CN106338197B - 一种立式真空炉 - Google Patents

Abstract

本发明包括外壳（1）、上炉盖（6）、下炉盖（7）、抽真空机构（8）和水冷机构（9），上炉盖（6）和下炉盖（7）均为球面状，外壳（1）、上炉盖（6）和下炉盖（7）的轴线方向设置内壳（2），内壳（2）、上炉盖（6）、下炉盖（7）和外壳（1）围组成立式真空炉的环形空腔（11）；外壳（1）和内壳（2）靠近环形空腔（11）的一侧均设置多个壳体支撑机构（13），壳体支撑机构（13）的另一端设置壳体电加热机构（15），壳体电加热机构与外壳和内壳之间均设置壳体隔热层（17）。本发明的内壳将炉体内的空间分割为环形空腔和中间的非真空腔，有效节约能源消耗，且有效降低上炉盖和下炉盖在制造上的工艺要求。

Description

一种立式真空炉

技术领域

本发明属于真空烧结或热处理技术领域，尤其涉及一种立式真空炉。

背景技术

真空炉通常有工频式、感应式、电阻式，工频式和感应式通常用于金属的熔化，电阻式通常用于热处理或烧结，电阻式真空炉的电阻丝或电阻带通常沿炉体内壁布置，对于炉体不是太大的电阻式真空炉，炉体较小中间通常是没有加热电阻丝的，而且炉体内的温度可看作是均匀的，可满足工件对炉体内温度要求是严格一致的要求，但对于炉体较大真空炉，为保证炉体内温度分布均匀，需要在炉体中间增设电加热机构，此时在真空炉中间部位设置占位较大的支撑机构用于支撑电加热机构，由于支撑机构难以承受长时间的高温，需频繁的检修、更换，所以该方法可以解决短时所需，不利于工件大规模批量生产。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种立式真空炉，利用球面结构的上炉盖和下炉盖，用内壳将炉体内的空间分割为炉内的环形空腔和炉外的非真空腔，减少真空体积，有效节约能源消耗，同时有效降低上炉盖和下炉盖在制造时的工艺要求。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种立式真空炉，包括外壳、上炉盖、下炉盖、抽真空机构和水冷机构，所述上炉盖和所述下炉盖均为球面状，所述外壳的上下两端分别与上炉盖和下炉盖法兰连接，所述外壳、上炉盖和下炉盖的轴线方向设置内壳，所述内壳为可拆分式结构，所述内壳的上下两端贯穿上炉盖和下炉盖，所述外壳、内壳、上炉盖和下炉盖均为双层结构，双层结构的中间为水冷通道，所述水冷通道通过水冷管道与所述水冷机构连通；所述内壳为圆筒状，所述内壳两端部的双层结构之间设置环形盲板，所述内壳、上炉盖、下炉盖和外壳的合围空间组成了一个立式真空炉的环形空腔，所述抽真空机构通过真空管道与所述环形空腔相连通；所述外壳和内壳靠近环形空腔的一侧均设置多个壳体支撑机构，所述壳体支撑机构的另一端设置壳体电加热机构，所述壳体电加热机构与所述外壳和内壳之间均设置壳体隔热层，所述上炉盖和下炉盖内侧均设置炉盖隔热层，所述壳体隔热层与炉盖隔热层相接触后围成加热腔体，所述下炉盖内侧设置载物台，所述载物台位于所述加热腔体内。

进一步的，所述内壳自上而下依次包括上段内壳和下段内壳，所述上段内壳的上端与所述上炉盖固定连接，所述下段内壳的下端与所述下炉盖固定连接，所述上段内壳的下端与所述下段内壳的上端密封连接。

进一步的，所述上段内壳的高度大于下段内壳的高度，内壳上的壳体电加热机构均设置在所述上段内壳。

进一步的，所述上段内壳的高度小于下段内壳的高度，内壳上的壳体电加热机构均设置在所述下段内壳。

进一步的，所述内壳自上而下依次包括上段内壳、中段内壳和下段内壳，所述上段内壳的上端与所述上炉盖固定连接，所述下段内壳的下端与所述下炉盖固定连接，所述上段内壳的下端与所述中段内壳的上端密封连接，所述中段内壳的下端与所述下段内壳的上端之间通过法兰密封并固定。

进一步的，所述上炉盖内侧设置上炉盖支撑机构，所述上炉盖支撑机构另一端设置上炉盖电加热机构，所述上炉盖的炉盖隔热层位于上炉盖电加热机构与上炉盖之间。

进一步的，所述下炉盖内侧设置下炉盖支撑机构，所述下炉盖支撑机构上设置下炉盖电加热机构，所述下炉盖电加热机构位于载物台与下炉盖上的炉盖隔热层之间。

进一步的，所述外壳、内壳、上炉盖和下炉盖靠近环形空腔的一侧均设置温度感应模块，所述温度感应模块连接温度显示模块。

进一步的，还包括设置在所述立式真空炉下方的升降机构，所述升降机构用于升降所述下炉盖，所述升降机构下端设置用于平移所述下炉盖的平移机构。

进一步的，所述下炉盖与所述外壳的法兰外侧设置液压或气动夹紧装置。

本发明的有益效果是：

1.本发明的外壳、上炉盖和下炉盖的轴线方向设置内壳，内壳的两端贯穿上炉盖和下炉盖并与上炉盖和下炉盖密封连接，上炉盖和下炉盖与外壳固定连接后，内壳将炉体内的空间分割为环形空腔和中间的非真空腔，从而减少了抽真空机构的工作负荷，对于大型真空炉来讲可有效节约能源消耗、减少企业成本投入；

另外，在节约炉体空间的基础上，内壳的结构设计为布置更多壳体电加热机构提供更多立体空间，在外壳和内壳上均设置壳体电加热机构可使真空炉内的各区域的温度变化量更加接近，进而使加热腔体内的温度分布更加均匀；

此外，上炉盖和下炉盖为球面结构制作的工艺简单、产品良品率高，而且球面状的上炉盖和下炉盖在与外壳的密封连接时，安装更加快捷、密封性更好管控；需指出，本结构可以在现有设备的基础上做改进，将上炉盖和下炉盖进行切割并对内壳进行安装即可，有效降低企业的成本投入；

特别是，壳体隔热层与炉盖隔热层相接触后围成加热腔体，下炉盖内侧设置载物台，载物台位于加热腔体内用于放置加热工件；本结构的有益效果为：一、起到减小加热腔体热量散失，进一步使加热腔体内温度更加均匀，二、减小加热腔体对内壳和外壳的热辐射，增加本发明的使用过程中的结构稳定性、延长本发明的使用寿命，水冷机构更易得到保障。需指出，壳体隔热层和盖体隔热层可以采用多层金属反射屏或多层碳毡。

2. 内壳为可拆分式结构包括上段内壳和下段内壳，上段内壳的上端与上炉盖焊接固定，下段内壳的下端与下炉盖焊接固定，上段内壳的下端与下段内壳的上端设置带密封圈的法兰，当本发明的上炉盖和下炉盖与外壳法兰连接固定时，固定的夹持力同时将上段内壳和下段内壳挤压使两者被挤紧实现接触式密封，本结构将内壳设计为可拆分式结构，有利于提高从下炉盖内放置工件的效率，相对整体移动内壳的方式有效降低工作负荷和难度；

另外，可以将上段内壳高度设计为大于下段内壳的高度，内壳上的壳体电加热机构均设置在上段内壳，需要放置加热工件时可以将下段内壳与下炉盖一起移动，此时壳体电加热机构为静止状态，相对移动壳体电加热机构的方式本结构设计可有效预防损坏壳体电加热机构的问题发生，而且下段内壳和下炉盖的总体重量更轻，进一步减少移动两者过程中的操作难度；

此外，可以将上段内壳的高度设计为小于下段内壳的高度，内壳上的壳体电加热机构均设置在下段内壳，本结构设计的优势在于：使内壳上支撑的壳体电加热机构在检修时会更加便捷，而且检修过程中上炉盖上段内壳的总重量较小，防止上炉盖在重力影响下产生塑性变形影响其与外壳、上段内壳之间的密封性。

3.同样的，内壳的可拆分式结构可以设计为上段内壳、中段内壳和下段内壳，上段内壳的上端与上炉盖焊接固定，下段内壳的下端与下炉盖焊接固定，上段内壳的下端与中段内壳的上端采用带密封圈的法兰并通过螺栓进行固定，中段内壳的下端与下段内壳的上端均设置带密封圈的法兰，当本发明的上炉盖和下炉盖与外壳法兰连接固定时，固定的夹持力同时将中段内壳和下段内壳挤压使两者被挤紧实现接触式密封，相对两段式的结构，本结构将内壳设计为三段式可拆分式结构，在检修、更换内部零部件时更加快捷，提高工作效率。

4.上炉盖内侧设置上炉盖支撑机构，上炉盖支撑机构另一端设置上炉盖电加热机构，上炉盖的炉盖隔热层位于上炉盖电加热机构与上炉盖之间，下炉盖内侧设置下炉盖支撑机构，下炉盖支撑机构上设置下炉盖电加热机构，下炉盖电加热机构位于载物台与下炉盖上的炉盖隔热层之间，本机构设计在上炉盖和下炉盖上均安装有电加热机构有利于均衡整个加热腔体的温度分布，提高加热腔体的整体温度，进一步提高加热效率。

5.外壳、内壳、上炉盖和下炉盖靠近环形空腔的一侧均设置温度感应模块，温度感应模块连接温度显示模块，通过设置温度感应模块有利于随时监控炉温，有利于调控炉温。

6.本发明还包括设置在立式真空炉下方的升降机构，升降机构用于升降下炉盖，升降机构的设置是为了更加方便地在立体式真空炉外取放加热工件，提高使用过程中的工作效率。

7.升降机构下端设置用于平移下炉盖的平移机构，平移机构可以采用滚轮，将下炉盖平移到真空炉外，增大了取放加热工件的空间，进一步提高取放加热工件的便捷性。

8.下炉盖与外壳的法兰外侧设置液压或气动夹紧装置，使用时根据不同的使用情况，法兰连接与液压或气动夹紧装置的搭配使用，不仅可以提高拆装效率，同时也增加了操作过程中的安全性。

附图说明

图1为本发明实施例一的结构示意图；

图2为本发明实施例二的结构示意图；

图3为本发明实施例三的结构示意图。

图中标号：1-外壳，2-真空管道，3-上段内壳，4-下段内壳，5-中段内壳，6-上炉盖，7-下炉盖，8-抽真空机构，9-水冷机构，10-环形盲板，11-环形空腔，12-载物台，13-壳体支撑机构，14-上炉盖支撑机构，15-壳体电加热机构，16-上炉盖电加热机构，17-壳体隔热层，18-下炉盖支撑机构，19-炉盖隔热层，20-下炉盖电加热机构，21-加热腔体，22-温度感应模块，23-温度显示模块，24-平移机构，25-支撑底座，26-支架，27-螺杆，28-支撑块，29-液压夹紧装置，30-水冷管道。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。其中：壳体电加热机构、上炉盖电加热机构和下炉盖电加热机构为电阻带或电阻丝，本实施例中优选电阻带；壳体隔热层和炉盖隔热层优选多层碳毡。

实施例一

如图1所示，本发明包括外壳1、上炉盖6、下炉盖7、抽真空机构8和水冷机构9，上炉盖6和下炉盖7均为球面状，外壳1的上下两端分别与上炉盖6和下炉盖7法兰连接，上炉盖6和下炉盖7采用球面结构降低制作工艺，而且球面状的上炉盖6和下炉盖7在与外壳1的密封连接时，密封性更好、安装工艺更简单；外壳1、上炉盖6和下炉盖7的轴线方向设置内壳，内壳的两端贯穿上炉盖6和下炉盖7并将炉体内的空间分割为环形空腔11和中间的非真空腔，即节约了炉体内的有效空间，从而减少了抽真空机构8的工作负荷，外壳1、内壳、上炉盖6和下炉盖7均为双层结构，双层结构的中间为水冷通道，水冷通道通过水冷管道与水冷机构9连通，水冷管道30包括进水管和出水管，冷却水采用下进上出的方法；

内壳为圆筒状，内壳两端部的双层结构之间焊接环形盲板10，内壳、上炉盖6、下炉盖7和外壳1的合围组成了立式真空炉的环形空腔11，抽真空机构8通过真空管道2与环形空腔11相连通，外壳1和内壳靠近环形空腔11的一侧均安装多个温度感应模块22，温度感应模块22连接温度显示模块23，温度显示模块23安装在外壳1的外侧；内壳自上而下依次包括上段内壳3和下段内壳4，上段内壳3高度大于下段内壳4的高度，上段内壳3的上端与上炉盖6焊接固定，下段内壳4的下端与下炉盖7焊接固定，上段内壳3的下端与下段内壳4的上端均设置带密封圈的法兰结构，当本发明的上炉盖6和下炉盖7与外壳1法兰连接固定时，固定的夹持力同时将上段内壳3和下段内壳4挤压使两者被挤紧实现接触式密封；

外壳1和内壳靠近环形空腔11的一侧均焊接多个壳体支撑机构13，壳体支撑机构13的另一端固定壳体电加热机构15，内壳上的壳体电加热机构15均固定在上段内壳3，壳体电加热机构15与外壳1和内壳3之间均设置壳体隔热层17，上炉盖6和下炉盖7内侧均设置炉盖隔热层19，壳体隔热层17与炉盖隔热层19相接触后围成加热腔体21，下炉盖7内侧设置焊接载物台12，载物台12位于加热腔体21内。外壳1和内壳上均设置壳体支撑机构13和壳体加热机构15，在保证壳体支撑机构13稳定连接的基础上，有效增加壳体加热机构15布置的数量，配合隔离出的环形空腔11，可以对加热腔体21内进行立体式、集中性的加热，从而提高加热效率；而且，当需要在加热腔体21内放置加热工件时可以将下段内壳4与下炉盖7一起移动，此时壳体电加热机构15与上炉盖6为一体的均为静止状态，相对需要移动壳体电加热机构15的结构方式本设计可有效预防损坏壳体电加热机构15的问题发生，而且下段内壳4和下炉盖7的总体重量更轻，进一步减少移动两者过程中的操作难度。同样的，可以将上段内壳3的高度设计为小于下段内壳4的高度，内壳上的壳体电加热机构15均设置在下段内壳4上，本结构设计的优势在于：在检修内壳上支撑的壳体电加热机构15时，可以之间将之与下炉盖7一起移除，增加检修过程中的便捷性，而且此时上炉盖6和上段内壳3的总重量较小，防止上炉盖6在重力影响下产生塑性变形影响其与外壳1、上段内壳3之间的密封性。

综上所述，本发明具有制作工艺简单、安装更加快捷、温度更集中、节能省电等优点。

实施例二

本实施例与实施例一的结构基本相同，不同的是：如图2所示，内壳自上而下依次包括上段内壳3、中段内壳5和下段内壳4，上段内壳3的上端与上炉盖6焊接固定，下段内壳4的下端与下炉盖7焊接固定，上段内壳3的下端与中段内壳5的上端密封连接，中段内壳5的下端与下段内壳4的上端之间通过法兰密封并固定，外壳1、内壳、上炉盖6和下炉盖7靠近环形空腔11的一侧均安装温度感应模块22，温度感应模块22连接温度显示模块23，温度显示模块23安装在外壳1外侧。相对两段式的结构，本实施例将内壳设计为三段式可拆分式结构，在检修、更换内部零部件时更加快捷，提高工作效率；

上炉盖6内侧焊接上炉盖支撑机构14，上炉盖支撑机构14另一端螺栓固定上炉盖电加热机构16，上炉盖6的炉盖隔热层19位于上炉盖电加热机构16与上炉盖6之间即位于加热腔体21内；下炉盖7内侧焊接下炉盖支撑机构18，下炉盖支撑机构18上螺栓固定下炉盖电加热机构20，载物台12可以焊接在下炉盖支撑机构18上方，下炉盖电加热机构20位于载物台12与下炉盖7上的炉盖隔热层19之间即位于加热腔体21内。本机构设计在上炉盖6和下炉盖7上均安装有电加热机构有利于均衡整个加热腔体21的温度分布，提高加热腔体21的整体温度，进一步提高加热效率。

实施例三

本实施例与实施例一的结构基本相同，不同的是：如图3所示，本发明还包括升降机构和平移机构24，下盖的外壁安装支撑底座25，升降机构包括支架26、螺杆27和支撑块28，支架26上端与外壳1固定连接，支撑块28螺纹套接在螺杆27上，支撑块28的上表面与支撑底座25接触连接，随着螺杆27的转动带动支撑块28上下运动，从而实现下炉盖7的上下运动；另外，平移机构24设在支撑底座25的下方，当支撑底座25下行至与平移机构24相接触时，通过移动平移机构24带动下炉盖7前后运动。升降机构和平移机构24均采用现有技术中的装置，增设升降机构是为了更加方便地向真空炉内取放工件，提高使用过程中的工作效率，对设备的维护、保养也非常方便，增设平移机构取放工件更加便利；

下炉盖7与外壳1的法兰外侧设置液压夹紧装置29，液压夹紧装置29采用现有技术中的装置，本实施例中增设了液压夹紧装置29，不仅可以增加制作效率，同时也增加了操作的安全性。

需指出的是，壳体隔热层为固定在外壳和内壳上的隔热层，壳体支撑机构为固定在外壳和内壳上的支撑机构，壳体电加热机构为固定在外壳和内壳支撑机构上的电加热机构，炉盖隔热层、上炉盖支撑机构、下炉盖支撑机构、上炉盖电加热机构和下炉盖电加热机构的定义同理类推。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种立式真空炉，其特征在于：包括外壳、上炉盖、下炉盖、抽真空机构和水冷机构，所述上炉盖和所述下炉盖均为球面状，所述外壳的上下两端分别与上炉盖和下炉盖法兰连接，所述外壳、上炉盖和下炉盖的轴线方向设置内壳，所述内壳为可拆分式结构，所述内壳的上下两端贯穿上炉盖和下炉盖，所述外壳、内壳、上炉盖和下炉盖均为双层结构，双层结构的中间为水冷通道，所述水冷通道通过水冷管道与所述水冷机构连通；所述内壳为圆筒状，所述内壳两端部的双层结构之间设置环形盲板，所述内壳、上炉盖、下炉盖和外壳的合围空间组成了一个立式真空炉的环形空腔，所述抽真空机构通过真空管道与所述环形空腔相连通；所述外壳和内壳靠近环形空腔的一侧均设置多个壳体支撑机构，所述壳体支撑机构的另一端设置壳体电加热机构，所述壳体电加热机构与所述外壳和内壳之间均设置壳体隔热层，所述上炉盖和下炉盖内侧均设置炉盖隔热层，所述壳体隔热层与炉盖隔热层相接触后围成加热腔体，所述下炉盖内侧设置载物台，所述载物台位于所述加热腔体内。

2.根据权利要求1所述的一种立式真空炉，其特征在于：所述内壳自上而下依次包括上段内壳和下段内壳，所述上段内壳的上端与所述上炉盖固定连接，所述下段内壳的下端与所述下炉盖固定连接，所述上段内壳的下端与所述下段内壳的上端密封连接。

3.根据权利要求2所述的一种立式真空炉，其特征在于：所述上段内壳的高度大于下段内壳的高度，内壳上的壳体电加热机构均设置在所述上段内壳。

4.根据权利要求2所述的一种立式真空炉，其特征在于：所述上段内壳的高度小于下段内壳的高度，内壳上的壳体电加热机构均设置在所述下段内壳。

5.根据权利要求1所述的一种立式真空炉，其特征在于：所述内壳自上而下依次包括上段内壳、中段内壳和下段内壳，所述上段内壳的上端与所述上炉盖固定连接，所述下段内壳的下端与所述下炉盖固定连接，所述上段内壳的下端与所述中段内壳的上端密封连接，所述中段内壳的下端与所述下段内壳的上端之间通过法兰密封并固定。

6.根据权利要求1所述的一种立式真空炉，其特征在于：所述上炉盖内侧设置上炉盖支撑机构，所述上炉盖支撑机构另一端设置上炉盖电加热机构，所述上炉盖的炉盖隔热层位于上炉盖电加热机构与上炉盖之间。

7.根据权利要求1所述的一种立式真空炉，其特征在于：所述下炉盖内侧设置下炉盖支撑机构，所述下炉盖支撑机构上设置下炉盖电加热机构，所述下炉盖电加热机构位于载物台与下炉盖上的炉盖隔热层之间。

8.根据权利要求1所述的一种立式真空炉，其特征在于：所述外壳、内壳、上炉盖和下炉盖靠近环形空腔的一侧均设置温度感应模块，所述温度感应模块连接温度显示模块。

9.根据权利要求1所述的一种立式真空炉，其特征在于：还包括设置在所述立式真空炉下方的升降机构，所述升降机构用于升降所述下炉盖，所述升降机构下端设置用于平移所述下炉盖的平移机构。

10.根据权利要求1所述的一种立式真空炉，其特征在于：所述下炉盖与所述外壳的法兰外侧设置液压或气动夹紧装置。