РЕКУПЕРАТОР ВАГРАНКИ

Полезная модель относится к теплообменной технике и может найти применение в ваграночной плавке для подогрева дутья в вагранке.
Известен прямоточный рекуператор, монтируемый в дымовой трубе вагранок диаметром 900 мм [Худзикевич Р., Кукула Т., Кубинъски С.Рекуператоры, вмонтированные в дымовую трубу вагранки// Литейное производство. 1962. №10. С.20], состоящий из внутреннего и внешнего цилиндра. Воздух подается в верхнюю часть рекуператора в пространство между цилиндрами, опускаясь вниз, он нагревается от стенок внешнего и внутреннего цилиндра. Воздух в этом рекуператоре можно подогревать до температуры 420°С. Недостатком этого рекуператора является небольшая поверхность теплообмена и как следствие невысокая температура нагрева воздуха.
Известен противоточный радиационный рекуператор, вмонтированный в вагранку диаметром 950 мм, состоящий из двух соосных цилиндров [Андреев В.В., Носенко В.Ф., Савченко П.П. Вагранка со встроенным радиационным рекуператором // Литейное производство. 1971. №4. С.19-20]. Подвод холодного воздуха осуществляется сверху в пространство между цилиндрами. Нагретый воздух отводится снизу рекуператора и по воздуховодам, находящимся снаружи печи, подается в фурменную коробку. Для увеличения поверхности теплоотдачи и жесткости на воздушной стороне внутреннего цилиндра приварены ребра.
2
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является противоточный рекуператор, встроенный в шахту вагранки [Комаров А.Р. Подогрев дутья вагранок // Литейное производство. 1959. №4. С.8], имеющий внутренний диаметр 1100 мм, наружный - 1300 мм, с поверхностью нагрева 45 м. Он состоит из двух секций: внутренней, к которой привариваются лопатки для удлинения пути воздуха, и наружной в виде цилиндра с двумя половинками воздушных коробок. Холодный воздух через верхний патрубок поступает в пространство между двумя секциями, опускаясь вниз он нагревается и выводится через патрубок в нижней части рекуператора. Температура воздуха на выходе из рекуператора достигает 265°С. Недостатком такой конструкции является потеря тепла воздухом в воздухопроводе на пути в фурменную коробку.
Задачей полезной модели является получение более высокой температуры нагрева воздуха и устранение потерь тепла в воздухопроводе по пути в фурменную коробку.
Для этого в известной конструкции рекуператора, содержащего два соосных цилиндра, установленных в верхней части вагранки, фурменную коробку, установленную в нижней части вагранки, узлы подвода холодного и отвода горячего воздуха, включающие патрубки и соответствующие воздуховоды, узел подвода холодного воздуха установлен в шахте вагранки выше верхнего уровня фурменной коробки на 1/20-1/10 высоты фурменной коробки.
Особенностью конструкции заявляемого рекуператора является то, что холодный воздух заводится в шахту вагранки выше верхнего уровня фурменной коробки на 1/20-1/10 ее высоты и подводится снизу рекуператора. Высота расположения патрубка узла подвода холодного воздуха более 1/20-1/10 высоты фурменной коробки над фурменной коробкой нецелесообразна т.к. уменьшается путь воздуха до рекуператора в шахте вагранки, менее этой величины вредно для материала воздуховода, т.к. близкое его расположение к горячей фурменной коробке может вызвать коробление материала воздуховода и разрушение его по сварочным швам вследствие большого перепада температур.
Конструкция рекуператора показана на рисунке (фиг.1). На рисунке видно, что рекуператор имеет внутренний цилиндр 1; внешний цилиндр 2, узел 3 подвода холодного воздуха, содержащий патрубок и воздуховод; узел 4 отвода нагретого воздуха; винтовую насадку 5; фурменную коробку 6. На рисунке обозначено 7 - шахта вагранки.
Поскольку патрубок узла 3 подвода холодного воздуха заводится в шахту 7 вагранки выше верхнего уровня фурменной коробки 6 на 1/20-1/10 ее высоты и воздух подводится снизу рекуператора, холодный воздух, поднимаясь вверх по рекуператору в пространстве между цилиндрами, нагревается и выводится через патрубок, расположенный сверху рекуператора; воздуховод горячего воздуха узла 4 располагается полностью в шахте вагранки.
Воздух начинает нагреваться в воздуховоде холодного воздуха, еще не попав в рекуператор. Таким образом, воздух в фурменную коробку попадает нагретым до 450-480°С.
Подвод холодного воздуха в наиболее горячую нижнюю часть рекуператора и отвод его с наименее горячей верхней части выравнивает температурные градиенты по высоте рекуператора и, следовательно, снижает термические напряжения в металлоконструкциях, а это в свою очередь увеличивает срок службы материала устройства.
Техническим эффектом заявляемой конструкции является повышение температуры и сохранение тепла внутри рекуператора.