CN111536805B - 磁性材料烧结炉预加热系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了磁性材料烧结炉预加热系统，属于磁性材料烧结炉领域，磁性材料烧结炉预加热系统，本方案在烧结炉正常降温时，高温气体从连接通道进入加热仓内时会均匀流向加热仓的各个角落，不易导致加热仓内温度分布不均，使加热仓内的温度左右均衡，易于预加热工作，通过控制抽风机的功率，实现对烧结窑炉内降温进行调控，提升烧结炉的烧结效果，同时将位于连接通道同一侧壁上的不同的压缩弹簧选择不同的弹性系数，进一步增加加热仓与连接通道之间的热交换速率的可调性，方便对烧结炉内降温速率进行调控，可以实现通过预加热系统提前对磁芯毛坯烘干，缩短磁芯产品的烧结时间，提高窑炉的烧结产能，节约能源，降低成本。

Description

磁性材料烧结炉预加热系统

技术领域

本发明涉及磁性材料烧结炉领域，更具体地说，涉及磁性材料烧结炉预加热系统。

背景技术

烧结炉是一种在高温下，使陶瓷生坯固体颗粒的相互键联，晶粒长大，空隙(气孔)和晶界渐趋减少，通过物质的传递，其总体积收缩，密度增加，最后成为具有某种显微结构的致密多晶烧结体的炉具是指使粉末压坯通过烧结获得所需的物理、力学性能以及微观结构的专用设备。烧结炉内部区域由人为划分为靠近烧结中心温度较高的内轨区和远离烧结中心温度较低的外轨区。

磁性材料生产过程中特别是软磁锰锌铁氧体磁芯必须通过烧结才能形成产品，通常使用单板或双板隧道窑炉烧结，而磁芯产品在烧结过程中要升温排水、排胶、高温烧结(1300℃-1400℃)、保温、降温等流程，而窑炉在降温过程中为了加快降温速度，要通过外部条件进行降温，通常采取风冷却和水冷却使磁芯表面温度达到常温，而磁芯在风冷却过程中，大量的热风都被冷却风机抽出排空，浪费热能资源。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供磁性材料烧结炉预加热系统，它可以实现通过预加热系统提前对磁芯毛坯烘干，缩短磁芯产品的烧结时间，提高窑炉的烧结产能，节约能源，降低成本。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

磁性材料烧结炉预加热系统，包括烧结窑炉和加热仓，所述烧结窑炉与加热仓之间固定连接有连接通道，所述烧结窑炉的侧壁上开凿有通孔，所述连接通道上开凿有与通孔相匹配的风机安装槽，所述烧结窑炉与加热仓之间通过连接通道和通孔相连通，所述通孔内固定连接有与自身相匹配的抽风机，所述连接通道靠近加热仓的一端贯穿加热仓的侧壁并延伸至加热仓内部，所述连接通道的侧壁上开凿有多个散热孔，多个所述散热孔均位于加热仓内，所述加热仓与连接通道内部通过散热孔相连通，所述散热孔内插接有与自身相匹配的散热装置，所述散热装置包括散热管，所述散热管的侧壁上开凿有多个散热槽，且散热槽位于散热管靠近连接通道内壁的一侧，所述散热管的两端均固定连接有限位板，两个所述限位板分别位于连接通道的内外两侧，所述限位板与连接通道内壁之间固定连接有压缩弹簧，所述压缩弹簧套接在散热管的外侧，所述压缩弹簧位于连接通道内，可以实现通过预加热系统提前对磁芯毛坯烘干，缩短磁芯产品的烧结时间，提高窑炉的烧结产能，节约能源，降低成本。

进一步的，所述加热仓内壁固定连接有保温层，增加加热仓的保温效果，减小加热仓内热量流失，增加预加热效果。

进一步的，所述散热孔侧壁与散热装置之间连接有绝热环，且绝热环与散热孔侧壁固定连接，绝热环的存在可以减小散热孔侧壁与散热装置之间的磨损，不易影响散热孔与散热装置之间的密封性，不易影响连接通道整体的密封性。

进一步的，所述绝热环、散热装置和压缩弹簧均需要选用耐高温抗腐蚀的保温材料，使绝热环、散热装置和压缩弹簧不易被高温的炉气腐蚀损坏，不易影响连接通道整体的密封性。

进一步的，所述通孔内固定连接有与自身相匹配的电磁阀门，在烧结炉进行烧结工作时，关闭电磁阀门，截断烧结窑炉与连接通道之间的连接，而在烧结炉进行冷却时，开启电磁阀门，使烧结窑炉与连接通道之间相连通，不易影响烧结炉内正常的烧结工作。

进一步的，抽风机的控制系统，包括抽风机，所述抽风机信号连接有控制终端，所述控制终端信号连接有温度传感器，所述温度传感器位于烧结窑炉内，所述控制终端信号连接有处理终端，对烧结窑炉内降温进行调控，提升烧结炉的烧结效果。

进一步的，所述处理终端信号连接有存储云端，处理终端可以将自身存储的烧结炉相关的检测数据和控制数据上传至存储云端内，避免处理终端故障造成数据丢失，便于技术人员查阅烧结炉相关的烧结数据。

进一步的，所述存储云端信号连接有物联网模块，存储云端可以通过物联网下载对应的烧结炉降温的相关检测和控制数据，使得处理终端可以根据降温需求为烧结炉制定相应的降温控制预选方案，并通过温度传感器实时检测的数据对预选方案进行实时反馈调节，使得烧结炉内降温过程较为平缓，不易因烧结炉内大幅度温度变化而造成烧结制品的废品率上升。

进一步的，所述压缩弹簧的弹性系数可以分为弱、中和强三组，且位于连接通道同一侧壁的压缩弹簧包含上述弱、中和强三组，即与连接通道同一侧壁相连接的压缩弹簧的弹性系数各不相同，通过控制抽风机的功率改变连接通道内气压大小可以控制连通加热仓与连接通道之间散热装置的个数，进一步增加加热仓与连接通道之间的热交换速率的可调性，方便对烧结炉内降温速率进行调控。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

本方案在烧结炉正常降温时，位于内轨区的烧结窑炉靠近烧结中心，内部温度较高，而位于外轨区的加热仓则远离烧结中心，其内部温度较低，在抽风机的作用下，会将烧结窑炉内的高温气体抽至连接通道内，随着连接通道内高温气体的增加，连接通道内气压也随之上升，此时高压气体会将散热装置向外顶去，直至散热槽分别位于连接通道的内外两侧，此时连接通道内的高温气体通过散热槽进入加热仓内，由于散热装置在连接通道外壁上均匀分布，同时散热槽在散热管外表上也均匀分布，因此高温气体从连接通道进入加热仓内时会均匀流向加热仓的各个角落，不易导致加热仓内温度分布不均，使加热仓内的温度左右均衡，易于预加热工作，通过控制抽风机的功率，实现对烧结窑炉内降温进行调控，提升烧结炉的烧结效果，同时将位于连接通道同一侧壁上的不同的压缩弹簧选择不同的弹性系数，进一步增加加热仓与连接通道之间的热交换速率的可调性，方便对烧结炉内降温速率进行调控，可以实现通过预加热系统提前对磁芯毛坯烘干，缩短磁芯产品的烧结时间，提高窑炉的烧结产能，节约能源，降低成本。

附图说明

图1为本发明的烧结炉预加热系统的主要结构爆炸图；

图2为图1中A处的结构示意图；

图3为本发明的烧结炉预加热系统的结构示意图；

图4为本发明的烧结炉预加热系统的俯面剖视图；

图5为图4中B处的结构示意图；

图6为图4中C处的结构示意图；

图7为本发明的连接通道的局部剖面结构示意图；

图8为本发明的散热装置和压缩弹簧的结构示意图；

图9为本发明的抽风机的控制系统的主要结构示意图。

图中标号说明：

1烧结窑炉、2加热仓、3连接通道、4通孔、5风机安装槽、6抽风机、7散热孔、8绝热环、9散热装置、901散热管、902散热槽、903限位板、10压缩弹簧、11温度传感器、12控制终端、13处理终端、14存储云端、15电磁阀门。

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，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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。

实施例1：

请参阅图1-8，磁性材料烧结炉预加热系统，包括烧结窑炉1和加热仓2，烧结窑炉1位于烧结窑炉的内轨区，加热仓2位于烧结窑炉的外轨区，且加热仓2的长度为6米，烧结窑炉1与加热仓2之间固定连接有连接通道3，烧结窑炉1的侧壁上开凿有通孔4，连接通道3上开凿有与通孔4相匹配的风机安装槽5，烧结窑炉1与加热仓2之间通过连接通道3和通孔4相连通，通孔4内固定连接有与自身相匹配的抽风机6，连接通道3靠近加热仓2的一端贯穿加热仓2的侧壁并延伸至加热仓2内部，连接通道3的侧壁上开凿有多个散热孔7，多个散热孔7均位于加热仓2内，加热仓2与连接通道3内部通过散热孔7相连通，散热孔7内插接有与自身相匹配的散热装置9，散热装置9包括散热管901，散热管901的侧壁上开凿有多个散热槽902，且散热槽902位于散热管901靠近连接通道3内壁的一侧，散热管901的两端均固定连接有限位板903，两个限位板903分别位于连接通道3的内外两侧，限位板903与连接通道3内壁之间固定连接有压缩弹簧10，压缩弹簧10套接在散热管901的外侧，压缩弹簧10位于连接通道3内。

特别的，本申请说明书仅展示了烧结炉和预加热装置之间的连接结构，烧结炉自身以及利用余热的预加热系统均为本领域的公知技术，技术人员可以根据本领域的公知技术进行设计制造并分别与烧结窑炉1和加热仓2进行配合使用，而加热仓2内收集的热气可以通过管道等连接装置传送到预加热装置内，对磁芯毛坯烘干，缩短磁芯产品的烧结时间，提高窑炉的烧结产能，节约能源，降低成本。

在烧结炉正常降温时，位于内轨区的烧结窑炉1靠近烧结中心，内部温度较高，而位于外轨区的加热仓2则远离烧结中心，其内部温度较低，在抽风机6的作用下，会将烧结窑炉1内的高温气体抽至连接通道3内，随着连接通道3内高温气体的增加，连接通道3内气压也随之上升，此时高压气体会将散热装置9向外顶去，直至散热槽902分别位于连接通道3的内外两侧，此时连接通道3内的高温气体通过散热槽902进入加热仓2内，由于散热装置9在连接通道3外壁上均匀分布，同时散热槽902在散热管901外表上也均匀分布，因此高温气体从连接通道3进入加热仓2内时会均匀流向加热仓2的各个角落，不易导致加热仓2内温度分布不均，使加热仓2内的温度左右均衡，易于预加热工作，可以实现通过预加热系统提前对磁芯毛坯烘干，缩短磁芯产品的烧结时间，提高窑炉的烧结产能，节约能源，降低成本。

请参阅图2和图5，加热仓2内壁固定连接有保温层，增加加热仓2的保温效果，减小加热仓2内热量流失，增加预加热效果，散热孔7侧壁与散热装置9之间连接有绝热环8，且绝热环8与散热孔7侧壁固定连接，绝热环8的存在可以减小散热孔7侧壁与散热装置9之间的磨损，不易影响散热孔7与散热装置9之间的密封性，不易影响连接通道3整体的密封性，绝热环8、散热装置9和压缩弹簧10均需要选用耐高温抗腐蚀的保温材料，使绝热环8、散热装置9和压缩弹簧10不易被高温的炉气腐蚀损坏，不易影响连接通道3整体的密封性，通孔4内固定连接有与自身相匹配的电磁阀门15，技术人员可以通孔与电磁阀门15相匹配的控制装置对电磁阀门15进行控制，在烧结炉进行烧结工作时，关闭电磁阀门15，截断烧结窑炉1与连接通道3之间的连接，而在烧结炉进行冷却时，开启电磁阀门15，使烧结窑炉1与连接通道3之间相连通，不易影响烧结炉内正常的烧结工作。

请参阅图9，通孔4的控制系统，包括抽风机6，抽风机6信号连接有控制终端12，控制终端12信号连接有温度传感器11，温度传感器11位于烧结窑炉1内，控制终端12信号连接有处理终端13，其中温度传感器11用于监控烧结窑炉1内的实时温度，并将检测结果经由控制终端12上传至处理终端13内，由处理终端13对烧结窑炉1内降温进行调控，在烧结窑炉1内降温过慢时，处理终端13通过控制终端12控制抽风机6加大功率，增加抽风机6从烧结窑炉1内抽热风的效率，加速连接通道3气压上升速率，使得散热装置9向远离连接通道3方向运动的速度加快，即增加连接通道3与加热仓2之间的热交换效率，增加烧结窑炉1的散热速率，而在烧结窑炉1内降温过慢时，处理终端13通过控制终端12控制抽风机6减小功率，减小抽风机6从烧结窑炉1内抽热风的效率，连接通道3与加热仓2之间的热交换效率与上述抽风机6加大功率的过程正好相反，使得散热装置9向远离连接通道3方向运动的速度减缓，降低烧结窑炉1的散热速率，对烧结窑炉1内降温进行调控，提升烧结炉的烧结效果，处理终端13信号连接有存储云端14，处理终端13可以将自身存储的烧结炉相关的检测数据和控制数据上传至存储云端14内，避免处理终端13故障造成数据丢失，便于技术人员查阅烧结炉相关的烧结数据，存储云端14信号连接有物联网模块，存储云端14可以通过物联网下载对应的烧结炉降温的相关检测和控制数据，使得处理终端13可以根据降温需求为烧结炉制定相应的降温控制预选方案，并通过温度传感器11实时检测的数据对预选方案进行实时反馈调节，使得烧结炉内降温过程较为平缓，不易因烧结炉内大幅度温度变化而造成烧结制品的废品率上升。

压缩弹簧10的弹性系数可以分为弱、中和强三组，且位于连接通道3同一侧壁的压缩弹簧10包含上述弱、中和强三组，即与连接通道3同一侧壁相连接的压缩弹簧10的弹性系数各不相同，使得不同的散热装置9开始运动时连接通道3内的气压不完全相同，在连接通道3内气压较低水平时，仅插接在弹性系数弱的压缩弹簧10内的散热装置9向远离连接通道3的方向运动，而在连接通道3内气压处于中等水平时，插接在弹性系数弱和中内的散热装置9向远离连接通道3的方向运动，在连接通道3内气压处于较高水平时，所有散热装置9向远离连接通道3的方向运动，通过控制抽风机6的功率改变连接通道3内气压大小可以控制连通加热仓2与连接通道3之间散热装置9的个数，进一步增加加热仓2与连接通道3之间的热交换速率的可调性，方便对烧结炉内降温速率进行调控。

特别的，本方案中抽风机6、温度传感器11、控制终端12和电磁阀门15均需使用耐高温型号，而控制终端12和电磁阀门15并利用工业电网进行供电，抽风机6与温度传感器11由自身搭载蓄电池进行供电。

在烧结炉正常降温时，位于内轨区的烧结窑炉1靠近烧结中心，内部温度较高，而位于外轨区的加热仓2则远离烧结中心，其内部温度较低，在抽风机6的作用下，会将烧结窑炉1内的高温气体抽至连接通道3内，随着连接通道3内高温气体的增加，连接通道3内气压也随之上升，此时高压气体会将散热装置9向外顶去，直至散热槽902分别位于连接通道3的内外两侧，此时连接通道3内的高温气体通过散热槽902进入加热仓2内，由于散热装置9在连接通道3外壁上均匀分布，同时散热槽902在散热管901外表上也均匀分布，因此高温气体从连接通道3进入加热仓2内时会均匀流向加热仓2的各个角落，不易导致加热仓2内温度分布不均，使加热仓2内的温度左右均衡，易于预加热工作，通过控制抽风机6的功率，实现对烧结窑炉1内降温进行调控，提升烧结炉的烧结效果，同时将位于连接通道3同一侧壁上的不同的压缩弹簧10选择不同的弹性系数，进一步增加加热仓2与连接通道3之间的热交换速率的可调性，方便对烧结炉内降温速率进行调控，可以实现通过预加热系统提前对磁芯毛坯烘干，缩短磁芯产品的烧结时间，提高窑炉的烧结产能，节约能源，降低成本。

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改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.磁性材料烧结炉预加热系统，包括烧结窑炉(1)和加热仓(2)，所述烧结窑炉(1)与加热仓(2)之间固定连接有连接通道(3)，其特征在于：所述烧结窑炉(1)的侧壁上开凿有通孔(4)，所述连接通道(3)上开凿有与通孔(4)相匹配的风机安装槽(5)，所述烧结窑炉(1)与加热仓(2)之间通过连接通道(3)和通孔(4)相连通，所述通孔(4)内固定连接有与自身相匹配的抽风机(6)，所述连接通道(3)靠近加热仓(2)的一端贯穿加热仓(2)的侧壁并延伸至加热仓(2)内部，所述连接通道(3)的侧壁上开凿有多个散热孔(7)，多个所述散热孔(7)均位于加热仓(2)内，所述加热仓(2)与连接通道(3)内部通过散热孔(7)相连通，所述散热孔(7)内插接有与自身相匹配的散热装置(9)，所述散热装置(9)包括散热管(901)，所述散热管(901)的侧壁上开凿有多个散热槽(902)，且散热槽(902)位于散热管(901)靠近连接通道(3)内壁的一侧，所述散热管(901)的两端均固定连接有限位板(903)，两个所述限位板(903)分别位于连接通道(3)的内外两侧，所述限位板(903)与连接通道(3)内壁之间固定连接有压缩弹簧(10)，所述压缩弹簧(10)套接在散热管(901)的外侧，所述压缩弹簧(10)位于连接通道(3)内，所述压缩弹簧(10)的弹性系数可以分为弱、中和强三组，且位于连接通道(3)同一侧壁的压缩弹簧(10)包含上述弱、中和强三组，即与连接通道(3)同一侧壁相连接的压缩弹簧(10)的弹性系数各不相同。

2.根据权利要求1所述的磁性材料烧结炉预加热系统，其特征在于：所述加热仓(2)内壁固定连接有保温层。

3.根据权利要求1所述的磁性材料烧结炉预加热系统，其特征在于：所述散热孔(7)侧壁与散热装置(9)之间连接有绝热环(8)，且绝热环(8)与散热孔(7)侧壁固定连接。

4.根据权利要求3所述的磁性材料烧结炉预加热系统，其特征在于：所述绝热环(8)、散热装置(9)和压缩弹簧(10)均需要选用耐高温抗腐蚀的保温材料。

5.根据权利要求1所述的磁性材料烧结炉预加热系统，其特征在于：所述通孔(4)内固定连接有与自身相匹配的电磁阀门(15)。

6.根据权利要求1所述的磁性材料烧结炉预加热系统，其特征在于：包括通孔(4)的控制系统，包括抽风机(6)，所述抽风机(6)信号连接有控制终端(12)，所述控制终端(12)信号连接有温度传感器(11)，所述温度传感器(11)位于烧结窑炉(1)内，所述控制终端(12)信号连接有处理终端(13)。

7.根据权利要求6所述的磁性材料烧结炉预加热系统，其特征在于：所述处理终端(13)信号连接有存储云端(14)，处理终端(13)可以将自身存储的烧结炉相关的检测数据和控制数据上传至存储云端(14)内。

8.根据权利要求7所述的磁性材料烧结炉预加热系统，其特征在于：所述存储云端(14)信号连接有物联网模块，存储云端(14)可以通过物联网下载对应的烧结炉降温的相关检测和控制数据。

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