CN101676416A - 一种旋转热处理炉 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种旋转热处理炉，包括炉体(1)、加热装置及驱动炉体(1)旋转的驱动结构，其特征在于：所述炉体(1)的旋转轴线与水平面呈一锐角(α)，所述的加热装置为一套设于炉体(1)外部的加热套箱(2)，所述的炉体(1)的开口端露出加热套箱(2)并与所述的驱动结构相连。该旋转热处理炉采用加热套箱对炉体进行电控外部加热，易于温控的准确性，同时可保证炉体温度均匀区大；还有炉体采用倾斜式旋转有利于物料热处理的均匀性，特别使用与合金粉末的热处理。
Description
技术领域
本发明属于粉末冶金技术领域，尤其涉及一种旋转热处理炉，其可以用于合金材料的固溶退火和/或时效热处理，尤其适合对毫米级和/或微米级粒度的合金颗粒。
背景技术
热处理是将材料或工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度冷却的一种工艺。与其它加工工艺相比，热处理一般不改变工件的形状和整体的化学成分，而是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的使用性能。
热处理工艺通常包括加热、保温和冷却三个过程，加热温度是热处理工艺的重要工艺参数之一，选择和控制加热温度，是保证热处理质量的主要问题。金属热处理的加热方法很多，最早是采用木炭和煤作为热源，进而应用液体和气体燃料。其中采用电加热更易于控制，且无环境污染。
如一申请号为01817092.7(公开号为CN1468362A)的中国发明专利《鼓入热风型流化床炉》披露了一种鼓入热风型流化床炉，其热处理的方式为向容器内鼓入热风，物料形成流化床。内热式设计除了导致炉体内部结构复杂以外，另外仅依靠热风传热机制，也使得进出风口处的温度难以保证一致，尤其是在炉管较长的情况下。
如一申请号为200680002068.7(公开号为CN101103241A)的中国发明专利《热处理炉和具有该热处理炉的热处理设备》披露了一种开口向下的竖直旋转热处理炉，该种进出炉结构更适合处理工件型制品。
如一申请号为200610054764.4(公开号为CN1831159A)的中国发明专利《热处理炉》披露了一种适用于对大型热处理对象物进行淬火处理等的热处理炉，除加热源外设备整体还包括了冷却流体注入装置
如一专利号为ZL200520121786.9(公开号为CN2888377Y)的中国实用新型专利《高温氧化旋转炉》披露了一种高温氧化旋转炉，主要用于制得氧化铜粉末，炉内气氛为流通的空气，该高温氧化旋转炉能够藉由旋转炉内的叶片不断的将原料翻扰，并在翻扰的过程中与流通的空气作用而产生氧化铜，经预设距离、次数、时间的翻拌、氧化后，形成品质稳定的氧化铜粉末。
如一申请号为00124269.5(公开号为CN1285496Y)的中国发明专利《石墨旋转管式炉》披露了一种石墨旋转管式炉，适用于1500～2800温度范围内使用。
现有各种旋转热处理炉其转动方式均为水平旋转，水平旋转不利于实现物料热处理的均匀性，特别不利于处理合金粉末；现有旋转热处理炉的加热方式均为内热式，内热式设计除了导致炉体内部结构复杂以外，还使炉管内部的温度均匀区小，温度控制难，影响物料的热处理效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种可确保炉体内部温度均匀分布、同时利于实现物料热处理均匀性的旋转热处理炉，其还具有结构简单的优点。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种旋转热处理炉，包括炉体、加热装置及驱动炉体旋转的驱动结构，其特征在于：所述炉体的旋转轴线与水平面呈一锐角，所述的加热装置为一套设于炉体外部的加热套箱，所述的炉体的开口端露出加热套箱并与所述的驱动结构相连。
上述的加热套箱固定在一支撑架上，且使加热套箱的轴线与水平面呈一定锐角，所述的驱动结构也设置在该支撑架上。通过更换支撑架或者调节支撑架的高度实现炉体旋转轴线与水平面的夹角度数，还可通过调节支撑架使得炉体在加热套箱外部的长度适宜。
上述的驱动结构包括至少二个从动轮及一个由电机驱动旋转的主动轮，所述的从动轮可转动的设置与支撑架上，所述的从动轮支撑于露出加热套箱外的炉体外周面上，所述的主动轮与露出加热套箱外的炉体外周面摩擦接触以使主动轮的旋转能带动炉体旋转。该驱动结构没有过多的传动部件，具有结构简单，传动轻松的优点，当然我们可设置多个从动轮，以进一步提高炉体转动时的稳定性。当然也可采用齿轮组传动结构。
上述的主动轮与炉体的接触面上刻蚀有增加摩擦力的花纹以形成所述的摩擦接触。上述的主动轮外周面与炉体的外周面之间设有键槽连接结构以形成所述的摩擦接触。以更好带动炉体旋转。
上述的炉体的旋转轴线以与水平面呈5～45度夹角为佳。
为进一步准确控制加热温度，上述的加热套箱内设有至少一个测温热电偶。当炉体轴向长度大于0.4米时优选设置一个以上测温热电偶。
上述的加热套箱内的加热元件采用电阻丝电阻片、硅碳棒或硅钼棒中的一种或几种组合。
上述的炉体外端的开口处可拆卸地连接有一炉体盖密封，该炉体盖上穿设有一可密封的高压充气口，这样可通过充气口注入高压的惰性保护气体，用于易氧化合金的热处理气氛保护，并在炉体盖上设有一气压计，以显示炉体内部气压。
与现有技术相比，本发明的优点在于：其采用加热套箱对炉体进行电控外部加热，易于温控的准确性，同时可保证炉体温度均匀区大；还有炉体采用倾斜式旋转有利于物料热处理的均匀性，特别使用与合金粉末的热处理；该热处理炉涉及部件少，依次具有结构简单的优点。综上所述该旋转热处理炉特别适合合金粉末的热处理。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例中驱动结构的示意图；
图3为本发明实施例中炉体盖的结构示意图；
图4为本发明加热套箱内部加热元件及测温热电偶的安装示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1～4所示为本发明的一个优选实施例，一种旋转热处理炉，包括炉体1、加热装置、支撑架3及驱动炉体1旋转的驱动结构。
其中，炉体1呈一端密封，另一端开口的管状，并在炉体1的开口处可拆卸地安装有炉体盖11，炉体盖11和炉体1之间可采用螺栓9连接或法兰形式连接，炉体1和炉体盖11可在柔性气密封装置产生的类似弹簧弹力的力的作用下保持密封关系。所述的炉体盖11上至少有一个弹性密封的充气口12，高压充气嘴挤压时，充气口12打开注入氮气、氩气或氦气中的一种或几种混合气体，用于易氧化合金的热处理时气氛保护。炉体盖11上设有一个气压计8，用于显示炉体1内部气压。炉体1采用铸铁、不锈钢或氧化铝材质，优选采用不锈钢。
所述的加热装置为一松动套设于炉体1外部的加热套箱2，加热套箱2呈大致的圆柱状，该加热套箱2具有可供炉体1插入的腔室21，加热套箱2固定在一支撑架3上，且使加热套箱3的轴线与水平面呈一定锐角。
所述炉体1末端插入所述的腔室21内，炉体1的旋转轴线与水平面呈一锐角α，所述的炉体1的开口端露出加热套箱2并与所述的驱动结构相连；所述的炉体1外周面和加热套箱2上腔室21的内壁之间不接触，彼此间留有气隙，最小距离需满足炉体1转动时不会发生触碰。支撑架3的主要作用是将加热套箱2和炉体1与水平面成一定角度(5～45度)，一般地，可通过更换支撑架3来调整角度的大小。
所述的驱动结构也设置在该支撑架3上。该驱动结构包括二个从动轮4及一个由电机驱动旋转的主动轮5，所述的从动轮4可转动的设置与支撑架3上，所述的从动轮4支撑于露出加热套箱2外的炉体1外周面上，所述的主动轮5与露出加热套箱2外的炉体1外周面摩擦接触以使主动轮5的旋转能带动炉体1旋转。支撑架3的另一个作用，是固定从动轮4及附带支撑结构，使得炉体盖11及炉体1部分不处于加热套箱2内的加热区域内。
所述的主动轮5与炉体1的接触面上刻蚀有增加摩擦力的花纹以形成所述的摩擦接触。所述的主动轮5外周面与炉体1的外周面之间设有键槽连接结构以形成所述的摩擦接触。前述结构可增加炉体1与主动轮5之间的摩擦力，以更好带动炉体1旋转。围绕炉体1可对称地分布若干个从动轮4，以使炉体1旋转更平稳。旋转电动机转速可通过控制装置加以调节，并可设定旋转时间。
所述的加热套箱2内靠近炉体1位置处设有至少一个测温热电偶6，当炉体1长度大于0.4米时，优选设置一个以上的测温热电偶6时。为进一步准确控制加热，同时也可以按炉体1长度，均匀分段控制加热源。加热套箱2内的加热元件7采用电阻丝电阻片、硅碳棒或硅钼棒中的一种或几种组合，可达到的最高温度为800度或以上。
实际上对于全套设备，该热处理炉还包括加热控制器、电动机及控制装置、气源、冷却水等辅助设备，其为常规设计，故在图纸中没有显示。
本发明实施例的工作原理及过程如下：
设备运行前检查加热套箱2状态。通电后，确认加热元件7和测温热电偶6处于正常工作状态，方可进行下一步。
往炉体1内加入物料。松开螺栓9，打开炉体盖11，装入待热处理的物料，注意物料体积不超过炉体1体积的一半。检查炉体盖11上弹性密封装置是否正常，合上炉体盖11，拧紧螺栓9。当物料需要在惰性气氛下处理时，通过高压充气管向充气口12充入惰性气体，气压计8可显示炉体1内压力。炉体1可承受的最大压力，依据材质和尺寸的不同，参考压力容器的设计规范确定。
将炉体1放入加热套箱2，并将炉体1外端周面放于从动轮4上，调节支撑架3，使得炉体1在加热套箱2外部的长度适宜，可参考图1示意。调节支撑架3将主动轮4放于炉体1上方，并互相接触。打开旋转电机，驱动主动轮5旋转，利用主动轮5和炉体1之间的摩擦力，带动炉体1旋转。从动轮4主要起支撑作用，可围绕炉体1在加热套箱2的外部，设置多个从动轮4，以便进一步提高转动时的稳定性。炉体1转动速度和时间可人工手动控制或者编程设定。
物料取出。首先降低加热套箱2的温度，待炉体1冷却到室温或者一定温度后，停止旋转电机带动的主动轮5，待炉体1的运动停止后，将主动轮5从炉体1上移开。随后将炉体1完全退出加热套箱2。炉体1搁置于其他支撑物上，若此时气压计8显示炉体1内仍存在一定压力，首先利用充气口12放气，直至炉体1内外气压平衡。然后拧松螺栓9，打开炉体盖11，取出处理后的物料。以上完成一次热处理的全部过程。
Claims (9)
1、一种旋转热处理炉，包括炉体(1)、加热装置及驱动炉体(1)旋转的驱动结构，其特征在于：所述炉体(1)的旋转轴线与水平面呈一锐角(α)，所述的加热装置为一套设于炉体(1)外部的加热套箱(2)，所述的炉体(1)的开口端露出加热套箱(2)并与所述的驱动结构相连。
2、根据权利要求1所述的旋转热处理炉，其特征在于：所述的加热套箱(2)固定在一支撑架(3)上，且使加热套箱(2)的轴线与水平面呈一定锐角，所述的驱动结构也设置在该支撑架(3)上。
3、根据权利要求2所述的旋转热处理炉，其特征在于：所述的驱动结构包括至少二个从动轮(4)及一个由电机驱动旋转的主动轮(5)，所述的从动轮(4)可转动的设置与支撑架(3)上，所述的从动轮(4)支撑于露出加热套箱(2)外的炉体(1)外周面上，所述的主动轮(5)与露出加热套箱(2)外的炉体(1)外周面摩擦接触以使主动轮(5)的旋转能带动炉体(1)旋转。
4、根据权利要求3所述的旋转热处理炉，其特征在于：所述的主动轮(5)与炉体(1)的接触面上刻蚀有增加摩擦力的花纹以形成所述的摩擦接触。
5、根据权利要求3所述的旋转热处理炉，其特征在于：所述的主动轮(5)外周面与炉体(1)的外周面之间设有键槽连接结构以形成所述的摩擦接触。
6、根据权利要求1所述的旋转热处理炉，其特征在于：所述的炉体(1)的旋转轴线与水平面呈5～45度夹角。
7、根据权利要求1～6中任意权利要求所述的旋转热处理炉，其特征在于：所述的加热套箱(2)内设有至少一个测温热电偶(6)。
8、根据权利要求7所述的旋转热处理炉，其特征在于：所述的加热套箱内的加热元件(7)采用电阻丝电阻片、硅碳棒或硅钼棒中的一种或几种组合。
9、根据权利要求1～6中任意权利要求所述的旋转热处理炉，其特征在于：所述的炉体(1)外端的开口处可拆卸地连接有一炉体盖(11)密封，该炉体盖(11)上穿设有一可密封的高压充气口(12)，并在炉体盖(11)上设有一气压计(8)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20100324 |