CN103276170B - 一种时效炉空气循环系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种时效炉空气循环系统，包括加热装置、炉气循环系统、冷却装置及温度控制系统，炉气循环系统包括固定设置于炉体侧壁上的轴流式风机、设置在轴流式风机上的扩散器及沿轴流式风机长度方向设置的导流板，轴流式风机包括设置于炉体外侧壁上的电机、由电机驱动转动的叶轮，电机的主轴穿过炉壁使得电机主轴的一端位于炉体内部，叶轮直接安装在电机主轴位于炉体内部的一端上。本发明中设置有扩散器，使得炉气均匀分配到整个炉区和堆垛好的炉料中，另一方面，本发明设置有冷却装置，采用精确的温度控制系统，当炉内温度超过额定温度时即会启动，有效避免炉气过度加热，保证炉内温度的稳定性。

Description

一种时效炉空气循环系统

技术领域 

本发明涉及一种用于铝及铝合金板材的时效处理的配套设备，尤其涉及一种时效炉空气循环系统，属于工业退火领域。

背景技术

时效炉可用于铝及铝合金板材的时效处理，处理后的铝板可用于航空航天业。为了满足航空领域对材料硬度、强度、韧性及抗疲劳强度的高标准要求，铝板带在时效过程中的温度均匀性起着至关重要的作用，而目前市场上的时效炉由于体积大，造成炉气循环不均，炉料不能均匀受热，炉温稳定性得不到保障，热处理后的材料性能达不到航空航天业的AMS高标准。为此，公司对此技术进行开发，使炉料在时效处理及退火至回火的过程中，实现最佳的温度一致性。

时效炉在进行热处理时，炉门关闭，炉内的温度传递依靠炉内炉气循环系统，炉内炉气循环系统设计不佳时，炉内气氛不能达到良好的均匀性，使得锭料在热处理完后达不到最佳机械性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种时效炉空气循环系统。

为解决以上技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种时效炉空气循环系统，包括加热装置、炉气循环系统，所述炉气循环系统包括固定设置于炉体侧壁上的轴流式风机、设置在所述轴流式风机上的扩散器及沿所述轴流式风机长度方向设置的导流板，所述轴流式风机包括固定设置于所述炉体外侧壁上的电机、由所述电机驱动转动的叶轮，所述电机的主轴穿过炉壁使得电机主轴的一端位于所述炉体内部，所述叶轮直接安装在所述电机主轴位于所述炉体内部的一端上，所述导流板将整个炉膛分为第一风道、料间风道及第二风道，所述扩散器的外边缘与所述导流板密封安装并置于所述料间风道内且所述叶轮位于所述扩散器内呈被包裹状，所述扩散器上设有通风道，所述第一风道、所述第二风道与所述料间风道的靠近所述扩散器的一侧均通过所述通风道相连通，所述第一风道、所述第二风道与所述料间风道的另一侧均相连通，所述空气循环系统还包括用于避免炉内温度过高并保证炉内温度稳定的冷却装置及温度控制系统。

优选地，所述冷却装置包括安装在所述炉体上方的冷却风机，所述冷却风机的出气口连接有进气管，所述进气管的出气口设于所述炉体内。

具体地，所述温度控制系统包括设置在所述炉体内用于监测炉内温度的温度监测装置及用于控制所述冷却装置处于开启或关闭状态的温度控制装置，当炉内温度接近额定温度时，自动开启所述温度控制装置，所述温度控制装置启动所述冷却风机，所述冷却风机将冷空气吸入炉内，避免炉气被过度加热，保证炉内温度的稳定。

进一步具体地，所述冷却风机进气口连接有消音器和过滤器。

优选地，所述炉体的炉顶与所述炉体上部的所述导流板形成所述第一风道，所述炉体的炉底与所述炉体下部的所述导流板形成所述第二风道，所述炉体上部的所述导流板、所述炉体下部的所述导流板及所述炉料的层间通道形成所述料间风道。

具体地，所述加热装置安装于所述炉顶和所述炉底且分别置于所述第一风道内和所述第二风道内，上下对称分布。

优选地，所述电机为变频式电机。

优选地，在所述炉体上设有排气管，所述排气管的出气管口设有挡板，当炉内压力超过额定压力时，炉气将所述挡板顶开，保证炉内压力稳定。

优选地，安装所述轴流式风机的所述炉体侧壁的内壁面的上边角、下边角均设置成弧形。

优选地，安装所述轴流式风机的所述炉体侧壁的对面侧壁的内壁面的上边角、下边角均设置成弧形。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明中设置有扩散器，使得炉气均匀分配到整个炉区和堆垛好的炉料中，另一方面，本发明设置有冷却装置，采用精确的温度控制系统，当炉内温度超过额定温度时即会启动，有效避免炉气过度加热，保证炉内温度的稳定性。

附图说明

图1为本发明的炉气的一种工作方式的结构示意图（未显示冷空气进入炉内）；

图2为本发明的炉气的另一种工作方式的结构示意图（显示冷空气进入炉内）；

图中，1、加热装置；2、炉料；3、扩散器；31、通风道；4、导流板；5、轴流式风机；51、叶轮；52、电机；53、电机主轴；6、进气管；7、排气管；8、挡板；9、冷却风机；10、过滤器；11、消音器；B1、第一风道；A、料间风道；B2、第二风道。

具体实施方式

如图1~2所示的时效炉空气循环系统，包括加热装置1、炉气循环系统，加热装置1安装于炉体的炉顶和炉底且上下对称分布，炉气循环系统包括固定设置于炉体侧壁上轴流式风机5、设置在轴流式风机5上的扩散器3及沿轴流式风机5长度方向设置的导流板4，轴流式风机5包括固定设置于炉体外侧壁上的电机52、由电机52驱动转动的叶轮51，电机52是变频式电机，电机52的主轴穿过炉壁使得电机主轴53的一端位于炉体内部，叶轮51直接安装在电机主轴53位于炉体内部的一端上，导流板4将整个炉膛分为第一风道B1、料间风道A及第二风道B2，从附图可以看出，位于上方的导流板4和炉顶形成第一风道B1，位于下方的导流板4和炉底形成第二风道B2，位于上方的导流板4、位于下方的导流板4及炉料2的层间通道形成料间风道A，加热装置1设置于第一风道B1和第二风道B2内。扩散器3右侧的边缘密封安装在导流板4上并置于料间风道A内且叶轮51位于扩散器3内呈被包裹状，扩散器3上设有通风道31，第一风道B1、第二风道B2与料间风道A的右边部分均通过通风道31相连通，第一风道B1、第二风道B2与料间风道A的左边部分均直接连通。

本具体实施方式中，空气循环系统还包括用于避免炉内温度过高并保证炉内温度稳定的冷却装置及温度控制系统，冷却装置包括安装在炉体上方的冷却风机9，冷却风机9的出气口连接有进气管6，进气管6的出气口设于炉体内，冷却风机9的进气口连接有消音器11和过滤器10，消音器11起到降低噪音的目的，过滤器10则是将冷空气中的杂质去除以保证进入炉内的冷空气不损害其他设备装置及不对炉内炉料2造成污染。温度控制系统包括设置在炉体内用于监测炉内温度的温度监测装置及用于控制冷却装置处于开启或关闭状态的温度控制装置，当炉内温度接近额定温度时，自动开启温度控制装置，温度控制装置启动冷却风机9，冷却风机9将经过滤器10过滤后的冷空气吸入炉内，避免炉气被过度加热，保证炉内温度的稳定。

本具体实施方式中，为了保证炉内压力不至于过大而发生危险，在炉体上还设置有排气管7，排气管7的出气管口设有挡板8，当炉内压力超过额定压力时，炉气自动将挡板8顶开，保证炉内压力稳定。

本具体实施方式中，如图1、图2所示，右边炉壁的内壁面的上边角、下边角均设置成弧形，左边炉壁的内壁面的上边角、下边角均设置成弧形，这种弧形边角的设置有利于炉气的流通。

工作原理如图1、图2所示，图1为一种循环方式，轴流式风机5将料间风道A内的炉气往扩散器3这边吸，由于扩散器3上通风道31的设置，所示轴流式风机5可以将整个料间风道A内及堆垛好的炉料2中的炉气吸到扩散器3这边，炉气再经扩散器3上的通风道31流入第一风道B1和第二风道B2，经加热装置1加热，继而再流入料间风道A，炉气实现了第一种对流循环。图2为另一种循环方式，轴流式风机5将经第一风道B1和第二风道B2加热后的炉气吹入料间风道A，炉气流经扩散器3上的通风道31后可以均匀的分散到整个料间风道A和堆垛好的炉料2中，继而，料间风道A内的炉气流入第一风道B1和第二风道B2，经加热装置1加热后再由轴流式风机5吹入料间风道A内，炉气实现了第二种对流循环。由于电机52是变频式电机，相应地轴流式风机5也是变频式，可逆向，这样就可以实现炉气在第一种对流循环和第二种对流循环之间转换。通过定时切换，炉气循环更为充分，从而实现对炉料2更均匀的加热。

综上所述，采用上述技术方案，强制炉气在炉内循环流动并实现二种对流循环方式，炉顶和炉底的加热装置1对炉气进行加热，通过轴流式风机5和扩散器3使得炉气在料间风道A内分散均匀，对炉料2均匀的加热。另一方面，设置了冷却装置，保证了炉内温度和压力的稳定性。

需要说明的是，以上所说的上、下、左、右位置关系都是以图1所示的状态下作参考的。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种时效炉空气循环系统，包括加热装置、炉气循环系统，其特征在于：所述炉气循环系统包括固定设置于炉体侧壁上的轴流式风机、设置在所述轴流式风机上的扩散器及沿所述轴流式风机长度方向设置的导流板，所述轴流式风机包括固定设置于所述炉体外侧壁上的电机、由所述电机驱动转动的叶轮，所述电机的主轴穿过炉壁使得电机主轴的一端位于所述炉体内部，所述叶轮直接安装在所述电机主轴位于所述炉体内部的一端上，所述导流板将整个炉膛分为第一风道、料间风道及第二风道，所述扩散器的外边缘与所述导流板密封安装并置于所述料间风道内且所述叶轮位于所述扩散器内呈被包裹状，所述扩散器上设有通风道，所述第一风道、所述第二风道与所述料间风道的靠近所述扩散器的一侧均通过所述通风道相连通，所述第一风道、所述第二风道与所述料间风道的另一侧均相连通，所述空气循环系统还包括用于避免炉内温度过高并保证炉内温度稳定的冷却装置及温度控制系统；

所述冷却装置包括安装在所述炉体上方的冷却风机，所述冷却风机进气口连接有消音器和过滤器，所述冷却风机的出气口连接有进气管，所述进气管的出气口设于所述炉体内；

所述温度控制系统包括设置在所述炉体内用于监测炉内温度的温度监测装置及用于控制所述冷却装置处于开启或关闭状态的温度控制装置，当炉内温度接近额定温度时，自动开启所述温度控制装置，所述温度控制装置启动所述冷却风机，所述冷却风机将冷空气吸入炉内，避免炉气被过度加热，保证炉内温度的稳定；

在所述炉体上设有排气管，所述排气管的出气管口设有挡板，当炉内压力超过额定压力时，炉气将所述挡板顶开，保证炉内压力稳定；

所述电机为变频式电机。

2.根据权利要求1所述的时效炉空气循环系统，其特征在于：所述炉体的炉顶与所述炉体上部的所述导流板形成所述第一风道，所述炉体的炉底与所述炉体下部的所述导流板形成所述第二风道，所述炉体上部的所述导流板、所述炉体下部的所述导流板及炉料的层间通道形成所述料间风道。

3.根据权利要求2所述的时效炉空气循环系统，其特征在于：所述加热装置安装于所述炉顶和所述炉底且分别置于所述第一风道内和所述第二风道内，上下对称分布。

4.根据权利要求1所述的时效炉空气循环系统，其特征在于：安装所述轴流式风机的所述炉体侧壁的内壁面的上边角、下边角均设置成弧形。

5.根据权利要求1所述的时效炉空气循环系统，其特征在于：安装所述轴流式风机的所述炉体侧壁的对面侧壁的内壁面的上边角、下边角均设置成弧形。