CN103388979A - 一种连续加热冷却炉 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种连续加热冷却炉，包括具有工作腔的机架；将工作腔分隔为沿机架的周向布置、相互密封隔开的多个工位的密封隔离件，工位至少包括沿机架的周向依次设置的上料工位、预加热工位、加热工位和预冷却工位；用于使各工位达到相应的温度的热交换系统，其设置在机架上；用于放置工件、位于工作腔内的旋转工作台，旋转工作台可转动地设置在机架上，且旋转工作台旋转时能够使工件从上料工位依次进入预加热工位、加热工位和预冷却工位；将旋转工作台的腔体分隔为多个放置腔的保温隔离件，放置腔与工位一一对应设置。本发明提供的连续加热冷却炉通过旋转工作台带动工件依次转动到各工位，实现了对工件的连续加热冷却，提高了工件的热处理效率。

Description

一种连续加热冷却炉

技术领域

本发明涉及机械制造技术领域，更具体地说，涉及一种连续加热冷却炉。

背景技术

在机械加工领域，常需要对工件进行烘干、去应力退火、人工实效等加热后再冷却的热处理过程。现有技术中常使用箱式或井式加热炉进行加热，待工件被加热到一定工艺要求的温度后，出炉在空气中冷却或进入随炉冷却。

但是，上述箱式或井式加热炉只能对工件进行加热，不能实现对工件的连续加热冷却，影响了工件的热处理效率。

综上所述，如何实现对工件的连续加热冷却，提高工件的热处理效率，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种连续加热冷却炉，以实现对工件的连续加热冷却，提高工件的热处理效率。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种连续加热冷却炉，包括：

具有工作腔的机架；

将所述工作腔分隔为沿所述机架的周向布置、相互密封隔开的多个工位的密封隔离件，所述工位至少包括沿所述机架的周向依次设置的上料工位、预加热工位、加热工位和预冷却工位；

用于使各所述工位达到相应的温度的热交换系统，所述热交换系统设置在所述机架上；

用于放置工件、位于所述工作腔内的旋转工作台，所述旋转工作台可转动地设置在所述机架上，且所述旋转工作台旋转时能够使所述工件从所述上料工位依次进入所述预加热工位、所述加热工位和所述预冷却工位；

将所述旋转工作台的腔体分隔为多个放置腔的保温隔离件，所述放置腔与所述工位一一对应设置。

优选的，上述连续加热冷却炉中，所述工位还包括：

依次设置在所述加热工位和所述预冷却工位之间的两个保温工位；

设置在所述预冷却工位和所述上料工位之间的冷却工位；

设置在所述冷却工位和所述上料工位之间的下料工位。

优选的，上述连续加热冷却炉中，所述热交换系统包括连通于所述预加热工位与所述预冷却工位之间的通风管道；所述通风管道包括设置在所述预加热工位的顶部与所述预冷却工位的顶部之间的上行管道和设置在所述预加热工位的底部与所述预冷却工位的底部之间的下行管道。

优选的，上述连续加热冷却炉还包括设置在所述下行管道中部的循环风机，所述循环风机的进口与所述预冷却工位连通，出口与所述预加热工位连通。

优选的，上述连续加热冷却炉中，所述热交换系统包括：

加热风机；

连接于所述加热风机与所述加热工位之间的热交换器，所述热交换器分别与所述加热工位和所述保温工位连通；

设置在所述冷却工位的轴流风机。

优选的，上述连续加热冷却炉中，所述热交换系统还包括：

设置在所述加热工位内，用于测量所述加热工位的温度并发送温度信号的温度传感器；

接收所述温度信号，根据所述加热工位的温度控制所述热交换器的加热功率的温度控制器，所述温度控制器和所述温度传感器相连。

优选的，上述连续加热冷却炉还包括设置在所述机架上的温度隔离件，所述温度隔离件分别位于所述上料工位与所述预加热工位、所述预加热工位与所述加热工位、所述保温工位与所述预冷却工位、所述预冷却工位与所述冷却工位以及所述冷却工位与所述下料工位之间。

优选的，上述连续加热冷却炉还包括用于驱动所述旋转工作台转动的电机，且所述旋转工作台为圆筒形。

优选的，上述连续加热冷却炉还包括：

用于检测所述旋转工作台内工件的位置并发送检测信号的接近开关，所述接近开关设置在所述机架上；

用于接收所述检测信号，当所述旋转工作台转动到设定位置时控制所述电机停止并发送时间信号的第一控制器，所述第一控制器与所述接近开关相连；

接收所述时间信号后开始记录时间间隔，当间隔时间达到预设时间时控制所述电机转动的第二控制器，所述第二控制器与所述第一控制器相连。

优选的，上述连续加热冷却炉中，所述电机为步进电机；所述步进电机与所述旋转工作台之间通过传动机构相连；所述传动机构包括与所述步进电机的转动轴相连的主动齿轮和与所述旋转工作台同轴相连的从动齿轮，所述从动齿轮与所述主动齿轮相啮合；且所述从动齿轮通过推力轴承可转动地套设在所述机架的支撑座上，所述从动齿轮固定在所述旋转工作台的底部。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供的连续加热冷却炉包括机架、密封隔离件、热交换系统、旋转工作台和保温隔离件；其中，机架具有工作腔；密封隔离件将上述工作腔分隔为沿机架的周向布置、相互密封隔开的多个工位，工位至少包括沿机架的周向依次设置的上料工位、预加热工位、加热工位和预冷却工位；热交换系统用于使各工位达到相应的温度，该热交换系统设置在机架上；旋转工作台用于放置工件、位于工作腔内，其可转动地设置在机架上，且旋转工作台旋转时能够使工件从上料工位依次进入预加热工位、加热工位和预冷却工位；保温隔离件将旋转工作台的腔体分隔为多个放置腔，该放置腔与上述工位一一对应设置。

应用本发明的连续加热冷却炉时，首先将工件放置在上料工位所对应的旋转工作台的放置腔内，然后使旋转工作台转动，使工件从上料工位依次进入预加热工位、加热工位和冷却工位。本发明在旋转工作台的转动过程中，使工件在每个工位停留预设的时间段后转入下一个工位，以控制工件的预加热、加热以及预冷却时间，同时通过热交换系统对工件的预加热、加热以及预冷却的温度进行控制；则上料之后该连续加热冷却炉通过旋转工作台带动工件依次转动到各工位，能够依次对工件进行预加热、加热和预冷却，为了实现更好地冷却效果，本发明还可以在工件由预冷却工位转到上料工位时对工件进行强制冷却；所以，本发明提供的连续加热冷却炉实现了对工件的连续加热冷却，提高了工件的热处理效率。

同时，本发明的连续加热冷却炉能够应用在生产线内，实现对零部件的连续生产，提高了生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一种实施例提供的连续加热冷却炉的主视图；

图2是图1中A的局部放大结构图；

图3是本发明一种实施例提供的连续加热冷却炉的俯视图；

图4是本发明另一种实施例提供的连续加热冷却炉的主视图；

图5是本发明另一种实施例提供的连续加热冷却炉的俯视图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种连续加热冷却炉，实现了对工件的连续加热冷却，提高了工件的热处理效率。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考附图1-5，本发明实施例提供的连续加热冷却炉，包括本发明实施例提供的连续加热冷却炉包括机架2、密封隔离件11、热交换系统、旋转工作台3和保温隔离件10；其中，机架2具有工作腔；密封隔离件11将上述工作腔分隔为沿机架2的周向布置、相互密封隔开的多个工位，工位至少包括沿机架2的周向依次设置的上料工位21、预加热工位22、加热工位23和预冷却工位26；热交换系统用于使各工位达到相应的温度，该热交换系统设置在机架2上；旋转工作台3用于放置工件、位于工作腔内，其可转动地设置在机架2上，且旋转工作台3旋转时能够使工件从上料工位21依次进入预加热工位22、加热工位23和预冷却工位26；保温隔离件10将旋转工作台3的腔体分隔为多个放置腔，该放置腔与上述工位一一对应设置。

应用本实施例的连续加热冷却炉时，首先将工件放置在上料工位21所对应的旋转工作台3的放置腔内，然后使旋转工作台3转动，使工件从上料工位21依次进入预加热工位22、加热工位23和预冷却工位26。本发明在旋转工作台3的转动过程中，使工件在每个工位停留预设的时间段后转入下一个工位，以控制工件的预加热、加热以及预冷却时间，同时通过热交换系统对工件的预加热、加热以及预冷却的温度进行控制；则上料之后该连续加热冷却炉通过旋转工作台3带动工件依次转动到各工位，能够依次对工件进行预加热、加热和预冷却，为了实现更好地冷却效果，本发明还可以在工件由预冷却工位26转到上料工位21时对工件进行强制冷却；所以，本发明实施例提供的连续加热冷却炉实现了对工件的连续加热冷却，提高了工件的热处理效率。

同时，本发明实施例的连续加热冷却炉能够应用在生产线内，实现对零部件的连续生产，提高了生产效率。

在本发明一种具体的实施例中，机架2的工作腔被密封隔离件11分隔为上料工位21、预加热工位22、加热工位23和预冷却工位26这四个工位，此时旋转工作台3的腔体被保温隔离件10分隔为四个放置腔，该放置腔与上述工位一一对应，如图1-3所示。该连续加热冷却炉在工作时，在上料工位21将工件放置在旋转工作台3上，然后通过手动或者其他结构驱动旋转工作台3转动；此时工件随着旋转工作台3进入预加热工位22，进行预加热；当达到预设的预加热时间时，继续转动旋转工作台3，使工件进入加热工位23，进行加热；当达到预设的加热时间时，继续转动旋转工作台3，使工件进入预冷却工位26，进行预冷却；当达到预定的预冷却时间时，继续转动旋转工作台3，使工件进入上料工位21，进行最终冷却和卸料。如此循环就可达到连续对物料进行加热冷却的操作。本实施例中在上料工位21同时进行上料、冷却和卸料操作，减少了工位数量，便于对密封隔离件11和保温隔离件10的布置，进而有利于连续加热冷却炉的制造。

在上述实施例的基础上，在本发明另一实施例中，连续加热冷却炉的工位还包括冷却工位24、下料工位27和两个保温工位25；其中，两个保温工位25依次设置在加热工位23和预冷却工位26之间；冷却工位24设置在预冷却工位26和上料工位21之间；下料工位27设置在冷却工位24和上料工位21之间。该连续加热冷却炉工作时，工件在加热工位23达到预设的加热时间后，继续转动旋转工作台3，使工件进入第一个保温工位25，进行保温；当达到预定的第一保温时间时，继续转动旋转工作台5，使工件进入第二个保温工位25，继续进行保温；当达到预定的第二保温时间时，再将工件转动到预冷却工位26；对工件预冷却完后，继续转动旋转工作台5，使工件进入冷却工位24，进行强行冷却；当达到预定的冷却时间时，继续转动旋转工作台3，使工件进入下料工位27，卸料。

本实施例增加了对工件的保温以及强行冷却，能够更好地对工件进行热处理，提高工件性能。同时，本实施例设置有单独地用于冷却工件的冷却工位24和用于卸料的下料工位，上料、冷却和卸料分别分开进行，上料下料能够同时进行，提高了工作效率。

上述实施例的连续加热冷却炉中，热交换系统优选地包括连通于预加热工位22与预冷却工位26之间的通风管道4。通风管道4能够使预加热工位22与预冷却工位26之间进行热交换，实现了预冷空间和预热空间的独立空气循环，同时能够利用预冷却工位的工件降温的热能对预加热工位的工件进行预加热，回收利用乏热，节约能源；本实施例中的热交换系统实现了余热的回收利用。

上述通风管道4进一步包括设置在预加热工位22的顶部与预冷却工位26的顶部之间的上行管道41和设置在预加热工位22的底部与预冷却工位26的底部之间的下行管道42。这样一来，预加热工位22的上部和下部均与预冷却工位26连通，预加热工位22与预冷却工位26内的热量通过上行管道41和下行管道42实现了循环，提高了两者热量的热交换速率。当然，上述通风管道4也可以只包括上行管道41或者只包括下行管道42。

为了促进通风管道4内热量的流动，上述实施例提供的连续加热冷却炉还包括设置在下行管道42中部的循环风机5，循环风机5的进口与预冷却工位26连通，出口与预加热工位22连通。如图1和图4所示，循环风机5设置在下行管道42内并位于机架2的下部，循环风机5通过下行管道42将预冷却工位26处的冷空气吹向预加热工位22，接着预加热工位22内空气通过上行管道41进入预冷却工位26内，实现了空气的循环流动，进而带动热量的循环，实现了同时对预加热工位22的工件进行预热和对预冷却工位26的工件进行预冷的目的。需要说明的是，为了实现自动化，本实施例的循环风机5的运转和停止均由计算机控制。本领域技术人员可以理解的是，该循环风机5也可设置在下行管道42的其他位置，如靠近预冷却工位26的一端，其还可设置在上行管道41内，以达到同样的促进空气流动的效果，在此不再一一介绍。

如图4和图5所示，在本发明一种具体的实施例中，热交换系统包括：加热风机13；连接于加热风机13与加热工位23之间的热交换器12，热交换器12分别与加热工位23和保温工位25连通；设置在冷却工位24的轴流风机14。

工作时，加热风机13向热交换器12送风，热交换器12对空气加热，进而将热空气吹向加热工位23和保温工位25的空间，进而实现使加热工位23和保温工位25的温度达到设定值。轴流风机14位于冷却工位24的上方，由轴流风机14将自然空气吸入对工件进行强行冷却，使工件的温度降低到接近室温的温度，进而实现用手卸料，减少辅助工具的使用，减少成本的投入。本发明还可以利用电加热元件或者其他结构对加热工位23和保温工位25进行加热，利用水冷或者换热器等对冷却工位24进行冷却，本实施例对此不做具体限定。

为了进一步优化上述技术方案，热交换系统还包括：设置在加热工位23内，用于测量加热工位23的温度并发送温度信号的温度传感器9；接收温度信号，根据加热工位23的温度控制热交换器12的加热功率的温度控制器，温度控制器和温度传感器9相连。当工件转动到加热工位23时，温度传感器9测量加热工位23的温度，并向温度控制器发送温度信号；温度控制器接收到温度信号以后，根据加热工位23的温度调节热交换器12的加热功率；当加热工位23的温度达到设定的加热温度值时，温度控制器会发送降低热交换器12的加热功率的信号；当加热工位23的温度低于设定的加热温度值时，温度控制器会发送增加热交换器12的加热功率的信号；进而使加热工位23的温度保持在设定的加热温度值。本实施例通过使用温度传感器9和温度控制器实现了对加热工位23的温度的自动控制，控制精度高，保证了工件的加热温度，进而达到工艺要求。

为了减少各工位的相互影响，上述实施例提供的连续加热冷却炉还包括设置在机架2上的温度隔离件，温度隔离件分别位于上料工位21与预加热工位22、预加热工位22与加热工位23、保温工位25与预冷却工位26、预冷却工位26与冷却工位24以及冷却工位24与下料工位27之间。该温度隔离件层叠在密封隔离件11的两侧，在实现密封隔开的同时还能对上述工位之间进行温度隔离，减少温度的相互影响，同时减低热量的散失。

进一步的，上述连续加热冷却炉还包括用于驱动旋转工作台3转动的电机1。连续加热冷却炉工作时，通过电机1驱动旋转工作台3转动，减少了人力的投入。同时，为了便于旋转工作台3的制造，以及各工位的分隔，上述旋转工作台3优选为圆筒形。当然，旋转工作台3还可以为方筒、多边形筒等，只要能够满足放置腔可分隔为沿周向设置的多个工位的形状均可。

优选的，本发明一种实施例中，连续加热冷却炉还包括：

用于检测旋转工作台3内工件的位置并发送检测信号的接近开关，接近开关设置在机架2上；

用于接收检测信号，当旋转工作台3转动到设定位置时控制电机1停止并发送时间信号的第一控制器，第一控制器与接近开关相连；

接收时间信号后开始记录时间间隔，当间隔时间达到预设时间时控制电机1转动的第二控制器，第二控制器与第一控制器相连。

该连续加热冷却炉工作时，首先开启电机1，电机1带动旋转工作台3以及工件转动；当接近开关检测工件到达预加热工位22时，第一控制器控制电机1停止；同时第二控制器开始记录时间间隔，当间隔时间达到预加热时间时控制电机1转动；接着当接近开关检测工件到达下一工位时，第一控制器控制电机1停止，同时第二控制器开始记录时间间隔，当间隔时间达到该工位的预设时间时控制电机1转动；重复相同的动作，直到将工件转动到下料工位27。该连续加热冷却炉由控制器控制电机1，又由电机1驱动旋转工作台3转动，提高了自动化，通过旋转合适的时间间隔能够适用于整个生产线的工作节拍。

上述电机1优选为步进电机；步进电机的控制精度高，便于对电机的转速进行控制。当然，电机1还可以为伺服电机或其他能够提供旋转动力的电机。

为了便于步进电机与旋转工作台3的配合，步进电机与旋转工作台3之间通过传动机构相连；优选的，该传动机构包括与步进电机的转动轴相连的主动齿轮6和与旋转工作台3同轴相连的从动齿轮7，从动齿轮7与主动齿轮6相啮合。本实施例中，采用齿轮传动机构将电机的动力传递给旋转工作台3；本领域技术人员可以理解的是，该传动机构也可为其他结构，如链传动机构或带传动机构，以达到同样的传递旋转动力的效果，在此不再一一介绍。

进一步的，本实施例中，从动齿轮7通过推力轴承8可转动地套设在机架2的支撑座21上，从动齿轮7固定在旋转工作台3的底部。如图2所示，旋转工作台3与从动齿轮7固定相连，两者相连为一个整体通过推力轴承8与机架2实现可转动地相连。工作时，电机1首先带动主动齿轮6转动，主动齿轮6驱动从动齿轮7连带着旋转工作台3发生转动，实现围绕机架2转动，进而带动工件在各工位之间的转动。当然，上述推力轴承8还可以由其他轴承替换，如滚动轴承等。本发明中，旋转工作台3还可以直接与支撑座21通过轴承转动配合，以实现其与机架2的转动配合，本实施例对此不作具体限定。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种连续加热冷却炉，其特征在于，包括：

具有工作腔的机架(2)；

将所述工作腔分隔为沿所述机架(2)的周向布置、相互密封隔开的多个工位的密封隔离件(11)，所述工位至少包括沿所述机架(2)的周向依次设置的上料工位(21)、预加热工位(22)、加热工位(23)和预冷却工位(26)；

用于使各所述工位达到相应的温度的热交换系统，所述热交换系统设置在所述机架(2)上；

用于放置工件、位于所述工作腔内的旋转工作台(3)，所述旋转工作台(3)可转动地设置在所述机架(2)上，且所述旋转工作台(3)旋转时能够使所述工件从所述上料工位(21)依次进入所述预加热工位(22)、所述加热工位(23)和所述预冷却工位(26)；

将所述旋转工作台(3)的腔体分隔为多个放置腔的保温隔离件(10)，所述放置腔与所述工位一一对应设置。

2.根据权利要求1所述的连续加热冷却炉，其特征在于，所述工位还包括：

依次设置在所述加热工位(23)和所述预冷却工位(26)之间的两个保温工位(25)；

设置在所述预冷却工位(26)和所述上料工位(21)之间的冷却工位(24)；

设置在所述冷却工位(24)和所述上料工位(21)之间的下料工位(27)。

3.根据权利要求1所述的连续加热冷却炉，其特征在于，所述热交换系统包括连通于所述预加热工位(22)与所述预冷却工位(26)之间的通风管道(4)；所述通风管道(4)包括设置在所述预加热工位(22)的顶部与所述预冷却工位(26)的顶部之间的上行管道(41)和设置在所述预加热工位(22)的底部与所述预冷却工位(26)的底部之间的下行管道(42)。

4.根据权利要求3所述的连续加热冷却炉，其特征在于，还包括设置在所述下行管道(42)中部的循环风机(5)，所述循环风机(5)的进口与所述预冷却工位(26)连通，出口与所述预加热工位(22)连通。

5.根据权利要求2所述的连续加热冷却炉，其特征在于，所述热交换系统包括：

加热风机(13)；

连接于所述加热风机(13)与所述加热工位(23)之间的热交换器(12)，所述热交换器(12)分别与所述加热工位(23)和所述保温工位(25)连通；

设置在所述冷却工位(24)的轴流风机(14)。

6.根据权利要求5所述的连续加热冷却炉，其特征在于，所述热交换系统还包括：

设置在所述加热工位(23)内，用于测量所述加热工位(23)的温度并发送温度信号的温度传感器(9)；

接收所述温度信号，根据所述加热工位(23)的温度控制所述热交换器(12)的加热功率的温度控制器，所述温度控制器和所述温度传感器(9)相连。

7.根据权利要求2所述的连续加热冷却炉，其特征在于，还包括设置在所述机架(2)上的温度隔离件，所述温度隔离件分别位于所述上料工位(21)与所述预加热工位(22)、所述预加热工位(22)与所述加热工位(23)、所述保温工位(25)与所述预冷却工位(26)、所述预冷却工位(26)与所述冷却工位(24)以及所述冷却工位(24)与所述下料工位(27)之间。

8.根据权利要求1-7任一项所述的连续加热冷却炉，其特征在于，还包括用于驱动所述旋转工作台(3)转动的电机(1)，且所述旋转工作台(3)为圆筒形。

9.根据权利要求8所述的连续加热冷却炉，其特征在于，还包括：

用于检测所述旋转工作台(3)内工件的位置并发送检测信号的接近开关，所述接近开关设置在所述机架(2)上；

用于接收所述检测信号，当所述旋转工作台(3)转动到设定位置时控制所述电机(1)停止并发送时间信号的第一控制器，所述第一控制器与所述接近开关相连；

接收所述时间信号后开始记录时间间隔，当间隔时间达到预设时间时控制所述电机(1)转动的第二控制器，所述第二控制器与所述第一控制器相连。

10.根据权利要求8所述的连续加热冷却炉，其特征在于，所述电机(1)为步进电机；所述步进电机与所述旋转工作台(3)之间通过传动机构相连；所述传动机构包括与所述步进电机的转动轴相连的主动齿轮(6)和与所述旋转工作台(3)同轴相连的从动齿轮(7)，所述从动齿轮(7)与所述主动齿轮(6)相啮合；且所述从动齿轮(7)通过推力轴承(8)可转动地套设在所述机架(2)的支撑座(21)上，所述从动齿轮(7)固定在所述旋转工作台(3)的底部。

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