CN101319272A - 料架可旋转立式真空高压气淬炉 - Google Patents

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Abstract

料架可旋转的立式真空高压气淬炉，为立式下开门、底装料式真空炉，包括以工控机及PLC为主的控制系统，其特征是下炉门内侧内圆设旋转平台支座，支座上同轴安装旋转圆盘、料架，旋转圆盘下部同轴安装大齿轮，偏心设置的旋转驱动机构上的小齿轮与大齿轮周啮合，驱动旋转圆盘转动，使承载工件的料架可以绕垂直中心轴旋转；料架根部设较厚隔热层，加热室下屏保温层为环形、两者之间有环台形间隙；转盘及其上的隔热层、料架，以及旋转驱动机构都随炉门一同升降；真空炉采用PLC技术控制，各种动作、炉内温度和料架旋转均连锁控制。该设备能够保证各部位的工件受热均匀一致，在真空、正压、动密封、保温、冷却等性能都得到了较好的保证。

Description

料架可旋转立式真空高压气淬炉
技术领域
本发明涉及冶金设备中的高压气淬炉，一种料架可旋转的立式真空高压气淬炉。
背景技术
在军工、航天等加工技术领域，对热处理工艺的工件受热均匀性要求越来越高。然而目前使用的真空高压气淬炉，在高温高真空作业时，工件在炉内是静止不动的，由于炉温存在偏差，所以工件受热也很难保证一致。
发明内容
本发明的目的是提供一种料架可旋转的立式真空高压气淬炉，使工件在加热时旋转，可保证工件受热均匀性，提高产品质量。
料架可旋转的立式真空高压气淬炉，为立式下开门、底装料式真空炉，包括以工控机及PLC为主的控制系统，其特征是下炉门内侧内圆设旋转平台支座，支座上同轴安装旋转圆盘、料架，旋转圆盘下部同轴安装大齿轮，偏心设置的旋转驱动机构上的小齿轮与大齿轮周啮合，驱动旋转圆盘转动，使承载工件的料架可以绕垂直中心轴旋转；料架根部设较厚隔热层，加热室下屏保温层为环形、两者之间有环台形间隙；转盘及其上的隔热层、料架，以及旋转驱动机构都随炉门一同升降；真空炉采用PLC技术控制，各种动作、炉内温度和料架旋转均连锁控制。
本发明的料架可旋转的真空气淬炉，在高温状态装载工件情况下，料架能绕垂直中心轴旋转，不仅能够保证各部位的工件受热均匀一致。该发明解决了由于高温时保温隔热层变形带来旋转时造成刮碰、保温层散热可能影响动密封的问题，该设备在真空、正压、动密封、保温、冷却等各个方面性能都得到了较好的保证。
炉壳体是压力容器，冷却时，可承受炉内0.6MPa的气体压力。
该设备的主要技术性能
极限真空度：6.7×10-4Pa
工作真空度：133～10-3Pa
压升率：≤0.5Pa/h
冷却气体压力：≤0.6MPa(abs)
控制方式：工控机和PLC控制及管理，可自动/手动
最大装载量：500KG
附图说明
图1是料架可旋转立式真空气淬炉的结构示意图；
图2是旋转驱动机构的动密封结构剖视图；
图3是控制流程框图；
具体实施方式
料架可旋转立式真空气淬炉，其结构见图1：包括以工控机及PLC为主的控制系统，设备采用立式下开门、底装料式真空炉，加热室安装在上炉体13中，上炉体13上部有冷却风机14，并有抽空管路15与抽真空设备相通，加热室由中间的圆筒状及上下圆形保温层组成，其特征是下炉门10内侧内圆固定旋转平台支座9，支座9上同轴安装旋转圆盘6、料架8，旋转圆盘6下部同轴安装大齿轮5，偏心设置的旋转驱动机构1，其驱动主轴19固定小齿轮3，小齿轮3与大齿轮5周啮合，驱动旋转圆盘6转动，使承载工件的料架8可以绕垂直中心轴4旋转；料架8上方为放置工件的工作区，料架8根部的旋转圆盘6上设较厚隔热层7，加热室下屏保温层11为与筒壁相接的外周环形、与内圆的较厚隔热层7上表面持平，两者之间轴向有环台形间隙。旋转圆盘6及其上的隔热层7、料架8以及旋转驱动机构1都随下炉门10一同升降。真空炉采用PLC技术控制，作业时的开门装料、抽空、加热、料架旋转、充气冷却等所有动是连锁控制的，避免出现误动作，确保设备可靠运行。
隔热层7比下屏保温层11厚，且下部较大形成带凸台形状，凸台伸入加热室下屏保温层11的内圆孔中，轴向形成有直角弯的环台形间隙，该间隙既是冷却时冷却气体的通道，也防止高温时保温层变形致使旋转时旋转的隔热层7与环形下屏保温层11互相刮碰，并且弯道间隙可以减少辐射热量传出，增强保温效果。旋转隔热层7与件11之间的间隙与上部回风口的面积之和要满足通过冷却气体量的要求。
旋转圆盘6座在旋转平台支座9上，旋转平台支座9上有一圈半圆形钢球滚道，里面装满钢球。圆盘6旋转时在钢球上滚动，这一结构保证圆盘转动平稳和足够的承载能力。
圆盘的转动由一大一小两啮合的齿轮3，5传递的，这对齿轮啮合起到减速的作用同时，也大大减少旋转圆盘向小齿轮轴的传热，避免密封部位过热而影响密封的可靠性。
旋转驱动机构1安置在炉门外，固定小齿轮3的轴即驱动主轴19穿过下炉门的动密封组件2采用JO型真空用橡胶密封圈18(JB1091-83)和V型密封圈17，动密封组件2的组合形式，见图2a，动密封结构：V型密封圈子17在上下分别有随形支撑环；两个JO型圈18的外圈安置在环形支撑件的上、下缘上，其内圈斜面相向设置，该环形支撑件壁上有径向通孔，固定两密封圈支撑件的动密封结构也有径向孔通道；右边b图是V型圈形状尺寸。V型圈主要用来承受炉内0.6Mpa的正压。旋转驱动机构1由变频调速电机、减速机等构成，用变频调速器调节转速。转速在3~15RPM之间连续可调，并可正反向带动料架8旋转，料架8旋转与炉内加热过程由PLC自控系统连锁控制。
整套设备的工作过程：见图3：在工控机的PLC控制系统控制下作业，上炉体13固定在支撑架16上不动，下炉门10降下来装料，下炉门10升上关闭后抽真空，真空度符合工艺要求后加热，达到工艺要求需旋转的温度后，启动旋转驱动机构1，料架8旋转。料架8的旋转速度、转向和时间，根据PLC预置程序执行。温升达到要求，加热结束后，向炉内快速回充入惰性气体，启动风机，冷却气体在炉内循环，将工件迅速冷却下来。以实现淬火的目的，炉壳可内充入0.6Mpa冷却气体。

Claims (4)

1、一种料架可旋转的立式真空高压气淬炉，为立式下开门、底装料式真空炉，包括以工控机及PLC为主的控制系统，其特征是下炉门(10)内侧内圆设旋转平台支座(9)，支座(9)上同轴安装旋转圆盘(6)、料架(8)，旋转圆盘(6)下部同轴安装大齿轮(5)，偏心设置的旋转驱动机构(1)上的小齿轮(3)与大齿轮(5)周啮合，驱动旋转圆盘(6)转动，使承载工件的料架(8)可以绕垂直中心轴(4)旋转；料架(8)根部设较厚隔热层(7)，加热室下屏保温层(11)为环形、两者之间有环台形间隙；旋转圆盘(6)及其上的隔热层(7)、料架(8)，以及旋转驱动机构(1)都随下炉门(10)一同升降；真空炉采用PLC技术，各种动作、炉内温度和料架旋转均连锁控制。
2、根据权利要求1所述的料架可旋转的立式真空高压气淬炉，其特征在于下炉门的隔热保温层：料架(8)根部的旋转圆盘(6)上设较厚隔热层(7)，隔热层(7)比下屏保温层(11)厚，且下部较大形成带凸台形状，加热室下屏保温层(11)为与筒壁相接的外周环形、与内圆的较厚隔热层(7)上表面持平，隔热层(7)凸台伸入加热室下屏保温层(11)的内圆孔中，形成轴向有直角弯的环台形间隙；旋转隔热层(7)与加热室下屏保温层(11)之间的间隙与上部回风口的面积之和要满足通过冷却气体量的要求。
3、根据权利要求1所述的料架可旋转的立式真空高压气淬炉，其特征在于旋转驱动机构1安置在下炉门(10)外，固定小齿轮(3)的驱动主轴(19)穿过下炉门，采用动密封组件(2)，动密封结构：V型密封圈子(17)在上下分别有随形支撑环；两个JO型圈(18)的外圈安置在环形支撑件的上、下缘上，其内圈斜面相向设置，该环形支撑件壁上有径向通孔，固定两密封圈支撑件的动密封结构也有径向孔通道。
4、根据权利要求1所述的料架可旋转的立式真空高压气淬炉，其特征在于控制系统，设备采用PLC控制技术，料架旋转与炉内加热过程连锁控制，料架转速由变频调速器控制，转速在3~15RPM之间连续可调，并可正反向旋转。
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