Маслоохладительные установки

Для охлаждения закалочной жидкости в немехавизированных закалочных бакйх применяют змеевики с холодной проточной водой, баки с двойными стенками и с мешалками и т. д.

В случае необходимости более быстрого охлаждения при большом количестве закалочных баков целесообразно применять маслоохладители. В промышленности применяют маслоохладители двух типов: барабанного (колончатого) и так называемого «труба в трубе». Маслоохладитель типа «труба в трубе» (рис. 126) представляет собой двойной змеевик с расположением труб одной в другой. По внутренней трубе пропускается охлаждающая вода, а по наружной — охлаждаемое масло. Вода и масло двигаются в противоположных направлениях.

Наиболее распространенной конструкцией маслоохладителей (холодильников) являются цилиндрические барабаны (колонки) с двойными днищами и с продольными или поперечными перегородками. Вдоль барабанов в отверстия внутренних днищ вставлены латунные или медные тонкостенные трубки диаметром 10— 15 мм для масла и стальные для раствора каустической соды. В этих маслоохладителях холодная вода и горячее масло цирку-пируют также по принципу противотока, причем вода направляется прямолинейно внутрь трубок, а масло движется криволинейно, обходя поперечные перегородки между трубками с водой. Концы латунных трубок развальцованы в отверстиях днищ, и для чистки коллектор трубок.с внутренними днищами может быть выдвинут из корпуса маслоохладителя после съема одной из крайних коробок (головок).

Коллекторы маслоохладителей чистят при их загрязнении. Загрязнение коллекторов маслоохладителей ухудшает теплообмен между горячим маслом и трубами, охлаждаемыми водой, поэтому коллекторы маслоохладителей при загрязнении чистят. Для этого головку маслоохладителя снимают, коллектор вынимают и промывают в жидкостях типа толуола. Так как толуол является взрывоопасной жидкостью, промывку ведут за пределами цеха, на значительном расстоянии от заводских сооружений. Меннее эффективными средствами для очистки коллектора являются острый пар, воздух давлением 5—6 ат или раствор каустической соды. Существует несколько типов колончато-трубчатых охладителей (рис. 127), имеющих индекс ТЛВ: ТЛВ-8, ТЛВ-15, ТЛВ-21, ТЛВ-37 и ТЛВ-65 (Т — теплообменник, Л — колончатый, В — вертикальный, цифра — поверхность охлаждения в квадратных метрах). Рабочее давление масла и воды 3,3 кПсм". Наибольшая допускаемая температура для воды 20° С и для масла 55° С. Маслоохладители дают перепад температур 10—15° С, т. е. если подается горячее масло с температурой 60° С, то после прохождения через маслоохладитель масло будет иметь 45—50° С. Для облегчения чистки коллекторов маслоохладителей на некоторых заводах масло пропускают по трубкам, а воду — по межтрубному пространству.

При таком способе прямолинейные трубки загрязняются только изнутри и их легче очистить, чем всю наружную поверхность плотно установленных трубок коллектора. В этом случае масло охлаждается хуже и перепад температур между горячим и охлажденным маслом меньше, так как коэффициент теплопередачи масла к стенке трубы меньше, чем коэффициент теплопередачи воды. При охлаждении в холодильнике раствора каустической соды перепад температур равен также 10—15° С.

Для маслоохлаждения можно также использовать пластинчатые теплообменники. Эти теплообменники изготовляют разборными на консольной раме или на двух опорах. Пластины толщиной 1—1,2 мм и размером 1370×500 или 960×315 мм изготовляют двух видов со штампованными гофрами «в елку» и горизонтальными гофрами. Материалом пластин может быть сталь 08КП или нержавеющая, а также железо, алюминий, медь и латунь. Пластины собирают, между ними по периметру и вокруг отверстий укладывают резиновую прокладку, после чего они стягиваются в пакет. По образованным между пластинами щелевидным каналам движутся противотоком из соответствующих коллекторов жидкости. По одну сторону пластины находится горячее масло, а по другую — вода или другой охладитель (рис. 128). Гофрированная форма пластин способствует усиленной турбулизации жидкости. Это обеспечивает высокий коэффициент теплопередачи при сравнительно малом гидравлическом сопротивлении. Пластинчатые теплообменники требуют меньшей площади, легко и быстро разбираются для чистки. Поверхность теплообменников составляет от 3 до 160 м³.

Маслоохладители изготовляют заводы химического машиностроения.

В централизованную маслоохладительную систему кроме маслоохладителя входят сборная цистерна для масла, фильтры, насосы и трубопроводы. Размеры сборной цистерны подбираются таким образом, чтобы во время работы установки после заполнения всей системы (закалочные баки и трубопроводы) в цистерне находилось масло, занимающее ¹/₃ ее объема. Цистерна должна иметь объем, обеспечивающий аварийный спуск в нее всего масла из системы (например, в случае пожара). Объем сливной цистерны должен быть больше объема масла в системе на 30—40%. Обычно для удобства работы маслоохладительной установки сборную цистерну разделяют на два-три отсека, из которых в работе находится один отсек, а другие — на чистке. Путем переключения вентилей масло может быть направлено из одного отсека в другой или сразу поступать в два-три отсека. Сборную цистерну помещают в подвале под цехом или углубляют в землю вблизи цеха. Грязь иокалина из отсеков сборной цистерны периодически удаляют при чистке.

Фильтры устанавливают между сливной цистерной и насосом я служат для очистки масла от частиц окалины и грязи. Фильтр представляет собой два цилиндра, объединенных в одном корпусе (рис. 129). В цилиндрах расположены латунные сетки. Из масла, проходящего через сетку фильтра, выделяются и осаждаются нерастворимые частицы окалины и грязи. В работе всегда находится один цилиндр, а другой подвергается чистке.

Для чистки фильтра снимают крышку цилиндра и вынимают латунную сетку с осевшей в ней грязью и окалиной, а дно цилиндра очищают через люк сбоку. Затем в цилиндр устанавливают запасную или очищенную и промытую сетку, закрывают крышку и люк, после этого фильтр может быть вновь включен в работу.

Расположение централизованной маслоохладительной установки в подвале термического цеха показано на рис. 130.

В настоящее время в агрегатах термической и химико-термической обработки устанавливают индивидуальные маслоохладители, способствующие получению лучшего качества обрабатываемых деталей.

Для расчета производительности маслоохладительной установки определяется общий вес деталей, проходящих охлаждение в масле при закалке и после отпуска. Количество тепла, которое передается от металла маслу (и от масла — воде), определяется по формуле

Эта величина характеризует производительность маслоохла-дительной установки, по которой можно рассчитывать диаметры трубопроводов.