CN100354588C - 金属材料低温冷冻处理箱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及采用复叠式制冷系统的金属材料低温冷冻处理箱。现有的低温冷冻处理箱是依靠空气对流降温，箱内温度分布不均匀，降低了金属材料处理质量和增加了电力消耗。本发明的金属材料低温冷冻处理箱是将蒸发器分为二个，分别安装在箱体开口处的左右二个内侧面，蒸发器上方各安装了至少一个循环风扇；蒸发器外面再设置防撞击板，使蒸发器左右二侧形成风道；右侧蒸发器循环风扇将空气从左吹向右，左侧蒸发器循环风扇将空气从右吹向左，且循环风扇均安装在箱内几何中心点以上的位置。进一步，箱体后内壁面上，可增加一个后蒸发器、后循环风扇和后防撞击板，由此增加了空气的扰动，使得箱内温度分布更均匀，降温更迅速，并减少了电力消耗。

Description

金属材料低温冷冻处理箱

技术领域

本发明涉及到从一个环路中的冷凝器得到的热量，由另一个环路的蒸发器吸收的系统，特别是热处理行业中，与真空炉及其多用炉配套使用的金属材料低温冷冻处理箱。

背景技术

在金属切削刀具、量具刃具、模具等生产领域，为了改善金属材料的金相组织结构，实现奥氏体向马氏体转换，以提高产品的使用性能与寿命，常常需要对金属材料进行低温冷冻处理。现有技术的金属材料低温冷冻处理箱，通常由箱体，制冷装置，电器控制装置几大部分组成。其中箱体中的蒸发器，通常安装在箱体的顶面，冷却后的空气朝箱体下方运动，温度较高的空气补充到箱体顶端，由此形成对流，使箱体内的温度下降。这种依靠空气自然对流降温的冷却方式，会造成箱体内的气体温度不够均匀，这就直接影响了金属材料的热处理质量，同时它降温速度也不够迅速，由此增加了电力消耗。另外，箱体门的启闭，也是依靠铰链等传统结构，对操作，安全生产带来弊端。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种金属材料低温冷冻处理箱，在利用原有生产设备和工艺基础上、通过对产品结构的改进，提高低温冷冻处理箱箱内温度的均匀性和加快冷却速度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：将低温制冷箱体上部的蒸发器，分成二个，在靠箱体的左右侧壁内面上各安装一个蒸发器，同时在蒸发器的上方，至少安装一个空气循环风扇，以加强箱体内空气的流动；蒸发器外面设置有防撞击板可以防碰撞，并可以使蒸发器左右二侧形成二条风道，防撞击板与安装于箱体底部内面的轨道保持合适的距离。作为本发明的进一步改进，还可以在箱体的后壁内面，增加一个蒸发器及其循环风扇装置，以及相同的防撞击板，从而进一步增强冷却速度和使冷冻箱体内的温度分布更加均匀。

本发明的有益效果是：由于蒸发器安装在箱体的左右侧壁内面，以及箱体的后壁内面上，并且增加了空气循环风扇，以及防碰撞板，因此加强了空气扰动，使得箱体内的温度分布更加均匀，降温更加迅速，减少了电力消耗；并可以防止被处理材料碰撞蒸发器。

附图说明

图1是本发明金属材料低温冷冻处理箱剖面图。

图2是图1的左视图。

图中：1滚轮，2门框，3内胆，4外壳，5保温层，6a后蒸发器的循环风扇，6b左蒸发器的循环风扇，6c右蒸发器的循环风扇，7a后蒸发器，7b左蒸发器，7c右蒸发器，8a后蒸发器的风道，8b左蒸发器的风道，8c右蒸发器的风道，9轨道，10箱门，11a后蒸发器的防撞击板，11b左蒸发器的防撞击板，11c右蒸发器的防撞击板。

具体实施方式

参见附图1、图2，本发明所述的金属材料低温冷冻处理箱，由箱体部分，制冷装置，电器控制装置几大部分组成。箱体部分包括外壳4，保温层5，内胆3。蒸发器安装在箱体开口处的左右二个内侧面，分别是左蒸发器7b和右蒸发器7c，且蒸发器7b、7c与箱体内侧壁有间隙形成风道；蒸发器上面有专用空气循环风扇6b和6c，左蒸发器7b和右蒸发器7c的外面分别设置有左蒸发器防撞击板11b和右蒸发器防撞击板11c，该防撞击板11b、11c可以使蒸发器7b、7c左右二侧形成了二条宽40毫米以上的风道8b和8c，目的是为了获得最大的迎风面积和减少单位时间里冰霜层对降温速率的影响及改善热交换效果，该防撞击板11b、11c与轨道9保持合适的距离。为了进一步提高箱内空气温度的均匀度，可以在箱体的后壁内面上再安装一个后蒸发器7a、后蒸发器循环风扇6a、以及后蒸发器防撞击板11a，后蒸发器7a与箱体后内壁有间隙形成风道；后蒸发器防撞击板11a与后蒸发器7a间也形成了风道8a。循环风扇的旋转方向：对右侧蒸发器7c而言，右蒸发器的循环风扇6c是将空气从左吹向右，对左侧蒸发器7b而言，左蒸发器的循环风扇6b是将空气从右吹向左，参见图2；对后壁面上蒸发器7a而言，后蒸发器的循环风扇6a是将空气从前吹向后，参见图1；风扇均安装在箱内几何中心点以上的相关位置。循环风扇为轴流式风叶，风扇电机可以与风叶一起安装在箱体内；循环风扇为离心式风叶，则必须将电动机安装在箱体外壳上。制冷装置制冷范围为-50℃～-120℃，采用二套或二套以上的复叠式制冷系统。采用板式热交换器作为前级(高温级)制冷系统的蒸发器和后级(低温级)制冷系统的散热器，板式换热器均用不锈钢制造。采用R22及R13制冷剂(R404A及R23制冷剂)或者它们的替代品，以满足环保要求。箱内蒸发器的换热面积与箱内工作空间的体积之比大于0.2m²/1m³，制冷压缩机总的制冷量足够使400公斤以上的金属材料的温度在3小时内降至所需数值。蒸发器防撞击板的另一作用是，在箱门10打开时，可以用作防止蒸发器翅片快速结霜。此外，蒸发器上还有除霜用电加热器(丝)，蒸发器下还设置了排泄融霜水的管道，排水管道周边敷设有加热管线，可使融化的霜冰水顺畅地流向箱体外的下水道，冷冻箱内还装有感知箱内空气温度的探头。

箱门10是垂直于地面安装的，门的升降通过链式金属带或者齿条带动，采用带有刹车装置的减速器移动箱门10，电动机与减速器装置组合在一起，安装在箱体门框的上方。门的闭合及打开位置由限位装置决定，并且有限位槽限定门的移动轨迹，提升箱门10时，箱门10先向外凸出，整个密封面离开门框2，然后上移；关闭箱门10时，箱门10先下移，然后向门框2贴合。门框2与箱门10间有密封装置，以防止低温空气外泄。门框2上还设置了专用的红外线安全探测装置，该安全探测装置可以保证在任何位置，只要感知人体靠近危险的区域，下降的箱门10即能够自动停止，避免操作者意外受伤。在维修设备时，箱门10可停留在某些特定位置，并有手动安全插销锁定箱门10。

为了保证箱门10与箱体在设备在工作状态时处于密封，及防止热空气的渗透，在箱门10与箱体间装有在常温下，具有柔性的密封条。箱门10的密封条安装在箱体上的凹槽中(也可装在箱门10上)，密封条的材质通常是橡胶及其衍生物。在密封条内部或凹槽的底部附近的50mm距离之内，安装有电加热丝(器)，保证密封条在低温下仍具有一定的弹性，以防止箱门10被冻结在箱体上。

本发明的金属材料低温冷冻处理箱，箱体内铺设有行驶运料小车的金属滚轮1，滚轮1的结构及轨距，与外界配套设备，例如多用炉，真空炉铺设的轨道相同，以便载送工件的小车直接进入箱体内。二台设备中的(滚轮式)轨道的最高点相差无几(小于2mm)，且使用同一组铺设在地面上的钢轨，以实现平稳运送。箱内滚轮1的顶端，有阻挡装料小车越位的构件。金属滚轮1通过箱体内胆与外壳间的承重件，例如木头、钢板、环氧树脂或其它不良导热体，将滚轮1承重的重量分散在箱体下部的底座上。通常箱体和底座是可以分拆的，一般使用不同的材料制作箱体外壳和底座。

本发明的金属材料低温冷冻处理箱，采用触摸屏集中控制和实现相关操作，触摸屏上能显示机器系统图及当前各部件的工作状态，可配合多用炉等的要求及其工作程序，任意设定箱内工作温度、保温时间、除霜间隔时间。且具有人工智能，对设备各部位的压力、温度、电流、电压、功耗、时间，可进行不间断的记录检测、监控，并具有声、光报警功能，能对故障进行自我诊断。制冷压缩机以及电机的保护措施为风冷却，也可以使用电磁阀控制制冷剂直接喷射至制冷压缩机低压腔，以降低电机线圈，轴承、汽缸的温度，每套压缩机启动间隔≤15分钟。在箱门10打开的情况下，前级制冷系统仍旧是连续运行的，后级制冷系统及箱内风扇通常只在箱门10关闭的情况下运行(用手动控制功能时除外)。

Claims (6)

1.金属材料低温冷冻处理箱，由外壳(4)，内胆(3)，保温层(5)，制冷装置，电器控制装置组成，所述的制冷装置还包括蒸发器，其特征是：所述的蒸发器有二个，分别是左蒸发器(7b)和右蒸发器(7c)，分别安装在箱体开口处的左右二个内侧面，且蒸发器(7b、7c)与箱体内侧壁有间隙形成风道，每个蒸发器(7b、7c)的上方安装了至少一个循环风扇(6b、6c)；蒸发器(7b、7c)外面设置有防撞击板(11b、11c)，该防撞击板(11b、11c)使蒸发器(7b、7c)左右二侧与防撞击板(11b、11c)之间形成了二条宽40毫米以上的风道(8b、8c)，防撞击板(11b、11c)与安装于箱体底部内面的轨道(9)保持合适的距离。

2.根据权利要求1所述的金属材料低温冷冻处理箱，其特征是：循环风扇的旋转方向，对右侧蒸发器的循环风扇(6c)是将空气从左吹向右；对左侧蒸发器的循环风扇(6b)是将空气从右吹向左，且均安装在箱内几何中心点以上的相关位置。

3.根据权利要求1或2所述的金属材料低温冷冻处理箱，其特征是：在箱体的后壁面上，还增加一个后蒸发器(7a)及其后蒸发器循环风扇(6a)，后蒸发器(7a)与箱体后内壁有间隙形成风道，后蒸发器循环风扇(6a)的旋转方向，是将空气从前吹向后，且安装在箱内几何中心点以上的相关位置。

4.根据权利要求3所述的金属材料低温冷冻处理箱，其特征是：后蒸发器(7a)前设置有后蒸发器防撞击板(11a)，后蒸发器防撞击板(11a)使后蒸发器(7a)前后二侧形成二条宽40毫米以上的后蒸发器的风道(8a)，后蒸发器的防撞击板(11a)与轨道(9)保持合适的距离。

5.根据权利要求4所述的金属材料低温冷冻处理箱，其特征是：循环风扇为轴流式风叶或者离心式风叶；当循环风扇为轴流式风叶时，其电机安装在箱体内；当循环风扇为离心式风叶时，其电机安装在箱体外。

6.根据权利要求4所述的金属材料低温冷冻处理箱，其特征是：采用二套或以上的复叠式制冷系统，板式热交换器作为前级高温级制冷系统的蒸发器和后级低温级制冷系统的散热器，板式换热器用不锈钢制造。

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