195676. lajstromszámú szabadalom • Fluidágyas berendezés, különösen fémalkatrészek hőkezelésére
195 676 A találmány tárgya fluidágyas berendezés, különösen fémalkatrészek hőkezelésére. Ismeretesek olyan fluidágyas berendezések, amelyeknek a fluidágyat képező hőálló szemcséket befogadó, hőálló anyagból készült köpenyük, a köpenyt alulról lezáró, fluidizáló gázt bevezető nyílásokkal rendelkező rostélyuk, valamint a köpeny belső terében elrendezett, védőtokkal ellátott villamos fűtőtesteik vannak(lásd például R.W. REYNOLDSON: Controlled Atmosphere Fluidised Beds for the Heat Treatment of Metals, Heat Treatment of Metals, 1976. 4, p. 92-100). Hiányosságot jelent ezeknél a berendezéseknél, hogy a tokozás folytán (amely mechanikai cs kémiai behatások ellen védi a fűtőtesteket) romlik a hőátadás, és nagy mértékben megnő a felfűtési idő. A hivatkozott publikáció említi úgynevezett ásványi szigetelésű, fémköpenyes fűtőelemek alkalmazását is, hozzátéve, hogy ezeknél rendkívül fontos az egyenletes fluidizáció, mivel a pangó helyeken bekövetkező túlmciegedések a berendezés tönkremeneteléhez vezethetnek. Ez a megoldás tehát csak korlátozott mértékben és kizárólag alacsonyabb hőmérsékletű hőkezeléseknél alkalmazható (mintegy 500°C-ig). Igen lényeges hiányossága ennek is a hosszú felfűtési idő. A találmány célja az említett lűányosságok kiküszöbölése. A találmány feladata tehát olyan fluidágyas berendezés létrehozása, amelynél a villamos fűtőtestek és a munkatér között jó a hőátadás, a felfűtési idő rövid, elmaradnak a helyi túhnclegedések és az ebből eredő károsodások, továbbá növelhető az üzemi hőmérséklet. A feladat megoldása olyan fluidágyas berendezés, különösen fémalkatrészek hőkezelésére, amelynek a fluidágyat képező hőálló szemcséket befogadó, hőálló anyagból készült köpenye, a köpenyt alulról lezáró, fluidizáló gázt bevezető nyílásokkal rendelkező rostélya, valamint a köpeny belső terében elrendezett, védőtokkal ellátott villamos fűtőteste van, és amelynél a találmány értelmében a villamos fűtőtest védőtokján belül is fluidizálható hőálló szemcsék vannak és a védőtoknak fluidizáló' gázt bevezető és elvezető nyílásai vannak. A találmány szerinti berendezés egy előnyös kiviteli alakjánál a villamos fűtőtest védőtokja mindkét végén nyitott cső, amelynek hossztengelye párhuzamos a köpeny belső terébe bevezetett fluidizáló gáz fő áramlási irányával. Egy másik előnyös kiviteli alaknál a villamos fűtőtest védőtokjának fluidizáló gázt bevezető nyílása külön gázforráshoz csatlakoztatott légcsatornával van összekötve. Előnyös, ha a találmány szerinti berendezésnek a köpeny felső részébe pótlevegőt bevezető csővezetéke van. Előnyös továbbá, ha a rostély levegővel hűtött hőcserélővel van ellátva, és a pótlevegőt bevezető csővezeték a hőcserélő kimenetére van csatlakoztatva. Végül előnyös, ha a villamos fűtőtest és a berendezés munkatere között védőfal, célszerűen védőrács van. A találmányt a következőkben a csatolt rajzokon vázolt kiviteli példák kapcsán ismertetjük. Az. 1. ábra az első példa szerinti berendezés hosszmetszete, a 2. ábra az 1. ábra szerinti berendezés felülnézete, a 3. ábra a második példa szerinti berendezés hosszmetszete, és a 4. ábra a harmadik példa szerinti berendezés hosszmetszete. Az 1-2. ábrák szerinti berendezésnek Itőálló anyagból (célszerűen acélból) készült hengeres 1 köpenye van, amelyet alulról körtárcsa alakú 2 alaplapon elrendezet 3 rostély zár le. A 3 rostély fluidizáló gázt bevezető g nyílásokkal van ellátva (célszerűen úgynevezett szivacskerámiából van kialakítva). A 3 rostély alá 2 alaplap központi furatába illesztett 4 csőcsonkon át vezetjük be a gázt. Az 1 köpeny alsó pereme és a 2 alaplap között toroid alakú 6 hőcserélő van elrendezve, amelynek belső járata 5 csatlakozáson át (nem ábrázolt) levegőforrással pl. kompresszorral) van összekötve. Az 1 köpeny belső terében, annak hossztengelyével koaxiális osztókor mentén egyenletesen elosztva villamos 7 fűtőtestek vannak függőlegesen elrendezve. Az ,_ egyes 7 fűtőtestek hőálló acélból készüli, hengeres cső alakú védőeszközzel, célszerűen 9 védőtokkal vannak ellátva. amelynek alsó és felső vége bevezető 12 és elvezető 13 nyilasi képez. A 9 védőtokoktól az 1 köpeny hossztengelye felé ezzel koaxiális, hengeres cső alakú 8 védőrács van elrendezve. Ezen belül van a berendezés tulajdonképpeni 15 munkatere. Az 12. ábrák szerinti berendezés üzemeltetése során a hőke/.elni kívánt munkadarabokat a 3 rostélyra helyezzük, majd az 1 köpenyen belüli teret körülbelül 2/3 25 részig tűzálló szemcsékkel ( például korundszemcsékkel) töltjük fel. Ezután bekapcsoljuk a villamos 7 fűtőtesteket, és a 4 csőcsonkon át fluidizáló gázt, az 5 csatlakozáson át pedig hűtőlevegüt vezetünk be. A felfelé áramló fluidizáló gáz által lebegtetett szemcse rendszer (fluid ágy) gyors és 30 hatékony hőátadást biztosít a 7 fűtőtestek és a 15 munkatérben levő munkadarabok között. A 6 hőcserélőben áramló levegő, amely a 3 rostélyt a túlmelegedéstől védi, annak hőtartalmát részben felvéve a külső térbe távozik. A 8 védőrács a 7 fűtőtesteket védi a 35 mechanikai behatásoktól, sérülésektől. A védőeszközök, célszerűen a 9 védőtokok, amelyeknek palástja lehet teljesen zárt vagy perforált is, megakadályozzák a 7 fűtőtestek helyi túlmelegedését. A 9 védőtokok belső tere is tűzálló szemcsékkel van feltöltve, 40 amelyeket a 12 nyílásokon át belépő és a 13 nyílásokon át távozó fluidizáló gáz tart lebegésben. A 3. ábra szerinti berendezésnél a 9 védőtokok alsó végei körgyűrű alakú, az 1 köpennyel koaxiális 10 légcsatornával vannak összekötve, amely 11 csőcsonkon át 45 (nem ábrázolt) külön gázforrásra van csatlakoztatva. Ebben az esetben a 15 munkatérben, illetve a 9 védőtokon belül egymástól függetlenül szabályozható a fluidizáció, ugyanakkor elkerülhető, hogy a munkatérben alkalmazott gáz károsítsa a 7 fűtőtesteket. 50 A 8 védőrács a 3. ábrán nincs feltüntetve, de természetesen itt is alkalmazható. A 4. ábra szerinti berendezésnél a 7 fűtőtesteket a 8 védőrács és az 1 köpeny-által alkotott védőtok veszi körül, és ebben is tűzálló szemcséket lebegtetünk a 4 csőcsonkon át bevezetett fluidizáló gáz segítségével, amely a gyűrű alakú 12 nyíláson ál lép be és az ugyancsak gyűrű alakú 13 nyíláson át távozik. További eltérés, hogy a (> hőcserélőből kilépő felmelegedett levegő 14 csővezetéken át az 1 köpeny felső 00 részéhez- vau vezetve, amelybe körös-körül belépve táplálja az éghető fluidizáló gázok égését, tehát vegyes fűtésűvé teszi a berendezést, javítja annak hatásfokát, és csökkenti a környezetszennyezést. A pótlevegö beléptetése a fluidizált közeg felső szintje fölött, az 1 köpeny magasságának 05 mintegy 3/4-énél történik. 2
