КОЛПАКОВАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ ОБЖИГА КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ

Полезная модель относится к теплотехнике, а именно к печам для обжига керамических изделий.
Известны колпаковые печи для обжига керамического кирпича, например, RU, свидетельство на полезную модель №939 C21D 09/161, 1995 [1], RU, патент №2111933, C04B 33/32, F27B 11/00, 1998. [2].
Наиболее близкой по совокупности существенных признаков является колпаковая печь [2]. Она состоит из футерованного колпака с газовыми горелками, установленного на подвижный под (вагонетку) с подложкой под садку изделий, теплового газоплотного затвора, каналов в поду для дымоудаления. Обжиг керамических изделий ведется открытым пламенем, то есть в окислительной газовой среде.
Основным недостатком данной печи является низкое качество обжига керамических изделий, содержащих углерод, например, корундографитовых («черной» керамики), из-за окисления (выгорания) углерода. Кроме этого, установка группы таких печей требует значительных производственных площадей и повышенных затрат на стационарные механизмы подъема колпака для каждой печи, монтаж рельсовых путей и создание парка печных вагонеток.
Задачей полезной модели является устранение указанного недостатка и снижение затрат на печное хозяйство.
Техническим результатом является улучшение качества обжига углеродсодержащих керамических изделий и снижение затрат на колпаковую печь.
Для реализации технического результата, согласно формуле полезной модели, колпаковая печь содержит футерованный колпак с газовыми горелками, муфель, скрепленный с футерованным колпаком и заглубленный нижним концом в тепловой газоплотный затвор, направляющие для посадки
колпака на под, боковое отверстие в колпаке для дымоудаления и неподвижный под.
Сущность полезной модели состоит в том, что муфель защищает садку керамических изделий от прямого контакта с открытым пламенем и печными газами. Нижний конец муфеля, заглубленный в песок теплового газоплотного затвора, выполняет функцию ножа, изолирующего доступ кислородсодержащих печных газов в подмуфельное пространство. В условиях отсутствия кислорода под муфелем создается восстановительная газовая среда, предотвращающая окисление (выгорание) углерода из изделий.
Крепление муфеля к футерованному колпаку позволяет снимать колпак и муфель вместе после окончания процесса обжига грузоподъемным механизмом, например, мостовым краном. Направляющие - металлические стойки, установленные по периметру неподвижного пода, при опускании футерованного колпака входят в щелевые пазы, расположенные на его внешней поверхности, обеспечивая точную посадку колпака на под и герметизацию внутреннего печного пространства. Один грузоподъемный механизм может обслуживать группу колпаковых печей, что позволяет снизить эксплуатационные затраты. Неподвижный под, устанавливаемый на пол производственного помещения, и боковой отбор дымовых газов с отводом в общий боров, повышают компактность колпаковой печи и не требуют значительных затрат на изготовление. Предпочтительно, чтобы колпаковая печь имела цилиндрическую форму для лучшей циркуляции тепловых потоков в рабочем пространстве печи.
В соответствии с п.2 формулы полезной модели муфель содержит газовыпускной клапан. Через него выходит пиролизный газ, образующийся при выгорании органической связки керамических изделий и дожигающийся в пламени верхней горелки. Газовыпускной клапан срабатывает при увеличении давления под муфелем.
Полезная модель поясняется примером выполнения колпаковой печи для обжига керамических изделий, общий вид которой представлен на фигуре чертежа.
Заявляемая колпаковая печь содержит футерованный изнутри колпак 1 с газовыми горелками 2, муфель 3 с газовыпускным клапаном 4, скрепленный с колпаком 1 крепежными элементами 5. Колпак 1 с газовыми горелками 2 и муфелем 3 устанавливается путем подъема и опускания (подъемный механизм не показан) по направляющим 6, входящим в щелевые пазы 7 колпака 1, на неподвижный под 8, сопрягаясь с ним нижним концом муфеля 3, заглубленным в песок теплового газоплотного затвора 9.
На подложке 10 установлена садка 11 керамических изделий, в боковой поверхности колпака 1 выполнено отверстие 12 для удаления дымовых газов.
Колпаковая печь работает следующим образом.
На подложку 10 неподвижного пода 8 устанавливают садку 11 керамических изделий. При помощи подъемного механизма опускают футерованный колпак 1 с газовыми горелками 2 и муфелем 3 по направляющим 6, входящим в щелевые пазы 7 колпака 1, на неподвижный под 8, обеспечивая герметизацию печи тепловым газоплотным затвором 9. При этом нижний конец муфеля 3 заглубляется в песок теплового газоплотного затвора 9, герметизируя подмуфельное пространство, где находится подложка 10 с садкой 11 керамических изделий. Затем включают горелки 2, устанавливают заданный тепловой режим. При этом газовые горелки, расположенные тангенциально в нижней части футерованного колпака, обеспечивают круговое движение продуктов сгорания вокруг муфеля 3, нагревая его и подмуфельное пространство с садкой 11 керамических изделий, а газовая горелка, расположенная в верхней части футерованного колпака производит дожигание пиролизных газов, выходящих из под муфеля 3 через газовыпускной клапан 4.
Под муфелем 3 создается восстановительная среда, так как туда не попадает кислород, что предотвращает выгорание углерода из керамических
изделий. Отработанные дымовые газы удаляют через отверстие 12 в боковой поверхности футерованного колпака.
Как показали проведенные испытания, предложенные конструктивные изменения колпаковой печи позволили повысить качество обжига керамических, в частности, корундографитовых изделий, предотвратить выгорание углерода за счет создания под муфелем восстановительной газовой среды и решить поставленную задачу.
Источники информации:
1. RU, свидетельство на полезную модель №939 C21D 09/161, 1995 [1];
2. RU, патент №2111933, С04В 33/32, F27B 11/00, 1998. [2].