CN103468885B - 可控热管式节能热处理炉 - Google Patents

Abstract

一种可控热管式节能热处理炉，其特征是它由刚性水平连接的主热处理炉和副热处理炉组成，所述的主热处理炉内安装有电热丝，在主热处理炉和副热处理炉的下部各安装有一个液压顶，在两个液压顶之间安装有转动轴，长直型热管束的一端位于主热处理炉中，另一端位于副热处理炉中，随着主热处理炉和副热处理炉下部的液压顶的升高或降低，长直型热管束的蒸发端和冷凝端会发生变化；在所述的主热处理炉和副热处理炉中均安装有测温装置和送风装置。本发明结构简单，节能且可以改进现今电热处理炉的不足之处，既提高了热电阻的使用寿命，还可改变电热处理炉的冷却速率，更是大幅提高了热处理炉的工作效率,在实验室中具有广泛的应用前景。

Description

可控热管式节能热处理炉

技术领域

本发明涉及一种热处理炉，尤其是一种只需一个热处理炉加热，而另一个热处理炉的热量由能加热的热处理炉供热可实现不同温度反复进行热处理的可控热管式节能热处理炉。

背景技术

众所周知，铸造后的零部件基本上都不能直接拿来使用，一般都需要经过一系列的热处理，才能达到工件所需要的力学性能。而一系列的热处理（如退火、正火、淬火、回火，俗称四把火）自然都离不开热处理炉，但是市面上的热处理炉一般都是电热处理炉，其热处理后炉内的残余温度一般都还能达到几百度甚至千度以上，这部分残留在热处理炉中的热量基本上没有得到充分的利用，就随着炉子自然冷却，散发到空气中，白白的浪费掉了。除此之外，我们知道现在的热处理炉保温性能均比较好，我们在做完了某项高温热处理后，如果我们还想接着做下一项低温热处理时，一般需要等几个小时甚至更长，严重影响了热处理的工作效率。如果为了提高冷却速度，打开炉门冷却，这样会让热电阻跟空气在高温下接触，导致热电阻的使用寿命大幅下降。而且我们在做某些热处理时，需要控制工件的冷却速度，一般的热处理炉无法满足此工作要求，如果打开炉门冷却会将热电阻暴露在空气中，且无法精确控制到我们需要的冷却速度。

鉴于上述问题，本发明的目的在于，提供一种可控热管式节能热处理炉，包括一主热处理炉、一副热处理炉、液压装置、测温控制系统、热管传热系统，使其能够解决现今市面上一般热处理炉所存在的上述缺点。

发明内容

本发明的目的是针对现有的热处理炉均为单炉结构，更换工步时热量损失大易造成电热丝损坏的问题，设计一种热能可反复利用的可控热管式节能热处理炉。

本发明的技术方案是：

一种可控热管式节能热处理炉，其特征是它由刚性水平连接的主热处理炉和副热处理炉组成，所述的主热处理炉内安装有电热丝，在主热处理炉和副热处理炉的下部各安装有一个液压顶，在两个液压顶之间安装有为整体刚性连接的主热处理炉和副热处理炉整体转动的转动轴，长直型热管束的一端位于主热处理炉中，另一端位于副热处理炉中，随着主热处理炉和副热处理炉下部的液压顶的升高或降低，长直型热管束的蒸发端和冷凝端会发生变化，当主热处理炉下部的液压顶下降，副热处理炉中的液压顶升高时，蒸发端位于主热处理炉中，反之则位于副热处理炉中，水平状态下长直型热管束不工作；在所述的主热处理炉和副热处理炉中均安装有测温装置和送风装置，所述的测温装置和送风装置及液压顶的升降均受控于一电气控制装置。

所述的长直型热管束由高温热管束、中温热管束和低温热管束组成，所述的中温热管束和低温热管束分别通过各自的隔热门与主热处理炉炉膛及副热处理炉炉膛相连通，隔热门的开启受控于电气控制装置。

所述的整体刚性相连的主热处理炉和副热处理炉的倾角为-30o～+30o。

所述的长直型热管束为带有翅片的、无吸液芯的重力热管。

所述的液压顶的上端安装有滚动轴，滚动轴位于对应的主热处理炉或副热处理炉下部安装的导轨槽中。

本发明的有益效果：

1.本发明可控热管式节能热处理炉，主、副热处理炉连接为一个整体，采用热电阻给主热处理炉加热，而利用重力热管将高温炉内的热量传给低温炉，从而达到主、副热处理炉间的热量相互传递的目的。

2.本发明提出了高温热管、中温热管和常温热管混合搭配使用的原则，最大程度的利用了热量，提高了热传导的效率；三种类型热管采用梯度传热原则、协同工作，且每类热管都在一段温度区间工作，既提高了热管的工作效率，又保证其在安全温度范围内工作。

3.本发明热管传热系统，采用的热管属于重力热管，也称两相闭式热虹吸管。热管传热系统采用无吸液芯的重力热管，可以大大降低成本，还可利用其单向性使得热量在两炉之间交换以及控制热处理炉的冷却速度。

4.本发明可控热管式节能热处理炉，采用风机加快炉内空气的流动，以此来提高热管传热系统翅片管的吸热和散热的效率。

5.本发明可控热管式节能热处理炉，使用的热管可靠性高，可以大大延长炉体的使用寿命。由热管束组成的换热设备中的单根热管损坏对设备的换热影响不大，即使部分热管损坏也不会影响设备正常运行，工作可靠性高。

6.本发明可控热管式节能热处理炉，通过设计隔热门可以有效的使三种类型的热管协同工作，避免了热管超出其工作温度区间造成的损坏。

7.本发明可控热管式节能热处理炉，结构简单，不仅可以延长热电阻的使用寿命，还可控制工件的冷却速度，节能环保，可广泛应用在实验室中。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的A-A剖视图。

图中：26为主热处理炉；27为副热处理炉；11、24、25为长直型热管束（带有翅片管9），其中11为高温热管束、24为中温热管束、25为常温热管束；2、21为升降式滑动门；8、20为测温装置；22、23为隔热门位置（图中未详细画出隔热门，可采用常规技术自行设计）；6、28为风机（耐高温风扇）；7、29为耐高温叶片；3、19为滑轮；15为转动轴；12、18为导轨槽；13、17为滚动轴；14、16为液压顶；1为热电阻；4为钢板；5为硅酸铝保温层；10为耐火砖。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

    如图1-2所示。

一种可控热管式节能热处理炉，它由刚性水平连接的主热处理炉26和副热处理炉27组成，主热处理炉26和副热处理炉27各连接有一个升降式滑动门2、21，它们的炉体结构相同，均由外层钢板4、硅酸铝保温层5和耐火砖层10组成，如图1所示，所述的主热处理炉内安装有电热丝1，在主热处理炉26和副热处理炉27的下部各安装有一个（组）液压顶13、16，液压顶13、16的上部安装有滚动轴13、17，滚动轴13、17分别安装在对应的导轨槽12、18中，导轨槽12、18分别固定在主热处理炉26和副热处理炉27的下部，在两个（组）液压顶之间安装有为整体刚性连接的主热处理炉和副热处理炉整体转动的转动轴15，所述的整体刚性相连的主热处理炉和副热处理炉绕转动轴15转动的倾角为-30o～+30o。长直型热管束的一端位于主热处理炉中，另一端位于副热处理炉中，随着主热处理炉和副热处理炉下部的液压顶的升高或降低，长直型热管束的蒸发端和冷凝端会发生变化，当主热处理炉下部的液压顶下降，副热处理炉中的液压顶升高时，蒸发端位于主热处理炉中，反之则位于副热处理炉中，水平状态下长直型热管束不工作；长直型热管束共有高中低温三组，它位的排列方式如图2所示，高温热管束11居中布置，中低温热管束24、25分别布置在高温热管束11的两侧，高中低温长直型热管束应采用带有翅片9的、无吸液芯的重力热管。在所述的主热处理炉26和副热处理炉27中均安装有测温装置8、20以及送风装置，送风装置由风机6、28及耐高温叶片7、29组成，所述的测温装置和送风装置及液压顶的升降均受控于一可采用常规技术设计制造的电气控制装置。为了防止中低温热管在高温下工作受损，具体实施时可使中温热管束24和低温热管束25分别通过各自的隔热门23、22与主热处理炉炉膛及副热处理炉炉膛相连通，隔热门22、23的开启受控于电气控制装置。

详述如下：

如图1和图2所示，本发明的可控热管式节能热处理炉，包括一主热处理炉26（左侧）、一副热处理炉27（右侧）、液压装置14/16、测温控制系统、热管束组成的热管传热系统11/24/25,所述的主热处理炉是一电热处理炉26，其两面装有热电阻1，顶部装有带翅片管的高温11、中温24、常温25三种类型的热管，炉门采用了升降式滑动门2，保温性能好，操作方便，易于工件的放取；所述的副热处理炉27是一顶部只装有带翅片管的高温11、中温24、常温25三种类型热管的热处理炉，炉门也采用了升降式滑动门21，且主、副热处理炉刚性连接为一个整体；所述的液压装置是在主、副热处理炉的下部各有一个液压顶14/16，通过两个液压顶的升降来控制炉子围绕转动轴15旋转，确定重力热管的蒸发段和冷凝段的方位，液压顶的上部是一个与炉子相连的导轨槽12/18，液压顶与导轨槽之间通过滚动轴13/17连接；所述的测温控制系统是一程控器，可以实时监测主热处理炉26和副热处理炉27内的温度，然后根据用户设定的温度，自动调节两炉内中温热管24和常温热管25蒸发段隔热门的启闭来控制热管的工作与否，热管工作的同时对应的风机6/28也会开始工作，主、副热处理炉的倾斜方向也会根据设定自动控制；所述的热管传热系统是一带翅片管的重力热管，由高温11、中温24、常温25三种类型的重力热管组成，中温热管24和常温热管25的蒸发段和冷凝段可互换且均装有隔热门22/23（隔热门在图中只标出了位置），而高温热管11不装隔热门（当炉温低于高温热管内工作介质的起始工作温度时，热管不工作也不会损坏），这样既达到了所需要的控制热管工作的目的，也节约成本。

本发明的副热处理炉可以满足从室温到1000℃范围的温度，实现从低温到高温的连续热处理。热管传热系统是由重力热管（也称两相闭式热虹吸管）组成，热管传热系统采用无吸液芯的重力热管，不仅可以降低成本，而且可以将主、副热处理炉内的热量相互传递，提高热处理效率，节约能源。利用重力热管在主、副热处理炉间热量的传递，即可控制炉内工件的冷却速度，又可减少炉门开启，从而提高热电阻的使用寿命。

下面结合一项镍铝青铜的热处理工艺来进一步说明本发明区别于现有技术的优点。

镍铝青铜的热处理工艺包括：

1.固溶950℃×3h 水冷，时效540℃×4h；

2.时效450℃×4h，冷却速度100 ℃/h。

根据热处理工步1，首先将副热处理炉27下部的液压顶16降低，主热处理炉26下部的液压顶14升高，使整个炉子倾斜30^。，此时由于重力热管的传热单向性，主热处理炉26内的热量不会传给副热处理炉27；然后主热处理炉26根据设定的温度950℃，电热阻1开始加热，测温控制系统测量主热处理炉内温度达到950℃后保温3小时，打开炉门2取出工件后立即关闭炉门2，接着将工件放入水中冷却，冷却完后接着把工件放入副热处理炉27内，关闭炉门21；最后测温控制系统自动调节副热处理炉27下部的液压顶16升高，主热处理炉26下部的液压顶14降低，使整个炉子反向倾斜30^。，此时热管11/24/25和风机6/28开始工作，同时测温控制系统会根据两炉内测量的温度自动控制中温热管24和常温热管25隔热门22/23的启闭，且主热处理炉26内的热电阻1也会根据需要由测温控制系统自动控制补偿副热处理内的热量散失。其中，高温热管11采用钠不锈钢管，工作温度范围在500-1200℃；中温热管24采用汞奥氏体不锈钢管工作温度范围在250-650℃；常温热管25采用水碳钢管，工作温度范围在30-250℃。

根据热处理工步2，首先将副热处理炉27下部的液压顶16降低，主热处理炉26下部的液压顶14升高，使整个炉子倾斜30^。；然后主热处理炉根据设定的温度450℃，电热阻1开始加热，测温控制系统测量主热处理炉内温度达到450℃后保温4小时后，测温控制系统自动调节副热处理炉27下部的液压顶16升高，主热处理炉26下部的液压顶14降低，使整个炉子反向倾斜20^。，副热处理炉27炉门21打开，此时热管24和风机6/28开始工作，同时测温控制系统开启中温热管隔热门，中温热管24开始工作，当温度降至250℃时，常温热管25开始工作，最后炉26内温度降到100℃时，整个炉子26/27恢复至水平，设备停止工作，取出工件。

本发明热处理炉，结构简单，节能且可以改进现今电热处理炉的不足之处，既提高了热电阻的使用寿命，还可改变电热处理炉的冷却速率，更是大幅提高了热处理炉的工作效率，降低了热处理炉的空闲率,在实验室中广泛应用前景。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (4)

1.一种可控热管式节能热处理炉，其特征是它由刚性水平连接的主热处理炉和副热处理炉组成，所述的主热处理炉内安装有电热丝，在主热处理炉和副热处理炉的下部各安装有一个液压顶，在两个液压顶之间安装有为整体刚性连接的主热处理炉和副热处理炉整体转动的转动轴，长直型热管束的一端位于主热处理炉中，另一端位于副热处理炉中，随着主热处理炉和副热处理炉下部的液压顶的升高或降低，长直型热管束的蒸发端和冷凝端会发生变化，当主热处理炉下部的液压顶下降，副热处理炉中的液压顶升高时，蒸发端位于主热处理炉中，反之则位于副热处理炉中，水平状态下长直型热管束不工作；在所述的主热处理炉和副热处理炉中均安装有测温装置和送风装置，所述的测温装置和送风装置及液压顶的升降均受控于一电气控制装置；所述的长直型热管束由高温热管束、中温热管束和低温热管束组成，所述的中温热管束和低温热管束分别通过各自的隔热门与主热处理炉炉膛及副热处理炉炉膛相连通，隔热门的开启受控于电气控制装置。

2.根据权利要求1所述的可控热管式节能热处理炉，其特征是所述的整体刚性相连的主热处理炉和副热处理炉的倾角为-30o～+30o。

3.根据权利要求1所述的可控热管式节能热处理炉，其特征是所述的长直型热管束为带有翅片的、无吸液芯的重力热管。

4.根据权利要求1所述的可控热管式节能热处理炉，其特征是所述的液压顶的上端安装有滚动轴，滚动轴位于对应的主热处理炉或副热处理炉下部安装的导轨槽中。