CN115930626B - 一种环形振动加热炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环形振动加热炉，属于加热炉技术领域，包括加热炉本体，加热炉本体由内向外依次设置有电磁感应层、振动发生层、防振阻尼层以及外框层；加热炉本体沿周向设置有若干往复式压缩机，振动发生层的内部沿周向布置有多个通气管，通气管的两端分别与对应往复式压缩机连通，若干往复式压缩机在对应通气管内产生周期性的气流脉动；物料在环形加热炉内加热时，通过往复式压缩机对振动发生层内的通气管产生气流脉动，使得若干电磁感应层之间产生共振，进而带动电磁感应层内的物料进行振动。通过振动使得正在加热的物料能够不断翻转搅动，使物料充分暴露在电磁感应的范围内，提高了物料加热煅烧的均匀性。

Description

一种环形振动加热炉

技术领域

本发明属于加热炉技术领域，具体是一种环形振动加热炉。

背景技术

环形加热炉多用于物料煅烧以及钢坯加热，是冶金、机械行业常用的一种炉型。普通加热炉大多是通过介质传导热量，会有较大的热量损失，而环形加热炉相对于普通加热炉的优点是通过电磁感应加热，热量聚集于加热体内部，热转化率高，且使用电磁加热时热启动速度快，提高了生产效率。

但当物料堆积于静态的环形加热炉内部进行加热时，外层的物料往往先加热，并逐渐向内传导热量，这就造成了物料加热不均匀的问题，不但影响物料最后的煅烧质量，还降低了加热速度。

发明内容

本发明提供一种环形振动加热炉，通过使环形加热炉产生振动，使得环形加热炉内的物料在加热过程中能够进行振动翻转，以解决静态的物料加热煅烧不均匀的问题。

提供一种环形振动加热炉，包括：

加热炉本体，所述加热炉本体由内向外依次设置有电磁感应层、振动发生层、防振阻尼层以及外框层；

所述加热炉本体沿周向设置有若干往复式压缩机，所述振动发生层的内部沿周向布置有多个通气管，所述通气管的两端分别与对应往复式压缩机连通，若干所述往复式压缩机在对应通气管内产生周期性的气流脉动。

作为本发明进一步的方案：若干所述通气管在振动发生层的上截面与下截面的布置数量相等。

作为本发明进一步的方案：位于振动发生层上截面的通气管与振动发生层下截面的通气管依次进行一次方向相反、功率以及气压相等的气流脉冲为一个气流脉动周期。

作为本发明进一步的方案：所述往复式压缩机在加热炉本体的周向至少设置有四个。

作为本发明进一步的方案：所述往复式压缩机与电磁感应层以及振动发生层之间通过碳纤维板固定连接，所述碳纤维板为柔性板。

作为本发明进一步的方案：所述电磁感应层截面内的填充物料占整个截面面积的1/2～2/3。

作为本发明进一步的方案：所述防振阻尼层为高聚物吸振材料。

作为本发明进一步的方案：所述防振阻尼层为磁悬浮层，所述振动发生层与外框层之间通过磁悬浮进行阻隔。

作为本发明进一步的方案：本发明还包括承载台，所述加热炉本体与承载台之间通过若干升降载台活动连接，所述加热炉本体可通过若干升降载台调整与承载台之间的角度。

作为本发明进一步的方案：所述升降载台与加热炉本体之间设置有升降履，所述加热炉本体与升降履的连接部位可通过升降履进行升降。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

物料在环形加热炉内加热时，通过往复式压缩机使振动发生层内的通气管产生气流脉动，使得若干电磁感应层之间产生共振，进而带动电磁感应层内的物料进行振动。通过振动使得正在加热的物料能够不断翻转搅动，使物料充分暴露在电磁感应的范围内，提高了物料加热煅烧的均匀性。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为一种环形振动加热炉的整体结构示意图；

图2为本发明提供的加热炉本体的剖视图；

图3为本发明提供的往复式压缩机与加热炉本体连接部位的剖视图；

图4为本发明提供的升降载台的结构示意图。

图中：1、加热炉本体；11、电磁感应层；12、振动发生层；121、通气管；13、防振阻尼层；14、外框层；15、碳纤维板；2、往复式压缩机；3、承载台；4、升降载台；41、升降履。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即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。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。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

请参阅图1-4所示，本发明实施例中，包括加热炉本体1，加热炉本体1由内向外依次设置有电磁感应层11、振动发生层12、防振阻尼层13以及外框层14；电磁感应层11的壳体内环设有感应线圈，内部为环形连通的加热腔，感应线圈通电后在加热腔内产生感应电磁，对加热腔内的物料进行加热；振动发生层12能够产生振动，将振动传导至电磁感应层11并带动电磁感应层11整体一起振动，对物料进行翻搅；防振阻尼层13设置在振动发生层12的外围，吸收振动发生层12产生的振动能量，将振动发生层12与外框层14隔离，防止振动能量传导至外框层14，外框层14起到保护整个加热炉本体1的作用。

加热炉本体1沿周向设置有若干往复式压缩机2，通过往复式压缩机2将加热炉本体1分为若干振动单元，每个振动单元单独进行振谐运动；振谐运动通过气流的往复运动产生，具体为，在振动发生层12的内部沿周向布置多个通气管121，通气管121的两端分别与对应往复式压缩机2连通，若干往复式压缩机2在对应通气管121内产生周期性的气流脉动。

往复式压缩机2通过活塞的往复运动将气体进行压缩与释放，压缩后的气体向通气管121方向释放时形成气体脉冲，气体脉冲能够使振动发生层12发生振动，但此振动为无规律不规则振动；再通过往复式压缩机2向通气管121相反的方向释放气体，两次的气体脉冲除了方向相反外，通过往复式压缩机2释放的气体脉冲气压、功率均相同，两个气体脉冲形成一个周期的气流脉动，即使振动发生层12发生了一次振动。

进一步地，通过使每个振动单元产生的气体脉冲气压、功率以及气流脉动周期保持相等，使得振动单元之间产生连续的共振作用。通过共振效果增大振动的振幅，使得每个振动单元通过较小的脉冲输出功率，即可通过能量累积获得较大的振动效果。由气流往复运动产生的振动，通过改变气体脉冲的气压以及功率，能够较为容易地掌握振动的周期以及振幅，若共振产生的振动靠近危险阈值，可通过打乱各个振动单元气流脉动的周期即可打乱共振频率。

电磁感应层11对在环形加热炉内的物料进行加热时，通过往复式压缩机2使振动发生层12内的通气管121产生气流脉动，使得若干电磁感应层11之间产生共振，进而带动电磁感应层11内的物料进行振动。通过振动使得正在加热的物料能够不断翻转搅动，使物料充分暴露在电磁感应的范围内，提高了物料加热煅烧的均匀性。

在一个实施例中，请参阅图2所示，通气管121在振动发生层12的上截面与下截面的布置数量相等。由于物料的振动最好为竖向振动，以使翻搅效果达到最大化，因此为使振动发生层12达到竖向振动的效果，分别对振动发生层12的上截面与下截面的通气管121施加周期性的气体脉冲。

进一步地，位于振动发生层12上截面的通气管121与振动发生层12下截面的通气管121依次进行一次方向相反、功率以及气压相等的气流脉冲为一个气流脉动周期。由于气流流动过程中与通气管121的内壁存在阻力，加上通气管121为环形结构，气流对通气管121的内壁会产生向气流流动方向的作用力。因此如果振动发生层12上下截面的气流流动方向相同并相互形成周期性气流脉动，则会导致加热炉本体1在环形方向上产生倾向于一个方向的共振效果，即在一个震动周期内，正方向的振动时间以及振幅远大于负方向的振动时间以及振幅，导致对加热炉本体1整体形成一个在径向上的均布力偶，降低了加热炉本体1的固定效果。

请参阅图1所示，往复式压缩机2在加热炉本体1的周向至少设置有四个，即加热炉本体1至少包括有四个以上的振动单元。如果加热炉本体1仅有一个或数量较少的振动单元，则会导致单个振动单元内的通气管121长度过长，增加了单次气体脉冲的行进路径，进而导致振动出现滞后性，使得单位长度上的振动发生层12形成浪形的振动效果，这种现象在加热炉本体1的单个振动单元的环形结构上越长，效果越明显。这种浪形振动对结构的稳定性不利，容易导致材料内壁达到屈服状态甚至损坏。当单个振动单元的长度过长时，通气管121的弧形角度过大，增大了通气管121在径向上的作用分力，不利于振动发生层12的竖向振动效果。

此外，振动单元的数量越多，参与共振的振动对象也越多，能够进一步细化共振的控制效果，因此，需使加热炉本体1的数量达到一定要求。

由于振动发生层12在振动时除了进行竖向振动，还会有较小的沿径向以及沿管径方向的振动；且由于在实际中，无法保持各个往复式压缩机2所输出的气体脉冲的功率完全相等，使得往复式压缩机2与通气管121之间产生较小的不规则振动，如往复式压缩机2与通气管121以及相邻电磁感应层11之间为刚性连接，则在连接处会承受较大的作用力，长时间下会发生脱离风险。

请参阅图3所示，因此为削弱连接处的振动作用，往复式压缩机2与电磁感应层11以及振动发生层12之间通过碳纤维板15固定连接，碳纤维板15为柔性板，具有较高的延展性，同时又具有一定强度，起到缓冲作用的同时使得振动发生层12能够带动往复式压缩机2同步振动。此外，碳纤维板15一直延伸至两个相邻电磁感应层11之间，对相邻电磁感应层11也起到相同的缓冲作用。

电磁感应层11截面内的填充物料占整个截面面积的1/2～2/3，在此范围内能给予物料充分的振动翻捣空间，超过2/3时物料的搅动效果逐渐下降，低于1/2时则会浪费生产效率。

在一个实施例中，防振阻尼层13能够吸收振动发生层12产生的振动能量，起到阻尼的作用，因此防振阻尼层13可以使用橡塑海绵材料。橡塑海绵材料具有很高的可压缩性，并且可以通过预压缩橡塑海绵以增强回弹性，可以承受高速振动带来的冲击，并使得振动发生层12能够拥有较大的振幅以保证物料的翻捣效果。

在另一个实施例中，防振阻尼层13为磁悬浮层，振动发生层12与外框层14之间通过磁悬浮进行阻隔。磁悬浮所形成的阻尼层阻尼效果更加可控，同时具备较大的可压缩范围以及回弹性，可用于对加热煅烧均匀度要求更加精密的物料。

请参阅图1和图4所示，本发明提供的环形振动加热炉还包括承载台3，加热炉本体1与承载台3之间通过若干升降载台4活动连接，加热炉本体1可通过若干升降载台4调整与承载台3之间的角度。当物料通过入料口进入加热炉内的加热腔时，通过调整加热炉本体1的倾斜角度，并施加小幅的振动，可以将入料口附近的物料振动至加热腔的深处，简化了装料流程，提高了自动化程度，且通过振动的方式装料能提高物料的铺设均匀程度。

具体地，升降载台4与加热炉本体1之间设置有升降履41，所述加热炉本体1与升降履41的连接部位可通过升降履41进行升降。通过调整不同升降履41的升降高度以调整加热炉本体1的倾斜角度，且可以调整倾斜面的倾斜方向。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种环形振动加热炉，其特征在于，包括：

加热炉本体(1)，所述加热炉本体(1)由内向外依次设置有电磁感应层(11)、振动发生层(12)、防振阻尼层(13)以及外框层(14)；

所述加热炉本体(1)沿周向设置有若干往复式压缩机(2)，所述振动发生层(12)的内部沿周向布置有多个通气管(121)，所述通气管(121)的两端分别与对应往复式压缩机(2)连通，若干所述往复式压缩机(2)在对应通气管(121)内产生周期性的气流脉动，所述往复式压缩机(2)与电磁感应层(11)以及振动发生层(12)之间通过碳纤维板(15)固定连接，所述碳纤维板(15)为柔性板；

承载台(3)，所述加热炉本体(1)与承载台(3)之间通过若干升降载台(4)活动连接，所述加热炉本体(1)可通过若干升降载台(4)调整与承载台(3)之间的角度，所述升降载台(4)与加热炉本体(1)之间设置有升降履(41)，所述加热炉本体(1)与升降履(41)的连接部位可通过升降履(41)进行升降。

2.根据权利要求1所述的一种环形振动加热炉，其特征在于，若干所述通气管(121)在振动发生层(12)的上截面与下截面的布置数量相等。

3.根据权利要求2所述的一种环形振动加热炉，其特征在于，位于振动发生层(12)上截面的通气管(121)与振动发生层(12)下截面的通气管(121)依次进行一次方向相反、功率以及气压相等的气流脉冲为一个气流脉动周期。

4.根据权利要求1所述的一种环形振动加热炉，其特征在于，所述往复式压缩机(2)在加热炉本体(1)的周向至少设置有四个。

5.根据权利要求1所述的一种环形振动加热炉，其特征在于，所述电磁感应层(11)截面内的填充物料占整个截面面积的1/2～2/3。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种环形振动加热炉，其特征在于，所述防振阻尼层(13)所用材料为橡塑海绵。

7.根据权利要求1-5任一项所述的一种环形振动加热炉，其特征在于，所述防振阻尼层(13)为磁悬浮层，所述振动发生层(12)与外框层(14)之间通过磁悬浮进行阻隔。