RU17359U1 - Муфель конвейерной газонаполненной электропечи - Google Patents

Abstract

Муфель, состоящий из первой секции муфеля, соединенной последовательно со второй секцией муфеля с помощью третьей, относительно короткой переходной секции, имеющей большую площадь сечения по сравнению с вышеуказанными первой и второй секциями, составляющих проходной канал для конвейера, причем третья переходная секция муфеля имеет две параллельные плиты, имеющие в центре отверстия, совпадающие по форме с формой сечения секций муфеля, при этом отверстие первой плиты расположено рядом с первой секцией муфеля, а отверстие второй плиты - рядом со второй секцией муфеля, и устройства для предотвращения перехода тепла от одной плиты к другой, причем одно устройство для предотвращения перехода тепла за счет теплопроводности выполнено в виде трубопровода, расположенного по периферии названных плит, а второе устройство для предотвращения тепла излучением выполнено в виде третьей плиты, соединенной с трубопроводом, расположенной между первой и второй плитами и имеющей центральное проходное отверстие, совпадающее с внутренней частью муфеля, отличающийся тем, что третья секция муфеля снабжена отводящим газовым трубопроводом, сообщающим ее внутреннюю полость с внешней средой, а ее третья плита имеет большую площадь сечения, чем первая и вторая плиты и соединена посредством обечаек с ними, при этом устройство для предотвращения перехода тепла в виде трубопровода выполнено в виде гнутого профиля, частично охватывающего третью переходную секцию, жестко соединенного с обечайками и образующего замкнутую полость, внутри которой находится выступающая часть третьей переходной секции, причем на обеих плоскостях треть�

Description

200012 881

lPlilrP l|WJlMJ, , , F27B5/10

Муфель конвейерной газонаполненной электропечи

Полезная модель относится к узлам электропечей сопротивления, предназначенных для тепловой обработки изделий, в системах, где требуется разделение газовых сред, в частности, в электропечах сопротивления для производства металлостеклянных спаев.

Известен муфель, состоящий из первой секции муфеля, соединенной последовательно со второй секцией муфеля с помощью третьей, относительно короткой переходной секции, имеющей большую площадь сечения, по сравнению с вышеназванными первой и второй секциями; три муфельные секции составляют проходной канал, для прохождения через него конвейера, транспортирующего изделия, предназначенные для тепловой обработки в муфеле, третья переходная секция муфеля содержит две параллельные плиты, имеющие отверстия в центре, причем отверстие первой плиты расположено рядом с первой муфельной секцией, а отверстие второй плиты рядом со второй муфельной секцией, и содержит устройство, расположенное между первой и второй плитами, с целью предотвращения перехода тепла за счет теплопроводности и второе устройство, соединенное с первым для предотвращения перехода тепла от одной плиты к другой за счет излучения. Названное устройство для предотвращения перехода тепла за счет проводимости представляет собой трубопровод, расположенный по периферии названных плит и полностью охватывающий пространство между плитами, названный трубопровод имеет входное и выходное отверстия, куда подается и выходит охлаждающая жидкость, удаляя, таким образом, тепло из названной переходной секции. Устройство для предотвращения перехода тепла за счет излучения, представляет собой третью плиту, расположенную между двумя названными плитами, представляющую собой экран излучения, имеющий центральное отверстие, совпадающее с внутренней частью муфеля, чтобы обеспечить прохождение объекта теплоШ 1иП

вой обработки между двумя секциями муфеля через третью секцию перехода (патент США № 3041056 от 26.06.1962 Кл. 263 - 37).

Данная конструкция позволяет обеспечить в одном муфеле две рядом расположенные температурные зоны, где одна зона имеет относительно более вьюокую температуру, а другая - относительно более низкую температуру, без возможности перехода тепла из одной зоны в другую, так чтобы установить и сохранить очень четко выраженный температурный градиент между двумя тепловыми зонами печи.

Однако существует большое количество многостадийных тепловых процессов, в частности в электронной технике при производстве полупроводников, магнитных и металлических пленок, получении металлостеклянных спаев, в которых помимо получения температурного градиента требуется и одновременное разделение газовых сред, с их изоляцией друг от друга во избежание возникновения взрывоопасных смесей, внесения загрязняющих примесей или четкого определения пределов газовых сред на каждом этапе, чтобы точно регулировать продолжительность обработки изделий.

Таким образом, несмотря на то, что данная конструкция обеспечивает эффективное разделение двух последовательных зон температурного нагрева, она не в состоянии создать эффективный барьер для разделения газовых сред в муфеле и предотвращения перехода газовой среды из одной муфельной секции в другую.

Задачей полезной модели является расширение функциональных возможностей муфеля конвейерной газонаполненной электропечи при работе на технологических процессах, где требуется разделение газовых сред.

Технический результат достигается тем, что в муфеле конвейерной газонаполненной электропечи третья секция муфеля снабжена отводящим газовым трубопроводом, сообщающим ее внутреннюю полость с внешней средой, а ее третья плита имеет большую площадь сечения, чем первая и вторая плиты и соединена посредством обечаек с ними, при этом устройство для предотвращения перехода тепла в виде трубопровода выполнено в виде гнутого профиля, частично охватывающего третью переходную секцию, жестко соединенного с обечайками и образующего замкнутую полость внутри которой находится вьютупающая часть третьей переходной секции, причем на обеих плоскостях третьей плиты вокруг центрального отверстия выполнен газовый коллектор, соединенный с подводящим газовым трубопроводом, отверстия которого, сообщающие полость коллектора с полостями третьей переходной секции муфеля, образованные ее первой, третьей и второй плитами, выполнены в шахматном порядке, причем часть отверстий выполнена строго вертикально, а другая часть под углом, не превышающим угла между плоскостью третьей плиты и направлением на свод и днище соответствующей муфельной секции.

На фиг.1 - главный вид муфеля, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1, на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.2, на фиг.4 - вид В на фиг.З

Муфель, состоящий из первой секции муфеля 1, второй секции муфеля 2, соединенных с помощью третьей, относительно короткой переходной секции 3, установленных в нагревательной камере 4 печи. Все три секции муфеля выполнены из металла, способного выдерживать относительно высокие температуры, соответствующие выполняемым в печи технологическим процессам. Секции муфеля 1 и 2 могут иметь разное поперечное сечение, или, как показано на фиг.1 одинаковое. Секция муфеля 1 имеет трубопровод 5, а секция муфеля 2 - трубопровод 6, предназначенные для подачи в муфель технологических газов. Переходная секция 3 имеет трубопровод 7, предназначенный для отвода газов из нее, на конце которого имеется запальник 8, предназначенный для сжигания отводимых газов. Секции муфеля 1 и 2 окружены нагревателями 9, в частности, защищенными заявкой на полезную модель №11436, опубликованную в бюл.№9 от 16.09.99 . Муфель может быть нагрет другим типом электронагревателей и, в отдельных случаях, может быть нагрет газовыми нагревателями. Секции муфеля 1 и 2 имеют сводчатую конструкцию и состоят из свода 10 и подового желоба 11 (фиг. 2). По подовому желобу 11 движется конвейерная лента 12. Переходная секция 3 вкпючает две цилиндрические плиты 13 и 14 (фиг. 3),

имеющих большую, чем секции муфеля 1 и 2 площади сечения, расположенных параллельно друг другу, первая из которых приварена к секции муфеля 1, а вторая - к секции муфеля 2. Обе плиты имеют отверстия, которые совпадают с конфигурацией секций муфеля 1 и 2. Плиты 13 и 14 расположены на некотором расстоянии друг от друга. Между плитами 13 и 14 располагается плита 15, имеющая большую площадь сечения, чем упомянутые плиты 13 и 14. Плиты 13, 14 и 15 соединены по периферии обечайками 16 и 17. Плита 15 имеет отверстие 18 (фиг.4), размеры которого позволяют проходить через него конвейерной ленте 12 с изделиями. Плита 15 делит внутреннюю полость переходной секции 3 на две полости 19 и 20. Переходная секция 3 имеет трубопровод 21, выполненный в виде гнутого профиля, например, швеллера, частично охватывающего переходную секцию 3, жестко соединенного полками с обечайками 16 и 17 и образующего замкнутую полость 22, внутри которой находится выступающая часть плиты 15 переходной секции 3. В верхней части обечаек 16 и 17 выполнены отверстия 23 и 24 сообщающие полости 19 и 20 переходной секции 3 с отводящим трубопроводом 7. Трубы 25 и 26 соединяют внутреннюю полость 22 с водяной системой печи. Переходная секция 3 снабжена газовым коллектором 27, который расположен на обеих плоскостях плиты 15, охватывает отверстие 18 в плите 15 и соединен с подводящим трубопроводом 28. Коллектор 27 имеет отверстия 29, расположенные над и под отверстием 18. Отверстия 29 располагаются в шахматном порядке, причем часть отверстий располагаются строго вертикально, а другая часть расположена под углом, величина которого не превышает угла между плоскостью плиты 15 и краем секций муфеля 1 и 2.

Муфель конвейерной газонаполненной электропечи работает следующим образом. Муфель устанавливается в нагревательной камере печи, в частности, конвейерной электропечи сопротивления. Конвейерная лента 12 двигается на заданной скорости от секции муфеля 1 к секции муфеля 2. На конвейерной ленте 12 располагают обрабатываемые изделия с парными компонентами для получения металлостеклянных спаев. С помощью нагревателей 9 в секциях муфеля создается необхо

димый температурный режим. Через трубопровод 5 в муфель подается азот, который создает внутри секции муфеля 1 слабо окислительную атмосферу. Через трубопровод 6 в секцию муфеля 2 подается водород, который создает внутри секции муфеля 2 восстановительную атмосферу. Через трубопровод 28 в переходную секцию 3 подается азот, проходящий через газовый коллектор 27, который через отверстия в коллекторе 29 подается во внутренние полости 19 и 20, создавая газовую азотную завесу. При этом, смешиваясь с попадающими из секций муфеля 1 и 2 технологическими газами, они вытягиваются через отверстия 23 и 24 в обечайках 16 и 17, и по трубопроводам 7 попадают в запальник 8, где, смешавшись с воздухом сжигаются. При помощи трубопроводов 25 и 26 в трубопровод 21 подается охлаждающая жидкость, например, вода. Температура на выходе из секции 1 составляет 1050 - 1100°С, чтобы произошел расплав стекла и соединение с металлической компонентой, приобретшей окисленный слой. После этого происходит отжиг в секции муфеля 2 с медленным охлаждением для приобретения металлостеклянным спаем антиокалийных свойств. При отсутствии переходной секции 3 будет происходить перенос тепла и газов из секции муфеля 1 в секцию муфеля 2, вследствие чего будет происходить разбавление газовой атмосферы и ее загрязнение. Такой переход тепла и газов эффективно предотвращается за счет переходной секции 3. Эта секция позволяет создать достаточно большой температурный градиент между секциями муфеля 1 и 2 и одновременно служит для удаления из муфеля любого газа, который проходит из одной секции муфеля в другую. Получение точного температурного градиента достигается за счет конструкции переходной секции 3. Во-первых, ничтожно малое количество тепла переходит за счет теплопроводности из секции муфеля 1 в секцию муфеля 3. Замкнутый поток охладителя в трубопроводе 20 полностью предотвращает переход тепла за счет теплопроводности, циркулирующая вода соответственно поглощает тепло, передающееся через плиты 12 и 13, обечайки 15 и 16. Выступающая часть плиты 14, позволяет оттягивать дополнительно тепло от нее, увеличивая тепловой барьер для перехода тепла за счет теплопроводности. Плита 14 служит

также для перехода тепла из секции муфеля 2 в секцию муфеля 3 за счет излучения, играя роль теплового экрана. Тепло, передаваемое платами 12 и 13, будет блокировано плитой 14, а затем перейдет с потоком газа на обечайки 15 и 16, где за счет теплопроводности перейдет в поток воды в трубопроводе 20 и частично будет вынесено с потоком газов через трубопровод 7. Переход тепла с газами будет ничтожно малым, так как газы имеют относительно малую теплоемкость, и не могут мигрировать из секции 2 в секцию 3 или наоборот. Если газы будут двигаться в сторону секции 4, они будут удалены из муфеля через отверстия 23 и 24 и через трубопроводы 7. Переход газов предотвращается за счет газовой завесы, выходящими через отверстия 29 газами. При этом разно направленность отверстий 29 позволяет увеличить эффективность газовой завесы. Вертикальные отверстия создают непосредственно газовый барьер, а наклонные отверстия направляют выходящие из муфельных секций 2 и 3 газы в полости 18 и 19, где они удаляются через отверстия 23 и 24 и трубопроводы 7.

Claims (1)

1. Муфель, состоящий из первой секции муфеля, соединенной последовательно со второй секцией муфеля с помощью третьей, относительно короткой переходной секции, имеющей большую площадь сечения по сравнению с вышеуказанными первой и второй секциями, составляющих проходной канал для конвейера, причем третья переходная секция муфеля имеет две параллельные плиты, имеющие в центре отверстия, совпадающие по форме с формой сечения секций муфеля, при этом отверстие первой плиты расположено рядом с первой секцией муфеля, а отверстие второй плиты - рядом со второй секцией муфеля, и устройства для предотвращения перехода тепла от одной плиты к другой, причем одно устройство для предотвращения перехода тепла за счет теплопроводности выполнено в виде трубопровода, расположенного по периферии названных плит, а второе устройство для предотвращения тепла излучением выполнено в виде третьей плиты, соединенной с трубопроводом, расположенной между первой и второй плитами и имеющей центральное проходное отверстие, совпадающее с внутренней частью муфеля, отличающийся тем, что третья секция муфеля снабжена отводящим газовым трубопроводом, сообщающим ее внутреннюю полость с внешней средой, а ее третья плита имеет большую площадь сечения, чем первая и вторая плиты и соединена посредством обечаек с ними, при этом устройство для предотвращения перехода тепла в виде трубопровода выполнено в виде гнутого профиля, частично охватывающего третью переходную секцию, жестко соединенного с обечайками и образующего замкнутую полость, внутри которой находится выступающая часть третьей переходной секции, причем на обеих плоскостях третьей плиты вокруг центрального отверстия выполнен газовый коллектор, соединенный с подводящим газовым трубопроводом, отверстия которого, сообщающие полость коллектора с полостями третьей переходной секции муфеля, образованные ее первой, третьей и второй плитами, выполнены в шахматном порядке, причем часть отверстий выполнено строго вертикально, а другая часть под углом, не превышающим угла между плоскостью третьей плиты и направлением на свод и днище соответствующей муфельной секции.