Результат интеллектуальной деятельности: ТЕРМОШКАФ

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к устройствам для термической обработки деталей.

Известна электропечь (см. Камерная низкотемпературная печь. НК 15.10.20/5И4. Руководство по эксплуатации. «Накал». Оборудование для термообработки), принятая за прототип. Камерная низкотемпературная печь выполнена в сварном каркасе из стальных профилей и содержит рабочую камеру (муфель), выполненную из листов стали, вытяжную трубу с шиберным затвором, установленную на крыше. Электропечь оборудована волоконной теплоизоляцией. Между теплоизоляцией и внешними панелями электропечи имеется воздушный зазор. Электропечь оснащена трубчатыми электронагревателями (ТЭНами), которые расположены вдоль боковых стенок и пода печи. Электропечь оборудована поворотной дверью с предохранительным концевым выключателем, который расположен на лицевой панели печи и обеспечивает отключение электронагревателей при открывании двери.

Недостатки прототипа в том, что он не обеспечивает равномерный прогрев, затруднена регулировка шибера, так как он не имеет фиксированного положения и недоступен для регулировки, концевой выключатель находится в зоне воздействия горячего воздуха, что приводит к частому выходу его из строя.

Предлагаемым изобретением решается задача: уменьшение трудоемкости, повышение качества термообработки деталей и безопасности при эксплуатации термошкафа.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в равномерном прогреве муфеля путем принудительного перемешивания воздуха внутри рабочего пространства термошкафа, доступности регулирования шибера и фиксации его положения с помощью троса, установке инфракрасного датчика блокировки вне зоны действия горячего воздуха.

Указанный технический результат достигается тем, что в термошкафе, состоящем из каркаса, муфеля, изолированного от каркаса волокнистой теплоизоляцией и воздушным зазором, в котором размещены трубчатые электронагреватели (ТЭНы), крыши, на которой установлен шибер, системы вентиляции, расположенной внутри муфеля, дверей термошкафа, установленных с возможностью плотного прижатия друг к другу за счет запора, новым является то, что система вентиляции снабжена вентиляционными каналами, в которых с возможностью поворота и стопорения положения размещены дополнительные шиберы, в верхних и боковых частях нижних вентиляционных каналов расположены отверстия, шиберы на крыше расположены с возможностью управления и фиксации положения с помощью троса и петель, выполнены в виде воздуховода с крышкой и футерованы теплоизоляцией, кроме того, на крыше установлен инфракрасный датчик блокировки работы термошкафа, напротив которого на двери размещен отражатель

Снабжение системы вентиляции вентиляционными каналами с расположенными в них дополнительными шиберами позволяет направлять и распределять объем воздуха для выравнивания температуры в той или иной зонах термошкафа, перемешивать воздух, увеличить тепловую конвекцию, обеспечить равномерный температурный режим.

Выполнение отверстий в вентиляционных каналах позволяет увеличить скорость потока воздуха в муфеле и принудительно перемешивать воздух внутри термошкафа, обеспечивая равномерный прогрев муфеля.

Размещение шиберов на крыше с возможностью управления и фиксации положения с помощью троса и петель позволяет обеспечить выравнивание температурного режима внутри муфеля путем создания тяги для обмена воздуха между нижней и верхней зонами термошкафа, удалять продукты сгорания во время термообработки или сушки изделий, регулировать температурный режим в верхней зоне термошкафа.

Установка на крыше термошкафа инфракрасного датчика блокировки позволяет отключать вентиляторы и ТЭНы при открывании дверей, не попадая под действие горячего воздуха, что повышает безопасность эксплуатации термошкафа.

Установка на двери термошкафа отражателя позволяет при открытии двери блокировать работу термошкафа.

Установка в верхней, средней и нижней зонах, а также около ТЭНов температурных датчиков, соединенных с автоматизированной системой управления, позволяет постоянно измерять в муфеле температуру и подавать сгналы на управление ТЭНов.

Технические решения с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, не известны и явным образом из уровня техники не следуют. Это позволяет считать, что заявляемое решение является новым и обладает изобретательским уровнем.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена конструктивная схема термошкафа, на фиг.2 - вид А, на фиг.3 - вид Б, на фиг.4 - вид В, на фиг.5 - вид Г.

Термошкаф состоит из каркаса 1, установленного на под 2, закрывающийся дверьми 3, плотно прижимающимися друг к другу за счет запора. Внутри каркаса на поду 2 размещен муфель 4. Муфель 4 изолирован от каркаса 1 волокнистой теплоизоляцией и воздушным зазором для уменьшения воздействия высокой температуры на каркас. Под 2 и двери 3 футерованы теплоизоляционным материалом. По боковым стенкам муфеля 4 расположены трубчатые электронагреватели (ТЭНы) 5, закрытые ограждением 6, предназначенные для нагрева путем конвекции. Внутри муфеля 4 установлена система 7 вентиляции. Система 7 вентиляции представляет собой сварную конструкцию из тонколистового материала, которая предназначена для равномерного распределения воздуха по всему объему термошкафа. Система 7 вентиляции включает в себя вентиляторы 8 и вентиляционные каналы 9, снабженные отверстиями 10, которые позволяют увеличить скорость потока воздуха в муфеле 4 и служат для принудительного перемешивания воздуха внутри термошкафа. Количество вентиляторов 8 и вентиляционных каналов 9 определяется объемом печи. В вентиляционных каналах 9 размещены с возможностью стопорония и поворота дополнительные шиберы 11, с помощью которых можно распределять объем воздуха для выравнивания температуры в той или иной зоне термошкафа. Вентиляторы 8 установлены на крыше 12 термошкафа. Там же расположены с возможностью управления и фиксации положения шиберы 13, выполненные в виде теплоизолированного воздуховода с крышкой. Крышка имеет фиксированные положения, степень открытия ее может регулироваться тросом 14 на боковой стенке термошкафа. Шиберы 13 предназначены для удаления продуктов сгорания во время термообработки или сушки изделий, а также для выравнивания температурного режима внутри муфеля. На крыше 12 термошкафа, вне зоны действия горячего воздуха, расположен инфракрасный датчик блокировки 15, обеспечивающий отключение ТЭНов 5 и вентиляторов 8 при открывании дверей 3. Напротив датчика 15 на двери 3 размещен отражатель 16, выполненный в виде металлической пластины. Внутри муфеля 4 и около ТЭНов 5 установлены температурные датчики 17, позволяющие постоянно поддерживать в муфеле 4 требуемую температуру. Датчики 17 соединены с автоматизированной системой управления, включающей прибор 18 «Многоканальный регулятор температуры «Термодат 25 Е1» (см. Инструкция по эксплуатации завода-изготовителя. Приборостроительное предприятие «Системы контроля». г.Пермь, ул.Костычева, 42А). Прибор 18 позволяет производить регулирование температуры по пропорционально-интегрально-дифференциальному (ПИД) закону, сводящему к минимуму инерционность системы поддержания заданной температуры, а также позволяет осуществлять дистанционное управление термошкафом с помощью компьютера.

Термошкаф работает следующим образом.

Термошкаф настраивается на заданный режим величиной, выставленной на регулируемом канале «Термодата 25Е1», и подбором коэффициентов ПИД закона регулирования «Термодата 25Е1», обеспечивающими минимальную инерционность системы поддержания заданной температуры, регулировкой зазора в шиберах 13, создающих тягу для обмена воздуха между нижней и верхней зонами термошкафа. В термошкаф загружают детали, для чего открывают двери 3, затем закрывают, плотно прижимая их друг к другу при помощи запора. Включают вентиляторы 8, ТЭНы 5. Воздух забирается вентиляторами 8 в верхней зоне термошкафа. По вентиляционным каналам 9 воздух поступает в нижнюю зону термошкафа, через дополнительные шиберы 11 объем воздуха распределяется к канальным отверстиям 10, через которые часть воздуха поступает непосредственно к деталям, а часть проходит через ТЭНы 5, через отверстия 10, обеспечивая равномерный прогрев муфеля 4 путем принудительного перемешивания. Происходит процесс термообработки или сушки. Время выдержки деталей в термошкафе определяется технологическим процессом. После процесса обработки для быстрого понижения температуры и выхода продуктов сгорания в термошкафе необходимо открыть крышки шиберов 13, переместив кольцо троса 14 в положение «открыто», отключить ТЭНы 5, включить вентиляторы 8. После остывания термошкафа, которое контролируется прибором «Термодат 24Е1» 18, выключить вентиляторы 8, закрыть крышки шиберов 13, переместив кольцо троса 14 в положение «закрыто». Затем производится выгрузка деталей из термошкафа.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет получить детали высокого качества после сушки или термообработки.