CN101319271A - 可对流加热的喷嘴冷却真空气淬炉 - Google Patents

Abstract

可对流加热的喷嘴冷却真空气淬炉，炉体轴向平行于地面，采用自控系统，其特征在于加热室为方体结构，方形加热室内壁四周安置冷却风道和喷嘴，喷嘴垂直于工作区表面，加热室纵向两端设回风口，采用平行四边杆的开闭风门结构，并设各自的开门气缸，移动几乎是垂直于保温层的，加热室内设置对流风扇，气缸引入炉体密封处用金属波纹管做动密封；控制系统：各执行部件均设置电磁元件与控制系统电路连接，风门打开和关闭，对流风扇的启动和停止，以及作业中加热和冷却过程均由控制系统联锁控制。新的加热室结构实现对流加热，提高加热速度和均匀性，既能减少热损失，又提高冷却效果。

Description

可对流加热的喷嘴冷却真空气淬炉

技术领域

本发明涉及冶金设备的气淬真空炉，有对流加热喷嘴冷却真空气淬炉。

背景技术

在真空气淬炉中，采用喷嘴冷却方式，冷却速度比采用风门结构平行气流冷却方式要快，这是经实践证明的事实。但是喷嘴冷却系统都采用固定的回风口，在增加对流加热功能时，固定回风口热损失很大，还会导致炉堂加热室内外气体对流，致使炉温不均。

发明内容

本发明的目的是提供一种可对流加热的喷嘴冷却真空气淬炉，实现对流加热，热耗少且冷却性能优越。

本发明的可对流加热的喷嘴冷却真空气淬炉，炉体轴向平行于地面，采用自控系统，其特征在于加热室为方体结构，方形加热室四周安置冷却风道和喷嘴，喷嘴垂直于工作区表面，加热室纵向两端设回风口，采用平行四边形的开闭风门结构，并设各自的开门气缸，一端风门内设置对流风扇，气缸引入炉体密封处用金属波纹管做动密封；控制系统：各执行部件均设置电磁元件与控制系统电路连接，风门打开和关闭，对流风扇的启动和停止，以及作业中加热和冷却过程均由控制系统联锁控制。

本发明设计的真空气淬炉冷却性能优越，且功能全面。本设计的特点是：加热室采用方形结构、四周设喷嘴冷却，缩短并均等喷嘴与工件的距离，喷嘴垂直于工作区表面，与圆形加热室比较，缩短喷嘴到工件的距离，使冷却气流直接垂直打到工件上，获得更强的冷却效果。回风口采用前后可开闭的风门结构，实现对流加热，新型的风门结构可靠性显著提高，具有、甚至超过传统喷嘴冷却真空炉的冷却性能，在保留喷嘴冷却的优势的同时，增加对流加热装置。作业加热时关闭风门，加热室内气体基本上被封闭在加热室内，通过风扇使气体在加热室内产生对流流动，提高加热速度和均匀性。新的加热室结构既能减少热损失，又提高冷却效果。

附图说明

图1是本发明设备的结构示意图；

图2a是本发明加热室方形截面示意图；

图2b现有技术圆形加热室中喷嘴位置、与工作区距离图；

图3a是在炉体中前风门3结构剖视图；

图3b是在炉体中后风门9结构剖视图；

图3c是后风门气缸与炉壳体密封部位放大图；

图4是本发明设备的系统控制作业流程图；

具体实施方式

本发明的可对流加热的喷嘴冷却真空气淬炉，见图1，炉壳体11为圆柱体，一端设冷却风机10，炉体轴向平行于地面，采用自控系统，其特征在于安装在炉壳内的加热室4为方体结构，见图2a，方形加热室上下左右四周安置冷却风道和喷嘴6，喷嘴6垂直于中心方形工作区表面。加热室4轴向前后两端开有回风口，回风口处有可开闭风门3，9，加热室内前端设对流风扇5，穿过风门3安置。风扇电机等全部装在炉壳体11内，不再需要密封。可开闭风门3，9均采用平行四边形的开闭风门结构，并设各自的开门气缸1、7，气缸引入炉壳体处的密封采用金属波纹管做动密封12。自动控制系统：各功能执行部件均设置电磁元件与控制系统电路连接，风门打开和关闭，对流风扇的启动和停止，以及作业中加热和冷却过程均由控制系统联锁控制。

图2b是现有技术中圆形加热室截面图，圆形加热室中喷嘴设置在圆周内壁，而工作区是方形空间，与图2a方形加热室中喷嘴和工件距离相比较，明显看出现有设备中沿圆周设置的喷嘴与工件距离不相等，必然要对工件产生不均匀的冷却气流。

本发明中前、后开闭风门3、9采用平行四连杆机构，分别设在前、后回风口13、14的外侧，如图3a，3b，平行四连杆16、17的上边均固定在不动的构件上，下边与各自风门连在一起。风门开闭移动时，风门始终平行于加热室前、后屏，移动几乎是垂直于保温层的，没有磨擦磨损问题，所以可靠性好。开门气缸一个很小的行程，风门就可达到足够的开度。图3b中，后风门9的平行四连杆17比前风门3平行四连杆16多一个变向连杆15，经变向连杆15使后风门气缸7的垂直移动变成后风门9的水平移动。

所述的气缸较小的行程，如图3c所示，穿透炉壳体的开门气缸密封部位放大图，气缸引入炉体密封处用金属波纹管做动密封即可，提高了设备的可靠性。如图，气缸行程为50mm，采用内径为Φ48的波纹管，只需总长180mm的波纹管既可满足使用要求。当然，也可以用焊接波纹管，长度更小，成本要高一些。

控制系统：设备中各功能执行器件均设有电磁元件，如风门气缸开关两个位置都装有磁性行程开关，并与控制系统电路联接。整套设备采用PLC自动控制，在设备作业过程中，风门打开和关闭，对流风扇的启动和停止，以及加热和冷却过程均由控制系统联锁控制：

控制程序中设置作业流程：见图4，真空炉抽空结束，控制系统自检风门关到位，方可加热。自动启动加热，回充惰性气体至0.1Mpa，启动对流风扇，根据升温速度的快慢和材料的工艺要求，手动调节对流风扇的旋转速度，和正、反向旋转的时间。升温程序结束，停止对流风扇，并停止加热，向炉内快速回充惰性气体，同时可开封门，然后启动风机冷却。

Claims (2)

1、可对流加热的喷嘴冷却真空气淬炉，炉体轴向平行于地面，采用自控系统，其特征在于加热室为方体结构，方形加热室内壁四周安置冷却风道和喷嘴，喷嘴垂直于工作区表面，加热室纵向两端设回风口，采用平行四边形的开闭风门结构，并设各自的开门气缸，移动几乎是垂直于保温层的，加热室内设置对流风扇，气缸引入炉体密封处用金属波纹管做动密封；控制系统：各执行部件均设置电磁元件与控制系统电路连接，风门打开和关闭，对流风扇的启动和停止，以及作业中加热和冷却过程均由控制系统联锁控制。

2、根据权利要求1所述的可对流加热的喷嘴冷却真空气淬炉，其特征在于前、后开闭风门(3)、(9)采用平行四连杆机构，分别设在前、后回风口(13)、(14)的外侧，平行四连杆的上边固定在不动的构件上，下边与风门连在一起开门气缸一个很小的行程，风门就可达到足够的开度，后风门气缸7的平行四连杆(17)比前风门(3)的平行四连杆(16)多一个变向连杆(15)，经变向连杆(15)使后风门气缸(7)的垂直移动变成后风门(9)的水平移动。

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