CN108282112B - 电机真空启动系统及电机真空启动方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电机真空启动系统及电机真空启动方法，属于金属热处理设备技术领域。电机真空启动系统包括电机和供气装置，所述电机具有内腔。所述供气装置与所述内腔连通，所述供气装置用于为所述内腔供气。这种真空启动系统可保证快速的启动电机，使真空炉中的强制冷却气体进行热交换。同时，电机不会受到因真空炉炉内是真空的影响而不能启动，这样有效的保证了真空炉内的工件的淬火质量。

Description

电机真空启动系统及电机真空启动方法

技术领域

本发明涉及金属热处理设备技术领域，具体而言，涉及一种电机真空启动系统及电机真空启动方法。

背景技术

真空炉被作为热处理行业设备更新换代的装备之一,其重要原因是真空炉处理的产品零件表面光亮、少无氧化、性能好、精度高,真空炉生产运行中易实现节能、降耗、减污,属于清洁生产装备,符合当今环保的要求。真空中气体分子极少，分子的自由程变大，因此可以生产出常压下无法得到的轻稀有金属、难熔金属、稀有金属及其它特种合金材料等。

与传统冶金相比真空冶金具有低能耗、回收率高、无污染、经济效益好等优势，故越来越受到人们的重视。但真空冶金过程的研究在很大程度上依赖于真空冶炼设备的开发。随着真空冶金技术的不断发展，真空冶炼设备需要不断的完善，提高自动化程度，使真空冶炼设备向智能化，集成化方向发展。温度是金属冶炼的重要工艺参数，在金属冶炼过程中，对温度的精确控制往往决定了产品的质量。随着电子、计算机和网络技术的发展，自动化控制系统经历了组合式模拟控制系统、集中式数字控制系统、分布式控制系统，发展到现场总线控制系统和以太网系统阶段。控制系统的发展呈现出向分散化、网络化、智能化发展的方向。其中，尤以生产过程自动化、仪表监控诊断等方面网络化趋势最为显著。分布式控制就是本地计算机通过网络系统对远端设备进行监测与控制，包括设备的数据采集、监控和维护。系统分布式控制是大型设备安全稳定运行的关键技术之一，也是提高机电系统工作效率和可靠性，进行预知维修及预知管理的基础。

热处理用真空气淬炉处理对工件的淬火时间有很高的要求，加热时间结束后，大批量的冷却介质在越短的时间内对工件进行淬火，越快的时间使工件从高温降到低温，工件的表面硬度和均匀性会越好，提高工件的金相品质。而冷却电机又是其中很重要的一环。气淬时，电机的转速达到2900r/min以上。强制循环，对高温工件进行冷热交换。当大量的高压惰性气体充入炉内，炉内压力到达常压(0.101MPa)时，冷却电机启动，带动冷却扇叶，强制将加热室内高温的气流与低温的惰性气体进行热交换，从而快速的使工件温度下降。

由于真空炉必须是工件进入加热室后，整个真空炉都必须抽真空，这样就会导致真空炉和冷却电机都是在真空的状态。冷却电机在真空的状态下启动容易烧毁电机，通常真空炉的炉内体积很大，从惰性气体充入到常压需要一段时间，弱等到炉内的压力到达常压再启动电机，则需要等待很长时间，工件的淬火效果差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电机真空启动系统，以改善电机在真空环境下启动容易烧毁的问题。

本发明的目的在于提供一种电机真空启动方法，以改善电机在真空环境下启动容易烧毁的问题。

本发明是这样实现的：

基于上述第一目的，本发明提供一种电机真空启动系统，包括：

电机，电机具有内腔；

供气装置，供气装置与内腔连通，供气装置用于为内腔供气。

本发明优选实施例中，供气装置包括大流量供气管、小流量供气管、第一阀门和第二阀门；

大流量供气管与内腔连通，第一阀门设于大流量供气管上，第一阀门用于控制大流量供气管的通断；

小流量供气管与内腔连通，第二阀门设于小流量供气管上，第二阀门用于控制小流量供气管的通断。

本发明优选实施例中，电机真空启动系统还包括检测装置，检测装置包括第一压力传感器和第二压力传感器，第一压力传感器和第二压力传感器均用于检测内腔的压力；

当第一压力传感器所检测的压力值达到第一压力值时，第一阀门关闭且第二阀门打开；

当第二压力传感器所检测的压力值达到第二压力值时，第二阀门关闭，第二压力值大于第一压力值。

本发明优选实施例中，检测装置还包括导出管，导出管与内腔连通；

第一压力传感器和第二压力传感器均连接于导出管，第一压力传感器和第二压力传感器均用于检测导出管内部的压力。

本发明优选实施例中，检测装置还包括电接点压力表和报警装置，电接点压力表与报警装置电连接，电接点压力表用于检测内腔的压力，

当电接点压力表所检测的压力值达到第三压力值时，报警装置报警，第三压力值大于第二压力值。

本发明优选实施例中，电接点压力表连接于导出管，电接点压力表用于检测导出管内部的压力。

本发明优选实施例中，供气装置还包括储气罐，大流量供气管和小流量供气管均与储气罐连通。

本发明优选实施例中，大流量供气管和小流量供气管均与电机可拆卸连接。

基于上述第二目的，本发明提供一种电机真空启动方法，适用于上述的电机真空启动系统，包括以下步骤：

打开第一阀门，通过大流量供气管为内腔供气，使内腔的压力达到第一压力值；

关闭第一阀门，启动电机，并打开第二阀门，通过小流量供气管为内腔供气，使内腔的压力达到第二压力值，并关闭第二阀门；

第二压力值大于第一压力值。

本发明优选实施例中，第一压力值为50KPa，第二压力值为101KPa。

本发明的有益效果是：

本发明提供一种电机真空启动系统，电机外接有供气装置，供气装置可对电机的内腔进行供气。当需要启动处于真空环境下的电机时，可通过供气装置向电机的内腔进行供气，从而避免启动过程中电机被烧毁。这种真空启动系统可保证快速的启动电机，使真空炉中的强制冷却气体进行热交换。同时，电机不会受到因真空炉炉内是真空的影响而不能启动，这样有效的保证了真空炉内的工件的淬火质量。

本发明提供一种电机真空启动方法，在启动前可通过大流量供气管快速的向电机的内腔注入气体，使电机的内腔具有一定的压力值，随后启动电机，并通过小流量供气管向电机的内腔逐渐注入气体，最终使电机的内腔的压力为常压。使得电机不在处于真空状态，保证电机的正常启动。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例1提供的电机真空启动系统的结构示意图；

图2为本发明实施例2提供的电机真空启动系统的结构示意图；

图3为本发明实施例3提供的电机真空启动系统的结构示意图；

图4为本发明实施例3提供的报警装置的电路图。

图标：100-电机真空启动系统；10-电机；11-内腔；12-第一连接管；121-第一法兰；13-第二连接管；131-第二法兰；14-第三连接管；141-第六法兰；20-供气装置；21-大流量供气管；211-第三法兰；22-小流量供气管；221-第四法兰；23-第一阀门；24-第二阀门；30-检测装置；31-导出管；311-横管；312-竖管；313-第五法兰；32-第一压力传感器；33-第二压力传感器；34-电接点压力表；341-动触头；342-静触头；35-报警装置。

具体实施方式

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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种真空启动系统，包括电机10和供气装置20，供气装置20用于为电机10的内部供气。

其中，电机10具有内腔11，电机10的外壳上设有第一连接管12和第二连接管13。第一连接管12与电机10的外壳固定连接，第一连接管12的一端延伸至内腔11内，从而使第一连接管12与内腔11连通，第一连接管12的另一端设有第一法兰121。第二连接管13与电机10的外壳固定连接，第二连接管13的一端延伸至内腔11内，从而使第二连接管13与内腔11连通，第二连接管13的另一端设有第二法兰131。

本实施例中，供气装置20包括大流量供气管21、小流量供气管22、第一阀门23、第二阀门24和储气罐(图未示出)。

大流量供气管21的管径大于小流量供气管22的管径，大流量供气管21的管径与第一连接管12的管径一致，小流量供气管22的管径与第二连接管13的管径一致。储气罐用于存装惰性气体。大流量供气管21的一端与储气罐连通，大流量供气管21的另一端设有第三法兰211。第一阀门23设于大流量供气管21上，本实施例中，第一阀门23为手动开关阀，用于控制大流量供气管21中的气体的通断。小流量供气管22的一端与储气罐连通，小流量供气管22的另一端设有第四法兰221。第二阀门24设于小流量供气管22上，本实施例中，第二阀门24为手动开关阀，用于控制小流量供气管22中的气体的通断。当第一阀门23打开时，储气罐中的气体将在大流量供气管21内流动；当第二阀门24打开时，储气罐中的气体将在小流量供气管22内流动。单位时间内在大流量供气管21中流动的气体的流量大于在小流量供气管22中流动的气体的流量。

供气装置20与电机10连接时，第三法兰211与第一法兰121通过螺栓连接，从而将大流量供气管21与第一连接管12连通，也就是说大流量供气管21通过第一连接管12与电机10的内腔11连通；第四法兰221与第二法兰131通过螺栓连接，从而将小流量供气管22与第二连接管13连通，也就是说小流量供气管22通过第二连接管13与电机10的内腔11连通。当第一阀门23打开时，储气罐中的气体可通过大流量供气管21进入到内腔11；当第二阀门24打开时，储气管中的气体可通过小流量供气管22进入到内腔11。

在实际使用时，电机10安装在真空炉内。在对真空炉内的工件进行淬火时，需要向真空炉中注入强制冷却气体，强制冷却气体与储气罐中的气体一致，本实施例中，储气罐中的气体为氮气。电机10工作带动其输出轴上的扇叶转动，可强制将真空炉中的高温气体与低温的强制冷却气体进行热交换，使工件的温度快速下降，从而达到淬火的目的。真空炉内刚注入强制冷却气体时，真空炉中处于真空状态。本实施例中提供的电机真空启动系统100中的电机10可在真空炉处于真空环境下进行启动，也就是说，在刚向真空炉中注入强制冷却气体时，便可对启动电机10，具体启动方法如下：

首先，手动打开第一阀门23，使储气罐通过大流量供气管21为内腔11快速供气，使内腔11的压力达到第一压力值。本实施例中，第一压力值为50KPa。

随后，手动关闭第一阀门23，启动电机10，并手动打开第二阀门24，使储气罐通过小流量供气管22的内腔11供气，使内腔11的压力达到第二压力值，并手动关闭第二阀门24。第二压力值大于第一压力值，本实施例中，第二压力值为常压值，即第二压力值为101KPa。

在其他具体实施例中，第二压力值和第一压力值也可为其他压力值，只要第二压力值大于第一压力值即可。

在实际操作过程中，可在电机10上外接压力表以显示电机10的内腔11的压力，从而确定手动控制第一阀门23和第二阀门24的时机。

在电机10启动前，通过大流量供气管21可快速的向电机10的内腔11中注入气体，使电机10的内腔11达到第一压力值，满足电机10的启动要求，保证电机10的正常启动，避免启动过程中电机10被烧毁。当电机10启动后，通过小流量供气管22继续向内腔11注入气体，最终使电机10的内腔11达到常压，优化电机10转动的所处环境，从而保证电机10处于正常的转动状态。这种真空启动系统可保证快速的启动电机10，使真空炉中的强制冷却气体进行热交换。同时，电机10不会受到因真空炉炉内是真空的影响而不能启动，这样有效的保证了真空炉内的工件的淬火质量。

本实施例中，供气装置20中采用两个供气管(大流量供气管21、小流量供气管22)为电机10的内腔11分步供气，既可保证电机10正常启动，也可保证电机10启动后具有良好的转动状态。在其他具体实施例中，供气装置20中也可只设置一个供气管，通过该供气管持续为电机10内腔11供气，以达到常压。

本实施例中，大流量供气管21与第一连接管12通过螺栓可拆卸的连接在一起，小流量供气管22与第二连接管13也通过螺栓可拆卸的连接在一起，可方便实现供气装置20与电机10的安装及拆卸。

实施例2

如图2所示，本实施例提供一种电机真空启动系统100，与上述实施例的区别在于，还包括检测装置30和控制装置。

检测装置30包括导出管31、第一压力传感器32和第二压力传感器33。导出管31包括横管311和竖管312，横杆为两端封闭的结构，竖管312垂直于横管311，竖管312的一端与横管311连通，竖管312的另一端设有第五法兰313。第一压力传感器32和第二压力传感器33均与导出管31的横管311连接。本实施例中，第一压力传感器32和第二压力传感器33的型号为PT124G-210。

本实施例中，电机10的外壳上设有第三连接管14。第三连接管14与电机10的外壳固定连接，第三连接管14的一端延伸至内腔11内，第三连接管14与内腔11连通，第三连接管14的另一端设有第六法兰141。

检测装置30与电机10连接时，竖管312上的第五法兰313与第三连接管14上的第六法兰141通过螺栓连接固定，从而使导出管31与第三连接管14连通，即导出管31通过第三连接管14与电机10的内腔11连通。导出管31与电机10的内腔11连通后，导出管31内的气压与内腔11的气压一致，第一压力传感器32和第二压力传感器33可对导出管31内的气压进行检测，即对电机10的内腔11进行检测。

本实施例中，控制器为PLC控制器，第一阀门23和第二阀门24均为电磁开关阀。第一阀门23和第二阀门24均与控制器的输出端电连接，第一压力传感器32和第二压力传感器33均与控制器输入端电连接，电机10与控制器的输出端电连接(控制器可控制电机10的控制电路中的继电器的通断)。

本实施例中提供的电机真空启动系统100中的电机10可在真空炉处于真空环境下进行启动，也就是说，在刚向真空炉中注入强制冷却气体时，便可对启动电机10，具体启动方法如下：

打开第一阀门23，使储气罐通过大流量供气管21为内腔11快速供气，使内腔11的压力达到第一压力值。第一压力传感器32检测到内腔11内的压力值为第一压力值时，第一压力传感器32将压力信号转变为电信号并传递给控制器，控制器控制第一阀门23关闭。同时，控制器控制电机10启动，且控制第二阀门24打开，使储气罐通过小流量供气管22的内腔11供气，使内腔11的压力达到第二压力值。第二压力传感器33检测到内腔11内的压力值为第二压力值时，第二压力传感器33将压力信号转变为电信号并传递给控制器，控制器控制第二阀门24关闭，电机10持续运行。其中，第二压力值大于第一压力值，本实施例中，第一压力值为50KPa，第二压力值为常压值，即第二压力值为101KPa。

在电机10启动前，通过大流量供气管21可快速的向电机10的内腔11中注入气体，使电机10的内腔11达到第一压力值，满足电机10的启动要求，保证电机10的正常启动，避免启动过程中电机10被烧毁。当电机10启动后，通过小流量供气管22继续向内腔11注入气体，最终使电机10的内腔11达到常压，优化电机10转动的所处环境，从而保证电机10处于正常的转动状态。在向内腔11供气的过程中，通过第一压力传感器32、第二压力传感器33来确定内腔11的压力值，并通过控制器自动控制第一阀门23和第二阀门24通断，无需人工参与，自动化程度高，可有效提高通气效率。这种真空启动系统可保证快速的启动电机10，使真空炉中的强制冷却气体进行热交换。同时，电机10不会受到因真空炉炉内是真空的影响而不能启动，这样有效的保证了真空炉内的工件的淬火质量。

本实施例的其余结构与实施例1相同，在此不再赘述。

实施例3

如图3所示，本实施例提供一种电机真空启动系统100，与实施例2的区别在于，检测装置30还包括电接点压力表34和报警装置35。

本实施例中，电接点压力表34连接与导出管31的横管311，电接点压力表34用于检测导出管31内部的压力。

本实施例中，报警装置35为蜂鸣报警器，电接点压力表34与蜂鸣报警器电连接。具体地，如图4所示，电接点压力表34具有动触头341和静触头342，动触头341和静触头342串联在蜂鸣报警器所在的回路中。当电机10的内腔11的压力值达到第三压力值(设定的上限值)时，动触头341将与静触头342接触，从而使蜂窝报警器所在的回路被导通，蜂窝报警器报警。第三压力值大于第二压力值，第三压力值大于常压值。

本实施例中，电接点压力表34可对整个电机10的内腔11的压力起到保护作用，当第一压力传感器32和第二压力传感器33损坏时，电机10的内腔11的压力达到设定的第三压力值时，蜂窝报警器发出报警信号，保证电机10放置因超压损坏。

本实施例中，电接点压力表34连接于导出管31。在其他具体实施例中，电接点压力表34也可直接连接于电机10上，从而直接检测电机10的内腔11的压力。

本实施例的其余结构与实施例2相同，在此不再赘述。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电机真空启动系统，其特征在于，包括：

电机，所述电机具有内腔，所述电机用于安装于真空炉内；

供气装置，所述供气装置与所述内腔连通，所述供气装置用于为所述内腔供气；

所述供气装置包括大流量供气管、小流量供气管、第一阀门和第二阀门；

所述大流量供气管与所述内腔连通，所述第一阀门设于所述大流量供气管上，所述第一阀门用于控制所述大流量供气管的通断；

所述小流量供气管与所述内腔连通，所述第二阀门设于所述小流量供气管上，所述第二阀门用于控制所述小流量供气管的通断。

2.根据权利要求1所述的电机真空启动系统，其特征在于，所述电机真空启动系统还包括检测装置，所述检测装置包括第一压力传感器和第二压力传感器，所述第一压力传感器和第二压力传感器均用于检测所述内腔的压力；

当第一压力传感器所检测的压力值达到第一压力值时，所述第一阀门关闭且第二阀门打开；

当所述第二压力传感器所检测的压力值达到第二压力值时，所述第二阀门关闭，所述第二压力值大于所述第一压力值。

3.根据权利要求2所述的电机真空启动系统，其特征在于，所述检测装置还包括导出管，所述导出管与所述内腔连通；

所述第一压力传感器和第二压力传感器均连接于所述导出管，第一压力传感器和第二压力传感器均用于检测所述导出管内部的压力。

4.根据权利要求3所述的电机真空启动系统，其特征在于，所述检测装置还包括电接点压力表和报警装置，所述电接点压力表与所述报警装置电连接，所述电接点压力表用于检测所述内腔的压力，

当所述电接点压力表所检测的压力值达到第三压力值时，所述报警装置报警，所述第三压力值大于所述第二压力值。

5.根据权利要求4所述的电机真空启动系统，其特征在于，所述电接点压力表连接于所述导出管，所述电接点压力表用于检测导出管内部的压力。

6.根据权利要求1所述的电机真空启动系统，其特征在于，所述供气装置还包括储气罐，所述大流量供气管和所述小流量供气管均与所述储气罐连通。

7.根据权利要求1所述的电机真空启动系统，其特征在于，所述大流量供气管和所述小流量供气管均与所述电机可拆卸连接。

8.一种电机真空启动方法，适用于权利要求1-7任一项所述的电机真空启动系统，其特征在于，包括以下步骤：

打开所述第一阀门，通过所述大流量供气管为所述内腔供气，使所述内腔的压力达到第一压力值；

关闭所述第一阀门，启动电机，并打开第二阀门，通过小流量供气管为所述内腔供气，使所述内腔的压力达到第二压力值，并关闭第二阀门；

所述第二压力值大于所述第一压力值。

9.根据权利要求8所述的电机真空启动方法，其特征在于，所述第一压力值为50KPa，所述第二压力值为101KPa。