CN108115238A - 以气体为介质的加热/冷却装置及钎焊炉 - Google Patents

Abstract

一种以气体为介质的加热/冷却装置及钎焊炉，所述加热/冷却装置包括设于炉体外部的加热部和冷却部，加热部和冷却部的两端连接循环管道，形成热气通道和冷气通道；循环管道还连接供气装置和动力装置，循环管道的两端分别连接炉体的入口和出口，通过动力装置将经过加热部或冷却部的气体引至炉体内，流入工件的内腔；经换热后的气体从出口再次流至循环管道内，对工件的内腔进行循环加热或循环冷却。本发明还包括一种钎焊炉。本发明一方面能够节省炉体内的其它部件或结构设计，使得炉体的体积可以设计的更小，大大提高轻量化；另一方面，能够缩短工作时间；使工件受热或受冷更均匀，大大提高钎焊质量。

Description

以气体为介质的加热/冷却装置及钎焊炉

技术领域

本发明涉及加热/冷却技术领域，特别是一种以气体为介质的加热/冷却装置及钎焊炉。

背景技术

现有的钎焊炉对中空的工件进行加热或冷却时，分别采用不同的设备或装置对工件的表面进行加热、冷却，且通常炉体内要设置多个腔室，如加热腔和冷却腔，使得炉体结构复杂，体积大，重量大，成本高。另外，工件表面通常采用电热元件进行辐射式加热，加热慢，工件表面受热不均匀，加热完毕后需要再将工件输送至冷却腔冷却，不能一次性完成加热和冷却，大大提高工作时间，降低效率。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种结构简单，受热或受冷均匀，工作效率高的以气体为介质的加热/冷却装置及钎焊炉，能够有效减小炉体体积，提高轻量化。

本发明的技术方案是：

本发明之以气体为介质的加热/冷却装置，包括设于炉体外部的加热部和冷却部，加热部和冷却部的两端连接循环管道，形成热气通道和冷气通道；循环管道还连接供气装置和动力装置，循环管道的两端分别连接炉体的入口和出口，通过动力装置将经过加热部或冷却部的气体引至炉体内，流入工件的内腔，经换热后的气体从出口再次流至循环管道内，对工件的内腔进行循环加热或循环冷却；所述加热部和冷却部设于炉体的外部。

本发明具有以下优点：

（1）效率高：仅通过向炉体内引入热气体或冷气体，就可对工件一次性完成加热和冷却，缩短了工件处理时间；

（2）轻量化：通过将加热部和冷却部设于炉体的外部，能够节省炉体内的其它部件或结构设计，炉体内无需设置任何腔室，只需放置工件即可，炉体的体积可以设计的更小，大大提高轻量化；

（3）工件受热或受冷均匀：通过将热气体或冷气体充入工件内腔，相比对工件的外表面采用辐射加热或冷却的方式而言，一方面能够缩短加热或冷却时间；另一方面，热气体或冷气体能够直接充满工件内腔，使工件受热或受冷更均匀，不大大提高工件处理质量；

（4）安全性高：热气体或冷气体不断循环式的流动，不易使炉腔内产生较大的压力，提高安全性能；

（5）适用范围广：从工件的内腔进气进行加热和冷却，能够适用于不同形状的工件，如弧形或其它异形结构，相比现有通过压板压紧进行加热或冷却，若工件形状异形，则不易压紧，本发明能够大大提高钎焊质量。

进一步，所述动力装置为引风机和/或鼓风机。引风机用于从炉体的出口后侧进行引风，强制进行气体循环；鼓风机用于从炉体的入口前侧进行鼓风，强制将气体鼓入炉体，进行循环。

进一步，所述加热部和冷却部各自连接一条循环管道，独立工作，互不影响；或者所述加热部和冷却部连接在一条循环管道的两条支路上，即加热部支路和冷却部支路；或者所述加热部和冷却部连接在一条循环管道的两条支路上，即加热部支路和冷却部支路,加热部支路和冷却部支路上均设有阀门；或者所述加热部和冷却部连接在一条循环管道的两条支路上，即加热部支路和冷却部支路，加热部支路和冷却部支路的相接处设有前电动阀和后电动阀，进行热气通道和冷气通道的切换。其中，前电动阀和后电动阀优选为三通阀，实现热气通道和冷气通道的切换。

进一步，所述阀体、前电动阀和/或后电动阀的壳体内侧均设有保温层。由于进入各阀门的气体为热气体或冷气体，为了保证气体温度的均匀性，在阀门内部设计了保温层，以保证热气体进入阀门后不会与阀门进行热交换，通过加入保温层能够防止热气体降温，提高工件的热处理效率。

进一步，所述保温层的材质为碳毡、硅酸铝毡、氧化铝陶瓷纤维或酚醛泡沫。

进一步，所述加热部为加热器，冷却部为冷却器。

进一步，所述供气装置内的气体为氮气、氢气、氩气、空气中的一种或几种混合气体。

进一步，所述工件为能使气体从其内部流入和流出的中空结构。对这种工件采用这种方式加热或冷却，效果极佳，且适用于不同形状的工件。

进一步，所述工件在靠近炉体出口的那一端的上下侧与炉体之间设有隔板。隔板能够将工件与炉体出口之间的空隙进行密封，从而确保气体只能从工件的内腔中流入炉体的出口，而不能从工件的上下侧流出，这样，能够大大降低次品率，提高气体利用率。

本发明之一种钎焊炉，包括前述的以气体为介质的加热/冷却装置。

本发明的钎焊炉，能够适用于不同类型的中空工件，通过将加热部和冷却部设于炉体的外部，能够使钎焊炉的体积可以设计的更小，大大提高轻量化；通过将热气体或冷气体充入工件内腔，相比对工件的外表面采用辐射加热或冷却的方式而言，一方面能够缩短钎焊或冷却时间；另一方面，热气体或冷气体能够直接充满工件内腔，使工件受热或受冷更均匀，大大提高工件的钎焊质量。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

实施例1

如图1所示：一种以气体为介质进行加热/冷却的钎焊炉，包括炉体1和加热/冷却装置，炉体1的炉腔内设置工件2，工件2为能使气体从其内部流入和流出的中空结构。加热/冷却装置包括设于炉体外部的加热器3和冷却器4，加热器3和冷却器4通过循环管道5连接炉腔的入口11和出口12，加热器3和冷却器4连接在一条循环管道5的两条支路上，即加热器支路51和冷却器支路52，加热器支路51和冷却器支路52的两端相接处设有前电动三通阀53和后电动三通阀54，进行热气通道和冷气通道的切换，并且前电动三通阀53和后电动三通阀54的阀门开度可调，从而能够调节气体的流量。

前电动三通阀53和后电动三通阀54的壳体内侧均设有保温层，保温层的材质为碳毡，使得气体进入壳体内不会与壳体接触进行热交换，而是直接与保温层接触，保证气体的温度。

炉腔的出口后侧与循环管道5之间设有引风机6，强制进行气体循环，且气体的流速可通过引风机6的转速调控。

本实施例的加热器3能够将气体变成热气体，冷却器4能够将气体变成冷气体，再通过引风机6将热气体或冷气体沿循环管道5引至炉腔内，流入工件2的内腔。工件2在靠近炉体出口12的那一端的上下侧与炉腔之间设有隔板7，隔板7能够将工件2与炉体出口之间的空隙进行密封，从而确保气体只能从工件2的内腔中流入炉体的出口12，而不能从工件的上下侧流出，这样，能够大大降低次品率。气体经出口12流入至循环管道5，形成循环通道。

本实施例的工件2具体为管芯式复合板，管芯式复合板包括上面板、下面板和设于二者之间的管芯层，管芯层由若干个管体间隔排列组成，管体可以是圆管或多边形管。现在要对管芯式复合板进行钎焊，使得管芯层与上面板、下面板之间钎焊成一体。本实施例的钎料采用铜基。本实施例的气体为氮气，氮气储存在氮气罐中。

本实施例的工作方法为：

（1）将待钎焊的管芯式复合板置于炉腔内；

（2）向炉腔内通入保护气体，使管芯式复合板处于非氧环境下；

（3）开启加热器，并控制前电动三通阀的E端和后电动三通阀的A端分别切换至出气口D端和B端，使循环管道形成热气通道；

（4）氮气经引风机引至加热器，并经加热器加热后变成热氮进入循环管道，再沿循环管道进入炉腔的入口，热氮进入炉腔后，在引风机的动力作用下，热氮进入管芯式复合板的管芯层，在各个管体的间隙中流动，进行加热，使钎料熔化并渗入上面板、下面板、管体的基体孔隙中，将管芯层与上面板、下面板之间钎焊成一体；并且热氮从各个管体的间隙中流出至循环管道内，经引风机强制在循环管道内循环流动；

（5）钎焊完成后，对管芯式复合板冷却，即：关闭加热器，并控制前电动三通阀的E端和后电动三通阀的A端分别切换至出气口F端和C端，使循环管道形成冷气通道；

（6）氮气经引风机引至冷却器，并经冷却器冷却后变成冷氮进入循环管道，再沿循环管道进入炉腔的入口，冷氮进入炉腔后，在引风机的动力作用下，冷氮进入管芯式复合板的管芯层，在各个管体的间隙中流动，对钎焊后的管芯式复合板进行降温成型，冷氮在循环管道内循环流动，直至降温至出炉标准。

此外，本实施例的加热器可以是直接加热至目标温度，也可以逐级加热，即先对管芯式复合板进行预热，再逐步升高温度，以保证管芯式复合板受热平稳，既能保证加热效率，又能保证钎焊质量。

实施例2

与实施例1的区别在于，由鼓风机替代实施例1中的引风机，即炉腔的入口11前侧与循环管道5之间设有鼓风机，用于将气体鼓入炉腔内，且气体的流速可通过鼓风机的转速调控。

其它结构同实施例1。

实施例3

与实施例1的区别在于，加热器和冷却器连接在一条循环管道的两条支路上，即加热器支路和冷却器支路，加热器支路和冷却器支路上均设有电动阀，且电动阀的阀门开度可调；当控制加热器支路上的电动阀开启时，循环管道形成热气通道；当控制冷却器支路上的电动阀开启时，循环管道形成冷气通道。

电动阀的壳体内侧均设有保温层，保温层的材质为硅酸铝毡。

其它结构同实施例1。

实施例4

与实施例1的区别在于，加热器和冷却器各自连接一条循环管道，即加热器管道和冷却器管道，加热器管道设于炉体的上侧，冷却器管道设于炉体的下侧，两条管道独立工作，互不影响，两条管道分别连接炉腔的入口和出口，加热器管道和冷却器管道各自连接引风机，将气体输送至管道内。

其它结构同实施例1。

实施例5

与实施例1的区别在于，氮气由氢气代替。

其它结构同实施例1。

实施例6

与实施例1的区别在于，氮气由氮气与纯净空气的混合气代替。

其它结构同实施例1。

实施例7

与实施例1的区别在于，本实施例的工件具体为管芯式复合板，管芯式复合板包括上面板、下面板和设于二者之间的管芯层，管芯层由若干个管体间隔排列组成，管体为内部中空的封闭式结构，管体可以是槽型管、工字型管、角型管、T型管、弧形管或一字型管；管体与上面板、下面板之间钎焊相接。

其它结构同实施例1。

实施例8

与实施例1的区别在于，工件为中空的弧形结构。

其它结构同实施例1。

综上所述，本发明具有以下优点：

（1）效率高：仅通过向钎焊炉内引入热气体或冷气体，就可对工件一次性完成加热和冷却，缩短了工件处理时间；

（2）轻量化：通过将加热部和冷却部设于炉体的外部，能够节省炉体内的其它部件或结构设计，炉体内无需设置任何腔室，只需放置工件即可，炉体的体积可以设计的更小，大大提高轻量化；

（3）工件受热或受冷均匀：通过将热气体或冷气体充入工件内腔，相比对工件的外表面采用辐射加热或冷却的方式而言，一方面能够缩短加热或冷却时间；另一方面，热气体或冷气体能够直接充满工件内腔，使工件受热或受冷更均匀，大大提高工件钎焊质量；

（4）安全性高：热气体或冷气体不断循环式的流动，不易使炉腔内产生较大的压力，提高安全性能；

（5）适用范围广：从工件的内腔进气进行加热和冷却，能够适用于不同形状的工件，如弧形或其它异形结构，相比现有通过压板压紧进行加热或冷却，若工件形状异形，则不易压紧，本发明能够大大提高钎焊质量。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.以气体为介质的加热/冷却装置，其特征在于，包括设于炉体外部的加热部和冷却部，加热部和冷却部的两端连接循环管道，形成热气通道和冷气通道；循环管道还连接供气装置和动力装置，循环管道的两端分别连接炉体的入口和出口，通过动力装置将经过加热部或冷却部的气体引至炉体内，流入工件的内腔；经换热后的气体从出口再次流至循环管道内，对工件的内腔进行循环加热或循环冷却。

2.根据权利要求1所述以气体为介质的加热/冷却装置，其特征在于，所述动力装置为引风机和/或鼓风机。

3.根据权利要求1所述以气体为介质的加热/冷却装置，其特征在于，所述加热部和冷却部各自连接一条循环管道，独立工作，互不影响；或者所述加热部和冷却部连接在一条循环管道的两条支路上，即加热部支路和冷却部支路；或者所述加热部和冷却部连接在一条循环管道的两条支路上，即加热部支路和冷却部支路,加热部支路和冷却部支路上均设有阀门；或者所述加热部和冷却部连接在一条循环管道的两条支路上，即加热部支路和冷却部支路，加热部支路和冷却部支路的相接处设有前电动阀和后电动阀，进行热气通道和冷气通道的切换。

4.根据权利要求3所述以气体为介质的加热/冷却装置，其特征在于，所述阀体、前电动阀和/或后电动阀的壳体内侧均设有保温层。

5.根据权利要求4所述以气体为介质的加热/冷却装置，其特征在于，所述保温层的材质为碳毡、硅酸铝毡、氧化铝陶瓷纤维或酚醛泡沫。

6.根据权利要求1~5任一项所述以气体为介质的加热/冷却装置，其特征在于，所述加热部为加热器，冷却部为冷却器。

7.根据权利要求1~5任一项所述以气体为介质的加热/冷却装置，其特征在于，所述供气装置内的气体为氮气、氢气、氩气、空气中的一种或几种混合气体。

8.根据权利要求1~5任一项所述以气体为介质的加热/冷却装置，其特征在于，所述工件为能使气体从其内部流入和流出的中空结构。

9.根据权利要求1~5任一项所述以气体为介质的加热/冷却装置，其特征在于，所述工件在靠近炉体出口的那一端的上下侧与炉体之间设有隔板。

10.一种钎焊炉，其特征在于，包括权利要求1~9任一项所述的以气体为介质的加热/冷却装置。