CN101274349B - 自动化加热装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动化加热装置，包括：滚轮送料机、感应加热炉体等，阶梯送料机位于装置的一端，其出口正对于滚轮送料机的入口，送料设备操作箱通过电缆线连接阶梯送料机、滚轮送料机、快速出料机；滚轮送料机的出口正对于感应加热炉体入口；板式热交换器组通过不锈钢水管连接感应加热炉体、加热炉电源箱；感应加热炉体的出口正对于快速出料机的入口，加热炉操作箱通过电缆连接加热炉电源箱、板式热交换器组。本发明通过机械方式代替了目前的人工操作方式，送料稳定，产量提高；并且采用多道弯料检出装置对过弯料进行检出，防止了弯料卡堵在炉体内，造成设备故障，影响生产；采用分段炉体，对先加热的部分进行保温，提高了均温性。

Description

自动化加热装置

技术领域

本发明涉及一种加热装置，具体讲是涉及一种有效提高产量和产品品质、大大降低设备故障率的自动化加热装置。

背景技术

中国人口众多，交通压力很大，尤其是在节假日。铁路由于其运输量大的优势，在交通运输领域占有很大的比重。但是，一般火车运输距离较长，造成时间很长，尽管铁路提速提了好几次，但是时间还是没有多大改变，而且也不能解决运输能力不足的问题。因此，急需高速铁路的快速发展。目前，高速铁路还不是很多，京沪高速铁路也正在修建中。在铁路修建的过程中，要用到一种用于将钢轨固定在轨道上的弹簧蝴蝶扣件，而且用量很大。目前在生产时都是采用弹簧钢盘卷料矫直截断后，手工送料，用中频感应炉加热，再进行锻压成型的方式生产。这种方式存在以下不足：

1、传统加热装置一贯采用手工送料方式进行，生产效率低下，产量上不去，在设备无故障的前提下，一月只能供货10万件，远远不能满足客户的需要。

2、弹簧蝴蝶扣件加热料坯特点是弹簧钢圆棒料，又细又长，加热线圈的设计直接影响工件的品质。而加热炉长度有限，都是一部分一部分的加热。这样就造成先加热的料坯出来后，后面的料坯才加热，先加热的料坯此时就会降温，造成整个料坯前后温度不一致，受热不均匀，均温性不好，直接影响工件的品质；同时，现在的设备出料也不是很及时，进一步加剧了先出来的料坯的冷却。

3、为降低成本，采用的料坯为盘卷料，矫直后再截断。由于采用手工送料，快慢不易掌握，料坯在加热炉中的时间可能会长。这样，造成料坯在加热的同时，因盘卷料的回复应力依然存在，会造成料坯在加热炉内弯曲，卷曲变成圆弧状，堵塞加热炉(料坯本身本来矫直的不直，也可能造成堵塞)，如不及时处理，将料坯送出加热炉体，将会导致料坯在加热炉体内熔化，进而熔化铜管，造成设备故障及整个生产线的停产。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种自动送料、加热后的料坯整体均温性好，并且不会造成料坯卡住加热炉的现象的自动化加热装置。

为达到上述发明目的，本发明是采用以下的技术方案实现的：

一种自动化加热装置，其特征在于包括：阶梯送料机、滚轮送料机、送料设备操作箱、感应加热炉体、加热炉操作箱、加热炉电源箱、板式热交换器组和快速出料机，所述的阶梯送料机位于装置的一端，其出口正对于滚轮送料机的入口，所述的送料设备操作箱通过电缆线连接阶梯送料机、滚轮送料机、快速出料机；滚轮送料机的出口正对于感应加热炉体入口；加热炉电源箱采用铜板连接感应加热炉体，板式热交换器组通过不锈钢水管连接感应加热炉体、加热炉电源箱；所述的感应加热炉体的出口正对于快速出料机的入口，加热炉操作箱通过电缆连接加热炉电源箱、板式热交换器组；所述的滚轮送料机包括电机、减速机、链条式输送带、上压轮、下压轮、一次弯料检出装置，所述的电机的输出端经减速机驱动上压轮、下压轮和链条式输送带，上压轮与下压轮间隔一定距离铅垂布置，转向相反，上压轮和下压轮共同作用的出口接二次弯料检出装置的入口，二次弯料检出装置设在上压轮、下压轮共同作用的出口和感应加热炉体的入口之间，所述的二次弯料检出装置为一个柱体，其内部通孔截面的尾部为燕尾形，燕尾形的开口朝向上、下压轮方向，二次弯料检出装置的出口连接感应加热炉体的入口；链条式输送带的入口接阶梯送料机的出口，链条式输送带的出口接上压轮、下压轮共同作用的入口；一次弯料检出装置安装在链条式输送带的出口上方，其下端与链条之间的间隙可调；在所述的上压轮、下压轮共同作用的出口和感应加热炉体的入口之间的正上方还设有高度可调的滚轮感应检出装置，所述的滚轮感应检出装置包括滚轮和光电感应器，滚轮的外周边加工有若干个检出孔；光电感应器安装在滚轮感应检出装置的侧边，正对滚轮的检出孔，并通过电缆线连接送料设备操作箱；所述的感应加热炉体分为两部分，包括加热炉和保温炉，加热炉和保温炉的加热隧道接口相对。

前述的自动化加热装置，其特征在于所述的一次弯料检出装置为倒“T”形，其上端可调地固定连接在滚轮送料机上。

前述的自动化加热装置，其特征在于所述的链条式输送带前后端的齿轮比为3∶1。

前述的自动化加热装置，其特征在于在所述的上压轮和下压轮的外周边开槽。

前述的自动化加热装置，其特征在于所述的快速出料机的输送带表面上设有多个凸起。

前述的自动化加热装置，其特征在于所述的板式热交换器组采用两组闭式板式热交换器与加热炉电源箱和感应加热炉体连接。    

本发明的有益效果是：(1)、机械化稳定均衡的送料动作替换了手工作业忽快忽慢的方式，以7∶1的产能大大提高了生产效率；(2)、机器代替了用眼睛进行适用料坯的筛选，防止了料坯过度弯曲，容易卡料造成设备故障停工、影响生产；(3)、料坯加热后因为回复应力会弯曲，快速稳定的送料可以使料坯在未完全弯曲时送出加热炉体，大大降低了工作中加热异常卡料情况的发生；(4)、料坯又细又长，前段加热线圈采用进料高速加温，后段保温线圈再进行保温，配以快速出料机，使料坯在保温的同时达到均温效果，提高了产品质量。

附图说明

图1为本发明的自动化加热装置的总体结构图；

图2为本发明中的滚轮送料机、加热炉体和快速出料机部分的俯视图

图3为图2的A-A向剖视图；

图4为本发明中的滚轮送料机的结构示意图；

图5为本发明中的加热炉体的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作具体的介绍如下。

图1为本发明的自动化加热装置的总体结构图；图2为本发明中的滚轮送料机、加热炉体和快速出料机部分的俯视图；图3为图2的A-A向剖视图；图4为本发明中的滚轮送料机的结构示意图；图5为本发明中的加热炉体的结构示意图。

如图所示，本发明的自动加热装置共由八大部分组成，分别为：阶梯送料 机1、滚轮送料机2、送料设备操作箱6、感应加热炉体3、加热炉操作箱5、加热炉电源箱7、板式热交换器组8、快速出料机4。

其设备间的配合组装如下：阶梯送料机1的出口正对于滚轮送料机2的入口，送料设备操作箱6采用电缆线连接阶梯送料机1、滚轮送料机2、快速出料机4。滚轮送料机2出口正对于感应加热炉体3的入口。加热炉电源箱7采用铜板连接感应加热炉体3。板式热交换器组8采用不锈钢水管连接感应加热炉体3、加热炉电源箱7进行水冷却。感应加热炉体3出口正对于快速出料机4的入口。快速出料机4出口连接客户端锻造机。加热炉操作箱5采用电缆连接加热炉电源箱7、板式热交换器组8。

其中，滚轮送料机2主要由8部分组成，分别为：链条式输送带13、上压轮14、下压轮15、一次弯料检出装置16、二次弯料检出装置19、滚轮感应检出装置、电机11、减速机12。滚轮感应检出装置由滚轮17和光电感应器18组成。

其部件之间配合如下：电机11的输出端经减速机12驱动上压轮14、下压轮15和链条式输送带13，一次弯料检出装置16安装在链条式输送带13的出口上方，与链条式输送带13的间隙可调整，过滤弯曲度过大的料坯。一次弯料检出装置16为倒“T”形或其他形状，其上端可调地固定连接在滚轮送料机上。链条式输送带13的出口正对于上压轮14和下压轮15共同作用的出口，上压轮14与下压轮15垂直并平行放置，将链条送入之料坯卷压往加热炉体压送。电机11、减速机12安装在上压轮14和下压轮15的侧边，采用连接轴与链条传动，带动上压轮14和下压轮15正反旋转，以及链条式输送带13转动。在上压轮14、下压轮15共同作用的出口和感应加热炉体3的入口之间还设有二次弯料检出装置19，二次弯料检出装置19为一个柱体，其内部通孔截面的尾部为燕尾形，燕尾形的开口朝向上、下压轮方向，二次弯料检出装置19的出口连接感应加热炉体3的入口。滚轮感应检出装置的滚轮17安装在二次弯料检出装置19正上方，可上下活动调整，滚轮的外周边加工有若干个检出孔。光电感应器18安装在滚轮17的侧边，正对滚轮17的检出孔，并通过电缆线连接送料设备操作箱。遇卡料时，滚轮感应检出装置的滚轮17停止转动，光电感应器18送出信号令上 压轮14和下压轮15反转，并同时降低或停出加热炉输出功率，避免炉内料坯熔化。

上述的链条式输送带13的前后端的齿轮比为3∶1。在上压轮14和下压轮15的外周边开槽，增强摩擦力。上述的感应加热炉体3分为两部分，包括加热炉31和保温炉32，加热炉31和保温炉32的加热隧道接口相对。快速出料机4的输送带表面上设有多个凸起，增加出料速度。板式热交换器组8采用两组闭式板式热交换器与加热炉电源箱7和感应加热炉体3连接。

在工作时，首先将盘卷弹簧钢送入矫正机，矫正后依照所需长度进行断料，在料桶内摆放整齐后吊运至阶梯送料机1上。

然后，阶梯送料机1将料坯连续的一支一支送入滚轮送料机2的链条式输送带13，利用前后端的齿轮比3∶1提高料坯的前进速度。料坯前进至前端进入一次弯料检出装置16时，对过弯曲料坯进行一次筛选。由于一次弯料检出装置16为倒“T”形，底部有一定长度的平面，并与输送带平行，形成一个夹层，因此过弯曲料不能通过此夹层，只有正常料坯可以通过。正常料坯继续前进，被上、下压轮的滚压送出。此部分设计原理：下压轮15逆时针旋转，上压轮14顺时针旋转，上部采用弹簧压紧逼迫料坯前进。在上、下压轮外周边表面开槽以增强摩擦力。前进动力采用电机、减速机，可以自由改变送料速度。料坯在推力的作用下有序的前进，滚轮感应检出装置的滚轮17依靠自重压力接触料坯，并随着料坯前进转动。滚轮17外圆周边设计有若干个检出孔，当料坯异常或加热异常停止前进时，滚轮17侧边的光电感光器18回授信号，令加热电源关闭或降低输出功率，避免感应加热炉持续加热，将料坯熔化在炉体内；同时发出指令，使滚轮送料机2的上、下压轮自动反转退料，将过弯料推出滚轮送料机2。在滚轮感应检出装置前部另设有二次弯料检出装置19。对一次弯料检出装置16未能顺利检出的料坯进行第二次筛选。

料坯进入感应加热炉体3前段的加热炉31，在3秒钟内急速加温至1000℃，当料坯出加热炉31时，温度达到1150℃，后进入后段的保温炉32，使料坯整体受热均匀，在后部加热的同时，不至于前端降温，造成温差过大。因料坯在常温下降温度非常快，1秒下降约50℃，故在感应加热炉体3出料口增加快速 出料机4，可以将料坯快速拉出感应加热炉体3，送至客户端的锻造机进行加工成形。

料坯加热作业进行时，加热炉电源箱7内部需通蒸馏水冷却电气零部件，感应加热炉体3线圈内部也需通水冷却铜管，避免绝缘破坏；为确保设备能长期稳定使用不因水质不良或堵塞影响正常作业，采用两组闭式板式热交换器分别将加热炉电源箱7与感应加热炉体3的线圈封闭循环冷却。

操作部分设有加热炉操作箱5、送料设备操作箱6。操作箱采用PLC与人机界面中文控制，易懂易操作，使客户端对操作员招聘及培养简化，大大减轻了客户的管理成本。

以上已以较佳实施例公布本发明，然其并非用以限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.自动化加热装置，其特征在于包括：阶梯送料机、滚轮送料机、送料设备操作箱、感应加热炉体、加热炉操作箱、加热炉电源箱、板式热交换器组和快速出料机，所述的阶梯送料机位于装置的一端，其出口正对于滚轮送料机的入口，所述的送料设备操作箱通过电缆线连接阶梯送料机、滚轮送料机、快速出料机；滚轮送料机的出口正对于感应加热炉体入口；加热炉电源箱采用铜板连接感应加热炉体，板式热交换器组通过不锈钢水管连接感应加热炉体、加热炉电源箱；所述的感应加热炉体的出口正对于快速出料机的入口，加热炉操作箱通过电缆连接加热炉电源箱、板式热交换器组；所述的滚轮送料机包括电机、减速机、链条式输送带、上压轮、下压轮、一次弯料检出装置，所述的电机的输出端经减速机驱动上压轮、下压轮和链条式输送带，上压轮与下压轮间隔一定距离铅垂布置，转向相反，上压轮和下压轮共同作用的出口接二次弯料检出装置的入口，二次弯料检出装置设在上压轮、下压轮共同作用的出口和感应加热炉体的入口之间，所述的二次弯料检出装置为一个柱体，其内部通孔截面的尾部为燕尾形，燕尾形的开口朝向上、下压轮方向，二次弯料检出装置的出口连接感应加热炉体的入口；链条式输送带的入口接阶梯送料机的出口，链条式输送带的出口接上压轮、下压轮共同作用的入口；一次弯料检出装置安装在链条式输送带的出口上方，其下端与链条之间的间隙可调；在所述的上压轮、下压轮共同作用的出口和感应加热炉体的入口之间的正上方还设有高度可调的滚轮感应检出装置，所述的滚轮感应检出装置包括滚轮和光电感应器，滚轮的外周边加工有若干个检出孔；光电感应器安装在滚轮感应检出装置的侧边，正对滚轮的检出孔，并通过电缆线连接送料设备操作箱；所述的感应加热炉体分为两部分，包括加热炉和保温炉，加热炉和保温炉的加热隧道接口相对。

2.根据权利要求1所述的自动化加热装置，其特征在于所述的一次弯料检出装置为倒“T”形，其上端可调地固定连接在滚轮送料机上。

3.根据权利要求1所述的自动化加热装置，其特征在于所述的链条式输送带前后端的齿轮比为3∶1。

4.根据权利要求1所述的自动化加热装置，其特征在于在所述的上压轮和下压轮的外周边开槽。

5.根据权利要求1所述的自动化加热装置，其特征在于所述的快速出料机的输送带表面上设有多个凸起。

6.根据权利要求1所述的自动化加热装置，其特征在于所述的板式热交换器组采用两组闭式板式热交换器与加热炉电源箱和感应加热炉体连接。

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