RU10355U1

RU10355U1 - HEATING DEVICE

Info

Publication number: RU10355U1
Application number: RU98118715/20U
Authority: RU
Inventors: В.В. Пассек; В.М. Душницкий; Д.Г. Черный
Original assignee: Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт транспортного строительства"
Priority date: 1998-10-13
Filing date: 1998-10-13
Publication date: 1999-07-16

Abstract

Нагревательное устройство, содержащее держатель, закрепленный на нем нагреватель, прижимную раму и систему опорных и направляющих роликов, отличающееся тем, что прижимная рама состоит из основы плиты, с одной стороны которой расположены опорные ролики, а с другой - держатель, состоящий из плиты держателя, соединенной с основной плитой с помощью двух соединений - шарнирного, обеспечивающего взаимный поворот основной плиты и плиты держателя, и шарнирно-скользящего, позволяющего регулировать взаимное расстояние указанных двух плит между собой при их взаимном повороте, и запорного устройства, позволяющего съем с прижимной рамы держателя вместе с нагревателем, при этом оно снабжено отсекателем пламени, состоящим из тела отсекателя и закрепляющего стержня, с помощью которого тело отсекателя жестко присоединено к плите держателя, а нагреватель состоит из двух газовых горелок, состоящих из рукоятки с регулировочными вентилями, наконечника и мундштука, причем тело отсекателя состоит из массивного стального бруска, расположенного между мундштуками горелок, а газовые горелки присоединены к плите держателя с помощью регулировочного устройства, состоящего из держателя регулировочного устройства, с жестко прикрепленной к нему горелкой, соединенного с плитой держателя посредством двух соединений - шарнирного, обеспечивающего взаимный поворот держателя регулировочного устройства и плиты держателя, и шарнирно-скользящего, позволяющего регулировать взаимное расстояние указанных плит между собой при их взаимном повороте, при этом объем тела отсекателя определяется по формулегде q- удельный тепловой поток пламениA heating device comprising a holder, a heater mounted thereon, a pressure frame and a system of support and guide rollers, characterized in that the pressure frame consists of a base plate, on one side of which support rollers are located, and on the other, a holder consisting of a holder plate, connected to the main plate with the help of two connections - hinged, providing mutual rotation of the main plate and the holder plate, and hinged-sliding, which allows you to adjust the mutual distance of these two plates between combat during their mutual rotation, and a locking device that allows removal from the clamping frame of the holder together with the heater, while it is equipped with a flame cutter, consisting of the body of the cutter and a fixing rod, with which the cutter body is rigidly attached to the holder plate, and the heater consists of two gas burners, consisting of a handle with control valves, a tip and a mouthpiece, the cutter body consisting of a massive steel bar located between the mouths of the burners, and gas burners and are connected to the holder plate using an adjusting device consisting of an adjusting device holder, with a burner rigidly attached to it, connected to the holder plate by means of two connections - hinged, which allows the holder of the adjusting device and the holder plate to rotate mutually, and hinged-sliding, which allows to adjust the mutual the distance of these plates with each other during their mutual rotation, while the volume of the cutter body is determined by the formula q is the specific heat flow of the flame

Description

НАГРЕВАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВОHEATING DEVICE

Полезная модель относится к технологии изготовления сварных металличеких конструкций, а именно к устройствам для нагрева изделий, преимущественно при правке сварных балок.The utility model relates to the manufacturing technology of welded metal structures, namely to devices for heating products, mainly when dressing welded beams.

Мзвестно нагревательное устройство для резки металлов, содержащее держатель и закрепленный на нем нагреватель, выполненный в виде резака или горелки 1.A heating device for cutting metals is known, comprising a holder and a heater mounted on it, made in the form of a torch or burner 1.

Недостатком этого устройства является отсутствие возможности регулировки расстояния от мундштука до нагреваемого металла в процессе нагрева. Это не позволяет механизировать и автоматизировать процесс термической правки.The disadvantage of this device is the inability to adjust the distance from the mouthpiece to the heated metal during heating. This does not allow to mechanize and automate the process of thermal dressing.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является устройство для правки гщбовидности полок сварных элементов, содержащее держатель, закрепленный на нем нагреватель, прижимную раму и систему опорных и направляющих роликов 2.The closest in technical essence and the achieved result to the claimed one is a device for straightening the overall shape of the shelves of welded elements, containing a holder, a heater mounted on it, a clamping frame and a system of support and guide rollers 2.

МКИ B21D 1/14MKI B21D 1/14

применении двух горелок регулировка в процессе нагрева становится невозможной, поскольку пламя, встречаясь между двумя горелками, отбрасывается в сторону оператора, при этом пламя не позволяет производить регулировку и перегревает наконечники горелок.When using two burners, adjustment during heating becomes impossible, since the flame, meeting between the two burners, is thrown towards the operator, while the flame does not allow adjustment and overheats the tips of the burners.

Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в повьшении эффективности работы нагревательного устройства.The technical result of the proposed utility model is to increase the efficiency of the heating device.

Сущность полезной модели состоит в том, что в нагревательном устройстве, содержащем держатель, закрепленный на нем нагреватель, прижимную раму и систему опорных и направляющих роликов, прижимная рама состоит из основной плиты, с одной стороны которой расположены опорные ролики, а с другой - держатель, состоящий из плиты держателя, соединенной с основной плитой с помощью двух соединений - шарнирного - обеспечивающего взаимный поворот основной плиты и плиты держателя, и шарнирно-скользящего, позволяющего регулировать взаимное расстояние указанных двух плит между собой при их взаимном повороте, и запорного устройства, позволяющего съем с прижимной рамы держателя вместе с нагревателем, при этом оно снабжено отсекателем пламени, состоящим из тела отсекателя и закрепляющего стержня, с помощью которого тело отсекателя жестко присоединено к плите держателя, а нагреватель состоит из двух газовых горелок, состоящих из рукоятки с регулировочными вентилями, наконечника и мундштука, причем тело отсекателя состоит из массивного стального бруска, расположенного между мундштуками горелок, а газовые горелки присоединены к плите держателя с помощью регулировочного устройства, состоящего изThe essence of the utility model consists in the fact that in a heating device containing a holder, a heater mounted on it, a pressure frame and a system of support and guide rollers, the pressure frame consists of a main plate with support rollers on one side and a holder on the other, consisting of a holder plate connected to the main plate by means of two connections - a hinge - providing mutual rotation of the main plate and the holder plate, and a hinged-sliding one, which allows to adjust the mutual distance of the two plates between each other during their mutual rotation, and a locking device that allows removal from the clamping frame of the holder together with the heater, while it is equipped with a flame cutter, consisting of a cutter body and a fixing rod, with which the cutter body is rigidly attached to the holder plate, and the heater consists of two gas burners, consisting of a handle with adjusting valves, a tip and a mouthpiece, the cutter body consisting of a massive steel bar located between the mouthpieces of the trees, and gas burners are connected to the carrier plate via an adjusting device, consisting of

держателя регулировочного устройства с жестко прикрепленной к нему горелкой, соединенного с плитой держателя посредством двух соедкнений - шрйЙрШ -о, обеспечивающего взаимный поворот держателя регулировочного устройства и плиты держателя, и шарнирно-скользящего, позволяющего регулировать взаимное расстояние указанных плит между собой при их взаимном повороте, при этом объем тела отсекателя определяется по формулеthe holder of the adjusting device with a burner rigidly attached to it, connected to the holder plate by means of two connections - рЙЙЙШШ-,, providing mutual rotation of the holder of the adjusting device and the holder plate, and hinged-sliding, which allows you to adjust the mutual distance of these plates with each other during their mutual rotation, while the volume of the cutter body is determined by the formula

Vote ---. гдеVote ---. Where

Чуд - удельный тепловой поток пламени, кал/см сек;Miracle - specific heat flow of the flame, cal / cm sec;

F - пязщадь нагрева, F is the heating area,

t - время нагрева, сек;t is the heating time, sec;

с - объемная теплоемкость металла, кал/см град;C is the volumetric heat capacity of the metal, cal / cm hail;

t - средняя температура нагрева металла, °С.t is the average temperature of the metal, ° C.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, гдеThe essence of the utility model is illustrated by drawings, where

на фиг.1- представлена схема нагревательного устройства в плане;figure 1 - presents a diagram of a heating device in plan;

на фиг. 2 - изображена принципиальная схема устройства для термической правки грибовидности, где составной частью является нагревательное устройство предлагаемой конструкции (показан вид нагревательного устройства сбоку);in FIG. 2 - shows a schematic diagram of a device for thermal dressing of mushroom, where a component is a heating device of the proposed design (side view of the heating device is shown);

на фиг.3 - сечение А-А на фиг.1;figure 3 is a section aa in figure 1;

на фиг.4 - схема отражения пламени в сечении I-I (см.фиг.1) при отсутствии отсекателя пламени.figure 4 - diagram of the reflection of the flame in section I-I (see figure 1) in the absence of a flame cutter.

Чуд F Miracle F

с twith t

держателя 2, нагревателя 3, отсекателя пламени 4. Прижимная рама 1 состоит из основной плиты 5, опорных роликов 6. Держатель 2 состоит из плиты держателя 7 и запорного устройства 8. Нагреватель 3 содержит две газовые горелки, состоящие из рукоятки 9 с вентилями 10, наконечника И. мундштука 12 и вентилей 13. Отсекатель пламени 4 состоит из тела отсекателя 14 и закрепляющего стержня 15. Тело отсекателя 14 может быть выполнено из массивного стального бруска в форме параллелепипеда, расположенного между мундштуками горелок и ориентированного длинными сторонами к мундштукам. Прижимная рама 1 соединена с держателем 2 с помощью двух соединений - шарнирного 16 и шарнирно-скользящего 17, состоящего из втулки 18 с резьбой, шарнирно прикрепленной к основной плите 5, болта-регулятора 19, пропущенного через отверстия 20 в держателе 2, позволяющие болту 19 иметь люфт в поперечном к его оси направлении, и пружины сжатия 21. Плита держателя 7 с помощью запорного устройства 8 присоединяется к опорам 16 и 17. Запорное устройство основано на принципе защелкивания и содержит 2 элемента (22 и 23), вставляемые в специальные гнезда в опорах 16 и 17. Принцип защелкивания обеспечивается пружиной 24, которая позволяет упругое перемещение элемента 23. Газовые горелки присоединены к плите держателя с помощью регулировочного устройства, которое состоит из держателя 25 регулировочного устройства, к которому жестко прикреплена горелка. Держатель 25 регулировочного устройства присоединен к плите держателя 7 сholder 2, heater 3, flame cutter 4. The clamping frame 1 consists of a main plate 5, support rollers 6. The holder 2 consists of a plate of the holder 7 and the locking device 8. The heater 3 contains two gas burners, consisting of a handle 9 with valves 10, tip I. of the mouthpiece 12 and valves 13. The flame cutter 4 consists of the body of the cutter 14 and the fixing rod 15. The body of the cutter 14 can be made of a massive steel bar in the shape of a parallelepiped located between the mouthpieces of the burners and oriented by long sides s to the mouthpiece. The clamping frame 1 is connected to the holder 2 by means of two connections - hinged 16 and articulated-sliding 17, consisting of a sleeve 18 with a thread pivotally attached to the main plate 5, a regulator bolt 19, passed through holes 20 in the holder 2, allowing the bolt 19 have a backlash in the direction transverse to its axis, and compression springs 21. The holder plate 7 is connected to the supports 16 and 17 using the locking device 8. The locking device is based on the locking principle and contains 2 elements (22 and 23) inserted into special sockets in supports 16 and 17. The principle snapping spring 24 is provided, which allows the elastic movement of the element 23. The gas burners are connected to the carrier plate via an adjusting device, which consists of an adjusting device the holder 25 to which is rigidly attached burner. The holder 25 of the adjusting device is attached to the plate of the holder 7 with

помощью двух соединений - шарнирного 26, обеспечивающего взаимный поворот держателя регулировочного устройства и плиты держателя, и шарнирно-скользящего, состоящего из регулировочного винта 27, пропущенного свободно через хвостовик 28 держателя регулировочного устройства и соединенного с плитой держателя 7 с помощью резьбового соединения, пружины сжатия 29.using two connections - hinged 26, providing mutual rotation of the holder of the adjusting device and the holder plate, and a hinged-sliding one, consisting of an adjusting screw 27, passed freely through the shank 28 of the holder of the adjusting device and connected to the plate of the holder 7 using a threaded connection, a compression spring 29 .

Для пояснения существа технического решения приведены также следующие сведения. На фиг. 2 изображена принципиальная схема устройства для правки грибовидности, где применено нагревательное устройство предлагаемой конструкции. Осуществляется выправка сварной балки с поясом 30 и стенкой 31. Устройство для правки состоит из корпуса 32 с электродвигателем, редуктором и электронным регулятором режимов правки, силового замыкающего элемента 33, одним концом с помощью подпружиненного соединения 34 соединенного с корпусом 32, а другим - с помощью шарнирного соединения 35 соединенного с прижимной рамой 1. Устройство для правки содержит также ведущие ролики 36, упорные ролики 37 и опорные ролики 38. Позициями 39 и 40 на фиг. 4 показано очертание пламени соответственно между горелками и сбоку от горелок.To clarify the essence of the technical solution, the following information is also provided. In FIG. 2 shows a schematic diagram of a device for dressing mushrooms, where a heating device of the proposed design is applied. The welded beam is straightened with a belt 30 and a wall 31. The dressing device consists of a body 32 with an electric motor, gearbox and electronic adjustment of dressing modes, a power closing element 33, one end using a spring-loaded connection 34 connected to the body 32, and the other using the swivel joint 35 connected to the clamping frame 1. The dressing device also includes drive rollers 36, thrust rollers 37 and support rollers 38. With reference numerals 39 and 40 in FIG. 4 shows the outline of the flame, respectively, between the burners and on the side of the burners.

Устройство работает следующим образом. Устройство для правки устанавливают на стенку 31 выправляемой балки, которая при этом находится в горизонтальном положении. Пружинное соединение 34 обеспечивает взаимное прижатие к балке с одной стороны роликов 36. 37, 38 (к съенке 31), ас другой - роликов 6 прижимной рамы (к выправляемому поясу 30). При этом обеспечивается стабильное положение прижимной рамы 1 относительно пояса 30. Горелки зажигаются в отомкнутом положении, регулируется пламя, после чего с пошщью запорного устройства 8 держатель вместе с горелками устанавливается на опоры 16 иThe device operates as follows. The dressing device is mounted on the wall 31 of the beam to be straightened, which is in this case in a horizontal position. The spring connection 34 provides mutual pressing against the beam on one side of the rollers 36. 37, 38 (to the shot 31), and on the other - the rollers 6 of the clamping frame (to the straightened belt 30). This ensures a stable position of the clamping frame 1 relative to the belt 30. The burners are ignited in the open position, the flame is regulated, and then with the help of the locking device 8, the holder together with the burners is mounted on the supports 16 and

17. Одновременно включается устройство для правки, которое начинает перемещаться в соответствии с режимом, определенным электронной системой. С помощью газовых горелок осуществляется местный нагрев до 700-900 °С пояса балки в зоне сварных швов, возникают пластические деформации и, как следствие, выправка остаточных деформаций грибовидности, образовавшихся от усадки сварных швов.17. At the same time, the editing device is switched on, which starts to move in accordance with the mode defined by the electronic system. With the help of gas burners, the beam belt is locally heated to 700-900 ° C in the weld zone, plastic deformations arise and, as a result, the residual deformations of the mushroom form resulting from shrinkage of the weld joints are corrected.

Если местный нагрев осуществлять двумя горелками без отсекателя, то формирующийся контур пламени показан на фиг.4: между горелками имеет место поток пламени кверху. Тело отсекателя пламени не позволяет этому потоку идти вверх, и контур пламени совпадает между горелками с нижней поверхностью тела отсекателя 14. В процессе правки возникают следующие особенности. Расстояние тела отсекателя до поверхности нагреваемого металла должно быть примерно 20 мм. Это расстояние устанавливается регулировочным винтом 19. Расстояние сопла мундштука до нагреваемого металла должно быть 10-15 мм. Оно устанавливается регулировочными винтами 27 (см. фиг.1). В процессе нагрева отсекатель нагревается за счет притока тепла от пламени. Одновременно идет уход тепла за счет оттока его конвективным путем (конвекция окружающего воздуха) и излучением. Тепловой баланс должен быть рассчитан, иначе может произойти расплавление тела отсекателя. Расчет производится из следующих соображений.If local heating is carried out by two burners without a cutter, the forming flame circuit is shown in Fig. 4: there is a flow of flame upward between the burners. The body of the flame cutter does not allow this flow to go up, and the flame contour coincides between the burners with the lower surface of the body of the cutter 14. In the process of editing, the following features arise. The distance of the cutter body to the surface of the heated metal should be approximately 20 mm. This distance is set by the adjusting screw 19. The distance of the nozzle of the mouthpiece to the heated metal should be 10-15 mm. It is installed by adjusting screws 27 (see figure 1). During heating, the cutter is heated due to the influx of heat from the flame. At the same time, heat is being removed due to its outflow by convective means (convection of ambient air) and radiation. The heat balance must be calculated, otherwise the cutter body may melt. The calculation is made from the following considerations.

Главный принцип, который закладывается в данном решении - это периодичность нагрева: за время правки балки происходит нагрев тела отсекателя, в перерывах между правкой его естественное остывание.The main principle that is laid down in this solution is the frequency of heating: during the straightening of the beam, the cutter body is heated, in the intervals between editing, it naturally cools down.

Размеры и форма отражателя подбираются экспериментальными исследованиями в зависимости от частоты выправок и длительности одной выправки. При кратковременных нагревах учитывается его теплоемкость. При этом должен соблюдаться следующий баланс:The dimensions and shape of the reflector are selected by experimental studies, depending on the frequency of the dressings and the duration of one dressing. For short-term heating, its heat capacity is taken into account. In this case, the following balance should be observed:

Чнагр ЧемкChnagr Chemk

R Qflarp количество тепла, поступившее в отражатель за время t правки балки;R Qflarp the amount of heat received in the reflector during the time t editing the beam;

Чнарр Чпламени Ч еплоотдациЧплаувни Чуд F t. кал,Chnar Ch Flames H earmarks Chpluwni Miracle F t. feces

Чтвпдоотдачи - количество тепла, ушедшее из тела отсекателя за счет теплоотдачи из его части, которая не охватывается пламенем. При учете периодичности правки масса тела отсекателя может быть определена как критическая, без учета q теплоотдачи;Absorption - the amount of heat that has left the cutter body due to heat transfer from its part, which is not covered by the flame. When taking into account the frequency of editing, the mass of the cutter can be determined as critical, without taking into account q heat transfer;

QeiiK допустимое количество тепла, поглощенное отсекателем за время правки (определяется недопустимостью местного оплавления),QeiiK the allowable amount of heat absorbed by the cutter during dressing (determined by the inadmissibility of local reflow),

Чемк с Vote t, кап, С - объемная теплоемкость металла;Chemk with Vote t, cap, C - volumetric heat capacity of the metal;

С О,.85 + 0.001 Ч, кал/(см -град), (2) t - средняя температура нагрева металла; VOTC объем тела отсекателя, Объем тела отсекателя может (1): Qya F -t С С О, .85 + 0.001 H, cal / (cm-deg), (2) t - average temperature of metal heating; VOTC cutter body volume, cutter body volume can (1): Qya F -t C

VOTC (3)VOTC (3)

Когда начинается оплавление отдельных, примыкающих к пламени участков тела отсекателя, удаленные участки имеют температуру не выше 300 °С, поэтому среднюю температуру тела отсекателя молжно принять 500 °С. При этом теплоемкость в соответствии с формулой (2) равна 1,35 кал/().Величина удельных тепловых потоков в зоне пламени для рассматриваемого случая может быть принята 7 кал/().Тогда формула (3) приобретает вид:When the melting of individual sections of the cutter body adjacent to the flame begins, the remote areas have a temperature of no higher than 300 ° C, so the average temperature of the cutter body should be taken at 500 ° C. In this case, the heat capacity in accordance with formula (2) is 1.35 cal / (). The specific heat fluxes in the flame zone for this case can be taken as 7 cal / (). Then formula (3) takes the form:

VOTC - 0-01 F С- (4)VOTC - 0-01 F C- (4)

1,35 5001.35 500

Более экономичное проектирование формы и размеров тела отсекателя может быть сделано при учете того, что с повышением температуры тела отсекателя резко увеличивается теплоотдача, поэтому размеры его могут быть подобраны так, что при опЧуд F tA more economical design of the shape and dimensions of the cutter body can be done by taking into account the fact that with an increase in the temperature of the cutter body the heat transfer sharply increases, so its dimensions can be chosen so that when

7 F -t см. быть найден из неравенства Vo,c t:7 F -t see to be found from the inequality Vo, c t:

ределенных режимах нагреваspecific heating modes

Qfеплоотдачи ЧпламениQf Flame recovery

тогда t - «, Т.е. нагреватель сможет работать без перерывов.then t - ", i.e. the heater will be able to work without interruption.

Применение предлагаемого нагревательного устройства позволяет существенно расширить границы рационального применения автоматической термической правки грибовидности путем распространения этой технологии на правку поясов толщиной 6-12 мм. Кроме того, это устройство может быть использовано при правке саблевидности, снятии окалины.The use of the proposed heating device can significantly expand the boundaries of the rational use of automatic thermal dressing of mushroom shape by extending this technology to dressing belts 6-12 mm thick. In addition, this device can be used when editing saber, descaling.

Авторы:Authors:

В. В. Пассек В. М. Душницкий Д. Г. ЧерныйV.V. Passek V.M. Dushnitsky D.G. Cherny

ГенерGenera

: Сычев: Sychev

Claims

A heating device comprising a holder, a heater mounted thereon, a pressure frame and a system of support and guide rollers, characterized in that the pressure frame consists of a base plate, on one side of which support rollers are located, and on the other, a holder consisting of a holder plate, connected to the main plate with the help of two connections - hinged, ensuring mutual rotation of the main plate and the holder plate, and hinged-sliding, which allows you to adjust the mutual distance of these two plates between combat during their mutual rotation, and a locking device that allows removal from the clamping frame of the holder together with the heater, while it is equipped with a flame cutter consisting of a cutter body and a fixing rod, with which the cutter body is rigidly attached to the holder plate, and the heater consists of two gas burners, consisting of a handle with adjusting valves, a tip and a mouthpiece, the cutter body consisting of a massive steel bar located between the mouths of the burners, and gas burners and are connected to the holder plate using an adjusting device consisting of an adjusting device holder, with a burner rigidly attached to it, connected to the holder plate by means of two connections - a hinge that allows the holder of the adjusting device and the holder plate to rotate mutually, and a hinged-sliding one, which allows adjusting the mutual the distance of these plates with each other during their mutual rotation, while the volume of the body of the cutter is determined by the formula

where q _beats - specific heat flow of the flame, cal / cm ² • s;
F is the heating area, cm ² ;
τ is the heating time, s;
C is the volumetric heat capacity of the metal, cal / cm ³ • deg;
t is the average temperature of the metal, ^o C.