu. Gaz ten dopro¬ wadzany jest do jednej komory pieca z pewnym niewielkich nadcisnieniem, dzieki czemu powietrze jest wypierane przez gaz ochronny, który wypelnia wnetrze pieca. Jest sprawa bardzo wazna, aby pod¬ czas obróbki cieplnej powietrze nie przedostalo sie do wnetrza pieca, gdyz przy pewnym stezeniu gaz ten tworzy z powietrzem mieszanine wybuchowa, która stykajac sie z goracymi elementami grzew¬ czymi lub nagrzanymi scianami powodowalaby wy¬ buch i zniszczenie calego urzadzenia. W komorze grzewczej, gdzie odbywa sie nagrzewanie wsadu, ogrzewa sie równiez gaz ochronny, który czescio¬ wo spala sie, a czesciowo uchodzi przez nieszczel¬ nosci do sasiedniej komory zabezpieczajac w ten sposób od przedostania sie powietrza do wnetrza 10 15 20 25 80 komór. Po uzyskaniu wymaganej temperatury wsa¬ du, umieszczonego w komorze grzewczej, otwiera sie drzwi miedzy komorami pieca dla przesuniecia wsadu, zwykle przenosnikiem tasmowym, z komo¬ ry grzewczej do sasiedniej komory, tak zwanej ko¬ mory hartowniczej, w której nastepuje wlasciwy proces hartowania, po czym zamyka sie drzwi. W tym czasie, gdy drzwi miedzy komorami byly o- twarte czesc gazów goracych przedostala sie z ko¬ mory grzewczej do komory hartowniczej, a ponad¬ to goracy wsad przesuniety do tej komory równiez ogrzewa jej wnetrze.W dalszym przebiegu obróbki cieplnej, przy po^ mocy windy sterowanej elektrycznie, wsad zosta¬ je zanurzony do oleju. Wskutek tego znika nagle zródlo promieniowania ogrzewajace gaz wewnatrz komory hartowniczej, a poniewaz scianki tej ko¬ mory sa chlodzone, wiec gaz szybko oziebia sie zmniejszajac swa objetosc i powietrze z zewnatrz pieca bedzie zasysane do wnetrza tej komory, przez nieszczelnosci istniejace wokól drzwi zewnetrz¬ nych. O ile powietrze przedostanie sie do komory w ilosci, z która gaz wytworzy mieszanine wybu¬ chowa, to po zetknieciu sie tej mieszaniny z go¬ racymi drzwiami oddzielajacymi obie komory, mo¬ ze nastapic wybuch gazów.Celem zabezpieczenia sie przed wybuchem ga¬ zów, wskutek przedostania sie powietrza do komo¬ ry hartowniczej po zanurzeniu wsadu do oleju, sto¬ suje sie nadmuch gazu ziemnego do tej komory za 74 83774 837 posrednictwem elektrozaworu pracujacego w u- kladzie uzaleznienia elektrycznego, to znaczy, ze zanurzenie wsadu do oleju jest mozliwe dopiero po uprzednim wlaczeniu elektrozaworu, który re¬ guluje doplyw gazu do komory w celu uzyskania nadcisnienia. Ponadto w dolnej czesci drzwi zew¬ netrznych komory umieszczone sa palace sie swie¬ czki gazowe dla spalania wydostajacego sie gazu przez szczeliny wokól drzwi zewnetrznych.Wady tego urzadzenia sa nastepujace: Istnieje wiele okolicznosci, przy których zastosowana me¬ toda zabezpieczenia przed wybuchem gazów nie gwarantuje bezpieczenstwa pracy.Zastosowana blokada elektryczna reguluje tylko kolejttosc czynnosci otwarcia elektrozaworu i zanu¬ rzenia wsadu, a nie uwzglednia takich przypadków, jak przerwy w doplywie gazu, nieotworzenie za¬ woru recznego w przewodzie doprowadzajacym gaz do elektrozaworu, zaciecie sie mechanizmu zawie- radel elektrozaworu, przerwy w cewce elektroza¬ woru lub w obwodzie zasilajacym ja. Zastosowanie palacych sie swieczek w dolnej czesci drzwi ze¬ wnetrznych równiez nie daje gwarancji ochrony przed zassaniem powietrza do komory, gdy beda nieszczelnosci przy tych drzwiach. Istnieje ponad¬ to mozliwosc zgasniecia tych swieczek z róznych przyczyn.Celem wynalazku jest opracowanie takiego za¬ bezpieczenia, które wykluczaloby mozliwosc zasy¬ sania powietrza do komory pieca, podczas trwa¬ nia procesu hartowania, lub innej obróbki cieplnej, we wszystkich powyzszych okolicznosciach.Cel ten osiaga sie w urzadzeniu zawierajacym znany elektrozawór, pracujacy w ukladzie uzalez¬ nienia elektrycznego, zapewniajacego mozliwosc za¬ nurzenia wsadu do oleju, podczas procesu harto¬ wania lub innej obróbki cieplnej, tylko po uprzed¬ nim otworzeniu tego elektrozaworu, a ponadto za¬ wiera czujke elektropneumatyczna wlaczona do u- klac^u uzaleznienia elektrycznego, w celu uzyska nia uzaleznienia mozliwosci zanurzenia wsadu doi oleju, od istnienia dostatecznego nadmuchu gazuj ochronnego do komory pieca. Zastosowana w ty] urzadzeniu czujka elektropneumatyczna ma cienka' przepone gumowa, rozdzielajaca jej wnetrze na dwie komory, z których jedna polaczona jest z przewodem gazowym doprowadzajacym gaz od ele¬ ktrozaworu do komory hartowniczej pieca, druga komora czujki polaczona jest bezposrednio z ko¬ mora hartownicza pieca, a wewnatrz jej na srod¬ kowej czesci przepony umieszczona jest plytka prze¬ wodzaca prad elektryczny. W bliskiej odleglosci od tej plytki, prostopadle skierowane do jej powierz¬ chni, umieszczone sa trzy styki, umocowane w prze- * ciwleglej scianie korpusu czujki, izolowane od niej w znanych szczelnych przepustach, usytuowane w formie trójkata, przy czym dwa styki sa jednako¬ wej dlugosci a trzeci nieco krótszy. Jeden z dwóch jednakowych styków jest przylaczony do sieci ele¬ ktrycznej a drugi, poprzez pewien opór jest przy¬ laczony do zacisku przekaznika. Trzeci styk kró¬ tszy jest przylaczony bezposrednio do tego samego zacisku przekaznika.Korzysci techniczne i techniczno-uzytkowe sku¬ tki z zastosowania wynalazku sa nastepujace: U- zyskano zaleznosc urzadzen sterujacych zanurze¬ niem wsadu do oleju, od dostatecznego doplywu ga¬ zu do komory hartowniczej, dzieki czemu zabez¬ pieczono piec przed wybuchem gazów wewnatrz 5 pieca. Uzyskano przy tym duza czulosc czujki ele- ktropneumatycznej i niezawodnosc dzialania cale¬ go urzadzenia.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, który przedstawia 10 schemat ogólny urzadzenia na tle przekroju pio¬ nowego pieca.Jak uwidoczniono na rysunku piec 1 do obróbki cieplnej ma dwie komory. Jedna z tych komór, tak zwana grzewcza komora 2, sluzy do nagrze- 15 wania wsadu a druga, tak zwana hartownicza ko¬ mora 3, sluzy do wlasciwego procesu hartowania lub innego rodzaju obróbki cieplnej, przez zanu¬ rzenie wsadu 4 do oleju 5 w wannie 6. Wnetrza komór 2 i 3 moga byc polaczone przez otwarcie 20 drzwi 7 a drzwi 8 sluza do wymiany wsadu 4.Gaz doprowadzony jest z generatora 9 do komory 2, przewodem 10 a do komory 3, gaz ochronny, na przyklad ziemny, przewodem 11, poprzez odcina¬ jacy zawór 12 elektrozawór 13 i przewód kolano- 25 wy 14.Wsad 4 jest przesuwany z komory 2 do komory 3 przenosnikiem tasmowym 15 i opuszczany winda 16 w celu zanurzenia go w oleju 5. Elektrozawór 17 sluzy do uruchomienia windy 16 na dól a ele- 5° ktrozawór 18 do uruchomienia windy 16 w góre.Elektropneumatyczna czujka 19 ma dwie komory 20 i 21 oddzielone cienka gumowa przepona 22.Komora 21 jest polaczona rurka 23 z przewodem kolanowym 14 a komora 20 jest polaczona rurka ** 24 z wnetrzem hartowniczej komory 3 pieca 1.Wewnatrz komory 20, do srodkowej czesci mem¬ brany 22, umocowana jest plytka 25 przewodzaca prad elektryczny, naprzeciwko której umieszczo¬ ne sa, w bliskiej od niej odleglosci, trzy styki u- _*0 mocowane w sciance korpusu czujki 19, izolowane od tej scianki szczelnymi przepustami. Dwa styki 26 i 27 sa jednakowej dlugosci a trzeci styk 28 jest nieco krótszy. Styk 26 przylaczony jest bezposred¬ nio do sieci elektrycznej, a styki 27 i 28 przyla- 45 czone sa do jednego zacisku przekaznika P, przy czym styk 27, poprzez opornik R. Drugi zacisk prze¬ kaznika P przylaczony jest do sieci elektrycznej.Styk 1P jest umieszczony miedzy zaciskiem elektro¬ zaworu 17 i przyciskiem „Dól" a drugi zacisk ele- M ktrozaworu 17 przylaczony jest do sieci. Elektro¬ zawór 13 wlaczony jest miedzy przyciskiem „Dól" i siecia, a elektrozawór 18 miedzy przyciskiem „Gó¬ ra" i siecia. Swieczki gazowe 29 umieszczone przed dolna krawedzia drzwi 8 zasilane sa gazem z od- U galezienia przewodu 11.Dzialanie urzadzenia jest nastepujace: Przyci¬ skiem „Dól" powodujemy otworzenie elektrozawo¬ ru 13. Gaz przeplywa przewodem 11 polaczonym z siecia gazu ziemnego, poprzez reczny zawór 12, 60 elektrozawór 13 i kolanowy przewód 14 do komory 3 a jednoczesnie rurka 23 do komory 21 czujki 19.Wskutek róznicy cisnien miedzy komorami 21 i 20 membrana 22 wygnie sie powodujac najpierw zwarcie styków 26 i 27 przez plytke 25. Prad prze- 65 plywajac przez opór R lagodnie zasila obnizonym74 837 napieciem przekaznik P nie powodujac jego zadzia¬ lania. Przy nieco wiekszym ugieciu membrany 22 plytka 25 zwiera wszystkie trzy styki, to jest styki 26, 27 i 28.Nastepuje zadzialanie przekaznika P, to jest zwar¬ cie styków 1P w obwodzie elektrozaworu 17, któ¬ ry powoduje uruchomienie windy 16 i zanurzenie wsadu 4 do oleju 5, w wannie 6. Po zakonczeniu obróbki cieplnej, zwalniamy przycisk „Dól" wsku¬ tek czego nastapi przerwa w doplywie pradu do elektrozaworów 17 i 13, przy czym ten ostatni za¬ mknie doplyw gazu ziemnego do komory 3 cp wy¬ wola wyrównanie sie cisnien w komorach 20 i 21 czujki 19 i powrót membrany 22 z plytka 25 do polozenia pierwotnego. Powracajaca membrana 22 z plytka 25 rozewrze najpierw styki 27 i 28 zbocz- nikowane oporem R, który chroni je przed uje¬ mnym dzialaniem, tworzacej sie wskutek samoin- dukcji iskry elektrycznej, powodujac jej wygasze¬ nie i zmniejsza znacznie wartosc pradu plynacego przez przekaznik P wlaczajac opór R szeregowo w obwód uzwojenia przekaznika P. W koncowej fazie zostaja rozwarte wszystkie styki 26, 27 i 28 bez niebezpieczenstwa ich nadpalenia wywolanego dzia¬ laniem iskry elektrycznej.Przyciskiem „Góra" powodujemy zadzialanie elek¬ trozaworu 18, który uruchamia winde 16 podno¬ szaca wsad do góry, az do calkowitego wynurzenia jego z oleju 5. PL PL