РЕКУПЕРАТОР ВАГРАНКИ

Полезная модель относится к теплообменной технике и может найти применение в ваграночной плавке для подогрева дутья в вагранке.
Известно, что для подогрева ваграночного дутья используются различные конструкции рекуператоров. Так, известен прямоточный рекуператор, монтируемый в дымовой трубе вагранки, диаметром 900 мм [Худзикевич Р., Кукула Т., Кубиньски С. Рекуператоры, вмонтированные в дымовую трубу вагранки // Литейное производство. 1962. №10. С.20], состоящий из внутренней и внешней трубы. Воздух подается в верхнюю часть рекуператора в пространство между внешней и внутренней трубами, опускаясь вниз, он нагревается от стенок внешней и внутренней труб. Воздух в этом рекуператоре можно подогревать до температуры 420°С. Недостатком этого рекуператора является небольшая поверхность теплообмена и как следствие невысокая температура нагрева воздуха. В результате интенсивного нагрева и термического расширения трубы подвергаются короблению. Для устранения этого в конструкциях жестко закрепляют только один верхний (или нижний конец) рекуператора, обеспечивая свободный ход одной трубы относительно другой.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является противоточный рекуператор, встроенный в шахту вагранки [Андреев В.В., Носенко В.Ф., Савченко П.П. Вагранка со встроенным радиационным рекуператором // Литейное производство. 1971. №4. С.19-20]. Он состоит из двух труб, внутренней и внешней, и воздуховодов для подвода холодного воздуха и отвода горячего. Рекуператор снабжен замком, в виде стакана с песком, в который вставлен один конец трубы, например внешний. При расширении или сжатии свободный конец трубы вместе с патрубком воздуховода перемещается относительно другой трубы и корпуса вагранки, находясь при этом в песке. Охлаждающим элементом в этом замке может быть и вода [Комаров А.Р. Подогрев дутья вагранок // Литейное производство. 1959. №4. с.8]. Недостатком является то, что эти конструкции не обеспечивают полной герметизации, то есть существует возможность попадания песка в шахту вагранки или воды, что не допустимо.
Задачей полезной модели является обеспечение более полной герметизации внутреннего пространства рекуператора и предотвращение прорыва газов и попадание песка (нежелательных элементов в ваграночном процессе), а также предотвращение коробления элементов рекуператора при нагреве и повышение тем самым прочности конструкции рекуператора вагранки.
Для этого рекуператор вагранки, содержащий две соосные трубы, установленные в верхней части вагранки, патрубки подвода холодного и отвода горячего воздуха, и замок, отличается тем, что замок установлен в шахте вагранки в нижней части, и представляет из себя входящие с возможностью скольжения в контакт прокладки, одна из которых прикреплена в углублении пластины, приваренной к другой кольцевой пластине, соединенной с внутренней трубой рекуператора, другая прокладка расположена в углублении в теле внешней трубы, при этом материалом прокладок служит смесь графита, асбеста и жидкого стекла.
Задача решается тем, что в известной конструкции рекуператора вагранки, содержащего две соосные трубы, узлы подвода холодного и отвода горячего воздуха, изменен замок. Замок состоит из жестко соединенных между собой пластин и входящих в контакт друг с другом прокладок, способных перемещаться в вертикальной плоскости, одна прокладка углублена в пластину, приваренную к кольцевой пластине, соединенной с внутренним цилиндром, другая утоплена в теле внешней трубы. Материалом прокладки является смесь графита, асбеста и жидкого стекла. Выбор материала обусловлен обеспечением скольжения прокладок относительно друг друга, а, следовательно, и возможности перемещения внутренней трубы от температурного градиента.
На чертеже (Фиг.1) изображен радиационный цилиндрический рекуператор заявляемой конструкции, снабженный замком. На фиг.2 - вид А - показана конструкция замка.
Рекуператор размещается в шахте 1 вагранки выше завалочного окна и состоит из соосных труб: 2 - внешняя труба; 3 - внутренняя труба. Для герметизации нижней части рекуператора к внутренней трубе приваривают кольцевую пластину 4, к которой крепится перпендикулярно пластина 5. Рекуператор снабжен замком, который и состоит из пластины 5 и прокладок 6 и 7. Прокладка 6 устанавливается в специальном углублении в пластине 5, прокладка 7 устанавливается в углублении в теле внешней трубы 2. Материалом прокладки является смесь графита, асбеста и жидкого стекла. Такая смесь обеспечивает хорошее скольжение поверхностей прокладки, что происходит при нагревании и расширении материала трубы 3 рекуператора. На чертеже обозначено цифрой 8 - ребро жесткости.
Рекуператор содержит патрубок 9 подвода холодного воздуха и патрубок 10 - для отвода нагретого воздуха.
В этом рекуператоре холодный воздух через патрубок 9 подается в нижнюю часть рекуператора, поднимаясь вверх по рекуператору он нагревается и выводится через патрубок 10, расположенный в верхней части. При высоких температурах внутренняя труба будет удлиняться, соприкасающиеся поверхности прокладок будут свободно скользить относительно друг друга, не допуская коробления материала трубы. При этом обеспечивается хорошая герметизация внутреннего пространства рекуператора. Для увеличения прочности конструкции рекуператора можно сделать несколько, например четыре ребра 8 жесткости, расположенные диаметрально противоположно через 90° по образующей цилиндра, в месте стыка внутренней трубы 3 и кольцевой пластины 4.
В такой конструкции замка рекуператора отсутствует риск попадания в шахту вагранки воды, песка или других нежелательных для ваграночного процесса компонентов.
В результате при использовании данного рекуператора прочность конструкции увеличится, не будет коробления внутренней трубы рекуператора, в свою очередь увеличится срок службы материала устройства в целом.