CN113481466A - 一种气体渗氮用管式炉装置系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种气体渗氮用管式炉装置系统，包括管式炉、中转储气罐、通气管道总成、中控系统，管式炉内底部自下而上依次设置有喷嘴安装支架、网状加热元件一、导轨支架、载物架。通气管道总成包括进气管、储气罐出气管、排气管、泄气管、回气管。进气管一端连接气源，另一端贯通至中转储气罐内；储气罐出气管一端贯穿至中转储气罐内，另一端贯穿管式炉底部；排气管下端安装在管式炉顶端，泄气管、回气管一端均连接在排气管上，回气管另一端贯通至中转储气罐内。本发明气体渗氮用管式炉装置系统，结构紧凑，管式炉的尾气和余热利用率高，炉内温度控制方便，均匀性好，炉内气体流通效率高，渗氮气氛控制方便，渗氮效果好，质量稳定。
Description
技术领域
本发明涉及热处理设备技术领域，具体为一种气体渗氮用管式炉装置系统。
背景技术
渗氮是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。渗氮处理后的工件，其表面具有很高的硬度、热稳定性和很高的弥散度，因而具有很高的耐磨性、疲劳强度、抗咬合性、抗大气和过热蒸汽腐蚀能力、抗回火软化能力，并降低缺口敏感性。因此，渗氮处理是一项非常重要的热处理工序。
渗氮工艺通常使用井深式气体渗氮炉，但采用管式炉来研究渗氮机理和改善渗氮工艺，也较为常见。目前的气体渗氮用管式炉，由于其结构限制，主要存在炉内温度不易控制，炉内气体流通效率不高，炉内渗氮气氛控制不佳，从而导致工件的渗氮效果不好，质量不稳定的问题。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种气体渗氮用管式炉装置系统，以解决以上缺陷。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种气体渗氮用管式炉装置系统，包括管式炉、中转储气罐、通气管道总成、中控系统。所述管式炉采用一端封闭、另一端安装密封门结构设置；所述管式炉内底部自下而上依次设置有喷嘴安装支架、网状加热元件一、导轨支架、载物架；所述通气管道总成包括进气管、储气罐出气管、排气管、泄气管、回气管，所述进气管一端连接气源，另一端贯通至中转储气罐内；所述储气罐出气管一端贯穿至中转储气罐内，另一端贯穿管式炉底部；所述储气罐出气管上设置有气体压缩机；所述气体压缩机由中控系统控制启停；所述排气管下端安装在管式炉顶端；所述泄气管、回气管一端均连接在排气管上；所述回气管另一端贯通至中转储气罐内；所述泄气管、回气管上分别设置有泄压阀和单向阀。
优选地，所述管式炉底部的储气罐出气管末端上设置有通气支管，所述通气支管上均布了若干个通气口，所述通气口上均通过万向接头安装有碗状出气喷头，所述碗状出气喷头均通过两个液压伸缩杆控制喷气方向。
优选地，所述万向接头为消防喷头万向接头，两个所述液压伸缩杆相互垂直且所述液压伸缩杆一端交接在喷嘴安装支架上，另一端铰接在碗状出气喷头外壁上，所述液压伸缩杆通过液压泵控制伸缩，所述液压泵均通过中控系统控制。
优选地，所述导轨支架上设置有两根及两根以上且相互平行的导轨，所述载物架底部设置有两个及两个以上数量的滑轮，所述滑轮安装在导轨上，所述载物架上设置有承重台，所述承重台上均布有若干个凸起柱，所述凸起柱外侧的承重台上均布有若干通气孔。
优选地，所述进气管、储气罐出气管、排气管、泄气管、回气管上均设置有电动调节阀，所述电动调节阀均由中控系统控制。
优选地，所述管式炉外壁上设置有压力计量装置和温度计量装置，所述压力计量装置、温度计量装置中分别设置有压力传感器和温度传感器，所述压力传感器和、温度传感器均安装在管式炉内。
优选地，还包括激光氮势分析仪，所述激光氮势分析仪连接在中控系统上，所述激光氮势分析仪中连接有多组激光氮势分析传感器，所述管式炉内顶部设置有网状加热元件二，多组所述的激光氮势分析传感器均布在网状加热元件一与网状加热元件二之间的管式炉内部。
优选地，所述单向阀与中转储气罐之间的回气管上设置有氢气分离装置，所述氢气分离装置分离出来的氢气进行燃烧并对网状加热元件一、网状加热元件二进行辐射传导加热。
优选地，还包括余热回收装置，所述余热回收装置包括冷却管、蓄热管、连接支管，所述冷却管包覆在单向阀与氢气分离装置之间的回气管外侧，所述蓄热管包覆在气体压缩机与管式炉之间的储气罐出气管外侧，所述冷却管前端设置有进水管，所述蓄热管前端设置有出水管，所述连接支管两端分别贯通至冷却管和蓄热管的后端。
优选地，所述中转储气罐内设置有搅拌轴，所述搅拌轴上设置有若干个搅拌叶片，所述搅拌轴通过搅拌电机控制旋转。
本发明的有益效果在于：
本发明装置，通过中转储气罐和通气管道总成，实现对管式炉的进气和尾气回收利用；通过在通气支管上通过万向接头安装碗状出气喷头，并通过控制喷气方向，提高管式炉内气体流通效率；通过上下另两个网状加热元件，并利用管式炉内的气体流通，提高炉内温度的均匀性，控制方便，同时在进气通过网状加热元件一，有利于进气氨气的分解，提高炉内渗氮气氛控制。本发明气体渗氮用管式炉装置系统，设计巧妙，结构紧凑，工艺简单，管式炉的尾气和余热利用率高，炉内温度控制方便，均匀性好，炉内气体流通效率高，渗氮气氛控制方便，渗氮工件的渗氮效果好，质量稳定。
附图说明
图1：本发明结构示意图；
图2：图1中A处结构放大图。
具体实施方式
结合附图1-2，对本发明的具体实施方式作如下说明：
如图1、2所示，一种气体渗氮用管式炉装置系统，包括管式炉1、中转储气罐2、通气管道总成3、中控系统、激光氮势分析仪、余热回收装置。管式炉1采用一端封闭、另一端安装密封门结构设置，管式炉1内底部自下而上依次设置有喷嘴安装支架13、网状加热元件一4、导轨支架5、载物架6。
中转储气罐2内设置有搅拌轴21，搅拌轴21上设置有若干个搅拌叶片，搅拌轴21通过搅拌电机22控制旋转。
管式炉1外壁上设置有压力计量装置11和温度计量装置12，压力计量装置11、温度计量装置12中分别设置有压力传感器和温度传感器，压力传感器和、温度传感器均安装在管式炉1内。
激光氮势分析仪连接在中控系统上，激光氮势分析仪中连接有多组激光氮势分析传感器，管式炉1内顶部设置有网状加热元件二14，多组的激光氮势分析传感器均布在网状加热元件一4与网状加热元件二14之间的管式炉1内部。
通气管道总成3包括进气管31、储气罐出气管32、排气管33、泄气管34、回气管35，进气管31、储气罐出气管32、排气管33、泄气管34、回气管35上均设置有电动调节阀39，电动调节阀39均由中控系统控制。
进气管31一端连接气源，另一端贯通至中转储气罐2内，储气罐出气管32一端贯穿至中转储气罐2内，另一端贯穿管式炉1底部，储气罐出气管32上设置有气体压缩机36，气体压缩机36由中控系统控制启停，排气管33下端安装在管式炉1顶端，泄气管34、回气管35一端均连接在排气管33上，回气管35另一端贯通至中转储气罐2内，泄气管34、回气管35上分别设置有泄压阀37和单向阀38。
管式炉1底部的储气罐出气管32末端上设置有通气支管8，通气支管8上均布了若干个通气口81，通气口81上均通过万向接头安装有碗状出气喷头9，碗状出气喷头9均通过两个液压伸缩杆91控制喷气方向。万向接头为消防喷头万向接头，两个液压伸缩杆91相互垂直且液压伸缩杆91一端交接在喷嘴安装支架13上，另一端铰接在碗状出气喷头9外壁上，液压伸缩杆通过液压泵控制伸缩，液压泵均通过中控系统控制。
导轨支架5上设置有两根及两根以上且相互平行的导轨51，载物架6底部设置有两个及两个以上数量的滑轮61，滑轮61安装在导轨51上，载物架6上设置有承重台7，承重台7上均布有若干个凸起柱71，凸起柱71外侧的承重台7上均布有若干通气孔。在利用本发明气体渗氮用管式炉装置系统对渗氮工件进行渗氮作业时，渗氮工件100置于承重台7的若干个凸起柱71上进行渗氮，若干凸起柱71和通气孔的设置，能够提高渗氮工件100外侧渗氮气氛的均匀性，防止特别是能够解决特别是大体积渗氮工件100对炉内渗氮气氛的影响。
单向阀38与中转储气罐2之间的回气管35上设置有氢气分离装置353，氢气分离装置353分离出来的氢气进行燃烧并对网状加热元件一4、网状加热元件二14进行辐射传导加热。
余热回收装置包括冷却管351、蓄热管321、连接支管323，冷却管351包覆在单向阀38与氢气分离装置353之间的回气管35外侧，蓄热管321包覆在气体压缩机36与管式炉1之间的储气罐出气管32外侧，冷却管351前端设置有进水管352，蓄热管321前端设置有出水管322，连接支管323两端分别贯通至冷却管351和蓄热管321的后端。通过进水管352将冷却水加入至冷却管351内并通过流通对回气管35中的高温尾气进行余热吸收，然后通过热交换是冷却水升温并流通至蓄热管321内，最后对储气罐出气管32内的气体进行加热，提高管式炉1进气气体的温度，提高工作效率。
本发明装置，通过中转储气罐2和通气管道总成3，实现对管式炉1的进气和尾气回收利用；通过在通气支管8上通过万向接头安装碗状出气喷头9，并通过控制喷气方向，提高管式炉1内气体流通效率；通过上下另两个网状加热元件，并利用管式炉1内的气体流通，提高炉内温度的均匀性，控制方便，同时在进气通过网状加热元件一4，有利于进气氨气的分解，提高炉内渗氮气氛控制。
本发明气体渗氮用管式炉装置系统，设计巧妙，结构紧凑，工艺简单，管式炉的尾气和余热利用率高，炉内温度控制方便，均匀性好，炉内气体流通效率高，渗氮气氛控制方便，渗氮工件的渗氮效果好，质量稳定。
上述结合附图对发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的这种非实质改进，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种气体渗氮用管式炉装置系统，其特征在于，包括管式炉(1)、中转储气罐(2)、通气管道总成(3)、中控系统，所述管式炉(1)采用一端封闭、另一端安装密封门结构设置，所述管式炉(1)内底部自下而上依次设置有喷嘴安装支架(13)、网状加热元件一(4)、导轨支架(5)、载物架(6)，所述通气管道总成(3)包括进气管(31)、储气罐出气管(32)、排气管(33)、泄气管(34)、回气管(35)，所述进气管(31)一端连接气源，另一端贯通至中转储气罐(2)内，所述储气罐出气管(32)一端贯穿至中转储气罐(2)内，另一端贯穿管式炉(1)底部，所述储气罐出气管(32)上设置有气体压缩机(36)，所述气体压缩机(36)由中控系统控制启停,所述排气管(33)下端安装在管式炉(1)顶端，所述泄气管(34)、回气管(35)一端均连接在排气管(33)上，所述回气管(35)另一端贯通至中转储气罐(2)内，所述泄气管(34)、回气管(35)上分别设置有泄压阀(37)和单向阀(38)。
2.根据权利要求1所述一种气体渗氮用管式炉装置系统，其特征在于，所述管式炉(1)底部的储气罐出气管(32)末端上设置有通气支管(8)，所述通气支管(8)上均布了若干个通气口(81)，所述通气口(81)上均通过万向接头安装有碗状出气喷头(9)，所述碗状出气喷头(9)均通过两个液压伸缩杆(91)控制喷气方向。
3.根据权利要求2所述一种气体渗氮用管式炉装置系统，其特征在于，所述万向接头为消防喷头万向接头，两个所述液压伸缩杆(91)相互垂直且所述液压伸缩杆(91)一端交接在喷嘴安装支架(13)上，另一端铰接在碗状出气喷头(9)外壁上，所述液压伸缩杆通过液压泵控制伸缩，所述液压泵均通过中控系统控制。
4.根据权利要求1所述一种气体渗氮用管式炉装置系统，其特征在于，所述导轨支架(5)上设置有两根及两根以上且相互平行的导轨(51)，所述载物架(6)底部设置有两个及两个以上数量的滑轮(61)，所述滑轮(61)安装在导轨(51)上，所述载物架(6)上设置有承重台(7)，所述承重台(7)上均布有若干个凸起柱(71)，所述凸起柱(71)外侧的承重台(7)上均布有若干通气孔。
5.根据权利要求1所述一种气体渗氮用管式炉装置系统，其特征在于，所述进气管(31)、储气罐出气管(32)、排气管(33)、泄气管(34)、回气管(35)上均设置有电动调节阀(39)，所述电动调节阀(39)均由中控系统控制。
6.根据权利要求1所述一种气体渗氮用管式炉装置系统，其特征在于，所述管式炉(1)外壁上设置有压力计量装置(11)和温度计量装置(12)，所述压力计量装置(11)、温度计量装置(12)中分别设置有压力传感器和温度传感器，所述压力传感器和、温度传感器均安装在管式炉(1)内。
7.根据权利要求1所述一种气体渗氮用管式炉装置系统，其特征在于，还包括激光氮势分析仪，所述激光氮势分析仪连接在中控系统上，所述激光氮势分析仪中连接有多组激光氮势分析传感器，所述管式炉(1)内顶部设置有网状加热元件二(14)，多组所述的激光氮势分析传感器均布在网状加热元件一(4)与网状加热元件二(14)之间的管式炉(1)内部。
8.根据权利要求7所述一种气体渗氮用管式炉装置系统，其特征在于，所述单向阀(38)与中转储气罐(2)之间的回气管(35)上设置有氢气分离装置(353)，所述氢气分离装置(353)分离出来的氢气进行燃烧并对网状加热元件一(4)、网状加热元件二(14)进行辐射传导加热。
9.根据权利要求8所述一种气体渗氮用管式炉装置系统，其特征在于，还包括余热回收装置，所述余热回收装置包括冷却管(351)、蓄热管(321)、连接支管(323)，所述冷却管(351)包覆在单向阀(38)与氢气分离装置(353)之间的回气管(35)外侧，所述蓄热管(321)包覆在气体压缩机(36)与管式炉(1)之间的储气罐出气管(32)外侧，所述冷却管(351)前端设置有进水管(352)，所述蓄热管(321)前端设置有出水管(322)，所述连接支管(323)两端分别贯通至冷却管(351)和蓄热管(321)的后端。
10.根据权利要求1所述一种气体渗氮用管式炉装置系统，其特征在于，所述中转储气罐(2)内设置有搅拌轴(21)，所述搅拌轴(21)上设置有若干个搅拌叶片，所述搅拌轴(21)通过搅拌电机(22)控制旋转。
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