Серия Диамант

Горизонтальная вакуумная печь

Корпус, сосуд под давлением, герметичен, в нём создаётся вакуум или давление до 1.49 Бар абс, в режиме интенсивного охлаждения. Внутри корпуса печи находится камера нагрева – тепловой контур, где располагается садка с изделиями для термообработки. Теплоизоляция камеры нагрева выполнена 4 экранами из нержавеющей стали.

Техническое описание

1.1Корпус печи

Корпус печи представляет сосуд под давлением, имеет водяное охлаждение – «водяную рубашку». Внутренняя стенка корпуса изготовлена из нержавеющей стали 20Х23Н18, наружная из углеродистой стали 09Г2С.

Корпус герметичен, в нём создаётся вакуум или давление до 1.49 Бар абс, в режиме интенсивного охлаждения. Внутри корпуса печи находится камера нагрева – тепловой контур, где располагается садка с изделиями для термообработки. Теплоизоляция камеры нагрева выполнена 4 экранами из нержавеющей стали.

Корпус печи разработан для работы в вакууме и обладает следующими характеристиками:

• Цилиндрическая форма, дверь и задняя стенка печи имеют эллиптическую форму.
• Корпус печи, задняя крышка и фронтальная дверь являются водоохлаждаемыми, в системе охлаждения осуществляется контроль температуры и давления. «Водяная рубашка» цилиндрической части корпуса печи разделена на 6 отсеков, дверь и задняя стенка печи имеют по 2 отсека каждая.
• Изнутри корпус печи окрашен специальной вакуумной краской.
• Байонетный механизм закрытия двери печи. Привод поворота кольца пневматический, открытие двери происходит вручную. Время открытия печи составляет около 5 мин.
• Корпус печи сверху оснащен упорами для установки модуля трансформаторов нагревателей.
• По периметру корпуса располагаются все необходимые вводы для систем вакуумирования, охлаждения, подачи газа, контроля температуры камеры и садки, нагрева и т.д. Все распределительные системы осуществлены необходимыми запорными клапанами и клапанами безопасности. Используются только импортные клапана с прокладками до Т=250 С
  

1.2 Камера нагрева

Камера нагрева изготовлена из нержавеющей стали и изолирована 4 тепловыми экранами.

1.3 Нагрев

Система нагрева представлена 6 зонами и 12 кольцевыми нагревателями из нихрома. Питание на нагреватели подается медными охлаждаемыми тоководами от трансформаторов. Управление и контроль нагревом осуществляется при помощи тиристорного преобразователя мощности и термопар S-типа.

Описание работы системы нагрева:

Печь имеет режимы нагрева: конвективный, вакуумный, парциальный.

Конвективный нагрев: может быть установлен до температуры 750 С, при этом режиме в печь после откачки воздуха подаётся азот, давление 0,05 – 1 Бар, работает конвективный вентилятор, установленный на дверце печи. По окончании конвективного нагрева происходит откачка до заданного вакуума, что означает переход на радиационный режим нагрева в вакууме.

Радиационный нагрев: нагрев в вакууме

Парциальный режим: нагрев при парциальном давлении инертного газа макс. до 5 мБар

1.4 Вакуумная система

Требуемый Вакуум в рабочей камере создается использованием 4 ступенчатой насосной группы состоящей из:

Leybold SOGEVAC SV 630 BF

Leybold WAU2001

Leybold DIP30000

Leybold TRIVAC D16B

Перед входом в диффузионный насос со стороны печи установлена криогенная ловушка влаги и паров масла Polycold 550 cryogenicrefrigerationsystem. Температура - 60 …- 80 С создаётся тепловым насосом, имеющий свой чиллер.

Контроль и измерение уровня вакуума осуществляется двумя вакуумметрами типа Пирани и Пеннинга

1.5 Система подачи и охлаждения инертного газа

Подача инертного газа осуществляется в печь при помощи пневмоклапанов.

Система охлаждение газа осуществляется в отдельном вакуумном плотном модлуле, смонтированном на печи, который включает в себя теплообменник газ-вода и турбину с электроприводом. При необходимости данный модуль может быть установлен рядом с печью. Хотя компоновка модуля наверху печи позволяет минимизировать трубопроводы системы охлаждения, что уменьшает расход газа.

1.6 Система водяного охлаждения

Система охлаждения печи и состоит из входного и выходного коллекторов, коллектора подачи воды на охлаждения корпуса печи, кранов и электромагнитных клапанов, приборов контроля расхода (ротаметры), температуры и давления по каждому контуру охлаждения

Группа контуров охлаждения №1
Коллектор подачи воды на охлаждения корпуса печи, вода в него подаётся из входного коллектора через электромагнитный клапан. При открывании печи прекращается подача воды в данный контур. Данная схема необходима для предотвращения образования конденсата на внутренних стенках мечи при открытой печной двери. Включает в себя: 8 контуров охлаждения корпуса печи и 2 контура фронтальной двери.
Группа контуров охлаждения №2
Включает в себя: контур охлаждения конвекционного вентилятора и контур токовводов нагревателей.
Контур охлаждения №3
Включает в себя: контур охлаждения инертного газа в теплообменнике газ-вода в отдельном модуле.

Все органы управления, распределения охлаждающей воды и устройства контроля контуров охлаждения смонтированы на отдельной панели вместе с входным и выходным коллекторами, для удобства контроля рабочим персоналом, обслуживания и быстрого обнаружения возможных проблемных ситуаций.

Старт нагрева печи невозможен в отсутствие сигнала от реле потока. В случае аварийной ситуации срабатывает рыле потока по расходу (либо расход ниже требуемого, сообщение предупреждения, ещё ниже расход – остановка нагрева) или по температуре (по превышению заданного значения температуры происходит остановка нагрева)

Если забиты каналы, то происходит повышение температуры в одном из контуров и происходит аварийная остановка печи.

Замкнутая система водяного охлаждения, рассчитанная на 2 печи.

Данная система является комбинированной: охлаждение воды происходит в градирне закрытого типа и/или в чиллере, т.е. система имеет два независимых контура охлаждения: градирня и чиллер. Основной теплосъём происходит в градирне – примерно 70% от общей мощности охлаждения. В каждом контуре установлены по 2 центробежных насоса: основной и дублирующий. Всего 4 группы насосов: на градирню, на чиллер, на печь, на теплообменник. В состав системы входят баки горячей и холодной воды, насосы, ручные краны, электромагнитные клапаны, датчики температуры и давления, фильтры, система заполнения и поддержания уровня воды, трубы.

Возможны два режима работы: условно назовём «лето» и «зима». В летнем режиме работы основной поток воды проходит через градирню, и, в случае если градирня не справляется, и температура горячей воды на входе превышает 45 С, то включается чиллер. При этом горячий воздух от чиллера выбрасывается на улицу. В зимнем режиме работы основной чиллер работает постоянно, горячий воздух подаётся в цех, в случае повышения температуры воды на входе свыше 45 С включается подача воды на градирню. Переключение выброса горячего воздуха цех/улица происходит автоматически по заданной температуре в цехе. Оптимальное место установки градирни на крыше, что обеспечит хороший слив и позволит работать градирне при низких температурах.

Автоматическая система управления работой градирни осуществляет:

• безопасный пуск/остановку насосного оборудования;
• переход на резервный насос, в случае выхода из строя одного из основных;
• контроль уровня воды в емкости и управление электромагнитным клапаном, устанавливаемым на линии подпитки;
• контроль температуры охлажденной воды – включение или отключение градирни, предотвращение переохлаждения с последующим обмерзанием узлов модулей градирни зимой.
• Контроль и управление работой чиллера
• Контроль и управление выброса горячего воздуха от чиллера, тем самым поддерживать заданную температуру в цехе.

1.7 Электрооборудование и система управления

Все силовое и контрольное оборудование необходимое для функционирование вакуумной печи смонтировано внутри электрошкафа, за исключением трансформаторов нагревательных элементов, смонтированных на печи в отдельном модуле со степенью защиты IP54.

Тиристорный регулятор мощности осуществляет управление нагревом, находиться в постоянной связке с ПЛК и температурными контроллерами, также осуществляет контроль за первичной и вторичной обмотками трансформаторов нагревателей.

Система управления процессом (температурой, давлением) и средствами автоматики и безопасности реализована на базе ПЛК Siemens S7.

Система управления может функционировать как в полностью автоматическом режиме, по заданной оператором технологической программе, так и в полуавтоматическом, выполняя в реальном времени команды оператора.

Программное обеспечение визуализации технологического прогресса в реальном времени дает информацию оператору о состоянии работы оборудования, заданных и текущих значений рабочих параметров, позволяет выполнять журналирование данных, обладает возможностью представления их в текстовом и графическом режимах.

Оборудование системы управления включает в себя следующие пользовательские средства:

• Персональный компьютер с цветным монитором, клавиатуру и мышь;
• Цветной принтер;

Операционная система:

• Microsoft Windows

1.8 Поддон

В комплект поставки входит один поддон из жаропрочной стали с содержанием никеля около 25%

Поддон рассчитан на вес 1200 кг, имеет ячеистую структуру, что обеспечивает хорошее прохождение газа к садке и равномерность охлаждения.

1.9 Погрузчик

Погрузчик имеет 2 степени свободы: вперед-назад и вверх-вниз. Привод погрузчика – электрический. Движение «вперед-назад» осуществляется по рельсам. Полезная длина погрузчика – 3600 мм. Грузоподъёмность погрузчика составляет не менее 3,5 тонн, что с учётом длины печи достаточно, чтобы разместить в ней садку весом 1200 кг.

Система безопасности погрузчика отвечает нормам СЕ. 

Технические характеристики одной из печей серии Диамант