发明内容
为了解决上述存在的技术问题,本发明提供一种稀土永磁合金氢破处理设备。
一种稀土永磁合金氢破连续生产设备,是由吸氢室、加热脱氢室、冷却室、室间隔离阀门、料盒、传动装置和抽真空装置组成;吸氢室、加热脱氢室和冷却室间分别通过室间隔离阀门连接,所述传动装置设置在吸氢室、加热脱氢室和冷却室的上部,料盒悬挂在传动装置上,沿传动装置依次经吸氢室、加热脱氢室和冷却室滚动输送。
所述吸氢室箱体外壁带有水冷管或夹套,吸氢室上设有抽真空管路、氢气导入管路、惰性气体导入管路、安全阀、压力表、压力传感器及热电偶;抽真空管路与抽真空装置连接。
所述加热脱氢室至少一个,多个时串联设置,其内部设有立式矩形加热炉,加热炉内壁设有隔热层,隔热层内部有多组加热器,加热器温度分组控制,传动装置在加热炉外,加热炉的上部设有可左右开合的隔热板;加热脱氢室外壁有水冷管或夹套、有抽真空管路、惰性气体导入管路、安全阀和压力表;抽真空管路与抽真空装置连接。
所述加热脱氢室和吸氢室及吸氢室和大气间设置双向密封插板阀,其他各室设置单向密封插板阀。
所述单向密封插板阀包括阀体、第二气缸、多个气缸或油缸、第一阀板、阀板行走装置、刚性冷却水进出管组件和前、后盲法兰,其中,阀体对应两侧分别设置有前、后盲法兰,前盲法兰,前盲法兰外上部设有第二气缸及冷却水管组件;阀体内设置有与阀体另外两侧平行的第一阀板,第一阀板通过阀板行走装置吊在阀体内上部,阀板行走装置与外部第二气缸的气缸杆缸头部分刚性连接,第一阀板底部与阀体间设置有滑轮导轨,第一阀板上焊有水冷管或夹套,水冷管或夹套通过冷却水管组件的软管连接到两个密封刚性冷却水管轴上,冷却水管组件的冷却水管轴与第二气缸的气缸杆连接,实现联动,第一阀板移位时与冷却水管轴相对静止,多个气缸或油缸置于阀体外,分别与第一阀板的两端连接锁紧第一阀板,实现密封。
所述阀板行走装置包括设置于阀箱体内上端的上滑轨,滑轮组以及滑轮连板,所述滑轮组置于上滑轨内,滑轮组通过滑轮连板将阀板吊在上滑轨上。
所述双向密封插板阀是在所述的单向密封插板阀内还设置有与第一阀板对称的第二阀板和阀体外与第二阀板两端连接的两列气缸或油缸。
所述冷却室至少设置一个,其冷却室箱体外壁有水冷管或夹套,侧壁设有第二电机,内部设有风箱,风箱的一侧侧板设有多个导流管,对应的另一侧设有换热器,换热器出风口对着风机,风机与第二电机轴连接,冷却室壁周边设有弧形导流板;外部连接有抽空管路、惰性气体导入管路和安全阀管路;抽真空管路与抽真空装置连接。
所述料盒包括料筐、导流管及铰链,所述料筐两相对侧板焊有多排贯穿料筐内腔的扁圆异型管,异型导流管上开有多个通气孔与料筐内腔相通,料盒底板是带有铰链的向外翻转的门板。
所述冷却室末端还设有出料室,所述出料室下方设有收料斗,收料斗通过手套箱连接料罐,手套箱进出管路上分别设有阀门;出料室上设有惰性气体充气管路、压力表和放气阀。
本发明的有益效果:
本发明与现有旋转式氢破炉相比,是将吸氢室、加热脱氢室和冷却室通过室间阀门串接起来,将稀土永磁合金在本发明设备中一次完成吸氢处理、加热脱氢处理、冷却处理和在惰性气体保护气氛下的收料装罐处理。避免现有旋转式氢破炉在惰性气体保护下取出磁粉很困难,冷速低,处理时间长,外热式的马弗炉能耗大的问题。加工工艺是在真空和惰性气体保护气氛中进行的连续生产,在降低能耗的前提下,产能高和产品一致性好,破碎的粉体含氧量少,粉体中单晶粒子占很大比重,性能高,同时提高设备使用寿命,缩短了设备维护保养时间。
实施例:如图1所示,本发明的设备是包括依次设置的进端过渡架3、1#阀门8、吸氢室14、2#阀门22、加热脱氢室23、3#阀门25、冷却室27、4#阀门31、出端过渡架32、回线架,以及电气控制柜和抽真空装置;吸氢室14、加热脱氢室23和冷却室27间分别通过室间隔离阀门连接,所述传动装置设置在吸氢室14、加热脱氢室23和冷却室27的上部,料盒2悬挂在传动装置上,沿传动装置依次经吸氢室14、加热脱氢室23和冷却室27滚动输送。回线架与各室的传动装置组成环形传动轨道,形成循环往复的环形传送方式。料盒2悬挂在传动装置上,沿传动轨道滑动。
所述的进端过渡架3是生产工序的物流流转准备过渡区域,可以是在大气状态下的工作台架,也可以是一个密封箱体,该箱体上部进料管路上有阀门,阀门上有装料罐。料盒2立式悬挂在传动装置上滚轮轨道链轮链条输送,变频调速。
如图2、图3所示,所述吸氢室14是立式箱体,箱体外壁带有水冷管或夹套,在吸氢室14顶部设有真空抽气管路、氢气导入管路15、惰性气体导入管路9、电控式主动安全阀17、破片式被动安全阀16、电接点压力表18、真空规19、压力传感器20和第一热电偶21,抽真空管路与抽真空装置连接。吸氢室14当漏率超过预定值停止导入氢气,当温度超出规定值停止导入氢气;如图4所示,吸氢室14接口法兰都是采用两个环形燕尾槽96分别装有两个胶圈组成双重真空密封,在两个燕尾槽96之间开有抽气孔95,可充入惰性气体;料盒2悬挂在传动装置上,箱体上部对称侧板上设有的光电开关显示控制料盒2位置,变频调速;稀土永磁合金在吸氢室完成破碎成粉。
如图5所示,所述加热脱氢室23是立式箱体,至少一个,多个时串联设置,本例采用1个,箱体外壁带有水冷管或夹套,在加热脱氢室顶部设有抽真空管路、惰性气体导入管路、电控式主动安全阀17、破片式被动安全阀16、电接点压力表、真空规和充气管路,抽真空管路与抽真空装置连接;加热脱氢室内部有立式矩形加热炉,加热炉内部有由上隔热板53、侧隔热板57和下隔热板59构成的隔热层,隔热层内部有多组加热器58,每组加热器58内均设热电偶43,加热器温度分组控制;传动装置在加热炉外,加热炉上部设有左右开合的隔热板51,隔热板51两侧分别连接气缸54,当料架走动时,隔热板51打开,当料架禁止在加热炉内,隔热板51关闭;加热炉侧壁有水冷电极56和热电偶55;安全阀出口处和抽真空管路排气管处连接有惰性气体管路,起到防爆安全作用;加热脱氢室23接口法兰都是采用两个环形燕尾槽96分别装有两个胶圈组成双重真空密封,在两个燕尾槽96之间开有抽气孔95,可以充惰性气体保护,与吸氢室14的接口法兰双重真空密封结构相同,如图4所示;加热脱氢室23上部装有压力传感器,当加热脱氢室23放出的氢气超出规定压力,停止加热;料盒2悬挂在传动装置上,加热脱氢室对称侧板上部加热炉外设有对射式光电开关,显示控制料盒2位置,变频调速;料盒2内的氢破粉在加热脱氢室23进行脱氢处理。
如图12所示,冷却室27是立式箱体,至少设置一个,本例设置1个;箱体外壁有水冷管或夹套,侧壁设有第二电机28,内部设有风箱,风箱一侧壁设有多个导流管60,对应的另一侧设有高密度翅片缠绕的高效换热器30,换热器30出风口对着风机29,风机29与第二电机28轴连接,冷却室27内壁周边设有弧形导流板61;外部连接有抽空管路、惰性气体导入管路和安全阀管路;抽真空管路与抽真空装置连接。料盒2悬挂在传动装置上,滚轮轨道链轮链条输送,冷却室27对称侧板上部设有对射式光电开关显示控制料盒2位置,变频调速;氢破粉在冷却室27以充入惰性气体方式进行冷却处理,冷却气体可以循环往复进行冷却;当粉体料达到出炉温度后,停止冷却风机,料盒2进入出料室94。
本发明在冷却室27末端还串接有出料室94,如图13所示,所述出料室94下方设有收料斗90,收料斗90通过手套箱92连接料罐93,出料室94上设有惰性气体充气管路86、压力表87和放气阀88。其中手套箱92是带有观察窗的手套箱体,手套箱92进出管路上分别设有手动阀门91。在出料时,出料室94内料盒2底翻转门打开,物料进入到收料斗90;出料室94设有抽气管路、惰性气体导入管路、出料管路和手套箱92;料盒2悬挂在传动装置上,出料室94两对称侧板上部设有对射式光电开关,显示控制料盒2位置,变频调速;氢破粉在出料室94分装在多个料罐93中。
本例加热脱氢室23和吸氢室14及吸氢室14和大气间设置双向密封插板阀,其他各室设置单向密封插板阀。
如图8-图10所示,所述单向密封插板阀包括阀体72、第二气缸67、多个气缸或油缸74、第一阀板77、阀板行走装置、刚性冷却水进出管组件和前、后盲法兰69、78,其中,阀体72对应两侧分别设置有前、后盲法兰69、78,前盲法兰69外上部设有第二气缸67及冷却水管组件;阀体72内设置有与阀体72另外两侧平行的第一阀板77,第一阀板77通过阀板行走装置吊在阀体72内上部,阀板行走装置与外部第二气缸67的气缸杆缸头部分刚性连接,第一阀板77底部设置有滑轮79,与阀体72内的导轨80配合,第一阀板77上焊有水冷管或夹套,水冷管或夹套通过冷却水管组件的软管84连接到两个密封刚性冷却水管轴83上,冷却水管轴83与第二气缸67的气缸杆连接,实现联动,第一阀板77移位时与冷却水管轴83相对静止,多个气缸或油缸74置于阀体72外,分别与第一阀板77的两端连接锁紧第一阀板77,实现密封。第一、第二限位开关68、73分别设置在第二气缸67和一列气缸或油缸74上,控制第一阀板77的位置,在第一阀板77上对应阀口处设置有密封胶圈75,第一阀板77由多个气缸或油缸74推动,保证第一阀板77受力均匀,第一阀板77设置有密封胶圈75,密封胶圈75的压缩量大,保证大尺寸阀口阀板密封性能。阀体72的前、后盲法兰69、78在维修时第一阀板72可以从阀体72侧面移出。在第一阀板77上还可以安装有隔热板。阀体72上还设有充气法兰71、抽气法兰70和压力表,阀门处于关闭状态时阀门有充气法兰71向阀体72内充惰性气体,有抽气法兰70与真空装置连接,同时进行压力检测。
所述阀板行走装置包括设置于阀体2内上端的上轨道82,滑轮组以及滑轮连板81,所述滑轮组置于上轨道82内,滑轮组通过滑轮连板81将阀板吊在上轨道82上。
如图11所示,所述双向密封插板阀是在所述的单向密封插板阀内还设置有与第一阀板77对称的第二阀板77’和阀体72外与第二阀板77’两端连接的两列气缸或油缸;每个阀板均分别连接有所述阀板行走装置。
如图2、图3所示,本发明中所述的传动装置包括第三电机46、链条45、齿轮副39、两轴承座40、两平行轨道48、两组滚轮37、两第一链轮97、第二链轮38和链条板98,所述两第一链轮97安装在穿过各室壳体伸出壳体外的铰链轴上,第三电机46输出轴与第一链轮97间通过链条45连接,两轴承座40一端分别安装在壳体内的链轮轴上,另一端间连接有与铰链轴平行的轴,该轴和铰链轴上分别安装有相互配合的齿轮副39,第二链轮38安装在壳体内的链轮轴上,置于两平行轨道48内的两组滚轮37通过其滚轮轴连接,在滚轮轴上安装有与第二链轮38配合的链条板98,所述链条板98另一端连接料架2连杆。在轴承座40上连接有弹簧板44,弹簧板44另一端连接各室的壳体,工作时受力使第二链轮38和链条板98紧密连接。
如图6、图7所示,本发明中所述的料盒2,其料筐63两相对侧板焊有多排贯穿料盒2内腔的扁圆异型通风管65,异型通风管65上开有多个通气孔与料筐63内腔相通,料盒2底板62是带有铰链66的向外翻转的门板;料筐63上焊有支架64。
各真空装置采用罗茨泵6和旋片泵5机组,其中吸氢室14和加热脱氢室23连接有主抽阀11管路和旁通阀13管路,其中主抽阀11管路和旁通阀13管路并联,旋片泵和过滤器连接管路有惰性气体导入管路,真空泵停止工作,充入惰性气体(破真空)。吸氢室14、加热脱氢室23和冷却室27的2#、3#、4#真空装置10、14、26有粉尘过滤器12。1#、2#、3#阀门8、22、25通过挡板阀7公用1套1#抽空装置4。
本发明的使用过程:
下面参照图1加以说明,检查动力电、动力气源、冷却用循环水和介质气源。检查所有主辅设备完好无损,处于工作状态。采用分散操作模式,使设备满足生产工艺状态即真空系统启动并处于互锁状态,惰性气体稀释阀打开并调整到规定流量;吸氢室14和加热脱氢室23自动检漏结果不漏;室间2#、3#阀门22、25关闭;加热脱氢室23内部加热器58完整无损;介质气体经流量计设定至预定值,所有传感器——电接点压力表18、真空规19、压力传感器20、第一热电偶21、第二热电偶55处于工作的稳定状态。
吸氢室14和1#阀门8处于大气压力,打开1#阀门8,启动第一电机1和第三电机46,在进端过渡架3等待的料架47承载料盒2进入吸氢室14,关闭1#阀门8。
1#真空装置4由罗茨泵6、旋片泵5、挡板阀7、波纹管、管路和惰性气体导入管路组成,通过气动挡板阀7对1#阀门8抽真空;当1#阀门8压力≤0.1Pa时,惰性气体导入管路9回充惰性气体。
2#真空装置10由罗茨泵、旋片泵、粗抽阀门、旁通阀13、波纹管、管路和过滤器12组成,经抽真空管路法兰42对吸氢室14抽真空;当压力≤0.1Pa时,自动真空检漏结果不漏,用惰性气体清洗,再抽真空、通过氢气导入管路15充氢气压力达到0.096MPa,氢气导入管路15上的阀门自动关闭。料盒2中的稀土永磁合金料吸氢反应破碎成粉完毕,抽真空回充惰性气体,尾气管路经惰性气体冲刷从屋顶排出屋外。电接点压力表18、真空规19、压力传感器20和第一热电偶21完成压力和温度控制。安全阀管路有电控式主动安全阀17和破片式被动安全阀18。吸氢室14外壁要水冷,有进出冷却水嘴41。
其中料盒2的输送是通过传动装置第三电机46轴上的链轮带动链条45,将动力通过密封传动轴引入到真空箱体内,通过弹簧板44受力的齿轮副39,将扭矩通过轴承连扳座40传递到第二链轮38上,第二链轮38拨动料架拨轴,料架上的滚轮37在轨道48上行走,光电开关33是限位开关,变频调速。
吸氢室14、加热脱氢室23和2#阀门22都处在惰性气体气氛或真空状态下且压力平衡, 2#阀门22打开,料盒2进入加热脱氢室23,关闭2#阀门22。
3#真空装置24由罗茨泵、旋片泵、粗抽阀门、旁通阀门、波纹管、过滤器和管路组成,经抽空法兰52对加热脱氢室23抽真空,当压力≤0.1Pa时,自动真空检漏结果不漏,惰性气体经充气法兰50对加热脱氢室23清洗。再次抽真空;当压力≤0.1Pa时开始加热,脱氢温度500~900℃,磁粉脱氢反应完毕,抽真空回充惰性气体,尾气管路经惰性气体冲刷从屋顶排出屋外。压力表、真空规、压力传感器和热偶完成压力和温度控制。安全阀管路法兰49接有电控式主动安全阀17和破片式被动安全阀18。加热脱氢室23内的加热炉上部有通过第一气缸54可以左右开合的隔热板51;有上隔热板53、侧隔热板57和下隔热板59;有上中下三段加热器58,通过水冷电极56与电源柜相连,第二热电偶55分区控温。
当加热脱氢室23、冷却室27和3#阀门25都处在惰性气体气氛或真空状态下且压力平衡,打开3#阀门25,料盒2进入冷却室27,关闭3#阀门25。
4#真空装置26已对冷却室27抽真空。充惰性气体,压力达到0.19~0.29Mpa,启动第二电机28,风机29开始对料盒2和料盒2内的粉体冷却,料盒2内有很多通风管63,冷却气体通过通风管将粉体的热量带走。被加热的气体在风机29的驱动下通过高效换热器30冷却,然后经导流板64再由风机29吹向料盒2。
料盒2内众多贯穿料筐63腔体的异型导流管60提高粉体接触面积,异型导流管60有通气孔与腔体内相通,使物料吸氢速度、加热脱氢速度和冷却速度加快,提高氢破效率。料盒2悬挂在传动装置上。
当冷却室27压力为大气压时,打开4#阀门31,料盒2进入到出端过渡架32。
料盒2经回线架,进入到进端过渡架3等待。
设备还可以扩展有出料室,4#真空装置26对出料室抽真空并回充惰性气体。冷却室27、出料室94和室间阀门都处在惰性气体气氛下且压力平衡,打开室间阀门,料盒2进入出料室,关闭阀门。在惰性气体气氛下启动卸料机构,将料盒2中粉体通过阀门管路收集到流转的料罐中。
在生产中,控制系统能连续不断的对设备状况进行扫描,并根据预先设定的程序来自动运行。整个操作是在计算机的人机界面上完成。
电气控制系统的显示屏可以提供以下信息:氢气的纯度;真空泵、真空阀门及真空管路真空度的运行状态;驱动和显示料架输送和运行状态;驱动和显示室间阀门运行状态;显示每个独立真空室、门阀的真空度、压力和加热温度;介质气体运行状态、安全阀状态;实际冷却水、动力气压力、介质气体报警;报警管理;显示所有相关的工艺参数(设定值和实际值);参数输入;历史工艺参数/数据显示和储存;设备所有主要元器件都可以透过显示屏操作。
通过上述实施例可以看出,稀土合金通过氢破、加热脱氢和冷却工艺,改善了粉末粒度分布和粉末颗粒形状,对提高磁体性能有显著的影响,生产的自动化程度大大提高。
本专业的普通技术人员应能了解本发明的实质,并认识到本发明的具体实施细节可以在权利要求保护范围内做出例如扩展多个加热脱氢室和冷却室等各种变化。