CN201224750Y - 热处理炉余热利用及预热升温系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及热处理炉余热利用及预热升温系统，包括二个或二个以上加热炉(1)，其特征是：加热炉(1)的内腔(11)之间分别通过二条通道连通；通道之一设有气阀(3)，通道之二设有气阀(3)和抽风机(4)；或者通道之一设有气阀(3)，通道之二设有气阀(3)和抽风机(4)，同时在通道之一或通道之二设置热交换器，所述热交换器设有二个气体输入口和一个气体输出口。本实用新型利可提高了余热的利用率，缩短了工作工艺周期，使热处理对象和热处理时间周期达到最小化；能够利用到炉体上蓄积的热量，达到热量利用效率的最佳和最大程度。由于直接或间接排放的热量减少，可以大大改善热处理车间工作环境。同时采用PLC控制，自动化程度高，大大提高工作效率。

Description

热处理炉余热利用及预热升温系统

技术领域

本实用新型涉及一种热处理装置，特别涉及一种热处理炉余热利用及预热升温系统。属于热处理设备技术领域。

背景技术

金属热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度冷却的一种工艺。热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程，有时只有加热和冷却两个过程。金属热处理炉是用来对金属进行热处理的设备，按供热方式主要分为火焰炉和电炉两类；按热工制度又可分周期式和连续式两类。周期式炉又称间断式炉，例如罩式炉、台车式炉和井式炉等，涉温过程在同一内罩内，一般无预热过程，炉子间断式生产，在每一加热周期内炉温是变化的；连续式炉属于恒温炉，例如环行炉、步进式炉和推杠炉等，预热、加热、保温、降温分在不同箱体内进行，金属工件从预热区进，从降温区出。现有热处理炉在使用的过程中的余热往往得不到很好利用，特别是在炉体或工件降温的过程中，余热基本上没有利用到。普遍采用随炉冷或加吹风机来冷却，对罩式炉有时候采用浇水的方式来冷却，这几种方式造成以下几个问题：(1)导致大量热量的散失，而且新增冷却设备加重了能源浪费；(2)热量散失到车间中，提高了车间的工作温度，严重影响工作环境；如果未经处理和利用的余热直接排放，容易破坏太空臭氧层，造成环境污染。(3)生产工艺周期长，从而降低工作效率。

实用新型内容

本实用新型的目的，是为了克服现有的热处理炉在降温过程中存在的余热得不到有效利用、浪费能源、工作工艺周期长、工作效率低、热处理车间工作环境差的缺点，提供一种热处理炉余热利用及预热升温系统。

它能显著提高工件在降温过程中的余热利用率，提高热效率，缩短工艺周期，提高工作效率，改善热处理车间工作环境。

本实用新型的目的可以通过如下措施达到：

热处理炉余热利用及预热升温系统，包括二个或二个以上加热炉，其结构特点是：加热炉的内腔之间分别通过二条通道连通；通道之一设有气阀，通道之二设有气阀和抽风机，构成抽风式循环结构；或者通道之一设有气阀，通道之二设有气阀和抽风机，同时在通道之一或通道之二设置热交换器，所述热交换器设有二个气体输入口和一个气体输出口，构成热交换抽风式循环结构。

对于抽风式循环结构，余热利用及预热升温原理为：当加热炉体在停炉或工件需要降温、另一炉体升温或准备加热新进工件时，就打开两炉体之间的二通道上的气阀，开动抽风机。一种工作方式是，将二条通道上的气阀全部打开，使两炉体炉膛内部气体互相流动，气体不断循环，形成对流，热量就会随着抽风机的不停工作，在两炉体之间形成热量传递，高温的一方因不断有冷的气体加入，稀释热气，达到降温，而低温的一方同时有不断的热的气体的加入，加热了炉内的气体，该受加热的气体又与炉体或工件的表面接触，实现了两者之间的热量传导，加热了炉体和工件，实现余热循环利用。另一种工作方式是，只打开设有抽风机的通道上的气阀，将温度较高的炉体内腔的热气抽送到温度较低的炉体内腔使其升温，实现余热简单利用。对于热交换抽风式循环结构，余热利用及预热升温原理为：加热炉继续工作、其炉内温度继续维持高温，将其炉内热气从排放口引至热交换器的气体输入口，通过热交换器将需要送入待升温的热处理炉的气体预热，既达到余热利用，又避免废气直接排放、防止空气污染的目的。

本实用新型的目的还可以通过如下措施达到：

本实用新型的一种实施方式是：还包括一个PLC控制单元，PLC控制单元由PLC控制电路、设置在加热炉的炉体内的温度传感器、设置在风管上的电动蝶阀和设置在抽风机上的交流接触器组成；温度传感器的信号输出端与PLC控制电路的信号输入端连接，电动蝶阀、交流接触器的信号输入端分别与PLC控制电路的信号输出端连接。

本实用新型的一种实施方式是：阀门为一种气动蝶阀。

本实用新型的一种实施方式是：加热炉可以采用连续式加热炉或周期式加热炉或者是同时采用连续式加热炉、周期式加热。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型利用工件在冷却过程中或停炉冷却的过程中的热量转移来加热另一新进工件或炉体升温；大量的节约了热量的浪费，提高了余热的利用率，缩短了工作工艺周期，使热处理对象和热处理时间周期达到最小化；同时由于是采用直接加热的方式，使热量的转化过程缩短；而且能够利用到炉体上蓄积的热量，达到热量利用效率的最佳和最大程度。由于直接或间接排放的热量减少，可以大大改善热处理车间工作环境。

2、由于本实用新型采用了简洁的管路控制和可靠的阀门、仪器仪表等，使用起来方便耐用，维护也简单，结构简单精巧，操作控制方便；同时采用PLC控制，各工作动作由PLC控制单元逐一发出指令，使各动作连续有序进行，自动化程度高，大大提高工作效率。

3、本实用新型还可以设置热交换器，在热处理炉工作过程中将热量通过热交换器传递给未升温的炉体和工件，具有热量传递直接快速、通用性和实用性强，可用于各种炉型，同一炉体相互或多种不同炉体相互交叉使用的效果。

附图说明

图1是本实用新型具体实施例1的结构示意图。

图2是本实用新型具体实施例1的控制单元的结构框图。

图3是本实用新型具体实施例2的结构示意图。

图4是本实用新型具体实施例3的结构示意图。

具体实施方式

具体实施例1：

参照图1，本实施例包括二个加热炉1，加热炉1的内腔11之间分别通过二条通道2连通；通道之一设有气阀3，通道之二设有气阀3和抽风机4；在通道上设有PLC控制单元5，PLC控制单元5的控制信号输出端分别连接气阀3的控制信号办公设备端和抽风机4的控制读信号输入端。

参照图2，PLC控制单元5由PLC控制电路51、设置在加热炉1的炉体内的温度传感器52、设置在风管2上的电动蝶阀53和设置在抽风机4上的交流接触器54组成；温度传感器52的信号输出端与PLC控制电路51的信号输入端连接，电动蝶阀53、交流接触器54的信号输入端分别与PLC控制电路51的信号输出端连接。

PLC控制单元5的工作过程如下：由温度传感器检测两方的温度偏差，发送信号到PLC控制电路51，再由PLC控制电路51同时发出指令到电动蝶阀3、抽风机4和交流接触器54，开启电动蝶阀3和抽风机4进行工作，当达到温度平衡后，温度传感器52检测两方的温度平衡后，再发出信号到PLC控制电路51，由PLC控制电路51再发出指令到电动蝶阀3和抽风机4交流接触器54，关闭电动蝶阀3和抽风机4，停止工作，完成工作过程。

本实施例中，所述阀门3为一种气动蝶阀。所述加热炉1为一种罩式炉，它包括炉体和炉座，炉体上设有加热装置，炉体内空腔中还设有一内罩，为防止金属工件在加工过程中表面氧化，内罩和炉座密封，内充有保护性气体。PLC控制单元5为常规的PLC控制器，PLC控制电路51、温度传感器52、电动蝶阀53和交流接触器54可以采用常规零部件。

本实施例的工作原理：

工作时，金属工件(6，7)放置在加热炉的炉膛内，当一个炉体在停炉或工件降温而同时另一炉体升温或准备加热新进工件时，就打开两炉体之间的两根风管上的阀门，开动抽风机，使两炉体炉膛内部气体互相流动，气体不断循环，形成对流，热量就会随着抽风机的不停工作，在两炉体之间形成热量传递，高温的一方因不断有冷的气体加入，稀释热气，达到降温，而低温的一方同时有不断的热的气体的加入，加热了炉内的气体，该受加热的气体又与炉体或工件的表面接触，实现了两者之间的热量传导，加热了炉体和工件。当两炉体炉膛内部(包括工件)的温度达到平衡后，就不需再循环了，同时该两炉体内部的温度传感器就会把检测到的温度信号输入到PLC控制系统，从而PLC控制系统输出信号，关掉相互之间的抽风机，关掉阀门，完成余热循环使用，而相应使待升温的炉体或准备加热的新进工件得到了预热，达到了使需停炉或工件降温的炉体的热量得到了快速有效、最大化的利用。该过程全程采用PLC控制，控制简单方便，自动化程度较高。

具体实施例2：

参照图3，本实施例的特点是：通道之一设有气阀3，通道之二设有气阀3和抽风机4，同时在通道之一或通道之二设置热交换器8，所述热交换器设有二个气体输入口和一个气体输出口。其余同具体实施例1。

具体实施例3：

参照图4，本实施例的特点是：包括三个加热炉1，其中1#加热炉中的工件需要降温，2#和3#二个加热炉中的工件需要预热，相邻二个加热炉1的内腔11之间分别通过一条通道2连通；各通道设有气阀3，1#加热炉与3#加热炉之间通过一条通道连通，该通道设有气阀3和抽风机4；在通道上设有PLC控制单元5，PLC控制单元5的控制信号输出端分别连接气阀3的控制信号办公设备端和抽风机4的控制读信号输入端。其余同具体实施例1。

具体实施例4：

本实施例的特点是：所述加热炉1采用连续式加热炉。其他与具体实施例1相同或实施例2或实施例3。

其他实施例：

本实用新型其他实施例的特点是：可用于各种炉型，可以是同一型号的加热炉或多种不同型号的加热炉相互交叉使用。加热炉1可以是四个、五个、六八个或者十个以上。

Claims (4)

1、热处理炉余热利用及预热升温系统，包括二个或二个以上加热炉(1)，其特征是：加热炉(1)的内腔(11)之间分别通过二条通道连通；通道之一设有气阀(3)，通道之二设有气阀(3)和抽风机(4)；或者通道之一设有气阀(3)，通道之二设有气阀(3)和抽风机(4)，同时在通道之一或通道之二设置热交换器，所述热交换器设有二个气体输入口和一个气体输出口。

2、根据权利要求1所述的热处理炉余热利用及预热升温系统，其特征是：它还包括一个PLC控制单元(5)，PLC控制单元由PLC控制电路(51)、设置在加热炉(1)的炉体内的温度传感器(52)、设置在风管(2)上的电动蝶阀(53)和设置在抽风机(4)上的交流接触器(54)组成；温度传感器(52)的信号输出端与PLC控制电路(51)的信号输入端连接，电动蝶阀(53)、交流接触器(54)的信号输入端分别与PLC控制电路(51)的信号输出端连接。

3、根据权利要求1或2所述的热处理炉余热利用及预热升温系统，其特征是：所述气阀(3)为一种气动蝶阀。

4、根据权利要求1或2所述的热处理炉余热利用及预热升温系统，其特征是：所述加热炉(1)可以采用连续式加热炉或周期式加热炉或者是同时采用连续式加热炉、周期式加热。

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