CN109442217A - 一种氮化双向供气装置以及氮化双向供气系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种氮化双向供气装置以及氮化双向供气系统，涉及氮化设备领域，该氮化双向供气装置包括氮化炉、炉顶供气机构和炉底供气机构，炉顶供气机构设置在氮化炉的顶部，用于从顶部向氮化炉通入气体，炉底供气机构设置在氮化炉的底部，用于从底部向氮化炉通入气体。在实际使用时，通过炉顶供气机构从氮化炉的顶部通入氮化气体，通过炉底供气机构从氮化炉的底部通入氮化气体，使得氮化气体能够充分填充在氮化炉内部，并与氮化炉内的工件充分接触，使得氮化炉内的工件都能接受到活性氮分子，保证氮化产品的质量。相较于现有技术，本发明提供的一种氮化双向供气装置，能够从顶部和底部同时供气，使得工件氮化均匀，保证氮化产品质量。

Description

一种氮化双向供气装置以及氮化双向供气系统
技术领域
本发明涉及氮化设备领域，具体而言，涉及一种氮化双向供气装置以及氮化双向供气系统。
背景技术
氮化处理是指一种在一定温度下一定介质中使氮原子渗入工件表层的化学热处理工艺。经氮化处理的制品具有优异的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性及耐高温的特性。通常在工业中氮化处理是通过氮化炉来实现的，具有处理温度低，时间短，工件变形小的特点，性质:高疲劳极限和良好的耐磨性。。
现有的井式氮化炉只有一个进气口，大型井式氮化炉特别是炉底比较深的情况下只有一个进气口的情况下做满炉产品时存在一个问题：在距离出气口较远的位置氨气分解出的活性N原子活性降低不能满足产品氮化的要求，距离出气口较远位置的工件质量得不到保证，特别是在所加工产品比较小时(同样的装载量工件越小所需要氮化的面积就越大)尤为明显，使得工件整体氮化质量不均匀。
有鉴于此，设计制造出一种使用多路供气源，使得工件氮化均匀，保证氮化产品质量的氮化双向供气装置就显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种氮化双向供气装置，能够从顶部和底部同时供气，使得工件氮化均匀，保证氮化产品质量。
本发明的另一目的在于提供一种氮化双向供气系统，能够从顶部和底部同时供气，使得工件氮化均匀，保证氮化产品质量。
本发明是采用以下的技术方案来实现的。
一种氮化双向供气装置，包括氮化炉、炉顶供气机构和炉底供气机构，炉顶供气机构设置在氮化炉的顶部，用于从顶部向氮化炉通入气体，炉底供气机构设置在氮化炉的底部，用于从底部向氮化炉通入气体。
进一步地，炉顶供气机构包括氨气管路、二氧化碳管路以及混合管路，混合管路的一端分别与氨气管路和二氧化碳管路连接，氨气管路用于提供氨气，二氧化碳管路用于提供二氧化碳，混合管路的另一端伸入氮化炉，用于将氨气和二氧化碳混合后送入氮化炉。
进一步地，氨气管路上设置有第一球阀，二氧化碳管路上设置有第二球阀，混合管路上设置有截止阀。
进一步地，氨气管路上还设置有第一电磁阀，二氧化碳管路上还设置有第二电磁阀。
进一步地，氨气管路上还设置有第一旁支管路，第一旁支管路的一端与第一电磁阀进气方向的氨气管路连接，第一旁支管路的另一端与第一电磁阀出气方向的氨气管路连接，第一旁支管路上设置有第一备用阀，第一备用阀与第一电磁阀并联设置。
进一步地，二氧化碳管路上还设置有第二旁支管路，第二旁支管路的一端与第二电磁阀进气方向的二氧化碳管路连接，第二旁支管路的另一端与第二电磁阀出气方向的二氧化碳管路连接，第二旁支管路上设置有第二备用阀，第二备用阀与第二电磁阀并联设置。
进一步地，氨气管路上设置有氨气流量计，二氧化碳管路上设置有二氧化碳流量计。
进一步地，氮化炉包括炉体和炉盖，炉盖盖设在炉体的顶部，炉底供气机构与炉体的底部连接并伸入炉体的底部，混合管路与炉盖连接并伸入炉体。
进一步地，混合管路包括气体内插管、不锈钢软管和连接管，气体内插管设置在炉盖上，且气体内插管的一端伸入炉体，不锈钢软管的一端与气体内插管远离炉体的一端连接，不锈钢软管的另一端与连接管连接，连接管分别与氨气管路和二氧化碳管路连接。
一种氮化双向供气系统，包括氨气总管、二氧化碳总管和氮化双向供气装置，氮化双向供气装置包括氮化炉、炉顶供气机构和炉底供气机构，炉顶供气机构设置在氮化炉的顶部，用于从顶部向氮化炉通入气体，炉底供气机构设置在氮化炉的底部，用于从底部向氮化炉通入气体。氨气总管分别与炉顶供气机构和炉底供气机构连接，二氧化碳总管分别与炉顶供气机构和炉底供气机构连接。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供的一种氮化双向供气装置，在氮化炉的顶部设置炉顶供气机构，在氮化炉的底部设置炉底供气机构。在实际使用时，通过炉顶供气机构从氮化炉的顶部通入氮化气体，通过炉底供气机构从氮化炉的底部通入氮化气体，使得氮化气体能够充分填充在氮化炉内部，并与氮化炉内的工件充分接触，使得氮化炉内的工件都能接受到活性氮分子，保证氮化产品的质量。相较于现有技术，本发明提供的一种氮化双向供气装置，能够从顶部和底部同时供气，使得工件氮化均匀，保证氮化产品质量。
本发明提供的一种氮化双向供气装置，通过将氨气管路和二氧化碳管路混合后由混合管路向氮化炉中通气，通过混合供气的方法使得渗氮和渗碳过程更加均匀，进一步保证了工件质量。
本发明提供的一种氮化双向供气装置，在氨气管路上设置第一电磁阀，在二氧化碳管路上设置第二电磁阀，通过第一电磁阀和第二电磁阀分别控制氨气进气量和二氧化碳进气量，使得进入氮化炉内的氨气和二氧化碳的量满足在渗碳过程中可以均匀渗氮。
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为本发明第一实施例提供的氮化双向供气装置的整体结构示意图；
图2为图1中炉体的连接结构示意图；
图3为图1中炉顶供气机构的连接管路结构示意图；
图4为本发明第一实施例提供的氮化双向供气装置的局部结构示意图。
图标：100-氮化双向供气装置；110-氮化炉；111-炉盖；113-炉体；130-炉顶供气机构；131-氨气管路；1311-第一球阀；1313-第一电磁阀；1315-第一旁支管路；1317-第一备用阀；1319-氨气流量计；133-二氧化碳管路；1331-第二球阀；1333-第二电磁阀；1335-第二旁支管路；1337-第二备用阀；1339-二氧化碳流量计；135-混合管路；1351-气体内插管；1353-不锈钢软管；1355-连接管；137-截止阀；150-炉底供气机构。
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。
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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的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，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”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”、“相连”、“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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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。
下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例中的特征可以相互组合。
第一实施例
结合参见图1和图2，本实施例提供了一种氮化双向供气装置100，包括氮化炉110、炉顶供气机构130和炉底供气机构150，炉顶供气机构130设置在氮化炉110的顶部，用于从顶部向氮化炉110通入气体，炉底供气机构150设置在氮化炉110的底部，用于从底部向氮化炉110通入气体。
在本实施例中，氮化炉110为井式氮化炉110，其主体结构埋设在地表之下，在井式氮化炉110的顶部设置有第一开口，炉顶供气机构130与第一开口连接，在底部设置有第二开口，炉底供气机构150与第二开口连接，从而能够从顶部和底部同时供气，保证炉内气氛填充均匀。
氮化炉110包括炉体113和炉盖111，炉体113设置在地表之下并具有上料开口，炉盖111盖设在炉体113的顶部，炉顶供气机构130设置在炉盖111上并伸入炉体113，以向炉体113内通入氮化气体。
在本实施例中，炉盖111与炉体113通过法兰结构连接，同时炉盖111与炉体113的连接处作了密封处理，保证在渗氮过程中炉体113内形成密封的氮化腔，保证氮化效果和工件质量。此外，此处炉盖111由外部驱动装置进行抬升与盖合动作，具体地，炉盖111由外部液压机构进行抬升和盖合动作。
参见图3，炉顶供气机构130包括氨气管路131、二氧化碳管路133以及混合管路135，混合管路135的一端分别与氨气管路131和二氧化碳管路133连接，氨气管路131用于提供氨气，二氧化碳管路133用于提供二氧化碳，混合管路135的另一端伸入氮化炉110，用于将氨气和二氧化碳混合后送入氮化炉110。具体地，混合管路135与炉盖111连接并伸入到炉体113中。
在本实施例中，氨气管路131和二氧化碳管路133均采用不锈钢钢管，其中氨气管路131的规格为12.5mm，二氧化碳管路133的规格为8mm。当然，管路规格在此仅举例说明，并不作具体限定。
需要说明的是，炉底供气机构150的结构和炉顶供气机构130的结构相同，此处仅仅以炉顶供气机构130为例进行说明，炉底供气机构150的混合管路135与氮化炉110的炉体113的底部连接，从而能够从炉底进行通气，其他结构和连接结构可参见炉顶供气机构130的结构描述。
在本实施例中，氨气管路131上设置有第一球阀1311，用于控制氨气的通断。二氧化碳管路133上设置有第二球阀1331，用于控制二氧化碳的通断。混合管路135上设置有截止阀137。在氮化作业时，第一球阀1311和第二球阀1331均处于常开状态，能够保证气体顺利进入到炉体113内部。混合管路135上的截止阀137能够防止炉气回灌，保证相关管路的安全。
在本实施中，氨气管路131上还设置有第一电磁阀1313，二氧化碳管路133上还设置有第二电磁阀1333。第一电磁阀1313和第二电磁阀1333均与外部设置的控制器电连接，通过控制器控制第一电磁阀1313和第二电磁阀1333的开度，从而能够分别控制进入到炉体113内的氨气量和进入到炉体113内的二氧化碳量。
在本实施例中，氨气管路131上还设置有第一旁支管路1315，第一旁支管路1315的一端与第一电磁阀1313进气方向的氨气管路131连接，第一旁支管路1315的另一端与第一电磁阀1313出气方向的氨气管路131连接，第一旁支管路1315上设置有第一备用阀1317，第一备用阀1317与第一电磁阀1313并联设置。二氧化碳管路133上还设置有第二旁支管路1335，第二旁支管路1335的一端与第二电磁阀1333进气方向的二氧化碳管路133连接，第二旁支管路1335的另一端与第二电磁阀1333出气方向的二氧化碳管路133连接，第二旁支管路1335上设置有第二备用阀1337，第二备用阀1337与第二电磁阀1333并联设置。通过额外设置第一旁支管路1315和第二旁支管路1335，在第一电磁阀1313或第二电磁阀1333失效的情况下能够作为备用旁路，手动开启第一备用阀1317或第二备用阀1337，通过旁支管路进行输气，能够保证正常通气效果。
在本实施例中，第一旁支管路1315与氨气管路131之间、第二旁支管路1335与二氧化碳管路133之间均采用三通接头进行连接，当然，此处第一旁支管路1315与氨气管路131之间、第二旁支管路1335与二氧化碳管之间也可以采用直接焊接的方式进行连接，其具体连接方式在此不作具体限定。
在本实施例中，氨气管路131上设置有氨气流量计1319，二氧化碳管路133上设置有二氧化碳流量计1339。可通过氨气流量计1319监测进入到炉体113内的氨气流量，通过二氧化碳流量计1339监测进入到炉体113内的二氧化碳的流量，工作人员可通过氨气流量计1319采集到的数据或二氧化碳流量计1339采集到的数据合理控制第一电磁阀1313或第二电磁阀1333的开度，从而能够准确把握进气流量。具体地，氨气流量计1319和二氧化碳流量计1339均与外部的控制器电连接，控制器根据氨气流量计1319采集到的数据控制第一电磁阀1313的开度，根据二氧化碳流量计1339采集到的数据控制第二电磁阀1333的开度，从而能够分别自动控制氨气和二氧化碳的进气量，保证渗氮和渗碳效果，保证工件质量。
参见图4，混合管路135包括气体内插管1351、不锈钢软管1353和连接管1355，气体内插管1351设置在炉盖111上，且气体内插管1351的一端伸入炉体113，不锈钢软管1353的一端与气体内插管1351远离炉体113的一端连接，不锈钢软管1353的另一端与连接管1355连接，连接管1355分别与氨气管路131和二氧化碳管路133连接。
在本实施例中，气体内插管1351为不锈钢硬质管，在炉盖111上开设有进气孔，内插管的一端插入到进气孔中，且气体内插管1351的外周壁与进气孔的周壁之间作了密封处理，能够保证密封效果。连接管1355也为不锈钢硬质管，直接与氨气管路131和二氧化碳管路133连接，具体地，连接管1355通过三通接头与氨气管路131和二氧化碳管路133连接。
值得注意的是，本实施例中采用不锈钢软管1353，能够调节连接管1355与气体内插管1351之间的距离，具体地，在炉盖111从炉体113上抬升时，气体内插管1351跟随炉盖111移动，而连接管1355处于相对固定的状态，通过不锈钢软管1353能够调节连接管1355与气体内插管1351之间的距离，从而方便炉盖111的升降。
在本实施例中，气体内插管1351伸入炉体113内的部分的长度在20-30cm之间，能够保证通气效果。
需要说明的是，整个管路系统中各节点均保持密封状态，避免氨气或者二氧化碳泄漏。
综上所述，本实施例提供的一种氮化双向供气装置100，通过炉顶供气机构130从氮化炉110的顶部通入氮化气体，通过炉底供气机构150从氮化炉110的底部通入氮化气体，使得氮化气体能够充分填充在氮化炉110内部，并与氮化炉110内的工件充分接触，使得氮化炉110内的工件都能接受到活性氮分子，保证氮化产品的质量。相较于现有技术，本发明提供的一种氮化双向供气装置100，能够从顶部和底部同时供气，使得工件氮化均匀，保证氮化产品质量。同时通过第一电磁阀1313和第二电磁阀1333分别控制氨气进气量和二氧化碳进气量，使得进入氮化炉110内的氨气和二氧化碳的量满足在渗碳过程中可以均匀渗氮。
第二实施例
本实施例提供了一种氮化双向供气系统，包括氨气总管、二氧化碳总管和氮化双向供气装置100，其中氮化双向供气装置100的基本结构和原理及产生的技术效果和第一实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考第一实施例中相应内容。
氮化双向供气装置100包括氮化炉110、炉顶供气机构130和炉底供气机构150，炉顶供气机构130设置在氮化炉110的顶部，用于从顶部向氮化炉110通入气体，炉底供气机构150设置在氮化炉110的底部，用于从底部向氮化炉110通入气体。氨气总管分别与炉顶供气机构130和炉底供气机构150连接，二氧化碳总管分别与炉顶供气机构130和炉底供气机构150连接。
在本实施例中，二氧化碳总管分别与炉顶供气机构130和炉底供气机构150的二氧化碳管路133连接，氮气总管分别与炉顶供气机构130和炉底供气机构150的氮气管路连接。从而向氮化炉110内输入氮气和二氧化碳。
以上所述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 (10)

1.一种氮化双向供气装置，其特征在于，包括氮化炉、炉顶供气机构和炉底供气机构，所述炉顶供气机构设置在所述氮化炉的顶部，用于从顶部向所述氮化炉通入气体，所述炉底供气机构设置在所述氮化炉的底部，用于从底部向所述氮化炉通入气体。
2.根据权利要求1所述的氮化双向供气装置，其特征在于，所述炉顶供气机构包括氨气管路、二氧化碳管路以及混合管路，所述混合管路的一端分别与所述氨气管路和所述二氧化碳管路连接，所述氨气管路用于提供氨气，所述二氧化碳管路用于提供二氧化碳，所述混合管路的另一端伸入所述氮化炉，用于将所述氨气和所述二氧化碳混合后送入所述氮化炉。
3.根据权利要求2所述的氮化双向供气装置，其特征在于，所述氨气管路上设置有第一球阀，所述二氧化碳管路上设置有第二球阀，所述混合管路上设置有截止阀。
4.根据权利要求3所述的氮化双向供气装置，其特征在于，所述氨气管路上还设置有第一电磁阀，所述二氧化碳管路上还设置有第二电磁阀。
5.根据权利要求4所述的氮化双向供气装置，其特征在于，所述氨气管路上还设置有第一旁支管路，所述第一旁支管路的一端与所述第一电磁阀进气方向的所述氨气管路连接，所述第一旁支管路的另一端与所述第一电磁阀出气方向的所述氨气管路连接，所述第一旁支管路上设置有第一备用阀，所述第一备用阀与所述第一电磁阀并联设置。
6.根据权利要求4所述的氮化双向供气装置，其特征在于，所述二氧化碳管路上还设置有第二旁支管路，所述第二旁支管路的一端与所述第二电磁阀进气方向的所述二氧化碳管路连接，所述第二旁支管路的另一端与所述第二电磁阀出气方向的所述二氧化碳管路连接，所述第二旁支管路上设置有第二备用阀，所述第二备用阀与所述第二电磁阀并联设置。
7.根据权利要求2所述的氮化双向供气装置，其特征在于，所述氨气管路上设置有氨气流量计，所述二氧化碳管路上设置有二氧化碳流量计。
8.根据权利要求2所述的氮化双向供气装置，其特征在于，所述氮化炉包括炉体和炉盖，所述炉盖盖设在所述炉体的顶部，所述炉底供气机构与所述炉体的底部连接并伸入所述炉体的底部，所述混合管路与所述炉盖连接并伸入所述炉体。
9.根据权利要求8所述的氮化双向供气装置，其特征在于，所述混合管路包括气体内插管、不锈钢软管和连接管，所述气体内插管设置在所述炉盖上，且所述气体内插管的一端伸入所述炉体，所述不锈钢软管的一端与所述气体内插管远离所述炉体的一端连接，所述不锈钢软管的另一端与所述连接管连接，所述连接管分别与所述氨气管路和所述二氧化碳管路连接。
10.一种氮化双向供气系统，其特征在于，包括氨气总管、二氧化碳总管和如权利要求1-9任一项所述的氮化双向供气装置，所述氨气总管分别与所述炉顶供气机构和所述炉底供气机构连接，所述二氧化碳总管分别与所述炉顶供气机构和所述炉底供气机构连接。
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