Pierwszenstwo: Zgloszenie ogloszono: 31.05.1973 Opis patentowy opublikowano: 21.04.1975 77522 KI. 24c, 8 MKP F23c 5/10 CZYTELNIA Urredu Pcrlentswego Twórcywynalazku: Tadeusz Wachtl, Jan Stec Uprawniony z patentu tymczasowego: Zaklady Mechaniczne „Ponar-Tarnów",Tarnów(Polska) Generator gazu do pieców z regulowana atmosfera ochronne Przedmiotem wynalazku jest generator gazu do pieców z regulowana atmosfera ochronna, zwlaszcza endogazowa, ogrzewany gazem, stosowany w procesach obróbki termicznej.Dotychczas znane generatory tego typu ogrzewane sa elektrycznie wzglednie gazem przy zastosowaniu palników z wymuszonym dmuchem powietrza i skomplikowana aparatura sterujaco-sygnalizacyjna.W tych urzadzeniach, ogrzewanych elektrycznie, generator wykonany jest w postaci cylindrycznej komory której scianka na obwodzie od strony wewnetrznej wymurowana jest cegla szamotowa, a od dolu i od góry zamykaja komore wymurowane pokrywy. W srodku tej komory znajduje sie rura wypelniona katalizatorem zwana retorta. W przestrzeni miedzy retorta a wymurówka walcowej scianki komory zawieszone sa pionowo na górnej pokrywie generatora w odpowiednich otworach wokól retorty spirale grzejne w szamotowych ksztalt¬ kach, oraz termopary do pomiaru i regulacji temperatury obok elementów grzewczych w pewnym oddaleniu od retorty.W generatorach ogrzewanych gazem stosowane sa 2 palniki gazowe z wymuszonym dmuchem powietrza, zabudowane na bocznej scianie generatora tak, ze plomien obmywa czesciowo dolna powierzchnie retorty, a nastepnie przemieszcza sie do góry gdzie znajduja sie cztery otwory wylotowe. Doplyw gazu i powietrza do palników regulowany jest silownikami elektromechanicznymi, które sterowane sa regulatorem temperatury.Temperatura katalizatora w retorcie utrzymywana jest w wysokosci okolo 1050°C.Wady i niedogodnosci dotychczas stosowanych rozwiazan sa nastepujace.Przy ogrzewaniu elektrycznym nie ma gwarancji utrzymania stalej temperatury w retorcie, poniewaz termopara regulacyjna umieszczona jest w poblizu jednego elementu grzewczego, co w przypadku uszkodzenia elementu grzewczego nie znajdujacego sie w sasiedztwie termopary jest powodem powaznych róznic temperatur miedzy rzeczywista temperatura katalizatora, a wskazywana przez wskaznik regulatora temperatury polaczony z wymieniona termopara. W czasie pracy urzadzenia spadek temperatury katalizatora jest niedopuszczalny, ponie¬ waz nie zachodzi pelna konwersja gazu, wskutek czego po przejsciu przez retorte z katalizatorem spala sie on czesciowo pózniej w piecu do obróbki termicznej, a to powoduje nie tylko uszkadzanie wsadu, lecz równiez elementów konstrukcyjnych i tasm grzewczych pieca.2 77 522 Niezaleznie od tego wystepuja czeste awarie elementów grzejnych, które w tak wysokiej temperaturze przepalaja sie lub urywaja wskutek pekniecia pretów na których zawieszone sa ksztaltki ceramiczne z elementa¬ mi grzejnymi.Zastosowanie palników gazowych w dotychczasowym wykonaniu z wymuszonym dmuchem powietrza przy pomocy dmuchawy napedzanej elektrycznie, jest powodem duzej miejscowej koncentracji plomienia, co powoduje przepalanie sie retorty wjdolnej czesci, gdzie ona jest obmywana przez plomien palnika" o bardzo wysokiej temperaturze. Takie rozwiazanie ogrzewania ze stosowaniem wentylatora dmuchu powietrza do palnika wymaga ponadto skomplikowanej aparatury sterowniczej z elektrosilownikami do regulacji stalego stosunku powietrza do gazu przy zmianie natezenia przeplywu gazu. Powazna wada sa równiez przestoje pieca w przypad¬ ku przerw w.dostawie energii elektrycznej, poniewaz ustaje dmuch powietrza, co powoduje zupelny postój urzadzenia i szybkie wystudzenie generatora, a to wydluza znacznie czas jego rozruchu po pojawieniu sie napiecia.Celem wynalazku jest usuniecie wad i niedogodnosci dotychczasowych urzadzen przez skonstruowanie niezawodnego w pracysgeneratora gazu z prosta automatyka sterownicza, pracujacego czesciowo nawet w przy¬ padku zaniku napiecia, oraz ekonomicznego w eksploatacji.Wytyczone zadanie osiaga sie wedlug wynalazku w generatorze gazowym przez skonstruowanie pierscienio¬ wego injektorowego palnika gazowego z kilkoma dyszami, umieszczonego pod dnem generatora w ten sposób, ze wyloty dysz znajduja sie w pewnej odleglosci ponizej otworów wlotowych komory generatora. Wymienione otwory wykonane w dnie generatora skierowane sa skosnie do srodka pod pewnym katem do osi retorty i wyprawione ognioodporna masa z dodatkiem wlókien azbestowych. W górnej sciance znajduje sie rura wyloto¬ wa z przepustnica regulowana elektromagnetycznie. Na przewodzie doprowadzajacym gaz do palnika umieszczo¬ ny jest elektrozawór zbocznikowany recznym zaworem iglicowym, którym ustala sie dlugosc plomienia palnika przy zamknietym elektrozaworze.Techniczne i techniczno-uzytkowe skutki wynalazku sa nastepujace. Zastosowanie palnika injektorowego z dyszymi rozmieszczonymi równomiernie na obwodzie komory generatora pozwolilo wyeliminowac wentylator nadmuchu powietrza i skomplikowana aparature sterownicza, oraz uszkadzanie retorty na skutek miejscowego przegrzewu wjobrebie plomienia. Uzyskano równomierny rozrzut plomieni w calej komorze oraz poprawny pomiar temperatury retorty. Prócz tego przez zastosowanie obiegowego zasilania palnika przy pomocy zaworu iglicowego zmniejszono powaznie czas postoju generatora w przypadku zaniku napiecia, a sterowana elektromag- netycznie.przepustnica na przewodzie wylotowym pozwolila podniesc sprawnosc energetyczna urzadzenia oraz zmniejszyc utlenianie sie retorty przez nadmierny ciag kominowy przy zmniejszonym doplywie gazu do palnika.Urzadzenie wedlug wynalazku jest przedstawione w przykladzie wykonania na rysunku, który przedstawia schemat urzadzenia.Jak uwidoczniono na rysunku urzadzenie sklada sie z generatora 1 w postaci walca zamknietego, wymuro¬ wana górna scianka 2 i dnem 3, posiadajacego wymurówke 4, komore 5, retorte 6 wypelniona katalizatorem 7, do której doprowadzana jest mieszanka gazowo-powietrzna rurociagiem 8. Mieszanka ta po przejsciu przez katalizator 7 zasila rurociagiem 9 piec 10 do obróbki termicznej. W dnie 3 znajduje sie killea otworów 11 skierowanych, skosnie do srodka komory 5, rozmieszczonych równomiernie, które posiadaja wykladzine 12 o dzialaniu katalitycznym, a wtórnej sciance 2 znajduje sie wylotowy przewód 13 z przepustnica 14 sterowana elektromagnesem 15. W srodkowej czesci generatora 1 umieszczone sa termopary 16,17, z których termopara 16 wspólpracuje z regulatorem, temperatury 18 a termopara 17 z awaryjnym wskaznikiem 19 sygnalizujacym, syrena 20, przekroczenie granicznej temperatury generatora 1.Ponizej dna 3 generatora 1 zamocowany jest injektorowy palnik 21 z nastawna przeslona 22 w ten sposób, ze dysze 23 umieszczone na pierscieniowej rurze 24 skierowane sa do otworów 11 a plomien 25 uderza bezposrednio o wykladzine 12 otworów 11 i spaliny przemieszczaja sie wzdluz wewnetrznej wymurówki 4 komora 5 do.wylotowego przewodu 13. Na gazowym przewodzie 26 zasilajacym palnik 21 znajduje sie glówny zawór 27 oraz elektrozawór 28, zbocznikowany iglicowym zaworem 29. Uklad sterowania elektrycznego zasilany jest z sieci 220 V przez wylacznik 30.Dzialanie urzadzenia jest nastepujace. Przed zalaczeniem pradu do ukladu sterowniczego lacznikiem 30, otwiera sie zawór 27 na przewodzie 26, zapala pochodnie w poblizu wylotu dysz 23 palnika 21 i otwiera nieco iglicowy zawór 29. Po ukazaniu sie plomieni 25 nad wszystkimi dyszami 23 reguluje iglicowym zaworem 29 dlugosc plomieni 25 tak, azeby temperatura retorty 6 utrzymywala sie wstepnie o wartosci okolo 750°C, a przeslona 22 i przepustnica 14 ustala sie jakosc spalania gazu, które powinno byc nie zupelne, w celu ochrony retorty 6 przed utlenianiem. Nastepnie ustawia A zadana temperature retorty na regulatorze 18 polaczonym z termopara 16, oraz graniczna wartosc temperatury na wskazniku 19 polaczonym z termopara 17, który77 522 3 w przypadku, przekroczenia regulowanej temperatury na skutek uszkodzenia sie ukladu sterujacego uruchomi awaryjna syrene 20.Po wlaczeniu pradu do ukladu sterowniczego lacznikiem 30 zadziala elektrozawór 28 i elektromagnes 15 wskutek czego zwiekszy sie doplyw gazu do palnika 21 i zostanie otwarta przepustnica 14 na przewodzie 13. Po uzyskaniu przez retorte, ustalonej na regulatorze 18, temperatury zostanie wylaczony prad do elektrozaworu 28 i elektromagnesu 15, a uklad grzewczy wróci do stanu pierwotnego, to jest zmniejszy sie doplyw gazu do palnika* 21, jak. równiez, zmniejszy sie ciag kominowy na skutek czesciowego przymkniecia przepustnicy 14. W ten sposób temperatura retorty utrzymuje sie w granicach zadanych.Przewodem 8 doprowadzona jest do retorty 6 mieszanka gazowo-powietrzna, gdzie w zetknieciu sie z katalizatorem 7 na drodze czesciowego spalania sie, oraz rozkladu termicznego wytwarza atmosfere endogazo- wa, która przewodem 9 doprowadzona jest do komory pieca 10 gdzie prowadzona jest obróbka termiczna. PL PL