УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ГАЗОНАПУСКОМ ДЛЯ АЗОТИРОВАНИЯ

Полезная модель относится к оборудованию для газового азотирования, а именно к устройствам управления газонапуском и может быть использована для проведения управляемых процессов азотирования на машиностроительных заводах. Установка позволяет получить контролируемые атмосферы, применяемые при термической и химико-термической обработке металлов.
Известна установка для азотирования, содержащая систему газообеспечения, Включающую ротаметр, диссоциометр, манометр и гидрозатвор (см. Ю.М.Лахтин, Я.Д.Коган, Г.И.Шпис, 3.Бемер, Теория и техника азотирования, изд. «Металлургия», Москва, 1991, стр.10).
Однако она не позволяет проводить утилизацию отходящих газов и не позволяет решить экологические проблемы, связанные с попаданием аммиака в атмосферу.
Известна установка для газового азотирования, включающая баллоны с запорной арматурой, подающий трубопровод для подачи азотсодержащего газа, систему регулирования подачи газов с газораспределительным устройством, а также муфель печи который имеет крышку с каналом для выхода отходящих газов и его дожигания. Установка дополнительно снабжена блоком сушки и очистки азотосо держащего газа, в полости муфеля печи азотирования помещено приспособление с деталями, (см. патент РФ №2208659, МПК С 23 С 8/24).
Однако при такой системе дожига отходящих газов не может происходить дожигание в момент нагрева и охлаждения обрабатываемых изделий. При этом дожигание не разложенного аммиака либо не происходит вообще, либо приводит к неполному сгоранию и образованию окислов азота. Кроме того, при продувке муфеля перед выгрузкой деталей может создаваться аммиачно-воздушная смесь, которая является взрывоопасной.
Наиболее близкой к предлагаемому решению является система программного регулирования процесса азотирования СПР-901, включающая устройство дискретного дозирования газов для управления соотношением аммиака и диссоциированного аммиака в атмосфере, подаваемой в печь. Система содержит баллоны с газом, подключенные к газоприготовительной системе, которая соединена через устройство дискретного дозирования газов с диссоциатором и печью для азотирования (там же стр.53, 36).
Однако процесс азотирования в данном случае также не отвечает требованиям экологии, так как не обеспечивает утилизации отработанных газов.
Задачей полезной модели является обеспечение экологической чистоты за счет отвода отработанных газов на устройство дожига с их предварительным разложением в дополнительной камере диссоциатора.
Поставленная задача решается тем, что в устройство для управления газонапуском для азотирования, содержащее газоприготовительную систему с входом для подачи аммиака и выходом для подключения к входу печи для азотирования, через систему смешения, включающую в себя диссоциатор, выполненный в виде печи с рабочей камерой для разложения аммиака, согласно предлагаемому решению введено устройство диссоциации отработанных газов выходящих из печи. Для этого диссоциатор имеет дополнительную камеру, выход которой подключен к входу устройства дожига, а вход предназначен для соединения с выходом печи для азотирования.
Устройство может иметь дополнительный вход для подключения к каналу подачи газа разбавителя.
Устройство для управления газонапуском для азотирования содержит блок управления подачей газа, выполненный с возможностью изменения состава подаваемого газа, прибор управления и контроля температуры диссоциатора, выключатели нагрева диссоциатора и устройства дожига, а также режимов подачи газа, а блок газовый содержит блок электромагнитных клапанов для регулирования подачи газов и - двухсекционный влагоотделитель с кранами для слива конденсата, устройства регулирования давления подаваемых газов, манометры и ротаметр.
Устройство содержит диссоциометр для контроля концентрации аммиака в отработанных газах.
Полезная модель поясняется чертежом, где приведена схема установки для проведения процессов азотирования. Позициями на чертеже обозначены:
1. - устройство для управления газонапуском;
2. - вход для подключения к каналу подачи газа (аммиака);
3. - вход для подключения к каналу подачи газа разбавителя;
4. - вход для отработанного газа;
5. - выход устройства для управления газонапуском;
6. - диссоциатор;
7. - рабочая камера диссоциатора;
8. - вход рабочей камеры диссоциатора;
9. - выход рабочей камеры диссоциатора;
10. - камера диссоциатора для отработанных газов;
11. - вход камеры диссоциатора для отработанных газов;
12. - выход камеры диссоциатора для отработанных газов;
13. - устройство дожига;
14. - вход устройства дожига;
15. - печь для азотирования;
16. - вход печи для азотирования;
17. - выход печи для азотирования;
18. - блок управления подачей газа;
19. - блок газовый;
20. - электромагнитные клапаны блока газового;
21. - диссоциометр;
22. - ротаметр;
23. - газобаллонный шкаф;
24. - блок подачи сжатого воздуха (газа разбавителя);
25. - редукторы;
26. - влагоотделители;
27. - краны запорные;
28. - дроссели.
Предлагаемое устройство 1 для управления газонапуском содержит блок управления подачей газа 18, управляющий электромагнитными клапанами 20, нагревом диссоциатора 6, нагревом спирали устройства дожига 13. Вход 2 устройства для управления газонапуском 1 подключен к газобаллонному шкафу 23, а вход 3 к выходу блока подачи газа разбавителя 24, например сжатого воздуха. Выход 5 устройства предназначен для подключения к входу печи для азотирования 16. Блок управления подачей газа 18 и блок газовый 19 образуют газоприготовительную систему.
Блок газовый 19 состоит из передней панели и расположенного внутри каркаса блока электромагнитных клапанов, предназначенных для открытия или закрытия газовых каналов подачи аммиака или воздуха. На передней панели расположены устройство понижения давления (редуктор или дроссель 28) аммиака для регулирования давления подаваемого аммиака и устройство понижения давления (редуктор или дроссель 28) газа-разбавителя для регулирования давления подаваемого газа-разбавителя; манометры для контроля давления газа, подаваемого на блок клапанов 19; ротаметр 22 для регулирования расхода газов подаваемых в печь.
Диссоциометр 21 контролирует концентрацию аммиака в атмосфере выходящей из лечи, принцип работы основан на способности аммиака растворяться в воде. Состоит из водяного бачка для накопления воды для последующих измерений степени диссоциации,
крана для открытия или закрытия канала заполнения водой водяного бачка и измерительной трубки (на чертеже не показаны).
2
2
Диссоциатор 6 состоит из рабочей камеры 7 и камеры для диссоциации (разложения) отработанных газов 10 с нагревателем, необходимым для нагрева камер до температуры, при которой подаваемый в него аммиак разлагается на поверхности металла, помещенного внутри камер до N и Н; охлаждаемого корпуса и двух крышек для удержания теплоизолирующего материала и фиксации камер; подводящих и отводящих водяных патрубков, соответственно, для подвода и отвода воды, охлаждающей выходные газовые патрубки; подводящих и отводящих газовых патрубков для подвода и отвода газов, предназначенных для разложения. Полость между камерами и корпусом заполнена теплоизоляционным материалом. Диссоциатор снабжен датчиком измерения температуры (термопарой) для управления температурой его нагревателя. Выводы нагревателя сверху и снизу закрыты защитными кожухами.
Устройство дожига 13 представляет собой цилиндрический кожух с расположенной внутри спиралью накаливания, предназначенной для поджигания утилизируемого газа, а также форсункой с устройством пламягашения, предотвращающим возгорание газа в подводящих газопроводах. Перед устройством дожига находится двухсекционный влагоотделитель 26, предназначенный для отделения влаги от подаваемой на утилизацию газовой смеси. Он представляет собой двухкамерную цилиндрическую емкость с подводящими и отводящими штуцерами и кранами для слива конденсата
Блок управления подачей газа 18 связан с основными функциональными блоками следующим образом: формирует временные интервалы работы электромагнитных клапанов 20 блока газового 19 (плата задания соотношения газов и источник питания +24В, +5В); имеет прибор для управления температурой диссоциатора 6 (например, прибор ИРТ-5920); снимая сигнал с датчика температуры, выдает сигнал включения или выключения нагревателя диссоциатора или включает звуковую сигнализацию при перегреве (сигнализатор перегрева диссоциатора, питаемый источником питания +24В, +5В); питает спирали устройства дожига 13; питает лампочки подсветки мерной трубки диссоциометра 21.
Диссоциатор 6 связан с устройством дожига газовой магистралью утилизации отработанной печной атмосферы.
Устройство для управления газонапуском работает следующим образом. К входам.2 и 3 устройства 1 подводят технологические газы (аммиак и газ-разбавитель). Газы через дроссели поступают на электромагнитные клапаны 20 блока газового 19, через которые
осуществляется подача в рабочую зону печи для азотирования 15 атмосферы заданного состава. Работа клапанов обеспечивается блоком управления подачей газа 18.
Контроль и регулирование расхода подаваемого газа осуществляется ротаметром 22 блока газового.
Диссоциометром 21 контролируется концентрация аммиака в атмосфере, выходящей из печи 15.
Отработанная газовая атмосфера утилизируется путем термического разложения в камере для диссоциации отработанных газов 10 и подается через одну из секций двухсекционного влагоотделителя 26 в устройство дожига 13.
Рабочая камера 7 диссоциатора предназначена для получения диссоциированного аммиака, подаваемого затем ротаметр 22 в рабочее пространство печи 15.
Задание и контроль температуры внутри камер диссоциатора осуществляется прибором теплового контроля ИРТ5920 "Температура диссоциатора", расположенньм в блоке управления подачей газа 18. Переключателем "Нагрев" осуществляется включение нагрева диссоциатора.
Переключателем "Спирали дожига" осуществляется включение спиралей устройства дожига. Работа спиралей контролируется визуально и соответствующим индикатором блока управления подачей газа.