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 компенсатором, 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 компенсаторе 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 компенсатор, отличается тем, что компенсатор установлен в верхней части рекуператора, и представляет из себя две находящиеся в соприкосновении с образованием зазора кольцевые пластины, одна из которых - нижняя прикреплена к внешней трубе, другая - верхняя приварена к внутренней трубе рекуператора.
На чертеже изображен рекуператор заявляемой конструкции, снабженный компенсатором.
Рекуператор размещается в шахте вагранки выше завалочного окна и состоит из соосных труб: внешняя труба 1 и внутренняя труба 2. Компенсатор расположен в верхней части рекуператора и состоит из двух пластин соответственно нижней 3 и верхней 4. Рекуператор расположен в верхней части вагранки в трубе 5 и содержит патрубок 6 подвода холодного воздуха и патрубок 7 - для отвода нагретого воздуха. Температура внутренней трубы 2 всегда на 100°-150° выше температуры внешней трубы 1. За счет разности температур внутренняя труба дополнительно термически расширяется в длину и по диаметру относительно внешней трубы. За счет этого верхняя пластина 4 компенсатора скользит относительно нижней пластинs 3 и поднимается вверх, образуя кольцевой зазор 8 по плоскости сопряжения пластин.
В этом рекуператоре холодный воздух через патрубок 6 подается в верхнюю часть рекуператора, он нагревается и выводится через патрубок 7, расположенный в нижней 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.
В такой конструкции компенсатора 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.