CN1926249A - 双室型热处理炉 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种双室型热处理炉，包括：可密闭的冷却炉，内置有对加热后的被处理品进行冷却的冷却室；可密闭的加热炉，与内置有冷却室邻接、对被处理品进行加热的加热室；和输送装置，在加热室和冷却室之间输送被处理品。输送装置具有：多个自由辊，设置在加热室和冷却室内，在输送方向可移动地仅支承被处理品的宽度方向两端部；推拉部件，一边与被处理品卡合一边移动，来推拉被处理品；和驱动装置，与加热室的和冷却室相反一侧邻接设置，使前述推拉部件移动。

Description

双室型热处理炉
技术领域
本发明涉及真空热处理炉，更具体而言涉及一种双室型热处理炉。
背景技术
真空热处理炉是使内部减压后重新填充惰性气体等来对被处理品进行热处理的热处理炉。真空热处理炉，通过加热后使炉内以及处理品所带有的水分等发生气化，然后再次进行减压，并重新填充惰性气体等，从而可以完全除去水分，所以具有能够进行不因水分而带有颜色的热处理(称作“光亮热处理”)的优点。
而且，气体冷却式真空热处理炉具有能够进行光亮热处理、且不发生脱碳浸碳、变形少、作业环境良好等各种优点。但是，由于初期的气体冷却式真空处理炉是减压冷却式的，所以，存在着冷却速度不充分的缺点。因此，为了提高冷却速度，实际应用了高速循环气体冷却方式。
图1是非专利文献1所公开的高速循环气体冷却炉的构成图。在该图中，50表示隔热材料、51表示加热器、52表示有效作业区域、53表示炉体和水冷套件、54表示热交换器、55表示涡轮风扇、56表示风扇用马达、57表示冷却门、58表示炉床、59表示气体分配器。
另外，专利文献1的“真空炉的气体循环冷却促进法”是下述方法：如图2所示，真空炉中，将至少一端形成为末端扩展状的耐热性筒状罩65以隔开适当间隔包围放置于加热室66内的被加热物64的周围且其两端与前述开口68、69相对的方式配置，而使无氧化性气体在加热室66内循环，所述真空炉在气密性的真空容器61内设置由隔热壁67包围的加热室66，通过配置在加热室内的加热器62在真空中对被加热物64进行加热，并且，在真空容器61内设置有冷却器62和风扇63，通过冷却器62对供给到真空容器内的无氧化性气体进行冷却，通过风扇63的旋转，使无氧化性气体经由设置在加热室66的相对的隔热壁67面上的开口68、69在加热室66内循环，对被加热物64进行强制气体循环冷却。
另一方面，作为在不同的场所进行加热和冷却的双室型热处理炉，公知有专利文献2。
专利文献2的“多室型热处理炉”如图3所示，在由中间门划分有气体冷却室和加热室的多室型热处理炉中，在气体冷却室71两侧的处理材料通过用开口部72a、72b处分别设置离合式密闭门73、74，从而将气体冷却室作成耐压构造，且至少将加热室75侧的离合式密闭门74作成升降式，并且，在加热室的处理材料通过用开口部处设置隔热门78，隔热门78和加热室侧的离合式密闭门74配置在设置于加热室75和气体冷却室71之间的门罩79内。
(非专利文献1)
山崎胜弘，金属材料的真空热处理(2)，热处理30卷2号，平成2年4月
(专利文献1)特开平5-230528号公报
(专利文献2)专利第2731127号公报
非专利文献1和专利文献1的高速循环气体冷却炉在同一场所进行加热和冷却，所以，存在着以下问题点。
(1)由于在加热结束时加热用的加热器与炉体处于高温，在冷却时加热器与炉体也同时冷却，所以，不能对被处理品进行高速冷却。
(2)由于加热用的加热器和炉体以包围被处理品的方式存在，所以，在冷却时不能均匀地供给冷却气体。
另外，专利文献2的双室型热处理炉在不同的场所进行加热和冷却，所以，能够消除上述(1)、(2)的问题点，但是其存在着以下问题点。
(3)在双室型的真空热处理炉中，不可缺少在加热室和冷却室之间输送被处理品的输送机构。该输送机构例如是支承被处理品下表面并使其水平移动的辊式输送机。
但是，该输送机构若设置在冷却室内的被处理品下部，则会成为气体在冷却室内顺利流动的阻碍，使得气流变得复杂，而不能相对于被处理品均匀地供给冷却气体。
而且，即使在将输送机构设置于加热室/冷却室两侧的情况下，由于驱动辊例如在宽度方向上导致局部阻塞，所以，不能相对于被处理品朝上或朝下均匀地供给冷却气体。并且，若在加热室中存在驱动机构，则驱动机构的应对热的方法是不可欠缺的，由此，使得驱动机构成为复杂的机构。
发明内容
本发明为了解决该问题点而提出。即，本发明的目的在于，提供一种双室型热处理炉，其可以在加热室和冷却室之间输送被处理品、冷却室的被处理品下面几乎不阻塞，由此不妨碍冷却室内气体顺利的流动，能够朝上或朝下对被处理品均匀地提供冷却气体，且几乎不需要驱动机构的应对热的方法、可使构造简单。
根据本发明，提供一种双室型热处理炉，其特征在于，包括：可密闭的冷却炉，内置有对加热后的被处理品进行冷却的冷却室；可密闭的加热炉，内置有与该冷却室邻接、对被处理品进行加热的加热室；和输送装置，在该加热室和冷却室之间输送被处理品；
该输送装置具有：多个自由辊，设置在前述加热室和冷却室内，在输送方向可移动地仅支承被处理品的宽度方向两端部；推拉部件，一边与被处理品卡合一边移动，来推拉被处理品；和驱动装置，与加热室的和冷却室相反一侧邻接设置，使前述推拉部件移动。
根据上述本发明的构成，由于只有构成输送装置的自由辊设置在加热室和冷却室内，由此，仅支承被处理品的宽度方向两端部，所以，几乎不妨碍冷却室内的气体的顺利流动。而且，自由辊只具有在输送方向可移动地支承被处理品的功能，由此，几乎不需要应对热的方法，可以使构造简单。
因此，由于在冷却室内不存在自由辊以外的输送机构，所以，不会妨碍气流；而且，在加热室内也不存在自由辊以外的输送机构，所以，不需要复杂的用于输送的机构。
根据本发明的优选实施方式，前述推拉部件具有卡合部件，该卡合部件能够在与被处理品卡合而水平推拉被处理品的高位置、和在不与被处理品卡合的情况下水平移动的低位置起伏。
根据该构成，通过使卡合部件位于高位置，水平移动推拉部件，可以水平推拉被处理品。另外，使卡合部件处于低位置，可以在不与被处理品卡合的情况下水平移动推拉部件。
而且，优选地，前述驱动装置包括：与推拉部件的末端部连接且水平移动的水平移动链条、与该水平移动链条啮合的链轮、和旋转驱动该链轮的旋转马达。
根据该构成，由旋转马达旋转驱动链轮，可以使水平移动链条水平移动，而水平移动水平输送部件，并水平移动其前端部的卡合部件。
而且，根据本发明的优选实施方式，前述冷却炉包括：冷却室用输入输出门，设置在加热室的相反一侧，用于将被处理品输入或输出冷却室；冷却室，包围静置被处理品的冷却区域，在其内侧沿上下方向形成截面一定的气体流路；和冷却室用气体冷却循环装置，使在该冷却室内沿上下方向通过的气体冷却、循环。
根据该构成，通过冷却室用输入输出门可以将被处理品输入或输出冷却室。而且，通过利用冷却室用气体冷却循环装置使冷却气体相对于静置在冷却室的冷却区域的被处理品沿上下方向循环，可以朝上或朝下均匀地对被处理品供给冷却气体。
并且，根据本发明的优选实施方式，前述加热炉包括：内部被真空排气了的真空容器、将被处理品收容在内部的加热室、用于使被处理品进出加热室的前门、关闭用于使被处理品移动到加热室内的开口的后门、能够前后水平移动地载置被处理品的载置台、和用于加热被处理品的加热器。
根据该构成，能够使真空容器的内部减压至真空，利用加热器将被处理品加热至规定的温度。
优选地，前述加热炉还具有使在加热室内通过的气体冷却、循环的加热室用气体冷却循环装置。
根据该构成，通过利用加热室用气体冷却循环装置使冷却气体循环，可以在短时间内冷却真空容器的内部。
并且，根据本发明的优选实施方式，前述加热炉还具有设置在冷却室的相反一侧、用于输入或输出被处理品的加热炉用输入输出门。
根据该构成，能够通过加热炉用输入输出门直接将被处理品输入或输出加热室。
而且，根据本发明，提供一种双室型热处理炉，其特征在于，包括：冷却被处理品的冷却炉、加热该被处理品的加热炉、和在该加热室和冷却室之间输送被处理品的输送装置，按照输送装置、加热炉、冷却炉的顺序进行配置。
从参照了附图的以下说明中，可明了本发明的其他目的以及有利的特征。
附图说明
图1是非专利文献1所公开的高速循环气体冷却炉的构成图。
图2是专利文献1的“真空炉的气体循环冷却促进法”的构成图。
图3是专利文献2的“多室型热处理炉”的构成图。
图4是表示本发明的双室型热处理炉的第一实施方式的整体构成图。
图5是表示本发明的双室型热处理炉的第二实施方式的整体构成图。
图6是表示本发明的双室型热处理炉的第三实施方式的整体构成图。
具体实施方式
下面，参照附图，对本发明的优选实施方式进行说明。另外，在各图中，对共同的部分赋予了同一附图标记，并省略重复的说明。
图4是表示本发明的双室型热处理炉的第一实施方式的整体构成图。本发明的双室型热处理炉包括：加热炉10、冷却炉20以及输送装置30。
加热炉10是内置有高度与冷却室22大致相同、与冷却室邻接、加热被处理品1的加热室12的可密闭炉子，具有在减压之后重新填充惰性气体等并对被处理品1进行加热的功能。冷却炉20是内置有对加热后的被处理品1进行气体冷却的冷却室22的可密闭加压容器，具有通过加压了的循环气体2对加热后的被处理品1进行冷却的功能。输送装置30具有在加热室12和冷却室22之间水平输送被处理品1的功能。
加热炉10包括：内部被真空排气了的真空容器11、将被处理品11收纳于内部的加热室12、用于使被处理品1进出加热室的前门13、关闭用于使被处理品1移动到加热室内的开口的后门14、能够前后水平移动地载置被处理品1的载置台15、用于加热被处理品1的加热器(未图示)等。另外，在该图中，以打开状态表示前门13和后门14。此外，5a和5b是开闭上下方向的顶塞(top plug)和底塞(bottom plug)。
根据该构成，能够将真空容器11的内部减压至真空，利用加热器将被处理品1加热至规定温度。
在图4中，冷却炉20包括：冷却室用输入输出门21、冷却室22以及冷却室用气体冷却循环装置23。
冷却室用输入输出门21设置在加热室12的相反一侧(图中右侧)，用于将被处理品1输入或输出冷却室22。该输入/输出通过设置在炉外的输送机构(例如，叉式升降机、起重机等)来进行。另外，在该图中，以打开状态表示冷却室用输入输出门21。
冷却室22包围静置被处理品1的冷却区域，在其内侧沿着上下方向形成截面一定的气体流路。
冷却室用气体冷却循环装置23包括冷却风扇24、和热交换器(未图示)，使冷却室22内上下方向通过的气体2冷却循环，利用冷却气体2均匀地冷却被处理品1。另外，也可以不同于该图，在侧面设置冷却室用气体冷却循环装置23。
输送装置30具有：多个自由辊(free roller)32、推拉(push pull)部件34以及驱动装置36。
多个自由辊32设置在加热室12以及冷却室22内，在水平输送方向可移动地仅支承被处理品1的宽度方向两端部。该自由辊32是以轴心为中心能够自由旋转的圆筒形的短辊子，几乎不妨碍冷却室22内气体顺利的流动。而且，自由辊仅具有在水平输送方向可移动地支承被处理品1的功能，由简单的轴承(例如间隙大的轴颈轴承)构成，使得即使在加热室12内被加热也不会损害功能，通过定期进行检测或更换，成为几乎不需要应对热的方法的简单构造。
推拉部件34在与被处理品1卡合的同时，沿水平方向移动，水平推拉被处理品。在该实例中，推拉部件34是在末端部(图中左端部)位于加热室12的图中左侧附近时，前端部(图中右端部)到达冷却室22的内部的细长部件(例如中空矩形截面的部件)为佳。而且，该推拉部件34在前端部具有能够起伏的卡合部件35，通过内置于推拉部件34的末端部(左端部)的未图示的致动器，可以随时进行起伏动作。在该起伏动作中，卡合部件35可以随时变更成高位置和低位置，在高位置处与被处理品1(或者其载置台)卡合，能够水平推拉被处理品1；在低位置处不与被处理品(或者其载置台)卡合，能够水平移动。
另外，该起伏机构不限定于由致动器直接起伏的构造，只要可以从加热室12以及冷却室22的外部进行起伏，也可以是齿条小齿轮、链条驱动等机构。而且，为了始终水平保持推拉部件34，而将推拉部件用的自由辊33设置在冷却室22以外的区域。
驱动装置36以与加热室的和冷却室相反一侧(图中左侧)邻接的方式设置，具有使推拉部件34水平移动的功能。在该实例中，驱动装置36是卷挂在一对链轮36a之间的环状链36b，环状链36b的一部分与推拉部件34的末端部连接。而且，图中左侧的链轮36a由未图示的旋转马达旋转驱动。
根据该构成，由旋转马达旋转驱动链轮36a，可以使推拉部件34的末端部水平移动，并使其前端部的卡合部件35水平移动。
根据上述图4的构成，只有构成输送装置30的自由辊32设置在加热室12以及冷却室22内，借此仅支承被处理品1的宽度方向两端部，所以，几乎不会妨碍冷却室22内的气体的顺利流动。
而且，自由辊32具有只在水平输送方向可移动地支承被处理品1的功能，几乎不需要应对热的方法，可以使构造简单。
因此，由于在冷却室内不存在自由辊32以外的输送机构，所以，不会阻碍气流，而且在加热室12内也不存在自由辊以外的输送机构，所以，不需要复杂的用于输送的机构。
另外，通过使卡合部件35处于高位置，并水平移动推拉部件34，可以水平推拉被处理品1；使卡合部件35处于低位置，可以在不与被处理品1卡合的情况下水平移动推拉部件34。因此，从外部将被处理品1装入到冷却室22之后，可以使用输送装置30，将其从冷却室22向加热室12移动，在加热处理之后，可以从加热室12向冷却室22移动，且在冷却后能够输出到外部。并且，由于在加热室内的加热过程中、以及在冷却室内的冷却过程中，可以使推拉部件34在加热室12的左侧待机，所以，能够气密地保持各个室。另外，由于在待机过程中，自由辊32以外的输送装置30位于非加热区域，所以，不需采取特别的应对热的方法即可防止其过热。
图5是表示本发明的双室型热处理炉的第二实施方式的整体构成图。
在该实例中，输送装置30是链条推拉(chain pusher puller)型装置。而且，驱动装置36包括：与推拉部件34的末端部连接并水平移动的水平移动链条37a、与水平移动链条啮合的链轮37b、和旋转驱动链轮37b的旋转马达(未图示)。并且，为了始终水平保持推拉部件34和水平移动链条37a，在冷却室22以外的区域具备适当的推拉部件用的自由辊33。
根据该构成，由旋转马达旋转驱动链轮37b，使水平移动链条37a水平移动，而使推拉部件34水平移动，由此，可水平移动其前端部的卡合部件35。
而且，在该实例中，冷却炉20以沿左右方向能够由可气密地开闭的离合器环25分割的方式构成，在图的右端内置有气体冷却循环装置24和热交换器26。
根据该构成，通过敞开离合器环25，使气体冷却循环装置24和热交换器26向图中的右方后退，可以将被处理品1直接收纳到冷却室22。而且，利用离合器环25使冷却炉20气密，将加压后的冷却用气体(氩气、氦气、氮气、氢气等)供给到内部，由此可以将加压气体用于冷却。
冷却室22与加热炉10邻接，设置在容器躯干部的中央部。冷却室22的加热炉侧，由中间隔热门、和在与气体冷却循环装置相邻的两侧面具有气密性的隔热壁隔开。而且，该冷却室22上下端开口，并且，在其内侧沿上下方向形成有截面一定的气体流路。该冷却室22的内侧是冷却区域，被处理品1是例如齿轮·轴喷气发动机的动叶、静叶、螺栓等小型金属部件，收容在托盘或篮(basket)内，放置并静置于冷却室22的中央处具有通气性的载置台上。
载置台23设置成与加热炉10的载置台为同一高度，可以在内置的辊子32上自由地移动。其他构成与第一实施方式相同。
根据该构成，通过使卡合部件35处于高位置，水平移动推拉部件34，可以水平推拉被处理品1；使卡合部件35处于低位置，可以在不与被处理品1卡合的情况下水平移动推拉部件34。因此，在敞开离合器环25，从外部将被处理品1装入到冷却室22中之后，可以使用输送装置30，将其从冷却室22向加热室12移动；在加热处理后，可以从加热室12移动到冷却室22，且在冷却之后能够输出到外部。并且，由于在加热室内的加热过程中、以及在冷却室内的冷却过程中，可以使推拉部件34在加热室12的左侧待机，所以，能够气密地保持各个室。另外，由于在待机过程中，自由辊32以外的输送装置30位于非加热区域，所以，不需采取特别的应对热的方法即可防止其过热。
图6是表示本发明的双室型热处理炉的第三实施方式的整体构成图。
在该实例中，加热炉10具备使在加热室12内通过的气体冷却、循环的加热室用气体冷却循环装置16。而且，在冷却室22的相反一侧(该图左侧)具有加热炉用输入输出门17，能够直接将被处理品1输入加热室12或从加热室12输出。其他构成与第二实施方式相同。
根据该构成，通过使卡合部件35处于高位置，水平移动推拉部件34，可以水平推拉被处理品1；使卡合部件35处于低位置，可以在不与被处理品1卡合的情况下水平移动推拉部件34。因此，在敞开加热炉用输入输出门17，从外部将被处理品1装入到加热室12中之后，可以使用输送装置30，在加热处理后，将其从加热室12移动到冷却室22，且在冷却之后能够输出到外部。并且，由于在加热室内的加热过程中、以及在冷却室内的冷却过程中，可以使推拉部件34在加热室12的左侧待机，所以，能够气密地保持各个室。另外，由于在待机过程中，自由辊32以外的输送装置30位于非加热区域，所以，不需采取特别的应对热的方法即可防止其过热。
另外，本发明不限定于上述的实施例和实施方式，当然在不脱离本发明主旨的范围内可以进行各种变更。

Claims (8)

1、一种双室型热处理炉，其特征在于，包括：可密闭的冷却炉，内置有对加热后的被处理品进行冷却的冷却室；可密闭的加热炉，内置有与该冷却室邻接、对被处理品进行加热的加热室；和输送装置，在该加热室和冷却室之间输送被处理品；
该输送装置具有：多个自由辊，设置在前述加热室和冷却室内，在输送方向可移动地仅支承被处理品的宽度方向两端部；推拉部件，一边与被处理品卡合一边移动，来推拉被处理品；和驱动装置，与加热室的和冷却室相反一侧邻接设置，使前述推拉部件移动。
2、根据权利要求1所述的双室型热处理炉，其特征在于，前述推拉部件具有卡合部件，该卡合部件能够在与被处理品卡合而水平推拉被处理品的高位置、和在不与被处理品卡合的情况下水平移动的低位置起伏。
3、根据权利要求2所述的双室型热处理炉，其特征在于，前述驱动装置包括：与推拉部件的末端部连接且水平移动的水平移动链条、与该水平移动链条啮合的链轮、和旋转驱动该链轮的旋转马达。
4、根据权利要求1所述的双室型热处理炉，其特征在于，前述冷却炉包括：冷却室用输入输出门，设置在加热室的相反一侧，用于将被处理品输入或输出冷却室；冷却室，包围静置被处理品的冷却区域，在其内侧沿上下方向形成截面一定的气体流路；和冷却室用气体冷却循环装置，使在该冷却室内沿上下方向通过的气体冷却、循环。
5、根据权利要求1所述的双室型热处理炉，其特征在于，前述加热炉包括：内部被真空排气了的真空容器、将被处理品收容在内部的加热室、用于使被处理品进出加热室的前门、关闭用于使被处理品移动到加热室内的开口的后门、能够前后水平移动地载置被处理品的载置台、和用于加热被处理品的加热器。
6、根据权利要求5所述的双室型热处理炉，其特征在于，前述加热炉还具有使在加热室内通过的气体冷却、循环的加热室用气体冷却循环装置。
7、根据权利要求5所述的双室型热处理炉，其特征在于，前述加热炉还具有设置在冷却室的相反一侧、用于输入或输出被处理品的加热炉用输入输出门。
8、一种双室型热处理炉，其特征在于，包括：冷却被处理品的冷却炉、加热该被处理品的加热炉、和在该加热室和冷却室之间输送被处理品的输送装置，按照输送装置、加热炉、冷却炉的顺序进行配置。
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