CN107538005A - 一种节能烧结炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节能烧结炉，涉及一种加热装置；其包括炉体、固定于炉体内壁的保温层和设于炉体内的加热装置，以及冷却装置，冷却装置包括过渡箱体、气泵和冷却部，炉体和过渡箱体通过气泵连接，气泵的进气端与炉体连通，气泵的出气端与过渡箱体连通；冷却部包括缸体、设于缸体内并可沿缸体的轴向滑动的活塞、固定在炉体侧壁上并位于炉体内的蒸发器，缸体固定在过渡箱体上，缸体的一端为设于过渡箱体内的受热端，缸体的另一端为设于过渡箱体外的压缩端，受热端和压缩端由活塞隔开，受热端内装有可膨胀液体，压缩端内装有制冷剂；压缩端和蒸发器通过第一管道连通，且第一管道上设有第一压力阀。该烧结炉具有节能作用。

Description

一种节能烧结炉

技术领域

本发明涉及加热装置，具体涉及一种节能烧结炉。

背景技术

电刷是用于换向器或滑环上作为导入导出电流的滑动接触体。它的导电、导热以及润滑性能良好，并且具有一定的机械强度和抑制换向性火花的本能。几乎所有的直流电机以及换向式电机都使用电刷，它是电机的重要组成部分。

电刷制造工艺中最主要的步骤是烧结，烧结是将粉末或粉末压坯加热到低于其中基本成分熔点的温度，然后以一定的方法和速度冷却到室温的过程。烧结的结果是粉末颗粒之间发生粘结，烧结体的强度增加，把粉末颗粒的聚集体变为晶粒的聚结体，从而获得所需的物理、机械性能的制品或材料。

现有的烧结步骤包括将粉末压坯放置到烧结炉中进行加热一段时间，然后再将粉末压坯取出放置到锅炉中低压冷却至室温，由于烧结步骤需要在烧结炉和锅炉之间转移，且由于烧结炉温度极高，打开烧结炉后，操作人员及容易被烫伤；且烧结炉打开将有大量的热量流失，不利于节能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可将加热后的热量进行在利用的节能烧结炉。

为达到上述目的，本发明的基础方案如下：

节能烧结炉包括炉体，以及固定于炉体内壁的保温层和设于炉体内的加热装置；还包括冷却装置，所述冷却装置包括过渡箱体、气泵和冷却部，所述炉体和过渡箱体通过气泵连接，所述气泵的进气端与炉体连通，所述气泵的出气端与过渡箱体连通；所述冷却部包括缸体、设于缸体内并可沿缸体的轴向滑动的活塞、固定在炉体侧壁上并位于炉体内的蒸发器和设于炉体外的第一管道，所述缸体固定在过渡箱体上，缸体的一端为设于过渡箱体内的受热端，缸体的另一端为设于过渡箱体外的压缩端，所述受热端和压缩端由活塞隔开，受热端内装有沸点为100-200℃的液体，所述压缩端内装有制冷剂；所述压缩端和蒸发器通过第一管道连通，且第一管道上设有第一压力阀。

本方案节能烧结炉的原理在于：

本方案的节能烧结炉所涉及的加热装置可对炉体内部进行加热，保温层具有隔热作用，以减少炉体内的温度散失，从而使炉体内能够加热到所需温度，并起到节能作用。将粉末压坯置于炉体内，然后启动加热装置则可对粉末压坯进行加热。当完成加热后，启动气泵，气泵可将炉体内的高热气体压入过渡箱体内，从而可使炉体内呈低压状态；同时，高热气体进入过渡箱体内，使得过渡箱体内呈高温状态。由于缸体的受热端设于过渡箱体内，且受热端内是沸点为100-200℃的液体，而粉末压坯的烧结温度通常在1000℃以上，因此通过热传递，受热端内的液体迅速气化为高压气体并推动活塞向压缩端移动，进而将制冷剂压缩液化，所采用的制冷剂可为氟利昂。由于受热端内的液体膨胀压力增大，且活塞可以相对于缸体滑动，因此受热端和压缩端内的压力都增大，当压力增大到预设值时，第一压力阀打开，同时制冷剂也被压缩为液体，则制冷剂将沿着第一管道流向蒸发器，液态的制冷剂在蒸发器内吸热并气化为气体，从而可促进炉体侧壁的温度降低，使粉末压坯进入低压冷却阶段。

本方案产生的有益效果是：

（一）采用本方案的节能烧结炉对粉末压坯进行烧结，其加热步骤和低压冷却步骤均在炉体内进行，从而不用将粉末压坯在烧结炉和锅炉之间转移，从而简化了加工流程，并可使操作人员的操作更加安全。

（二）本方案采用气泵将炉体内的高热气体排入过渡箱体后，可对高热气体的热量进行再利用，从而加速炉体内的温度降低。

（三）在现有技术中，粉末压坯在锅炉内低压冷却，在低压冷却时仍然需要气泵抽出锅炉内部的气体，而本方案中气泵在对炉体进行低压处理时，可同时将高温气体抽出，并对其进行再利用，从而使气泵具有双重作用，有利于简化设备结构。

优选方案一：作为对基础方案的进一步优化，所述过渡箱体内设有若干隔板将过渡箱体分隔为若干独立的腔体，所述气泵的出气端与其中一个腔体连通，所述隔板上设有第二压力阀将相邻的两个腔体连通；所述冷却部包括若干冷却单元，所述冷却单元与所述腔体一一对应，所述一个缸体和活塞构成一个冷却单元。

在优选方案一中，当气泵向腔体内压入高热气体时，腔体内的压力必须达到第二压力阀的预设值后，高热气体才能进入相邻的腔体内，即高热气体将以一定的时间间隔依次进入各腔体内，从而与各腔体对应的冷却单元将依次压缩制冷剂，而非同时压缩制冷剂，因此各制冷单元中的制冷剂将依次流入蒸发器中，从而使炉体内的温度逐渐降低，避免粉末压坯温度突然降低，造成粉末压坯受热不均而被破坏。

优选方案二：作为对基础方案的进一步优化，所述冷却部还包括与蒸发器连通的制冷剂箱体，制冷剂箱体通过单向阀与缸体的压缩端连接，且单向阀进气端与制冷剂箱体连通，单向阀出气端与压缩端连通。通过设置制冷剂箱体，可使制冷剂形成循环；其循环过程为，当制冷剂流入蒸发器后，制冷剂将气化并进入制冷剂箱体内；当过渡箱体内的气体排出后，缸体的受热端内的气体逐渐液化，从而受热端内的压力降低，活塞向受热端滑动，则压缩端经过单向阀从制冷剂箱体内吸入制冷剂。

优选方案三：作为对基础方案的进一步优化，所述第一压力阀包括阀座、阀芯和气控管，阀芯与阀座滑动连接，阀芯上设有预紧弹簧，阀座上设有压力腔和可被阀芯封堵的导通孔，所述阀芯一端伸入压力腔内，且气控管将缸体的受热端与压力腔连通。利用本优选方案中第一压力阀的结构，制冷剂将通过导通孔流入蒸发器中，且只要受热端的压力增大到预设值后，第一压力阀即开启，且由于受热端的温度不会突然降低，使受热端内的高热气体迅速液化而使受热端内的压力大幅降低，因此第一压力阀的开启时间较长，可使制冷剂完全流入蒸发器中。

优选方案四：作为对基础方案的进一步优化，还包括油液喷射装置，油液喷射装置包括油管、油泵、油箱、控制器和设于炉体内的温度传感器，所述油泵设于油箱内，油管一端与油泵连接，油管另一端设于炉体内，油泵和温度传感器均与控制器电连接。设置油液喷射装置后，在对粉末压坯的进行冷却时，可对粉末压坯喷射油液，从而对粉末压坯进行油浸，以提高电刷表面的耐磨性能。

优选方案五：作为对优选方案四的进一步优化，所述炉体内的底面设有若干凹槽；油液喷射装置喷出的油液可被收集在凹槽中，从而将粉末压坯置于凹槽中，可使粉末压坯充分与油液接触，达到更好的油浸效果。

附图说明

图1是本发明节能烧结炉实施例的结构示意图；

图2是本发明节能烧结炉实施例中第一压力阀的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：炉体10、保温层11、过渡箱体20、腔体21、第二压力阀22、缸体23、活塞24、气泵25、制冷剂箱体26、蒸发器27、油泵31、油箱32、阀座41、阀芯42、导通孔43、压气腔44。

实施例基本如图1、图2所示：

本实施例的节能烧结炉包括炉体10、加热装置、冷却装置和油液喷射装置。炉体10的内壁设有保温层11，以提升炉体10的隔热能力，使炉体10内能够达到较高的温度；加热装置设于炉体10内，以对炉体10内部进行加热，加热装置可采用电热丝或电磁加热器，本实施例中采用电磁加热器。

冷却装置包括过渡箱体20、气泵25和冷却部，炉体10和过渡箱体20通过气泵25连接，气泵25的进气端与炉体10连通，气泵25的出气端与过渡箱体20连通。过渡箱体20内设有三块隔板将过渡箱体20分隔为四个独立的腔体21，腔体21从左至右依次设置，气泵25的出气端与最左侧的腔体21连通，各隔板上均设有第二压力阀22将相邻的两个腔体21连通，第二压力阀22的开启压力为2Mpa。

冷却部包括四个冷却单元、一个制冷剂箱体26，以及固定在炉体10侧壁上并位于炉体10内的蒸发器27和设于炉体10外的第一管道，其中一个冷却单元对应一个腔体21。一个冷却单元包括一个缸体23和设于缸体23内并可沿缸体23的轴向滑动的活塞24。缸体23竖直设置并固定在过渡箱体20上，缸体23的上端为设于过渡箱体20内的受热端，缸体23的下端为设于过渡箱体20外的压缩端，受热端和压缩端由活塞24隔开，受热端内装有水，且受热端的外壁上设有若干导热片，以使受热端能迅速吸热使水沸腾。压缩端内装有制冷剂，本实施例的制冷剂采用氟利昂，压缩端和蒸发器27通过第一管道连通，且第一管道上设有第一压力阀和膨胀阀，第一压力阀靠近压缩端一端，而膨胀阀靠近蒸发器27一端。膨胀阀有利于被压缩的氟利昂气化吸热，从而达到降温目的，其被广泛应用于空调中。制冷剂箱体26通过单向阀与缸体23的压缩端连接，且单向阀进气端与制冷剂箱体26连通，单向阀出气端与压缩端连通；且在受热端下端的内壁上还设有限位凸棱对活塞24进行限位，以防止活塞24下移到缸体23最下端封堵住单向阀与缸体23的连接口。

第一压力阀包括阀座41、阀芯42和气控管，阀芯42与阀座41滑动连接，阀芯42上设有预紧弹簧，阀座41上设有压力腔和可被阀芯42封堵的导通孔43，阀芯42一端伸入压力腔内，且气控管将缸体23的受热端与压力腔连通。导通孔43一端与压力端连通，另一端与蒸发器27连通。当受热端的压力增大到预设值后，第一压力阀即开启，制冷剂完全流入蒸发器27中。

油液喷射装置包括油管、油泵31、油箱32、PLC控制器和设于炉体10内的温度传感器，油泵31设于油箱32内，油管一端与油泵31连接，油管另一端设于炉体10内，油泵31和温度传感器均与PLC控制器电连接。当炉体10内的温度降低到预设值后，温度传感器将向PLC控制器输出信号，同时PLC控制器将发送信号使油泵31工作，从而向炉体10内喷射油液，当油泵31工作一定时间后将自动停止运行。炉体10内的底面设有若干凹槽，油液喷射装置喷出的油液可被收集在凹槽中，从而将粉末压坯置于凹槽中，可使粉末压坯充分与油液接触，达到更好的油浸效果。

本实施例节能烧结炉的具体工作过程为：

将粉末压坯置于炉体10内，关闭炉体10并启动加热装置。当完成加热后，启动气泵25，气泵25可将炉体10内的高热气体压入过渡箱体20内，使炉体10内呈低压状态。气泵25使高热气体进入过渡箱体20内，使得过渡箱体20内呈高温状态；由于加热炉内会将温度加热到1000℃以上，因此受热端内的水迅速沸腾使受热端内形成高压，并推动活塞24向压缩端移动，进而将制冷剂压缩液化。当压力增大到预设值时，第一压力阀打开，制冷剂将沿着第一管道流向蒸发器27，液态的制冷剂在蒸发器27内吸热并气化为气体，从而可促进炉体10侧壁的温度降低，减小炉体10侧壁周围的热辐射，进而使周围空间的温度降低，此时粉末压坯进入低压冷却阶段。进入冷却阶段后，油液喷射装置将喷出喷出的油液对粉末压坯置于凹槽中，可使粉末压坯进行油浸处理。

气泵25向腔体21内压入高热气体时，腔体21内的压力必须达到第二压力阀22的预设值后，高热气体才能进入相邻的腔体21内，而腔体21内的压力达到预设值需要一段时间，则与各腔体21对应的冷却单元将按一定的时间间隔依次压缩制冷剂，各制冷单元中的制冷剂将依次流入蒸发器27中，使炉体10内的温度逐渐降低，避免粉末压坯温度突然降低，造成粉末压坯受热不均。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.一种节能烧结炉，包括炉体，以及固定于炉体内壁的保温层和设于炉体内的加热装置，其特征在于，还包括冷却装置，所述冷却装置包括过渡箱体、气泵和冷却部，所述炉体和过渡箱体通过气泵连接，所述气泵的进气端与炉体连通，所述气泵的出气端与过渡箱体连通；所述冷却部包括缸体、设于缸体内并可沿缸体的轴向滑动的活塞、固定在炉体侧壁上并位于炉体内的蒸发器和设于炉体外的第一管道，所述缸体固定在过渡箱体上，缸体的一端为设于过渡箱体内的受热端，缸体的另一端为设于过渡箱体外的压缩端，所述受热端和压缩端由活塞隔开，受热端内装有沸点为100-200℃的液体，所述压缩端内装有制冷剂；所述压缩端和蒸发器通过第一管道连通，且第一管道上设有第一压力阀。

2.根据权利要求1所述的节能烧结炉，其特征在于，所述过渡箱体内设有若干隔板将过渡箱体分隔为若干独立的腔体，所述气泵的出气端与其中一个腔体连通，所述隔板上设有第二压力阀将相邻的两个腔体连通；所述冷却部包括若干冷却单元，所述冷却单元与所述腔体一一对应，所述一个缸体和活塞构成一个冷却单元。

3.根据权利要求1所述的节能烧结炉，其特征在于，所述冷却部还包括与蒸发器连通的制冷剂箱体，制冷剂箱体通过单向阀与缸体的压缩端连接，且单向阀进气端与制冷剂箱体连通，单向阀出气端与压缩端连通。

4.根据权利要求1所述的节能烧结炉，其特征在于，所述第一压力阀包括阀座、阀芯和气控管，阀芯与阀座滑动连接，阀芯上设有预紧弹簧，阀座上设有压力腔和可被阀芯封堵的导通孔，所述阀芯一端伸入压力腔内，且气控管将缸体的受热端或压缩端与压力腔连通。

5.根据权利要求1所述的节能烧结炉，其特征在于，还包括油液喷射装置，油液喷射装置包括油管、油泵、油箱、控制器和设于炉体内的温度传感器，所述油泵设于油箱内，油管一端与油泵连接，油管另一端设于炉体内，油泵和温度传感器均与控制器电连接。

6.根据权利要求5所述的节能烧结炉，其特征在于，所述炉体内的底面设有若干凹槽。