Парогенераторный увлажнитель газа

Авторы патента:

F27D7/02 - введение паров, газов или жидкостей

Полезная модель относится к средствам автоматизации газовых систем электропечей различного назначения, в частности к увлажнителям газа печей сопротивления, в которых используется система подачи газа заданной влажности. Технический результат заключается в исключении потерь давления, достижении минимальной инерционности, снижении затрат электроэнергии, повышении удобства обслуживания. Увлажнитель (фиг. 1) включает водяной бак 1, пьезомембранный микронасос 2, испаритель 3, эжектор 7 и соединительные трубопроводы. Испаритель 3 содержит корпус 5 в котором установлены трубка 3 на которую навит спиральный нагреватель 4. В свободном внутреннем пространстве испарителя 3, между его корпусом 5 и нагревателем 4, размещен теплоизоляционный материал, например, муллитокремнеземистая вата, для сохранения температуры стенок трубки 3 и снижения тепловых потерь. Работает увлажнитель следующим образом. Вода из бака 1 по трубопроводу дозировано подается пьезомембранным микронасосом 2 на испаритель 3. В испарителе 3 вода превращается в пар, пары воды смешиваются в эжекторе 7 с газом и увлажненная газовая смесь по трубопроводу поступает в камеру 8., илл. 1

Печная среда - это совокупность химических веществ, окружающих исходные материалы и получаемые продукты в рабочей камере печей и не вступающих с ними в химическое взаимодействие. Печная среда может быть искусственно создана путем ввода в рабочую камеру соответствующей композиции веществ, в том числе в газообразном виде.

Газовая составляющая печной среды представляет собой высокотемпературную смесь химических веществ в газообразном состоянии. Состав газовой среды, вводимой в рабочую камеру печи, зависит от ряда факторов, обусловленных протекающими в печи термотехнологическими процессами (см. Исламов М.Ш. «Металлургическая теплотехника», изд. «Химия», 1986 г., стр.75-76).

Некоторые виды этих процессов требуют увлажнения газовой среды рабочей камеры. Так, из уровня техники известна хлебопекарная печь по патенту RU 2477049, опубликованному 10.03.13, содержащая устройство увлажнения горячего воздуха, поступающего в рабочую камеру печи, посредством испарения воды с поверхности испарительных продольных U-образных плит.

Процесс увлажнения газовой среды рабочей камеры печи такой конструкции требует значительных энергозатрат.

Известна так же хлебопекарная печь по а.с. SU 612672, опубликованному 16.06.78, содержащая камеру, включающую конвейер, испаритель в виде нагревательных каналов и пароувлажнительное устройство в виде пароподводящих трубок с клапанами периодического действия. При этом каждая пароподводящая трубка установлена в отдельном отсеке.

Данную конструкцию пароувлажнителя можно принять за ближайший аналог (прототип) заявленной полезной модели по главному существенному признаку - выполнению увлажнителя в виде пароподводящих трубок.

Недостатками конструкции известного пароувлажнителя являются:

- значительные тепловые потери в окружающую среду;

- инерционность (время разогрева и выхода на требуемый режим);

- сложность конструкции пароувлажнителя;

Задача заявленной полезной модели - создать простое по конструкции и надежное в работе техническое решение увлажнителя газов, основанное на принципе подачи паров воды заданного количества непосредственно в газовую систему печи.

Технический результат заключается в упрощении конструкции устройства, достижении минимальной инерционности, снижении затрат электроэнергии, повышении удобства обслуживания.

Поставленная задача может быть реализована, а ее технический результат может быть достигнут посредством заявленной полезной модели - парогенераторного увлажнителя газа для электропечи с газовой системой, включающего водяной бак, пьезомембранный микронасос, испаритель, эжектор, соединительные трубопроводы и трубку с навитым на нее спиральным нагревателем.

В свободном внутреннем пространстве испарителя, между его корпусом и нагревателем, размещен теплоизоляционный материал, например, в виде муллитокремнеземистой ваты.

Сопоставительный анализ существенных признаков заявленной полезной модели в сравнении с ее предшественниками свидетельствует, что из известного уровня техники аналогичных устройств на дату подачи заявки не выявлено. Также не следует явным образом, что известно устройство того же назначения, что и заявленная полезная модель, в которой бы применялась вся совокупность приведенных в независимом пункте формулы и раскрытых в описании существенных признаков, что означает соответствие заявленной полезной модели критерию «новизна».

В целом же, предложенная совокупность существенных признаков обеспечивает возникновение у заявленного парогенераторного увлажнителя газа новых свойств, позволяющих реализовать поставленную задачу.

Конструкция пароувлажнителя газа проста, ее детали не представляют никаких конструкторско-технологических или производственных трудностей. Они просты и технологичны при изготовлении в условиях промышленного производства, что свидетельствует о соответствии полезной модели также и критерию «промышленная применимость».

Сущность заявленного технического решения парогенераторного увлажнителя газа для электропечи с газовой системой поясняется его принципиальной схемой, изображенной на фиг.1.

Парогенераторный увлажнитель газа включает водяной бак 1, пьезомембранный микронасос 2, испаритель 3, эжектор 7 и соединительные трубопроводы.

Бак 1 имеет вместимость 1000 мл и предназначен для хранения и запаса деионизированной воды.

Пьезомембранный микронасос 2, имеющий производительность до 3 мл/мин при частоте 50 Гц и напряжении 250V, создает избыточное давление 60 кПа.

В испарителе 3 установлена трубка, на которую навит спиральный нагреватель 4. В свободном внутреннем пространстве испарителя 3, между его корпусом 5 и нагревателем 4, размещен теплоизоляционный материал (на фиг.1 условно не показан), например, муллитокремнеземистая вата марки МКРР-130, для сохранения температуры стенок трубки испарителя 3 и снижения тепловых потерь.

Работает увлажнитель следующим образом.

Вода из бака 1 по трубопроводу дозировано (заданным количеством) подается пьезомембранным микронасосом 2 на испаритель 3. Испаритель 3 является генератором пара. В нем вода превращается в пар, пары воды смешиваются в эжекторе 7 с газом и увлажненная газовая смесь по трубопроводу поступает в камеру 8. Количество подаваемой жидкости регулируется изменением производительности пьезомембранного насоса при помощи контроллера, входящего в систему управления печью сопротивления и газовой системой (на фиг.1 условно не показано).

Заявленная полезная модель найдет применение в газовых системах целого ряда электропечей различного назначения с контролируемой газовой средой, как простое, и вместе с тем надежное в работе и удобное в эксплуатации автоматизированное устройство увлажнения газа с заранее заданными параметрами.

Парогенераторный увлажнитель газа для электропечи с газовой системой, включающий водяной бак, пьезомембранный микронасос, испаритель, эжектор, соединительные трубопроводы и трубку с навитым на нее спиральным нагревателем, при этом в свободном внутреннем пространстве испарителя, между его корпусом и нагревателем, размещен теплоизоляционный материал, например, в виде муллитокремнеземистой ваты.