CN110404741A - 一种用于镍基合金粉末涂层外加热固化炉 - Google Patents

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Abstract

本发明属于镍基合金固化技术领域，尤其是一种镍基合金粉末涂层外加热固化炉，针对现有的传统的固化炉为直接加热式，燃料直接燃烧会产生大量的废气，废气会影响涂层的理化性质，同时能耗高问题，现提出如下方案，其包括炉体、底座、风机、主控制器、换热器和余热回收装置；炉体的内部设置有圆环形的内壁，内壁上嵌入设置有感应加热线圈；换热器的一侧设置有燃烧室，燃烧室的外部设置有点火装置；燃烧室与换热器的连接部位安装有密封板；本发明中，通过燃料燃烧产生热量；通过换热器内的氮气进行换热，对工件进行预热；预热过后通过感应加热线圈对工件进行加热，通过燃料燃烧预热，降低所需的温度，减少燃料的损耗。

Description

一种用于镍基合金粉末涂层外加热固化炉
技术领域
本发明涉及镍基合金固化技术领域，尤其涉及一种用于镍基合金粉末涂层外加热固化炉。
背景技术
镍基合金粉末是市面上用量较广的一种合金粉、其主要用于钢件的、耐磨、防腐、防锈等，牌号分高硬度与低硬度两个种类，高硬度耐磨防腐，低硬度修复在加工；该粉末是系自熔性合金粉末中应用最广泛的一种。具有优良的综合性能，耐腐蚀，抗氧化性，耐热，耐低应力磨粒磨损及良好的冲击韧性。熔点低，固液相温度区间宽，对多种基体和WC颗粒等有强的润湿能力，操作简便。
自熔性、润湿性和喷焊性优良，喷焊层具有硬度高、耐蚀、耐磨、耐热特点，难以切削，以湿式磨削为宜；镍基合金粉末配合粘接剂使用，经过高温固化则可在金属表面形成坚固的外涂层，具有硬度高、耐蚀、耐磨、耐热特点；
现有技术中，一般使用固化炉对其进行加热固化，但是传统的固化炉为直接加热式，燃料直接燃烧会产生大量的废气，废气会影响涂层的理化性质，同时能耗高。
发明内容
本发明提出的一种用于镍基合金粉末涂层外加热固化炉，解决了传统的固化炉为直接加热式，燃料直接燃烧会产生大量的废气，废气会影响涂层的理化性质，同时能耗高问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种用于镍基合金粉末涂层外加热固化炉，包括炉体、底座、风机、主控制器、换热器和余热回收装置；
炉体的内部设置有圆环形的内壁，内壁上嵌入设置有感应加热线圈；炉体的内部安装有放置架；放置架上水平设置有多个第一隔板；相邻设置的第一隔板之间留有通风道；放置架以及第一隔板均采用不锈钢材料制成；炉体的一侧设置有密封门，密封门与炉体转动连接；底座设置在炉体外部远离密封门的一侧；底座上安装有风机，风机的两端均设置有气管，气管的一端位于风机和炉体之间，且气管伸入炉体内部并朝向通风道吹风，气管的另一端位于风机和换热器之间；
换热器的一侧设置有燃烧室，燃烧室的外部设置有点火装置；燃烧室与换热器的连接部位安装有密封板，密封板为导热性能良好的金属材料制成，燃烧室的底部设置有燃料管和氧气管，用于向燃烧室内注入燃料和氧气；燃烧室的顶部设置有废气管，废气管与外部废气处理装置相连接，用于对产生的废气进行处理及余热回收；换热器内设置有螺旋状的第一换热管，第一换热管与风机上的气管相连接；换热器为密封结构，换热器内充满换热液；
余热回收装置设置在炉体的顶部，余热回收装置内部为密封腔体，余热回收装置的内部设置有多个呈螺旋状的第二换热管，第二换热管的一端与第一换热管相连接，另一端伸入炉体内部；第二换热管上设置有气体进入口，气体进入口与外部气源相连接；余热回收装置的一侧设置有进水口，另一侧设置有出水口；进水口朝向出水口方向流动用于带走第二换热管上的热量。
优选的，炉体和余热回收装置的内部均设置有隔热层；隔热层的厚度大于或等于100mm。
优选的，炉体的内壁上安装有电源适配器、自动断路器、电流检测模块和温度检测模块，主控制器安装在炉体的外部，远离密封门的一侧。
优选的，电源适配器与外部电源电性连接，电源适配器与自动断路器和感应加热线圈依次串联。
优选的，电流检测模块与感应加热线圈串联，电流检测模块与主控制器信号连接，用于检测感应加热线圈工作时的电流，并向主控制器发送检测的电流数值。
优选的，温度检测模块的检测端朝向感应加热线圈，温度检测模块与主控制器信号连接，用于检测感应加热线圈工作时的温度，并向主控制器发送温度的具体数值。
优选的，温度检测模块为红外线非接触式传感器。
优选的，主控制器与电源适配器和自动断路器均为控制连接；用于控制电源适配器的输出功率，以及控制自动断路器的断路和复位。
优选的，第一换热管和第二换热管内循环流动的换热介质为氮气。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明中，通过燃料燃烧产生热量；通过换热器内的氮气进行换热，对工件进行预热；预热过后通过感应加热线圈对工件进行加热，使其加热到镍基合金的熔点，融化形成外涂层。通过燃料燃烧预热，降低所需的温度，减少燃料的损耗。
2、本发明中，通过氮气间接换热，减少直接燃烧产生的废气对工件表面涂层造成的影响。
3、本发明中，在炉体内部被加热的氮气进入第二换热管内，从而进入余热回收装置中，余热回收装置通过循环流水的方式将热量通过水流带走，供其他装置使用；减少能源的浪费，提高能量的利用率。
4、本发明中，放置架设置多种形式，放置架为不锈钢材料制成，感应线圈进行加热时，对放置架也进行加热；使的放置架上的工件受热更加均匀。
附图说明
图1为本发明提出的一种用于镍基合金粉末涂层外加热固化炉的结构示意图；
图2为本发明提出的一种用于镍基合金粉末涂层外加热固化炉的放置架的结构示意图之一；
图3为本发明提出的一种用于镍基合金粉末涂层外加热固化炉的放置架的结构示意图之二；
图4为本发明提出的一种用于镍基合金粉末涂层外加热固化炉的换热器的内部结构示意图；
图5为本发明提出的一种用于镍基合金粉末涂层外加热固化炉的控制原理图。
图中：1、底座；2、风机；3、气管；4、换热器；5、点火装置；6、燃烧室；7、燃料管；8、氧气管；9、废气管；10、第一换热管；11、第二换热管；12、余热回收装置；13、进水口；14、出水口；15、密封门；16、内壁；17、感应加热线圈；18、放置架；181、第一隔板；182、通风道；183、进风口；184、空腔；185、第二隔板；186、栅格板；19、主控制器；20、换热液；21、密封板；22、自动断路器；23、电流检测模块；24、温度检测模块；25、电源适配器；26、炉体；27、气体进入口。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-5，一种用于镍基合金粉末涂层外加热固化炉，包括炉体26、底座1、风机2、主控制器19、换热器4和余热回收装置12；
炉体26的内部设置有圆环形的内壁16，内壁16上嵌入设置有感应加热线圈17；炉体26的内部安装有放置架18；放置架18上水平设置有多个第一隔板181；相邻设置的第一隔板181之间留有通风道182；放置架18以及第一隔板181均采用不锈钢材料制成；炉体26的一侧设置有密封门15，密封门15与炉体26转动连接；底座1设置在炉体26外部远离密封门15的一侧；底座1上安装有风机2，风机2的两端均设置有气管3，气管3的一端位于风机2和炉体26之间，且气管3伸入炉体26内部并朝向通风道182吹风，气管3的另一端位于风机2和换热器4之间；
换热器4的一侧设置有燃烧室6，燃烧室6的外部设置有点火装置5；燃烧室6与换热器4的连接部位安装有密封板21，密封板21为导热性能良好的金属材料制成，燃烧室6的底部设置有燃料管7和氧气管8，用于向燃烧室6内注入燃料和氧气；燃烧室6的顶部设置有废气管9，废气管9与外部废气处理装置相连接，用于对产生的废气进行处理及余热回收；换热器4内设置有螺旋状的第一换热管10，第一换热管10与风机2上的气管3相连接；换热器4为密封结构，换热器4内充满换热液20；
余热回收装置12设置在炉体26的顶部，余热回收装置12内部为密封腔体，余热回收装置12的内部设置有多个呈螺旋状的第二换热管11，第二换热管11的一端与第一换热管10相连接，另一端伸入炉体26内部；第二换热管11上设置有气体进入口27，气体进入口27与外部气源相连接；余热回收装置12的一侧设置有进水口13，另一侧设置有出水口14；进水口13朝向出水口14方向流动用于带走第二换热管11上的热量。
本发明中，先通过气体进入口27向第二换热管11和第一换热管10内注入氮气，并启动风机2，风机2将炉体内部的空气排出，之后将涂抹上镍基合金粉末的金属工件放置在放置架18上，并保持固定；之后将密封门15关闭；向燃烧室6内注入燃料和氧气，并启动点火装置5进行点火；燃料和氧气燃烧产生的热量通过换热器4进行换热，换热器4内的换热液20作为换热介质将第一换热管10内的氮气加热，氮气通过风机2进入炉体26内部；朝向放置架18的通风道182吹风，将热氮气吹向工件，对工件进行预热，预热温度为200摄氏度；之后通过主控制器19控制电源适配器25开启，感应加热线圈17通电，感应加热线圈17对工件和放置架18进行加热，使其达到镍基合金粉末的熔点，使的镍基合金粉末在工件表面形成外涂层；预热完毕后即可停止注入燃料和氧气；仅通过感应加热线圈17对工件进行加热即可，加热过程中停止通入氮气，炉体26内部被加热的氮气会进入第二换热管11内，从而进入余热回收装置12中，热量被余热回收装置12的冷却液吸收；待镍基合金粉末溶化成型后，再次启动风机2并注入氮气；同时关闭感应加热线圈17。在炉体26内部被加热的氮气进入第二换热管11内，从而进入余热回收装置12中，余热回收装置12通过循环流水的方式将热量通过水流带走，供其他装置使用。待工件完全冷却后取出即可。
在一个可选的实施例中，炉体26和余热回收装置12的内部均设置有隔热层；隔热层的厚度大于或等于100mm。
在一个可选的实施例中，炉体26的内壁16上安装有电源适配器25、自动断路器22、电流检测模块23和温度检测模块24，主控制器19安装在炉体26的外部，远离密封门15的一侧。
在一个可选的实施例中，电源适配器25与外部电源电性连接，电源适配器25与自动断路器22和感应加热线圈17依次串联。
在一个可选的实施例中，电流检测模块23与感应加热线圈17串联，电流检测模块23与主控制器19信号连接，用于检测感应加热线圈17工作时的电流，并向主控制器19发送检测的电流数值，电流数值过大时主控制器19控制自动断路器22断路，防止损坏设备。
在一个可选的实施例中，温度检测模块24的检测端朝向感应加热线圈17，温度检测模块24与主控制器19信号连接，用于检测感应加热线圈17工作时的温度，并向主控制器19发送温度的具体数值，温度数值过大时主控制器19控制自动断路器22断路，防止损坏设备。
在一个可选的实施例中，温度检测模块24为红外线非接触式传感器。
在一个可选的实施例中，主控制器19与电源适配器25和自动断路器22均为控制连接；用于控制电源适配器25的输出功率，以及控制自动断路器22的断路和复位。
在一个可选的实施例中，第一换热管和第二换热管内循环流动的换热介质为氮气。
在一个可选的实施例中，第二隔板185竖直放置，放置架18的底部设置有进风口183，进风口183与风机2的气管3相对应；放置架18底部形成空腔184，气体从进风口183经过空腔184竖直向上吹，相邻设置的第二隔板185之间设置有栅格板186，栅格板186上留有通风孔，不影响气体流动；使用时将工件竖直放置在第二隔板185之间形成的空槽内，风机2吹出的热风通过进风口183和空腔184向上吹，对工件进行预热。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于镍基合金粉末涂层外加热固化炉，其特征在于，包括炉体(26)、底座(1)、风机(2)、主控制器(19)、换热器(4)和余热回收装置(12)；
炉体(26)的内部设置有圆环形的内壁(16)，内壁(16)上嵌入设置有感应加热线圈(17)；炉体(26)的内部安装有放置架(18)；放置架(18)上水平设置有多个第一隔板(181)；相邻设置的第一隔板(181)之间留有通风道(182)；放置架(18)以及第一隔板(181)均采用不锈钢材料制成；炉体(26)的一侧设置有密封门(15)，密封门(15)与炉体(26)转动连接；底座(1)设置在炉体(26)外部远离密封门(15)的一侧；底座(1)上安装有风机(2)，风机(2)的两端均设置有气管(3)，气管(3)的一端位于风机(2)和炉体(26)之间，且气管(3)伸入炉体(26)内部并朝向通风道(182)吹风，气管(3)的另一端位于风机(2)和换热器(4)之间；
换热器(4)的一侧设置有燃烧室(6)，燃烧室(6)的外部设置有点火装置(5)；燃烧室(6)与换热器(4)的连接部位安装有密封板(21)，密封板(21)为导热性能良好的金属材料制成，燃烧室(6)的底部设置有燃料管(7)和氧气管(8)，用于向燃烧室(6)内注入燃料和氧气；燃烧室(6)的顶部设置有废气管(9)，废气管(9)与外部废气处理装置相连接，用于对产生的废气进行处理及余热回收；换热器(4)内设置有螺旋状的第一换热管(10)，第一换热管(10)与风机(2)上的气管(3)相连接；换热器(4)为密封结构，换热器(4)内充满换热液(20)；
余热回收装置(12)设置在炉体(26)的顶部，余热回收装置(12)内部为密封腔体，余热回收装置(12)的内部设置有多个呈螺旋状的第二换热管(11)，第二换热管(11)的一端与第一换热管(10)相连接，另一端伸入炉体(26)内部；第二换热管(11)上设置有气体进入口(27)，气体进入口(27)与外部气源相连接；余热回收装置(12)的一侧设置有进水口(13)，另一侧设置有出水口(14)；进水口(13)朝向出水口(14)方向流动用于带走第二换热管(11)上的热量。
2.根据权利要求1所述的一种用于镍基合金粉末涂层外加热固化炉，其特征在于，炉体(26)和余热回收装置(12)的内部均设置有隔热层；隔热层的厚度大于或等于100mm。
3.根据权利要求1所述的一种用于镍基合金粉末涂层外加热固化炉，其特征在于，炉体(26)的内壁(16)上安装有电源适配器(25)、自动断路器(22)、电流检测模块(23)和温度检测模块(24)，主控制器(19)安装在炉体(26)的外部，远离密封门(15)的一侧。
4.根据权利要求3所述的一种用于镍基合金粉末涂层外加热固化炉，其特征在于，电源适配器(25)与外部电源电性连接，电源适配器(25)与自动断路器(22)和感应加热线圈(17)依次串联。
5.根据权利要求3所述的一种用于镍基合金粉末涂层外加热固化炉，其特征在于，电流检测模块(23)与感应加热线圈(17)串联，电流检测模块(23)与主控制器(19)信号连接，用于检测感应加热线圈(17)工作时的电流，并向主控制器(19)发送检测的电流数值。
6.根据权利要求3所述的一种用于镍基合金粉末涂层外加热固化炉，其特征在于，温度检测模块(24)的检测端朝向感应加热线圈(17)，温度检测模块(24)与主控制器(19)信号连接，用于检测感应加热线圈(17)工作时的温度，并向主控制器(19)发送温度的具体数值。
7.根据权利要求3所述的一种用于镍基合金粉末涂层外加热固化炉，其特征在于，温度检测模块(24)为红外线非接触式传感器。
8.根据权利要求3所述的一种用于镍基合金粉末涂层外加热固化炉，其特征在于，主控制器(19)与电源适配器(25)和自动断路器(22)均为控制连接；用于控制电源适配器(25)的输出功率，以及控制自动断路器(22)的断路和复位。
9.根据权利要求1所述的一种用于镍基合金粉末涂层外加热固化炉，其特征在于，第一换热管和第二换热管内循环流动的换热介质为氮气。
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