Накопленный опыт в проектировании и эксплуатации уста­новок с инфракрасными газовыми излучателями позволяет дать некоторые рекомендации по применению горелок для тепловой обработки. При этом надо отметить, что многие положения для установок, оборудованных электрическими инфракрасными из­лучателями, справедливы и для установок с газовыми излуча­телями. Однако к установкам с газовыми излучателями прёдъ — являются дополнительные специфические требования.

1. Если отсутствуют исходные данные по тепловой обработ­ке заданного материала, то проектным работам должны предше­ствовать экспериментальные исследования и испытания опыт­ных установок для определения оптимальных режимов условий процесса (расстояние от горелок до обрабатываемого изделия, расстояние между горелками, равномерность распределения теплового потока, требуемая температура на поверхности изде­лия, продолжительность нагрева, воздухообмен и т. д.).

2. К газовым горелкам инфракрасного излучения должно подаваться стабильное номинальное давление газа. В противном случае, при колебании давления газа перед горелками, будет меняться температура на излучающих панелях и как следствие увеличиваться время или ухудшаться как качество тепловой об­работки, так и сгорания газа.

3. Для регулирования плотности (интенсивности) излучения инфракрасных горелок, скомпонованных в отдельные группы, ре­комендуется устраивать либо индивидуальное, либо групповое включение (выключение) их с таким расчетом, чтобы в каждой группе включалось (выключалось) одинаковое число горелок, т. е. изменение интенсивности излучения происходило без изме­нения направления его.

Не следует допускать включения (выключения) целой груп­пы горелок, сосредоточенных в одном месте по излучающей по­верхности тепловой установки, так как это приведет к не­равномерному" облучению обрабатываемого изделия (мате­риала).

При черных излучателях интенсивность излучения регули» руется за счет изменения их температуры путем изменения теп­ловой нагрузки горелок.

4. При проектировании установок конвейерного типа должно быть изучено прерывное и непрерывное облучение изделия. Первый способ (в целом ряде случаев) обеспечивает значитель­ную экономию газа и улучшает технологический режим тепловой обработки.

В этих установках, кроме того, следует предусматривать ре­зерв по длине зоны облучения, чтобы иметь возможность в слу­чае необходимости облучать изделия (материалы) на большем отрезке пути его движения.

5. Необходимо обеспечить регулирование расстояния меж­ду инфракрасными излучателями и материалом. Особенно важно предусмотреть это в установках тепловой обработки открытого типа, а также в установках с одиночными или небольшими груп­повыми излучателями.

6. Горелки инфракрасного излучения могут устанавливаться внутри камеры и в ее окнах.

При установке инжекционных горелок внутри камеры необ­ходимо обеспечить подвод воздуха к горелкам по специальным каналам. Необходимо также обеспечить отвод продуктов сгора­ния от горелок. Если выполнить каналы не представляется воз­можным, то в камере, где установлены горелки, должно быть обеспечено достаточное количество воздуха для горения с учетом возможности работы горелок при повышенных температурах воз-

Н1;

Духа. В противном случае может нарушиться нормальная рабо­та горелок.

7. Обшивка внутри камер не должна коробиться при нагре­ве, так как при короблении ее часть излучения будет отражена в ненужном направлении, а при наличии в установке вентиляции с принудительной подачей воздуха будут создаваться нежела­тельные отклонения потока и завихрения, отрицательно влияю­щие на работу горелок.

8. Расположение излучающих насадок (панелей) горелок в установке должно обеспечивать равномерный тепловой поток, сосредоточенный на обрабатываемом изделии. Исключением мо­гут быть установки для тепловой обработки изделий с неравно­мерной массой. В этих случаях облучение более массивных ча­стей изделия должно быть более интенсивным.

В случае облучения плоских объектов с большой поверхно­стью достаточно обеспечить облучение их с одной или с двух сторон плоскости. При облучении пространственных объектов коробчатой формы необходимо, чтобы излучение было равно­мерным со всех сторон. При облучении предметов круглой фор­мы может быть принято одно из решений: а) излучатели распо­лагают вокруг изделия; б) изделие вращают вокруг своей оси.

9. При установке горелок инфракрасного излучения со сго­ранием газа на керамических или металлических насадках внут­ри камер, учитывая, что от 45 до 55% тепла уходит с отходящи­ми газами, необходимо использовать это тепло, применив однов­ременно лучистый и конвективный способы нагрева.

В этом случае горелки следует располагать под обрабаты­ваемыми изделиями, обеспечив, однако, условия невозможности повреждения и засорения насадков горелок падающим материа­лом и воспламенения горючего материала, если он имеется.

10. При облучении изделий боковыми панелями, отсосе на­гретого воздуха из верхней зоны и поступлении свежего возду­ха снизу необходимо учитывать неравномерность нагрева возду­ха по высоте камеры.

Для компенсации этой неравномерности нижние горелки должны обеспечивать большую интенсивность облучения изде­лия, чем верхние. Поэтому горелки рекомендуется объединять в группы, расположенные по горизонтали.

При движении облучаемого изделия вдоль камеры оно долж­но свободно подвешиваться на транспортере. Это дает возмож­ность избежать затемнения облучаемых поверхностей деталями транспортера и устранить непроизводительные потери тепла на их нагрев.

11. Внутренние поверхности камеры целесообразно облицо­вывать листовым алюминием, который повышает равномерность облучения изделия и экономичность установки, что имеет боль­шое значение при облучении объектов со сложной геометрической формой и низкой поглощательной способностью.

12. Чем меньше теплопроводность материала, тем более рав­номерно он должен облучаться, так как в этом случае не проис­ходит выравнивание температуры через теплопроводность.

13. В установках, в которых может возникнуть большая кон­центрация пара, появляется опасность конденсации влаги на стенках камеры (печи). Поэтому камера перед подачей в нее материала должна быть предварительно прогрета так, чтобы внутренние ее части приобрели достаточно высокую темпера­туру-

14. Инфракрасная тепловая обработка может вестись как в закрытых камерах или печах, так и в открытых установках на конвейерах или в стационарных условиях. Тепловая изоляция камер или печей не является необходимой, кроме тех случаев, когда требуется интенсифицировать процесс тепловой обработки.

15. К горелкам, смонтированным в установках, должен быть обеспечен свободный доступ для производства необходимых ре­монтных работ или замены горелок.

16. В закрытых установках с инфракрасной тепловой обра­боткой следует устраивать специальные смотровые окна, необ­ходимые для наблюдения за работой горелок.

17. В закрытых камерах или туннелях, в которых возможно выделение горючих и взрывоопасных растворителей, недопусти­мо наличие «мертвых» зон для воздухообмена.

18. В инфракрасных установках большое значение имеют температура и скорость поступающего в камеру воздуха. При поступлении холодного воздуха или воздуха с большой скоро­стью продолжительность тепловой обработки увеличивается.

Применение газовых инфракрасных излучателей дает воз­можность использовать горячие продукты сгорания и подавать в установку подогретый воздух. Подогрев воздуха до требуемой температуры происходит в специальных воздухоподогревателях или в системе рециркуляции.

19. Каждая установка с инфракрасными газовыми излучате­лями должна оборудоваться системой автоматики безопасно­сти и необходимыми контрольно-измерительными приборами.

Автоматика безопасности должна предусматривать отсечку подачи газа в случаях выключения приточно-вытяжной вентиля­ции, падения давления газа ниже допустимой величины, оста­новки транспортеров; дистанционное управление зажиганием должно обеспечивать невозможность пуска газа до включения системы зажигания.

В тех случаях когда горелки находятся в местах, труднодо­ступных для наблюдения за их работой, они должны оборудо­ваться системой автоматики, контролирующей работу каждой горелки. При выключении горелок в результате возникновения аварийных ситуаций автоматика должна предусматривать вклю­чение горелок только оператором после устранения неисправно­стей, вызвавших отключение газа.

20. Транспортерные устройства в инфракрасных установках (транспортерные ленты, сетчатые ленты, решетки, колосники, си­та и стеллажи) являются балластом, на нагрев которого расхо­дуется тепло. Поэтому при проектировании и постройке таких установок должны приниматься меры для уменьшения этого балласта. В необходимых случаях транспортерные устройства должны располагаться под дном (полом) или в верхней части сушильной камеры с устройством узкой щели для пропуска сто­ек или подвесок, на которых крепятся нагреваемые изделия. Сле­дует помнить, что металлические детали транспортерных уст­ройств, находящиеся в поле излучения, нагреваются и излучают тепло. Поэтому при решении некоторых задач инфракрасного на­грева это следует использовать. Например, при выпечке печенья на стальных листах дополнительный нагрев желателен.

21. В других случаях, например при сушке пищевых продук­тов, он может представлять опасность вследствие местного пе­регрева. В подобных случаях надо применять в качестве под­ложки подходящие материалы с малой поглощательной способ­ностью.

22. Недопустимо пропускать через инфракрасную установку одновременно толстые и тонкие, тяжелые и легкие детали, так как неизбежны температурные различия.

23. При сушке лакокрасочных покрытий на толстых, массив­ных металлических телах вначале следует использовать облу­чение при больших тепловых напряжениях, так как в этом случае можно ускорить процесс сушки. Поскольку тепло, выделившееся с поверхностного слоя подложки, передается в глубь металла, то даже при сильном облучении не следует опасаться превышения температуры в слое лакокрасочного покрытия.

24. Массивные, тяжелые и толстостенные металлические те­ла, на которых необходимо высушить лакокрасочное покрытие, нагреваются очень медленно, зато и охлаждаются они также очень медленно. Последним обстоятельством можно воспользо­ваться, не сразу охлаждая материал холодным воздухом, после того как была достигнута температура запекания или полимери­зации покрытия. Такое очень постепенное охлаждение, в процес­се которого вначале сохраняется еще довольно высокая темпера­тура слоя лакокрасочного покрытия, способствует повышению его прочности. Только когда температура станет ниже определен­ного значения, можно применить искусственное охлажде­ние. В установках с транспортерной лентой для выполне­ния этого требования между зоной сушки и зоной охлаж­дения должна иметься промежуточная зона со спокойным воз­духом.

25. Чем сложнее конфигурация изделий, тем труднее полу­чить равномерный нагрев при радиационной тепловой обработ­ке. Поэтому необходимо одновременно использовать радиацион­ный и конвективный режим тепловой обработки.

26. При сушке и тепловой обработке изделий инфракрасными лучами следует иметь в виду, что для каждого продукта должен быть разработан свой технологический режим. Существенную роль при этом играет способность нагреваемого изделия погло­щать, пропускать и отражать лучи с различной длиной волны (селективность).

Ниже при рассмотрении конкретных решений по применению горелок инфракрасного излучения для различных тепловых об­работок будут дополнительно излагаться соображения по ра­циональному использованию излучателей.