CN103031418A - 连续式深冷处理和回火设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种连续式深冷处理和回火设备，包括深冷箱和回火炉，其特征在于，所述的深冷箱包括进料前室、深冷室和出料后室，进料前室和出料后室分别设于深冷室的前侧和后侧，进料前室前端设有进料封闭门，进料前室和深冷室之间设有第一封闭内门，深冷室和出料后室之间设有第二封闭内门，出料后室后端设有出料封闭门，出料后室连接出料机构，出料机构连接横推机构，横推机构连接推料机构，所述的回火炉包括加热室，推料机构连接加热室，进料前室和出料后室皆与抽真空系统和氮气循环系统相连接。本发明采用带真空换气前室和带加热功能的真空换气后室的连续式深冷箱，避免进出料时空气进入深冷区，从而避免反复对深冷室降温和升温，达到节能的目的。

Description

连续式深冷处理和回火设备

技术领域

本发明涉及一种连续式深冷处理和回火设备。

背景技术

对于服役过程中对变形和机械性能稳定性要求比较高的零件以及残余奥氏体超标的零件，在常规淬火后还要进行低温处理，以使残余奥氏体转变成马氏体。大多数热处理车间一般都应当有深冷处理设备-深冷箱。一般深冷箱的工作温度范围在-80到-120℃之间。

最常见的深冷箱的制冷方式有两种：即机械制冷方式和液氮制冷方式。机械制冷方式的能耗主要在于压缩机的耗电；液氮制冷是消耗液氮(液氮也是一种能源，因为它通过消耗能源而得到的)。

目前所有深冷箱都是单室结构，参照图1所示。处理结束后必须开门出料，故空气就必然要进入深冷箱，又因空气中含有水分，深冷箱就会结冰。深冷箱结冰一方面会影响换热效率，另一方面会降低箱壁的隔热能力，导致能耗增加。另外由于深冷后的零件立即置于空气中，其表面首先会结冰，随着温度上升，表面的冰融化成水，可能使零件生锈。为了避免这些问题，深冷箱在装料后降温前须用氮气置换箱内空气，深冷过程结束后还必须把零件和深冷箱升温到室温以上，具有回火功能的深冷箱直接升温到回火温度。下次深冷时，又必须把零件及深冷室冷却到深冷工艺温度。也就是说，人们其实只想冷却和加热零件(防止零件见空气后结冰)，但实际上每次还得把深冷箱一起冷却和加热，浪费了大量能源。对于液氮制冷的深冷箱，目前都是把液氮直接通入箱内，吸热后直接排到大气，浪费大量高纯氮气，而使用深冷箱的车间的其他热处理设备，如渗碳淬火设备(该车间必然有需要氮气的设备，因为要深冷的零件，是在渗碳淬火炉里处理过的，而渗碳淬火炉必然需要氮气)，却需要大量氮气作为其他热处理工艺保护气。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是使深冷和回火在同一个连续生产线上完成，避免深冷箱被反复冷却和加热，并回收制冷液氮汽化后的氮气，达到节能和降低车间氮气消耗的目的。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种连续式深冷处理和回火设备，包括深冷箱和回火炉，其特征在于，所述的深冷箱包括进料前室、深冷室和出料后室，进料前室和出料后室分别设于深冷室的前侧和后侧，进料前室前端设有进料封闭门，进料前室和深冷室之间设有第一封闭内门，深冷室和出料后室之间设有第二封闭内门，出料后室后端设有出料封闭门，出料后室连接出料机构，出料机构连接横推机构，横推机构连接推料机构，所述的回火炉包括加热室，推料机构连接加热室，进料前室和出料后室皆与抽真空系统和氮气循环系统相连接。

优选地，所述的深冷室连接氮气循环系统。

优选地，所述的深冷室内设有降温区和保温区，降温区和保温区内皆设有液氮蒸发器。

优选地，所述的深冷室和加热室的顶部皆设有循环电机。

优选地，所述的深冷室和加热室内皆设有金属导流马弗。

优选地，所述的出料后室和加热室内皆设有管状加热器。

本发明的有益效果为：

1、本发明采用带真空换气前室和带加热功能的真空换气后室的连续式深冷箱，避免进出料时空气进入深冷区，从而避免反复对深冷室降温和升温，从而达到节能的目的；

2、本发明采用液氮汽化器对深冷箱进行制冷，并通过高压储气罐收集吸热汽化后的高压氮气。收集到的氮气除可以用来冲洗深冷箱自身的前后换气室外，还有大量氮气可以用作车间其它热处理设备的安全气和保护气。从而降低整个车间的氮气消耗总量；

3、连续式深冷箱后配备连续回火炉对深冷后的零件回火，使回火炉加热室始终处于回火温度，而不必和零件一起降温升温，从而降低加热能耗。

4、深冷箱和回火炉形成自动线，避免人工转移工作，人工劳动强度低。

附图说明

图1为滴注液氮制冷带电加热回火功能单室深冷箱结构示意图；

图2为连续式深冷处理和回火设备结构示意图。

具体实施方式

参照图2所示，连续式深冷处理和回火设备包括深冷箱和回火炉，所述的深冷箱包括进料前室23、深冷室21和出料后室24，进料前室23和出料后室24分别设于深冷室21的前侧和后侧，进料前室23前端设有进料封闭门2，进料封闭门2前为上料区1，进料前室23和深冷室21之间设有第一封闭内门3和第一隔热封闭内门4，深冷室21和出料后室24之间设有第二封闭内门8和第二隔热封闭内门7，出料后室24后端设有出料封闭门11，出料后室24连接出料机构12，出料机构12连接横推机构13，横推机构13连接推料机构14，所述的回火炉包括加热室22，推料机构14连接加热室22，加热室22的两端分别设有进料门15和出料门18，出料门18外为空冷区，空冷区设有空冷风机19，空冷区后为下料区20，进料前室23和出料后室24皆与抽真空系统(包括旋片泵，气动蝶阀、真空计、压力表、管道等)和氮气循环系统相连接。深冷室21连接氮气循环系统。氮气循环系统包括氮气循环管路，氮气循环管路连接氮气回收储气罐，氮气循环管路上设有循环风机。

所述的连续式深冷处理和回火设备采用水平装料方式，由一个外置的装料机构把料盘从上料区1推进进料前室23，一个处于前室内的装料机构把料盘从前室推到深冷室，到达深冷室的料盘推动深冷室内已有的料盘前进一个工位。一个处于后室内的卸料机构把料盘从深冷室拉到出料后室24。出料机构12把料盘从出料后室24拉到横推机构13，推料机构14把料盘推进加热室22的升温区，到达炉内的料盘推动炉内已有的料盘前进一个工位，由一个外置的卸料机构把料盘拉出加热室22的保温区。

所述的深冷室21的侧壁为由钢板和型钢焊接的双层壁结构，夹层内填充隔热棉。外壁为碳钢材料，内壁为不锈钢材料。深冷室21分为降温区和保温区。降温区和保温区设置独立的液氮蒸发器以实现两区温度的独立控制。进料前室23装料前后预抽真空换气，防止空气进入深冷室21而产生冷凝水。深冷室21顶部安装循环电机用于气氛强力搅拌，以加强室内氮气与液氮蒸发器及工件之间的对流换热。深冷室21内设有金属导流马弗，以加强对流换热并保证温度均匀性。深冷室21、进料前室23和出料后室24内料盘支撑为双金属道形式。出料后室24出料前后预抽真空换气，防止空气进入冷室而产生冷凝水。出料后室24内两边垂直安装的管状加热器用把工件加热到略高于室温的温度。深冷室21通入氮气以保证深冷室21具有微正压，防止空气进入而产生冷凝水而结冰。把要通入深冷室21的少量氮气经双层壁结构后再通入深冷箱21，避免双层壁因空气湿度高而结冰，从保证正常的隔热效果。

所述的回火炉的侧壁为由钢板和型钢焊接的双层壁结构，夹层内填充隔热棉，内外壁均为碳钢材料。加热室22分为升温区和保温区，采用两边垂直布置的管状加热对工件进行加热。升温区和保温区分为独立加热控制区。进料门15和出料门18由气缸驱动。加热室22顶部安装循环电机用于气氛强力搅拌，以加强室内氮气加热器及工件之间的对流换热。加热室22内设有金属导流马弗，以加强对流换热并保证温度均匀性。炉内料盘支撑为双金属道形式。

Claims (6)

1.一种连续式深冷处理和回火设备，包括深冷箱和回火炉，其特征在于，所述的深冷箱包括进料前室(23)、深冷室(21)和出料后室(24)，进料前室(23)和出料后室(24)分别设于深冷室(21)的前侧和后侧，进料前室(23)前端设有进料封闭门(2)，进料前室(23)和深冷室(21)之间设有第一封闭内门(3)，深冷室(21)和出料后室(24)之间设有第二封闭内门(8)，出料后室(24)后端设有出料封闭门(11)，出料后室(24)连接出料机构(12)，出料机构(12)连接横推机构(13)，横推机构(13)连接推料机构(14)，所述的回火炉包括加热室(22)，推料机构(14)连接加热室(22)，进料前室(23)和出料后室(24)皆与抽真空系统和氮气循环系统相连接。

2.如权利要求1所述的连续式深冷处理和回火设备，其特征在于，所述的深冷室(21)连接氮气循环系统。

3.如权利要求1所述的连续式深冷处理和回火设备，其特征在于，所述的深冷室(21)内设有降温区和保温区，降温区和保温区内皆设有液氮蒸发器(5)。

4.如权利要求1所述的连续式深冷处理和回火设备，其特征在于，所述的深冷室(21)和加热室(22)的顶部皆设有循环电机。

5.如权利要求1所述的连续式深冷处理和回火设备，其特征在于，所述的深冷室(21)和加热室(22)内皆设有金属导流马弗。

6.如权利要求1所述的连续式深冷处理和回火设备，其特征在于，所述的出料后室(24)和加热室(22)内皆设有管状加热器(10)。

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