Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_254
.pdf
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_171750.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=171750&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB171750A
[]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата подачи заявки: 13 августа 1920 г., № 23745/20 17 97 0Qirplote Acoepte(l: Nov. 14, 1921, -- ПОЛНОЕ
СПЕЦИФИЧЕСКОЕ УЛУЧШЕНИЕ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ МЕТОДОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
ИЗДЕЛИЙ ИЗ МЕТОДА ... Мы, Уильям Ховард Фиши, проживающий по адресу: 1133, Западная 55-я улица,
Лос-Анджелес, и Питер Чемберс, проживающий по адресу: 206, Южная Каталина-авеню, Редондо-Бич, оба в
округе Лос-Анджелес, штат Калифорния, Соединенные Штаты Америки, оба граждане Соединенных Штатов
Америки, настоящим заявляем о характере данного изобретения и о способе его осуществления, которые
будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Настоящее изобретение относится к аппарату для цементации железа и железных сплавов, 1 и способу его
осуществления. Целью данного проекта является создание подходящей печи, использующей определенный
жидкий углеводород, который не будет окислять сталь, используемую в печи, и не будет образовывать на ней
окалину. Еще одна цель — создание печи, использующей жидкий углеводород, которая будет осуществлять
процесс пропитки или повышения плотности стали за счет углерода за более короткий период времени, чем
это было ранее2,5, и которая будет выполняться равномерно, не оставляя мягких участков в металле и
снижая эксплуатационные расходы. Другой целью является использование определенного жидкого
углеводорода в специально сконструированной печи, при этом углеводород превращается в газ, обладающий
определенными свойствами, который выходит наружу после удаления из него углерода и сгорает при выходе.
Цвет горящего газа, а также высота его свечения или сгорания указывают на ход работы, проводимой внутри
печи.
Известный процесс заключается в помещении обрабатываемых изделий в колбу, расположенную внутри
нагревательной камеры, и во введении в нагревательную камеру, когда колба и ее содержимое находятся при
температуре цементации, углеводородной жидкости, которая немедленно превращается в газ при высокой
температуре, а затем подается в колбу через перфорации в ее дне для цементации изделий внутри колбы.
Ещё один способ заключается в использовании углеводородного газа или газифицированного масла в
качестве карбонизирующего материала и помещении заготовки в небольшую вращающуюся, надлежащим
образом нагретую цилиндрическую реторту в печи, в которую карбонизирующий газ или газифицируемое
масло впрыскиваются непосредственно под давлением. Из газа обрабатываемый материал поглощает
углерод, в то время как загрязненный газ, выходящий из реторты через вентиляционное отверстие внутри
печи, сгорает, образуя пламя, цвет которого указывает на степень загрязнения газа.
При реализации настоящего изобретения мы предлагаем специальное углеводородное масло, которое
подается в контейнер в подходящей реторте 65 с заданной скоростью. Этот контейнер закрыт и защищен
цилиндрическим корпусом с перфорацией, который, в свою очередь, размещен внутри зажимной реторты.
Подходящая печь нагревает реторту на 70°C, в результате чего жидкость газифицируется, и
газифицированная жидкость проходит через перфорации и контактирует с обрабатываемым изделием,
находящимся внутри реторты, удерживающей изделие. После удаления углерода из реторты газ 7,5 выходит
через вентиляционное отверстие в крышке, и выходящий газ сгорает вне печи с голубоватым пламенем.
Конкретный цвет или изменение 80-градусного оттенка синеватого цвета, а также высота, на которую
достигает пламя, точно указывают на количество углерода, поглощаемого сталью. Указанная выше
углеводородная жидкость содержит сосновую смолу и растворитель, такой как скипидар, а в некоторых
случаях и добавление льняного масла.
6 При использовании всех трех упомянутых компонентов наиболее оптимальные пропорции составляют:
сосновая смола 40%, скипидар 10% и льняное масло 40% по объему в каждом случае.
Изобретатели создали новую форму печи, в которой используется указанная углеводородная жидкость, не
окисляющая сталь и не образующая накипи, которая каким-либо образом испортит мелкие изделия.
Внутренняя поверхность закрепочной реторты всегда сухая; то есть при нагреве газа внутри реторты не
образуется вода, как это обычно бывает; на самом деле, наличие воды крайне опасно в печах такой формы.
Аналогично, используемый газ не оказывает выраженного окислительного воздействия на легированные
стали. Вся печь с жидким углеводородом может быть отрегулирована таким образом (25), чтобы один
обслуживающий персонал мог легко выполнять все необходимые и сопутствующие ей операции. Кроме того,
устройство имеет простую конструкцию и легкодоступно.
Следует понимать, что использование этой углеводородной жидкости и этой печи предназначено только для
выполнения процесса цементации и не относится к процессу закалки или отпуска, которые необходимы после
пропитки стали углеродом. Печь имеет такие размеры, что обеспечивает равномерный нагрев по всей своей
площади и выполняет свою работу быстрее и равномернее, чем это возможно при использовании любого
известного на рынке на сегодняшний день процесса. Углерод, извлеченный из этой углеводородной жидкости,
проникнет в щели, отверстия и полости, которые при обычных условиях не смогли бы вместить углерод из
гранулированной кости или любого другого твердого упаковочного материала, и, следовательно,
однородность продукта будет выше. Во многих случаях низкоуглеродистая сталь, обработанная этим
конкретным методом, может использоваться в качестве замены инструментальной стали в машиностроении.
Кроме того, процентное содержание углерода в газе, окружающем обрабатываемую деталь, может
поддерживаться на постоянном уровне до тех пор, пока углерод не проникнет на любую желаемую глубину
металла.
На рисунке:
Рисунок 1 представляет собой фрагментарный вид сбоку, на котором показаны некоторые части
усовершенствованной печи, используемой в связи с (6f) жидким углеводородом, как описано здесь (l для
закалки стали), выполненный по линии rl--1 на рисунке 2; Рисунок 2 представляет собой фрагментарный вид
снизу устройства, показанного на рисунке 1, выполненный по линии V2 _t82 на рисунке 1 и (6 J) в направлении
прилагаемых стрелок; и Рисунок 3 представляет собой поперечный разрез устройства, показанного на
рисунке 1, выполненный по линии '-.t3 на рисунке 1 и (70) в направлении прилагаемых стрелок.
Соответствующие части на всех рисунках обозначены одними и теми же ссылочными символами.
Обращаясь, в частности, к чертежу «7а», на нем обозначена печь, в которой B — наружная стенка корпуса, C
— жаропрочное устройство, D — коаксиально расположенная внутри печи A реторта для удержания
заготовки, E — цилиндрический перфорированный корпус, расположенный в нижней части цилиндрического
реторта для удержания заготовки, E — резервуар для смотрового окна подачи жидких углеводородов,
используемых в печи, G — устройство для подачи газа для нагрева внутренней части печи, и H — контейнер
для хранения жидкого углеводорода внутри перфорированной цилиндрической стенки, — все эти элементы...
При осуществлении одного из основных преимуществ изобретения используются соответствующие средства.
90 Печь А сконструирована таким образом, что все ее части легко доступны. Печь состоит, по сути, из
наружного цилиндрического корпуса B, снабженного крышкой 1 и основанием 2. Внутри внешней части казино
B уложен огнеупорный кирпич или другой жаропрочный материал C. Этот жаропрочный материал C выполнен
в виде сегментов, как показано на рисунке 3. Данная конструкция устраняет любую вероятность
растрескивания или деформации печи из-за чрезмерного нагрева или чрезмерного охлаждения.
Промежуточная часть внешней периферии термостойкого элемента С и оболочки В 1 05 представляет собой
волокнистое вещество 3, которое не проводит тепло. Концевые части 1 и 2 также снабжены термостойкими
элементами C', при этом крышка 1 и основание 2 удерживают термостойкие элементы Cl в положении 110.
Для обеспечения сохранения формы детали 3B на ее верхнем конце, как показано на рисунке 5,
предусмотрен фланцевый ободок 4, который удерживается на месте болтами или винтами 6.
Водонепроницаемое устройство C-115 имеет кольцевую форму, чтобы вместить зажимную ротатор D, как
показано на чертежах. Основание 2 также имеет кольцевую форму и снабжено направленным вниз фланцем 7
на своем внешнем крае, который перфорирован для размещения болтов S, крепящих внешний фланец B к
указанному основанию и фланцу. Некоторые огнеупорные кирпичи или жаростойкие элементы С снабжены
полуконическими перфорациями 9 1265, которые также проходят через непроводящий нагревательный
элемент 3 и наружный корпус 13.
Внутри части каждого отверстия 9 расположена труба 10, соединяющаяся с источником тепла,
нагревательным элементом которого в данном случае является газ. Перфорация 9 выполнена намеренно в
форме, показанной на рисунках 1 и 3, чтобы обеспечить расширение газа при его выходе из отверстия в трубе
10.
Зажимная реторта D, которая также выполняет функцию муфельницы, размещена внутри кольцевого
пространства, образованного элементами Cl, и опирается на базовый элемент 2.
Реторта D для фиксации заготовки предпочтительно имеет цилиндрическую форму и концевую часть,
обозначенную цифрой 11, слегка скошенную, обозначенную цифрой 12, на ее внешней периферийной кромке.
Нижний кольцевой термостойкий элемент Cl также имеет скошенную кромку, обозначенную цифрой 13, на
своем внутреннем периферийном кольцевом крае. Термостойкий элемент Cl, а также зажимная реторта D
выполнены таким образом, чтобы обеспечить тесное взаимодействие с соответствующими кромками для
гарантированного плотного прилегания с минимальными или нулевыми потерями газа или тепла. Основание 2
также снабжено фланцем 14 для облегчения удержания зажимной реторты D в положении 3 (на ней).
Обращение к рисункам покажет, что между зажимным устройством D и внутренней периферийной
поверхностью термостойких элементов C имеется зазор 15.
В этой разнесенной части 15 происходит сгорание газов, используемых для нагрева печи.
Устройство GL, используемое для подачи газа внутрь печи, представляет собой ряд соединенных между
собой трубных элементов 16, соединенных между собой отводами, как показано на рисунках. Обращаясь к
рисунку 2, можно заметить, что одна часть системы GE соединена с двумя подающими трубами, одна из
которых предназначена для воздуха, а другая — для газа. Часть, обычно используемая для нагнетания
воздуха в трубные элементы 16, соединена с вентилятором для обеспечения необходимого содержания
кислорода в газе, а также для создания горячего пламени в пространстве 15 печи А. Для поддержания
постоянного давления воздуха обычно используется расширительный бак.
В противном случае пульсации от вентилятора повлияют на нагрев печи. Однако в конкретной конструкции
показанной печи использование расширительного бака не является абсолютно необходимым, поскольку
перфорация 9 и пространство 15 в определенной степени выполняют функцию расширительной камеры.
Верхняя часть 17 реторты D для хранения водорослей нори снабжена крышкой 18 в форме буквы «ли» или с
фланцем, при этом крышка снабжена расположенным по центру вентиляционным отверстием 19.
Крышка также снабжена зажимными кольцевыми скобами 20, так что стержень 65 может быть пропущен через
отверстия 21 в указанных кольцевых скобах 20, и крышка 18 может быть снята с конца реторты D для
удержания заготовки, чтобы вставить заготовку или извлечь ее изнутри указанной реторты D. На основании 2,
обозначенном как 22, установлен цилиндрический корпус E, один конец которого, обозначенный как 23, имеет
фланцевое соединение по окружности и наружу, причем это фланцевое соединение служит опорой для
жесткого удержания цилиндрического корпуса E в нужном положении.
Цилиндрический корпус E снабжен рядом перфораций 24, проходящих через его стенку, и снабжен на
противоположном конце, как в точке 25, фланцевой крышкой 80 пластиной 26, которая также снабжена рядом
перфораций 27. Внутри цилиндрического корпуса E, на некотором расстоянии от него, находится
перевернутый ковшеобразный элемент 28, снабженный расширенным отверстием 29 в том месте, где должно
быть основание указанного элемента 28, а над отверстием 29 расположена защитная пластина 30,
опирающаяся на ножки 31. Боковой элемент 32 ковшеобразного элемента 90 28 имеет скошенный конец, как
показано на рисунке 34, и скошенная часть опирается на соответствующую скошенную часть 35' на
внутренней периферийной кольцевой кромке базового элемента 2, так что элемент 28 95 всегда может быть
надежно зафиксирован в плотном зацеплении с базовым элементом 2.
Опорный элемент 35 закрывает открытую кольцевую часть базового элемента 21(( и аналогично открытую
внутреннюю часть ковшеобразного элемента 28 и удерживается относительно базового элемента 2 с
помощью стяжных болтов 36. Элемент 36 снабжен кольцевым выступом 37, который 1 образует с краем, к
которому он прикрепляется, фланцевыми участками 38 и 39, причем фланцевый участок 38 взаимодействует
с внутренней периферийной кольцевой стенкой базового элемента 2. Аналогичным образом, выступ 37
снабжен 110 отверстиями на определенном расстоянии для размещения болтов крепления 36. Внутренний
элемент 35 имеет камеру, предназначенную для размещения цилиндрического элемента 41, при этом стенки
камеры 40 элемента 35 выполнены под сходящимся вниз углом, а концевые части 42 элемента 41
соответственно имеют наклон или скос, обеспечивающие плотное прилегание к боковым стенкам камеры 40.
Расположен в центре и сообщается с внутренней частью элемента. 35 — это перфорация 43.
Снаружи печи А, соединенной с корпусом около одного конца, как показано на рисунке 44, расположен
кронштейн 45, удерживаемый на месте к корпусу В с помощью болта 46. Часть кронштейна 45, обозначенная
как 47, поддерживает на нем резервуар подачи прицела F любой стандартной формы. Из внутренней части
резервуара прицельной трубки F отходит трубка 48, по которой проходит жидкость. Поперечная головка 49,
соединенная с трубой 48, имеет один из своих выводов в виде 50, соединяющийся с перфорацией 43 и с
внутренней частью элемента 41. На противоположно направленной части 51, то есть части, противоположной
клемме 50, имеется клапанный кран 52, а клемма 53, расположенная непосредственно напротив входа
проводящего элемента 48, обычно снабжена колпачком 54.
Печь поддерживается от земли или пола с помощью множества опорных элементов 5.5, которые соединены с
основанием 2 и жестко закреплены на нем.
Операция выполняется следующим образом:
Жидкий углеводород указанного типа помещается в резервуар F, расположенный в смотровом окошке, а
рукоятка регулирующего клапана 56 устанавливается таким образом, что заданное количество указанной
углеводородной жидкости будет просачиваться мимо смотрового окошка 57 в трубу 48 и оттуда заполнять
контейнер 41. Ручка 56 установлена таким образом, что жидкий углеводород не перельется через край
контейнера 41. Пластина 58, показанная пунктирными линиями на рисунке 1, закрывает отверстие 5SS,
предусмотренное в элементах C. Когда источник подачи газа открывается с помощью вентильного крана 59, и
воздух через вентильный кран соединяется с вентилятором или другим подходящим элементом, указанный
газ может быть воспламенен в пространстве 15 путем открытия пластины 58. Особое расположение
перфорации 9 создает вихревой эффект для газа и воздуха внутри пространства 15, и, следовательно, вокруг
удерживающей заготовки реторты D образуется сплошная масса пламени.
Тепло от газа передается через стенки удерживающей заготовки реторты D, затем через стенки и перфорации
элемента E и, наконец, к жидкости, содержащейся внутри элемента 41. Этот нагрев вызывает испарение
гидроуглеродной жидкости, которая затем поднимается вверх через отверстие 29 в ковшеобразном элементе
28 и из парообразного состояния проходит через перфорации 25 и 27 в виде газа в удерживающую заготовку
реторту. Предпочтительно делать отверстия небольшими, чтобы максимально замедлить прохождение газа.
Газ полностью заполняет закрепляющую заготовку реторту D и контактирует с заготовкой, установленной на
крышке мемлера E. Поскольку углерод постоянно удаляется из газа и соединяется со сталью, один из
продуктов этого газа, а именно водород, проходит вверх через жилу 19, воспламеняется там и горит бледным
пламенем. Как объяснялось ранее, особый цвет и высота этого пламени указывают на состояние остатка
углерода, оставшегося внутри реторты. Было установлено, что после проведения операции цементации
внутри реторты остается очень мало или совсем не остается 70 остатков углерода; также перфорации 24 или
27 не полностью заполнены отложениями углерода после операции цементации.
75 Заготовки, такие как гильзы, оси и т. д., укладываются на крышку 2(6) элемента E, а затем крышка 18
устанавливается в положение, соответствующее держателю заготовки. Обычно операция цементации
занимает около двенадцати часов, но с помощью этого устройства было установлено, что тот же объем
работы можно выполнить за три-четыре часа. Для извлечения заготовки средства 85 просовываются через
перфорации 21 в скобках 20, прикрепленных к крышке 18, после чего крышка снимается, а захватные
приспособления могут захватывать фланцевые части крышки 26 и полностью извлекать заготовку 90 из
удерживающей заготовки реторты, или же каждое изделие может быть извлечено другими способами без
снятия крышки. Практически весь воздух исключен из печи, поскольку используемая углеводородная жидкость
содержит мало кислорода или не содержит его вовсе, и кислород из атмосферы не должен контактировать с
обрабатываемой деталью, так как газ, поднимающийся из углеводородной жидкости, препятствует контакту
воздуха с деталью при ее извлечении из держателя заготовки (реторта D). Очевидно, что источник
теплоснабжения можно уменьшить, повернув клапаны 59 и 60, и дать различным изделиям остыть, после чего
их можно снова нагреть без использования углеводородной жидкости, а затем извлечь из держателя
заготовки и закалить при восходящем нагреве, что является наиболее желательным.
Общеизвестно, что фактическое науглероживание происходит за счет горячих газов, которые либо
выделяются цементирующим составом, либо образуются в результате реакции между заключенным в нем
воздухом и углеродом. Также хорошо известно, что активным реагентом для цементации является газ или
смесь газов, и что даже при использовании порошка работу выполняет газ, выделяющийся из горячего
порошка, а не само твердое вещество. 120 Следовательно, использование конкретного жидкого
углеводорода, применяемого в этой печи, позволяет ей выполнять свою работу наиболее эффективно и
быстро, без потерь. Причина, по которой этот газ 125 не образует отложений углерода внутри отверстий 24 и
27, а также почему он не окисляет сталь, не образует окалину и не оказывает окислительного воздействия на
хромовые и другие легированные стали, изобретателям неизвестна.
На рисунке 1 показано, что углеводородную жидкость можно легко слить из элемента 41, повернув клапанный
кран 52 и закрыв рукоятку 56, которая управляет резервуаром смотрового окна. Пластина 30, снабженная
ножками 31 и закрывающая отверстие 29 элемента 26, размещена там с целью предотвращения попадания
каких-либо посторонних веществ, если таковые имеются, на жидкий углеводород, содержащийся внутри
элемента 41, и образования поверхностного покрытия на указанной жидкости, которое могло бы
препятствовать ее быстрому испарению. Если потребуется очистить внутренние части печи, то снятие
крепежных болтов 36 позволит извлечь пластину 35 из основания 2. Это позволит освободить крестовину 49
из перфорации 4, а пластину 35 и элемент 41 извлечь из положения. Таким образом, внутреннюю поверхность
ведрообразного элемента 28 можно очистить. Сняв крышку 18, цилиндрический элемент E можно протянуть
через зажимную реторту D, а элемент 28 таким же образом извлечь.
При желании, зажимную реторту D можно протянуть через кольцевое пространство, образованное
элементами C и C', устойчивыми к ударам, и поместить в него новую зажимную реторту. Таким образом,
можно заметить, что все детали легко доступны для замены или ремонта.
Экспериментально установлено, что жидкий углеводород, содержащий в объемной пропорции 40% сосновой
смолы, 10% скипидара и 40% льняного масла, при газификации наиболее эффективно цементирует или
закаляет сталь. Сочетание этих конкретных элементов, образующих углеводородную жидкость, будет
выполнять все функции, которые были выше приписаны данной углеводородной жидкости.
Очевидно, что в отношении описания вышеупомянутой печи, используемой в связи с конкретными
химическими компонентами только что описанной углеводородной жидкости, могут быть внесены
многочисленные вариации и изменения в рамках разумного толкования изобретения.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, что мы
Соседние файлы в папке патенты