CN203333717U - 一种圆形截面颗粒材料连续热处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种圆形截面颗粒材料连续热处理装置，包括对颗粒材料进行加热的加热机构，加热机构包括加热炉，该热处理装置还依次包括对颗粒材料进行排序的排序机构、将排序后的颗粒材料逐一推送至加热炉体内的推送料机构、对加热后的颗粒材料进行冷却的冷却机构。本实用新型为一种圆形截面颗粒材料连续热处理装置，采用连续式热处理，较常规批次型热处理方式，能耗低、操作简单；采用颗粒单隧道直线运动加热方式，较其他热处理方式，颗粒受热更为均匀，实际保温时间控制更稳精确，重复操作性强。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种圆形截面颗粒材料连续热处理装置。
背景技术
热处理是将金属材料放在一定的介质内加热、保温、冷却，通过改变材料表面或内部的金相组织结构，来控制其性能的一种金属热加工工艺。广泛应用于机械制造、航空航天、轨道交通等众多行业。传统的热处理工艺包括：正火、退火、淬火、回火、固溶、时效、调质等。其热处理加热方式包括气氛加热、盐浴加热、辐射加热、微波加热、感应加热激光加热等。其加热原理主要是通过媒介（如气体、液体、固体）将热源热量传导至所需加热工件，或通过工件本身感应、外界粒子轰击等方式进行加热。
对于大中尺寸工件的热处理，常规的加热炉炉（箱式炉、井式炉、网带炉、真空炉、盐浴炉）可基本满足其热处理需求。对于尺寸较小的颗粒材料，由于其工件比表面积大，温度传导性相对较差，而常规加热炉装炉量相对较大，导致加热过程颗粒间温度分布不均，从而使得最终热处理后样品差异性大。
公开号CN1379734A公开的“用于粒状颗粒处理的装置”，发明了一种用于对进行吸热反应的粒状颗粒进行热处理的装置，利用CO2和/或水在一个反应器中从所述颗粒中分离出来，燃料在反应器中燃烧形成燃烧气体颗粒与所述燃烧气体进行流化接触，通过来自反应器的热废气加热所述颗粒。主要工作原理与公开号CN1049298A有异曲同工之处。
公开号CN1461787A“磨料的热处理方法”，公开的颗粒状磨料热处理方法，通过把加工成颗粒状的磨料在回转窑内加热，通过磨料颗粒在回转窑内被加热的同时做旋转运动和直线运动达到加热保温的效果。
公开号CN101201218A“一种连续热处理装置”，公开了一种包含进料装置、下料管、加热装置和出料装置的垂直热处理装置，利用物料重力作用，辅助以加热元件及收料装置完成颗粒状材料的热处理过程。
目前，对于颗粒状材料的热处理，采用加热炉膛较大的常规热处理设备，由于炉膛温度部分不均、颗粒分布离散度大、颗粒比表面积大等因素，致使最终热处理后产品均匀性差，且由于单批次处理产品数量往往很大，检测手段有限，导致最终产品质量稳定性不佳。
针对颗粒型产品的热处理装置及方法鲜有报道，公开号CN1379734A及CN1049298A公开的颗粒热处理装置采用燃烧气体与颗粒接触的方式加热，其缺陷在于燃烧气体作为加热热源及热传导介质，其温度控制受到气体密度、流动性的限制而无法准确控制，且气源往往含有强氧化性气体，对于金属材质的颗粒具有氧化影响，使用领域具有一定局限性。公开号CN1461787A公开的热处理方法，通过回转窑的形式进行加热，其缺陷在于颗粒装炉量及装载方式将直接影响颗粒在加热过程中的均匀性，靠近发热体的颗粒温升/温降速度均高于远离发热体的颗粒，最终导致颗粒热处理后的不均匀。公开号CN101201218A公开的连续热处理装置采用垂直送料、加热方法对颗粒进行热处理，其缺陷在于送料速度控制精度较低，加热均匀性不理想。
发明内容
本实用新型的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种圆形截面颗粒材料连续热处理装置，保证颗粒材料的加热均匀性，并采用连续式热处理，能耗低，操作简单。
本实用新型的技术方案为，一种圆形截面颗粒材料连续热处理装置，包括对颗粒材料进行加热的加热机构，加热机构包括加热炉，该热处理装置还依次包括对颗粒材料进行排序的排序机构、将排序后的颗粒材料逐一推送至加热炉体内的推送料机构、对加热后的颗粒材料进行冷却的冷却机构。
圆形截面颗粒材料即为球状颗粒材料。
所述加热炉为带内部空腔且内部空腔直径与颗粒材料的截面尺寸匹配的炉管，炉管的内部空腔直径与颗粒材料的截面尺寸匹配，即可保证只有一排颗粒材料顺次通过炉管的内部空腔，不会出现颗粒材料上下叠加的情况，进而保证颗粒材料加热均匀。
所述排序机构包括震动排序盘、顶端与震动排序盘出料口相连的导向管、顶部进料口与导向管底端相连的水平放置的排序料管，排序料管的排料口与炉管的进料端相连，震动排序盘的出料口尺寸与颗粒材料的截面尺寸匹配而保证震动排序盘出料口每次只允许排出一个颗粒材料，所述导向管的内腔直径与颗粒材料的截面尺寸匹配，所述排序料管的内腔直径与颗粒材料的截面尺寸匹配。
震动排序盘的出料口一个一个排出颗粒材料，经过导向管后进入水平的排序料管，由于导向管的内腔直径与排序料管的内腔直径均与颗粒材料的截面尺寸匹配，因此，只有一排颗粒材料顺次通过导向管和排序料管，完成对颗粒材料的排序。
所述导向管为透明管，便于观察颗粒排列情况。
所述排序料管B端为排料口，与B端相对的排序料管的A端为A端进料口，且排序料管的顶部进料口设在靠近A端进料口的排序料管顶部。
所述推送料机构包括电机、与电机转轴相连的凸轮、水平放置的活塞缸、活塞缸内的活塞杆，活塞杆一端与凸轮连接，而活塞杆的另一端安装顶头，且该顶头穿过排序料管的Ａ端进料口进入排序料管内，并通过活塞杆的水平往复运动推送由排序料管顶部进料口落下的颗粒材料向排序料管排料口移动。
电机驱动凸轮转动，凸轮带动顶杆水平往复运动，顶头在顶杆的带动下，推动排序料管内的颗粒材料向排序料管的排料口移动。
所述加热机构包括设在炉管外的发热体、包覆在炉管及发热体外的炉体保温层、测量端与炉管外壁接触的热电偶、设在炉管排料口的导气管。
所述冷却机构包括内腔直径与颗粒材料截面尺寸匹配的冷却管，并在冷却管内腔壁与冷却管外壁之间通入冷却液，冷却管进料端与炉管排料口连接，冷却管排料端下方设有收集颗粒材料的料斗。
在本实用新型所述连续热处理装置中，颗粒以直线运动方式完成热处理过程，颗粒通过推送方式进行直线运动，运动速度及运行隧道根据热处理需要可简易调整，采用连续式热处理方式，可根据要求将多台加热设备及冷却设备串联或并联形成多功能热处理生产线。
本实用新型所述连续热处理装置，采用高速钢颗粒进行淬火、回火试制实验，颗粒热处理后颗粒硬度可达HV900-HV1050，颗粒表面无氧化，颗粒硬度均匀(±HV30)，金相组织均匀。效率可达30000粒/小时，适用于批量生产。
由以上可知，本实用新型为一种圆形截面颗粒材料连续热处理装置，
1. 采用连续式热处理，较常规批次型热处理方式，能耗低、操作简单；
2. 采用颗粒单隧道直线运动加热方式，较其他热处理方式，颗粒受热更为均匀，实际保温时间控制更稳精确，重复操作性强。
3. 采用采用气体保护加热，较气体对流燃烧方式热处理方式，可有效防止颗粒氧化。
4. 颗粒装炉采用排序逐粒装载方式，颗粒间差异性极小。
5. 送料速度及加热温区分布可根据实际操作需要调整，适应性强。
附图说明
图1为本实用新型一种实施例的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种圆形截面颗粒材料连续热处理装置，包括对颗粒材料进行加热的加热机构，加热机构包括加热炉，该热处理装置还依次包括对颗粒材料进行排序的排序机构、将排序后的颗粒材料逐一推送至加热炉体内的推送料机构、对加热后的颗粒材料进行冷却的冷却机构。
加热炉为带内部空腔且内部空腔直径与颗粒材料的截面尺寸匹配的炉管12。
排序机构包括震动排序盘9、顶端与震动排序盘9出料口相连的导向管8、顶部进料口与导向管8底端相连的水平放置的排序料管7，排序料管7的排料口与炉管12的进料端通过对接法兰10相连，震动排序盘9的出料口尺寸与颗粒材料的截面尺寸匹配而保证震动排序盘9出料口每次只允许排出一个颗粒材料，所述导向管8的内腔直径与颗粒材料的截面尺寸匹配，所述排序料管7的内腔直径与颗粒材料的截面尺寸匹配。震动排序盘可采用现购产品，导向管8竖直放置，且导向管8为透明管。
排序料管7的B端为排料口，B端即图1中的排序料管7的右端，与B端相对的排序料管7的A端为A端进料口，A端即图1中的排序料管的左端，且排序料管7的顶部进料口设在靠近A端进料口的排序料管7顶部。
推送料机构包括电机、与电机转轴相连的凸轮1、水平放置的活塞缸3、活塞缸3内的活塞杆4，活塞杆4一端与凸轮1连接，而活塞杆4的另一端安装顶头6，且该顶头6穿过排序料管7的Ａ端进料口进入排序料管7内，并通过活塞杆4的水平往复运动推送由排序料管7顶部进料口落下的颗粒材料向排序料管7排料口移动。
加热机构包括设在炉管12外的发热体14、包覆在炉管12及发热体14外的炉体保温层15、测量端与炉管12外壁接触的热电偶13、设在炉管排料口的导气管16。
冷却机构包括内腔直径与颗粒材料截面尺寸匹配的冷却管20，并在冷却管20内腔壁与冷却管外壁之间通入冷却液19，冷却管20的一端下方设有冷却管进液口18，而冷却管20的另一端上方设有冷却管出液口23，冷却管进料端与炉管排料口通过炉管法兰17连接，冷却管排料端下方设有收集颗粒材料的料斗21。
Claims (8)
1. 一种圆形截面颗粒材料连续热处理装置，包括对颗粒材料进行加热的加热机构，加热机构包括加热炉，其特征是，该热处理装置还依次包括对颗粒材料进行排序的排序机构、将排序后的颗粒材料逐一推送至加热炉体内的推送料机构、对加热后的颗粒材料进行冷却的冷却机构。
2.根据权利要求1所述圆形截面颗粒材料连续热处理装置，其特征是，所述加热炉为带内部空腔且内部空腔直径与颗粒材料的截面尺寸匹配的炉管（12）。
3.根据权利要求1所述圆形截面颗粒材料连续热处理装置，其特征是，所述排序机构包括震动排序盘（9）、顶端与震动排序盘（9）出料口相连的导向管（8）、顶部进料口与导向管（8）底端相连的水平放置的排序料管（7），排序料管（7）的排料口与炉管（12）的进料端相连，震动排序盘9的出料口尺寸与颗粒材料的截面尺寸匹配而保证震动排序盘（9）出料口每次只允许排出一个颗粒材料，所述导向管（8）的内腔直径与颗粒材料的截面尺寸匹配，所述排序料管（7）的内腔直径与颗粒材料的截面尺寸匹配。
4.根据权利要求3所述圆形截面颗粒材料连续热处理装置，其特征是，所述导向管（8）为透明管。
5.根据权利要求3所述圆形截面颗粒材料连续热处理装置，其特征是，所述排序料管（7）的B端为排料口，与B端相对的排序料管（7）的A端为A端进料口，且排序料管（7）的顶部进料口设在靠近A端进料口的排序料管（7）顶部。
6.根据权利要求5所述圆形截面颗粒材料连续热处理装置，其特征是，所述推送料机构包括电机、与电机转轴相连的凸轮（1）、水平放置的活塞缸（3）、活塞缸（3）内的活塞杆（4），活塞杆（4）一端与凸轮（1）连接，而活塞杆（4）的另一端安装顶头（6），且该顶头（6）穿过排序料管（7）的Ａ端进料口进入排序料管（7）内，并通过活塞杆（4）的水平往复运动推送由排序料管（7）顶部进料口落下的颗粒材料向排序料管（7）排料口移动。
7.根据权利要求2所述圆形截面颗粒材料连续热处理装置，其特征是，所述加热机构包括设在炉管（12）外的发热体（14）、包覆在炉管（12）及发热体（14）外的炉体保温层（15）、测量端与炉管（12）外壁接触的热电偶（13）、设在炉管排料口的导气管（16）。
8.根据权利要求2所述圆形截面颗粒材料连续热处理装置，其特征是，所述冷却机构包括内腔直径与颗粒材料截面尺寸匹配的冷却管（20），并在冷却管（20）内腔壁与冷却管外壁之间通入冷却液（19），冷却管进料端与炉管排料口连接，冷却管排料端下方设有收集颗粒材料的料斗（21）。
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