CN202543264U - 真空炉气体回收及氦氮气体混合系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种真空炉气体回收及氦氮气体混合系统，其特征是该系统由管道(1)，单向阀(2)，过渡罐(3)，气体净化装置(4)，气体纯度检验装置(5)，排气电磁阀及手动安全阀(6)，增压泵(7)，储气罐(8)，压力传感器(9)，流量检测装置(10)和PLC控制器(11)组成。所述系统采用模块式结构，结构紧凑，占地面积小，且不用破坏及改变现有使用的气淬炉，提高了真空气淬炉的冷却速度又降低了生产成本低。

Description

真空炉气体回收及氦氮气体混合系统

技术领域

本实用新型涉及一种工业气体回收处理设备，具体涉及一种真空炉气体回收及氦氮气体混合系统。

背景技术

在热处理行业，随着质量要求的不断提高及自动化程度的不断提高，真空热处理炉越来越多的取代传统的盐浴炉及其他空气加热炉，而且随着节能减排要求的不断提高，真空高压气淬炉的使用量慢慢超越真空油淬炉成为行业的趋势。

真空高压气淬炉具备淬火质量优良，表面光洁度高，不用清洗，变形小，工作环境清洁等特点。但同时，也存在着以下的问题：

1、每次淬火均要消耗大量氮气来冷却工件，冷却完毕后直接排放。尤其大容量高压力的气淬炉，其使用成本比真空油淬炉要高了10-20倍，这对使用者是一笔比较大的生产成本，且氮气因为纯度要求较高，多以液氮汽化后使用，液氮在生产及运输过程中要消耗较多的能源，不利于国家及社会的节能减排。

2、真空气淬炉的冷却速度通常由气体的压力、气体的种类、流动速度等、热交换器效果决定。在设备及工艺条件一致的情况下，冷却气体是决定设备热处理质量的头等因素。

目前市场上的设备冷却气体选用氮气，其实从冷却效果并非是最佳选择，因为在同等条件下，氮气的热传导速度与氢气及氦气相比差出6-7倍，但氢气由于易燃易爆不常用于热处理生产；而液氦价格超出液氮近百倍，过于高昂。

若能解决氦气成本及消耗的问题，则氦气冷却是更优越的冷却介质。

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种真空炉气体回收及氦氮气体混合系统。

为解决上述问题，本实用新型所采取的技术方案是：

一种真空炉气体回收及氦氮气体混合系统，由管道，单向阀，过渡罐，气体净化装置，气体纯度检验装置，排气电磁阀及手动安全阀，增压泵，储气罐，压力传感器，流量检测装置，PLC控制器组成。该系统通过密封法兰对接气淬炉的排气口法兰，在通过管道连接过渡罐，过渡罐与气淬炉之间加装单向阀，过渡罐之后管道连接气体净化装置与气体纯度检测装置，在气体监测装置之后有两个管道，一个是直接排放管道，上面有排气电磁阀及手动安全阀；另一管道连接增压泵，增压泵后的管道通向生产现场的储气罐，在此之间的官道上加装压力传感器及流量检测装置。

更进一步的，所述PLC控制器分别与排气电磁阀及手动安全阀、压力传感器及流量检测装置电气相连，并控制协调工作。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：所述真空炉气体回收及氦氮气体混合系统采用了模块式结构，结构紧凑，占地面积小，且不用破坏及改变现有使用气淬炉，只要对接一个法兰接口即可，最重要的是在现实生产中将解决以下问题。

1、解决真空气淬生产成本高昂的问题

现有的高压真空气淬炉在淬火冷却过程中使用氮气冷却，淬火完成之后，氮气直接排放，无任何循环利用的工艺。按照评估国内市场现有的真空气淬炉的保有量大约在8000-10000台，常用炉型是755、966、1288，常用压力是6-10公斤，我们按6公斤计算，通常每次淬火消耗氮气约35公斤，每天每炉可开3-4次，全国热处理行业因此可以节约的成本非常惊人，且空分行业是能耗大户，运输及分装过程中又要消耗大量的能越及人工，若能回收现有气体，则于企业于社会则都将大大的节能降耗。

2、解决现有真空气淬炉的冷却速度不足的问题

国内市场现存的近万台设备的冷却效果，已逐渐不能满足更高品质要求，国内的现行的高端设备与国际高端设备冷却效果也存在一定差距，价格上的差距则更大，动辄几百万计。我国机电行业尤其是高端制造行业每年进口的高压真空炉以以亿计，而使用氮气与使用氦气或氦氮混合气冷却，则其冷速可以提高30％100％，而该专利产品既很好的解决了氦气一次性消耗不起的问题，也解决了氦氮混合监控的问题。相当于对现有老设备进行了一次精确的原地升级；也可以在新购置设备上加装以达到更高级别设备的标准。为企业节省巨大的成本。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图

其中，(1)为管道，(2)为单向阀，(3)为过度罐，(4)为气体净化装置，(5)为气体纯度检验装置，(6)为排气电磁阀及手动安全阀，(7)为增压泵，(8)为储气罐，(9)为压力传感器，(10)为流量检测装置，(11)为PLC控制器。

具体实施方式

本实用新型的实现具有多种方式，以下优选例为为了公众更好的理解本实用新型所述的技术内容，而不是对所述技术内容的限制。事实上，在不违反本实用新型所连发明精神实质内所做的对任意元件的增减、替换和改进都在本实用新型所要求保护的技术方案之内。

如图1所示，一种真空炉气体回收及氦氮气体混合系统，由管道(1)，单向阀门(2)，过渡罐(3)，气体净化装置(4)，气体纯度检验装置(5)，排气电磁阀及手动安全阀(6)，增压泵(7)，储气罐(8)，压力传感器(9)，流量检测装置(10)，PIC控制器(11)等组成。

该系统通过密封法兰对接气淬炉的排气口法兰，在通过管道(1)连接过渡罐(3)，过渡罐(3)与气淬炉之间加装单向阀(2)，过渡罐(3)之后管道连接气体净化装置(4)与气体纯度检测装置(5)，在气体纯度检测装置(5)之后有两个管道，一个是直接排放管道，上面有排气电磁阀及手动安全阀(6)。另一管道连接增压泵(7)，增压泵(7)后的管道通向生产现场的储气罐(8)，在此之间的官道上加装压力传感器(9)及流量检测装置(10)。PLC控制器(11)分别与排气电磁阀及手动安全阀(6)、压力传感器(9)及流量检测装置(10)电气相连，并控制协调工作。

使用单一气体其工作过程如下：真空气淬炉冷却结束，打开排气阀开始排气，该系统开始工作，排出气体通过密封法兰及管道进入该系统的过渡罐，期间的单向阀可以避免气体的回流，过渡罐的气体经过净化装置净化，滤除掉颗粒杂质及微量的水分及氧气，再经过在线式气体纯度检测。

若纯度达不到设定的要求时，则回收阀门关闭，增压泵不工作，而排放阀门自动打开对外排放，手动阀门则是用于电磁阀失效的待修状态。

若纯度可以达到设定要求，则排放阀门自动关闭，回收阀门打开，增压泵开启工作，以便把回收气体压入更高压力的气淬炉储罐中。

在与气淬炉储罐相连的管道中，有压力传感器，以便在线监控灌装过程中压力有无超过设定压力，一旦超过，则增压泵停止工作，避免充入过高压力的气体。

以上是使用单一气体的工作过程，若使用混合氦氮混合气体，则其配置及工作过程与使用单一气体稍有区别，区别在于以下两点：

1、气体检测装置要多设置混合气的分别检测装置。

2、在使用过程中要设定混合气成分中氮气及氦气的比例，在实际生产中氦气由于分子小容易有微量泄漏，在积累到一定程度时，会对淬火冷却速度产生变化，所以，系统设置其上下线的比例，超过比例报警提示，并及时由预留的充装口充装。

Claims (3)

1.一种真空炉气体回收及氦氮气体混合系统，是由管道(1)，单向阀(2)，过渡罐(3)，气体净化装置(4)，气体纯度检验装置(5)，排气电磁阀及手动安全阀(6)，增压泵(7)，储气罐(8)，压力传感器(9)，流量检测装置(10)和PLC控制器(11)组成，其特征在于：通过管道(1)将气淬炉的排气连接过度罐(3)，过度罐(3)之后管道连接气体净化装置(4)与气体纯度检验装置(5)，气体纯度检验装置(5)有两个管道，一个是直接排放管道，上面有排气电磁阀和手动安全阀(6)，另一管道连接增压泵(7)，增压泵(7)之后的管道通向储气罐(8)。

2.根据权利要求1所述的一种真空炉气体回收及氦氮气体混合系统，其特征在于：所述的单向阀(2)安装在过渡罐与气淬炉之间。

3.根据权利要求1所述的一种真空炉气体回收及氦氮气体混合系统，其特征在于：所述的压力传感器(9)和流量检测装置(10)安装在增压泵(7)与储气罐(8)之间。

4根据权利要求1所述的一种真空炉气体回收及氦氮气体混合系统，其特征在于：所述的PLC控制器(11)分别与排气电磁阀及手动安全阀(6)、压力传感器(9)和流量检测装置(10)电气连接。

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