CN205556759U - 清洁型连续式氮碳氧复合处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种清洁型连续式氮碳氧复合处理系统，包括输送单元以及依次并排设置的前清洗槽、预热炉、氮化炉、氧化炉和后清洗槽，氮化炉通过出气管道与氧化炉相连通，输送单元包括铺设于氧化炉前方的道轨，道轨上设有可移动的小车，小车上设有升降机构，升降机构的上部固定有悬臂，悬臂的端部安装有吊具；所述前清洗槽和后清洗槽的料口中部以及预热炉、氮化炉和氧化炉的炉胆开口中部到道轨的垂直距离相同，盛装有待加工工件的料框通过小车吊取沿道轨依次有序地移动至下一工序。本实用新型利用移动小车驱动吊具使待加工工件的每道热处理工序能够自动、有序进行，系统运行稳定，工作效率高，故障率低，适用于自动化、流水线式作业。

Description

清洁型连续式氮碳氧复合处理系统

技术领域

本实用新型涉及氮碳氧热处理技术领域，尤其涉及一种清洁型连续式氮碳氧复合处理系统。

背景技术

在热处理技术领域内，为了提高金属工件的硬度、耐磨性、耐腐蚀性等，需要对工件进行除杂、渗氮及氧化处理等一系列表面改性技术，但在传统的热处理工艺过程中，每道工序之间相互独立、单一进行，相互之间没有衔接，工件摆放至料框内并通过桁车在每道工序间进行抓取，耗时长，效率低，且产生的废弃物也是分门别类进行净化处理，工艺复杂且增加了废弃物净化处理的成本。

中国实用新型专利201410243622.7公开了一种氮碳氧复合处理工艺及装置，包括前清洗、预热、氮碳共渗、氧化、废气处理和后清洗，其将氮化炉中的含毒气体引入氧化炉内进行解毒处理，并将氧化炉内的气体引入吸收塔喷淋处理后达标排放，其在方法上实现了氮化工序和氧化工序的复合，在一定程度上简化了操作工艺，减少了占地面积，同时将氮化炉和氧化炉内的气体进行脱尘处理后收集到的烟尘分别回用至相应的氮化炉或氧化炉内，减少了净化处理步骤，实现资源化处理。该工艺及相应的装置虽然实现了氮化工序和氧化工序的复合，提高了废气净化效率，但据申请人反映，在使用过程中仍存在一些不足：各个工序之间相互独立，每至相应工序时通过桁车将放置有工件的料框从上一工序吊至该工序，众所周知，桁车占用空间大且吊具高度不易调整控制，整个吊取过程中易发生摆动，存在一定的安全隐患，无法实现工件的热处理工艺自动、连续进行，工件在各个工序间的吊取过程耗时长，工作效率低，人工成本高。

而且，氮碳氧复合处理过程中，尤其工件进行氧化处理时，通常伴随有大量的烟气产生，烟气中含有粉尘颗粒及有毒气体成分，若从氧化炉内溢出会造成车间环境污染，不利于工人身体健康。

实用新型内容

本实用新型的目的之一是针对现有技术的不足之处，提供一种清洁型连续式氮碳氧复合处理系统，利用移动小车驱动吊具使待加工工件的每道热处理工序能够自动、有序进行，结合氧化炉的炉盖设计为上下分离式的打开方式，使得料框在吊入或吊出不发生干涉的同时，实现对炉体内扩散的烟气进行集中抽吸，利于优化车间环境，该系统运行稳定，工作效率高，故障率低，适用于自动化、流水线式作业。

本实用新型的技术解决措施如下：

一种清洁型连续式氮碳氧复合处理系统，其特征在于：包括输送单元以及依次并排设置的前清洗槽、预热炉、氮化炉、氧化炉和后清洗槽，所述氮化炉通过出气管道与氧化炉相连通，输送单元包括铺设于氧化炉前方的道轨，道轨上设有可移动的小车，该小车上设有升降机构，升降机构的上部固定有悬臂，悬臂的端部安装有用于夹持料框的吊具；所述前清洗槽和后清洗槽的料口中部以及预热炉、氮化炉和氧化炉的炉胆开口中部到道轨的垂直距离相同，盛装有待加工工件的料框通过小车吊取沿道轨依次有序地移动至下一工序。

小车沿道轨移动吊取相应设备内的料框的整个过程中，其悬臂长度不变，当小车移动至相应工序处，其吊具恰好置于热处理设备进料口的正上方，悬臂通过升降机构上下移动实现料框的吊出或吊入，节省定位时间，提高工作效率。

作为改进，所述前清洗槽和后清洗槽的料口位置与预热炉、氮化炉和氧化炉的炉胆开口位置高度相等。

作为改进，所述氧化炉包括炉体、用于打开或关闭炉体炉口的炉盖及用于提升炉盖升降的提升机构，炉体的旁边竖直设有与炉体内部连通的固定烟气管道，该固定烟气管道上开设有与其内部相通的第一烟气进口、第二烟气进口和烟气出口；所述炉盖由提升机构带动沿固定烟气管道的外壁上下移动，并通过与其相通的活动烟气管道与所述第一烟气进口或第二烟气进口连通。

作为改进，所述炉盖内壁形成有半封闭的空腔，炉盖顶部设有与所述空腔相通的加盐通道，活动烟气管道的一端与加盐通道连通，另一端端部凸设有滑块，固定烟气管道的外壁上竖直设有与所述滑块相适配的滑道，该滑块与所述第一烟气进口和第二烟气进口均可密闭连接。

作为改进，所述滑道内设有用于打开或关闭所述第一烟气进口和第二烟气进 口的第一挡板和第二挡板。

作为改进，所述第一挡板的顶部竖直设有第一伸缩弹簧，第二挡板的底部竖直设有第二伸缩弹簧，该第一伸缩弹簧和第二伸缩弹簧的端部均安装于固定烟气管道上。

作为改进，所述烟气出口与所述第一烟气进口和第二烟气进口均相连通，且该烟气出口连接有抽烟装置。

作为改进，所述空腔内设有边缘均与炉盖内壁相连接的隔板，该隔板中部设有与加盐通道相通的导盐孔，沿导盐孔周围均布有若干导气孔。

作为改进，所述料框上安装有支承架，该支承架可支撑于所述前清洗槽和后清洗槽的料口上以及预热炉、氮化炉和氧化炉的炉胆上，通过在料框上安装支承架，有效防止料框进入溶液后，吊具无法快速、准确对其吊取，缩短料框转换到下一工序时的等待时间。

作为改进，所述支承架为十字形，支承架的顶部还设有与所述吊具相配合的夹持吊块，其底部与料框之间采用刚性连接，避免料框在吊取过程中发生摆动。

本实用新型的有益效果在于：

(1)本实用新型取消了传统的桁吊车，利用可移动小车驱动吊具对各工序的料框进行吊出或吊入，提高生产安全性和吊取过程的稳定性，同时前清洗槽、预热炉、氮化炉、氧化炉和后清洗槽依次并排设置，对工件的清洗、预热、氮化、氧化及保温工序实现自动化、连续性及有序性的复合热处理，减少相邻工序间的滞留时间，提高热处理效率，并利于实现氮碳氧热处理工艺的流水线式作业；

(2)改变了传统氧化炉炉盖转动式的打开或关闭方式，利用提升机构使炉盖实现上下分离式的打开方式，避免往炉体吊入或吊出工件时小车悬臂与炉盖发生干涉，实现氮碳氧热处理过程的连续性，同时结合烟气管道的巧妙设计及在抽烟装置的协同配合作用下，实现炉盖在打开或关闭时均能对炉体内扩散的烟气进行集中抽吸，抽吸效果好，改善车间环境，利于工人身体健康；

(3)小车沿道轨移动吊取相应设备内的料框的整个过程中，其悬臂长度不变，悬臂当小车移动至相应工序处，其吊具恰好置于热处理设备进料口的正上方，结合料框上设计支承架，移动小车的移动行程及悬臂的升降距离由编程自动控制，节省定位时间，提高工作效率。

综上所述，本实用新型具有性能稳定，故障率低，工作效率高，能耗低，自动化程度高等优点。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中小车的结构示意图；

图3为本实用新型中支承架的结构示意图之一；

图4为本实用新型中支承架的结构示意图之二；

图5为本实用新型中氧化炉的炉盖处于打开状态时的结构示意图；

图6为图5中A处放大示意图；

图7为本实用新型中氧化炉的炉盖处于关闭状态时的结构示意图；

图8为图7中B处的放大示意图；

图9为图7中C处的放大示意图；

图10为氧化炉的炉盖处于打开状态时炉体内扩散的烟气及粉尘的流通路径示意图；

图11为氧化炉的炉盖处于关闭状态时炉体内扩散的烟气及粉尘的流通路径示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明。

实施例一

如图1所示，本实用新型提供一种清洁型连续式氮碳氧复合处理系统，包括输送单元1以及依次并排设置的前清洗槽2、预热炉3、氮化炉4、氧化炉5和后清洗槽6，所述氮化炉4通过出气管道与氧化炉5相连通，输送单元1包括铺设于氧化炉5前方的后清洗槽11，后清洗槽11上设有可移动的小车12，如图2所示，小车12上设有升降机构121，升降机构121的上部固定有L型的悬臂122，悬臂122的端部安装有用于夹持料框的吊具123；所述前清洗槽2和后清洗槽6的料口中部以及预热炉3、氮化炉4和氧化炉5的炉胆开口中部到后清洗槽11的垂直距离相同，盛装有待加工工件的料框通过小车12吊取沿后清洗槽11依次有序地移动至下一工序，整个过程中，悬臂122长度不变，其吊具123能恰好置 于下一工序进料口的正上方，简化机构，节省定位时间。

其中，本实施例中的小车12为电动小车12，其由总控制器进行控制且小车12的移动距离及悬臂122的升降行程均通过编程实现自动控制，从而实现氮碳氧复合热处理整体生产线作业的自动、连续及有序进行。所述升降机构121可为气动或液压升降机，保证吊具123上下移动过程平稳，使小车12通过该升降机构121快速实现对料框的吊入和吊出，提高工作效率。

本实施例中，所述前清洗槽2和后清洗槽6的料口位置与预热炉3、氮化炉4和氧化炉5的炉胆开口位置高度相等，使得小车12移动至相应工序对料框进行吊出或吊入时其悬臂122的升降距离相同，有效减少其在每道工序间切换的移动距离，利于简化编程和吊具123定位，更易于实现生产线作业的自动化，提高工作效率。

为了能够有效防止料框直接进入溶液内，使得吊具123无法快速、准确地对其吊取的情况，通过在料框上安装有支承架，该支承架可支撑于所述前清洗槽2和后清洗槽6的料口上以及预热炉3、氮化炉4和氧化炉5的炉胆上，提高夹持准确率，大大缩短操作时间及料框转换到下一工序时的等待时间。其中，本实用新型中的支承架为十字形，支承架的顶部还设有与所述吊具123相配合的夹持吊块，其底部与料框之间采用刚性连接，避免料框在吊取过程中发生摆动。

如图5所示，本实用新型中的氧化炉5包括炉体51、用于打开或关闭炉体51炉口的炉盖52及用于提升炉盖52升降的提升机构53，炉体51的旁边竖直设有与炉体51内部连通的固定烟气管道54，该固定烟气管道54上开设有与其内部相通的第一烟气进口541、第二烟气进口542和烟气出口543，烟气出口543与第一烟气进口541和第二烟气进口542均相连通，且该烟气出口543连接有抽烟装置54a；所述炉盖52由提升机构53带动沿固定烟气管道54的外壁上下移动，并通过与其相通的活动烟气管道55与所述第一烟气进口541或第二烟气进口542连通。

如图6～图9所示，所述炉盖52内壁形成有半封闭的空腔521，炉盖52顶部设有与所述空腔521相通的加盐通道522，活动烟气管道55的一端与加盐通道522连通，另一端端部凸设有滑块551，固定烟气管道54的外壁上竖直设有与所述滑块551相适配的滑道544，滑道544内设有用于打开或关闭所述第一烟 气进口541和第二烟气进口542的第一挡板56和第二挡板57。其中，第一烟气进口541和第二烟气进口542自上而下设置且均位于所述滑道544内，第一挡板56、第二挡板57及滑块551的厚度均与所述滑道544的深度一致，且滑块551与所述第一烟气进口541和第二烟气进口542均可密闭连接，避免烟气从第一烟气进口541和第二烟气进口542边缘处向外溢出。其中，加盐通道522的进口采用水封或砂封。

所述第一挡板56的顶部竖直设有第一伸缩弹簧561，第二挡板57的底部竖直设有第二伸缩弹簧571，该第一伸缩弹簧561和第二伸缩弹簧571的端部均安装于固定烟气管道54上。第一挡板56和第二挡板57利用简单的伸缩弹簧的弹力作用，驱动其沿滑道544内滑动，实现对相应位置的烟气进口进行打开或关闭。同时，在第一烟气进口541和第二烟气进口542内分别有第一接近开关58和第二接近开关59，第一接近开关58设置在靠近第一烟气进口541下方位置，第二接近开关59设置在靠近第二烟气进口542上方位置，确保活动烟气管道55只要与第一烟气进口541或第二烟气进口542相连通，抽烟装置54a就会一直工作，直至第一挡板56或第二挡板57将相应的第一烟气进口541或第二烟气进口542完全封闭住，最大程度上减少烟气扩散。

在本实施例中，烟气出口543位于第二烟气进口542的下方，使得烟气的集中引出采用一个烟气出口543即可实现，简化管道排布，节省人工和生产成本且便于操作。此外，第一烟气进口541与第二烟气进口542的高度差满足炉盖52打开时，料框吊入或吊出氧化炉5内时，不会发生干涉。

所述烟气出口543密闭连接有烟气除尘装置，抽烟装置54a与烟气除尘装置的出气口相连接，使烟气经抽烟装置54a引出之前，对烟气中含有的粉尘、杂质等通过烟气除尘装置进行预除杂处理，一方面利于烟气后续净化处理，提高净化处理效率，另一方面对烟气中的粉尘等杂质进行回收，以利于资源再利用。

当然，本实用新型中的第一接近开关58和第二接近开关59还可用限位开关或压力开关代替，其安装位置可根据动作路径调整，以实现只有当第一烟气进口541或第二烟气进口542打开时抽烟装置54a才开始工作。

所述炉盖52的空腔521内设有边缘均与炉盖52内壁相连接的隔板7，该隔板7中部设有与加盐通道522保持连通的导盐孔71，为了提高烟气收集效率， 沿导盐孔71周围均布有若干与加盐通道522连通的导气孔72，炉盖52打开时，抽烟装置54a对炉体51内产生的烟气及粉尘等进行最大的抽吸，炉盖52边缘处形成微正压，有效阻止氧气的进入，同时废气及烟气经过导气孔72的瞬间，其气流流速瞬间增大，废气及粉尘可快速集中进入加盐通道522内，经活动烟气管道55和固定烟气管道54引出进行集中进化处理，收尘效果好，工作效率高。

本实施例中，所述提升机构53包括链条531、链轮532、机架和升降气缸533，链条531的端部与炉盖52的顶部固定连接，其中，链条531为两根，其与活动烟气管道55形成三个炉盖52吊点，炉盖52由链条531带动升降，并通过其上设置的活动烟气管道55沿固定烟气管道54的外壁线性运动，有效增加炉盖52上下运动过程的平稳性。

工作流程大致如下：

待加工工件放置料框内，支撑架固定安装于料框上，移动小车12通过控制器自动控制沿后清洗槽11移动，并通过吊具123与支撑架上的夹持吊块相配合，依次将料框先吊入前清洗槽2进行脱脂清洗后，再吊入温度为350℃～400℃的预热炉3内进行预热处理，随后吊入温度为400℃～550℃的氮化炉4内进行渗氮处理，接着进入氧化炉5内进行氧化处理后，吊入温度为70℃～80℃的后清洗槽6中保温10min～20min，之后再在空气中冷却、干燥即完成工件的氮碳氧复合处理，该过程通过小车12自动、有序实现从上一工序将料框吊出再吊入下一工序的热处理设备中，实现氮碳氧连续式复合处理。上述，料框从氮化炉4内吊出时，提升机构53带动炉盖52向上移动打开氧化炉5，小车12带动料框移动至氧化炉5内，然后小车12移走，直至悬臂122离开氧化炉5，此时提升机构53带动炉盖52下移关闭氧化炉5。

需要说明的是，如图10和图11所示，在炉盖52上移过程中，活动烟气管道55逐渐远离第二烟尘进口，第二挡板57在第二伸缩弹簧571的弹力作用下同步复位，直至将第二烟尘进口密闭封住，第二接近开关59发出指令，抽烟装置54a停止工作；当活动烟气管道55的滑块551推动第一挡板56向上移动时，第一接近开关58发出指令，抽烟装置54a开始工作，此时，抽烟装置54a对炉体51内扩散的烟气及粉尘等进行最大抽吸，烟气及粉尘等集中进入活动烟气管道55内经第一烟气进口541进入固定烟气管道54内，经烟气出口543抽出，此时 炉盖52处于打开状态。

在炉盖52下移时，活动烟气管道55逐渐远离第一烟尘进口，第一挡板56在第一伸缩弹簧561的弹力及自身重力作用下同步复位，直至将第一烟尘进口密闭封住，第一接近开关58发出指令，抽烟装置54a停止工作；当活动烟气管道55的滑块551推动第二挡板57向下移动时，第二接近开关59发出指令，抽烟装置54a开始工作，此时，抽烟装置54a对炉体51内扩散的烟气及粉尘等进行最大抽吸，烟气及粉尘等集中进入活动烟气管道55内经第二烟气进口542进入固定烟气管道54内，经烟气出口543抽出，此时炉盖52处于关闭状态。

以上所述，仅为实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种清洁型连续式氮碳氧复合处理系统，其特征在于：包括输送单元(1)以及依次并排设置的前清洗槽(2)、预热炉(3)、氮化炉(4)、氧化炉(5)和后清洗槽(6)，所述氮化炉(4)通过出气管道与氧化炉(5)相连通，输送单元(1)包括铺设于氧化炉(5)前方的道轨(11)，道轨(11)上设有可移动的小车(12)，该小车(12)上设有升降机构(121)，升降机构(121)的上部固定有悬臂(122)，悬臂(122)的端部安装有用于夹持料框的吊具(123)；所述前清洗槽(2)和后清洗槽(6)的料口中部以及预热炉(3)、氮化炉(4)和氧化炉(5)的炉胆开口中部到道轨(11)的垂直距离相同，盛装有待加工工件的料框通过小车(12)吊取沿道轨(11)依次有序地移动至下一工序。

2.根据权利要求1所述的清洁型连续式氮碳氧复合处理系统，其特征在于，所述前清洗槽(2)和后清洗槽(6)的料口位置与预热炉(3)、氮化炉(4)和氧化炉(5)的炉胆开口位置高度相等。

3.根据权利要求2所述的清洁型连续式氮碳氧复合处理系统，其特征在于，所述氧化炉(5)包括炉体(51)、用于打开或关闭炉体(51)炉口的炉盖(52)及用于提升炉盖(52)升降的提升机构(53)，炉体(51)的旁边竖直设有与炉体(51)内部连通的固定烟气管道(54)，该固定烟气管道(54)上开设有与其内部相通的第一烟气进口(541)、第二烟气进口(542)和烟气出口(543)；所述炉盖(52)由提升机构(53)带动沿固定烟气管道(54)的外壁上下移动，并通过与其相通的活动烟气管道(55)与所述第一烟气进口(541)或第二烟气进口(542)连通。

4.根据权利要求3所述的清洁型连续式氮碳氧复合处理系统，其特征在于，所述炉盖(52)内壁形成有半封闭的空腔(521)，炉盖(52)顶部设有与所述空腔(521)相通的加盐通道(522)，活动烟气管道(55)的一端与加盐通道(522)连通，另一端端部凸设有滑块(551)，固定烟气管道(54)的外壁上竖直设有与所述滑块(551)相适配的滑道(544)。

5.根据权利要求4所述的清洁型连续式氮碳氧复合处理系统，其特征在于，所述滑道(544)内设有用于打开或关闭所述第一烟气进口(541)和第二烟气进口(542)的第一挡板(56)和第二挡板(57)。

6.根据权利要求5所述的清洁型连续式氮碳氧复合处理系统，其特征在于，所述第一挡板(56)的顶部竖直设有第一伸缩弹簧(561)，第二挡板(57)的底部竖直设有第二伸缩弹簧(571)，该第一伸缩弹簧(561)和第二伸缩弹簧(571)的端部均安装于固定烟气管道(54)上。

7.根据权利要求3所述的清洁型连续式氮碳氧复合处理系统，其特征在于，所述烟气出口(543)与所述第一烟气进口(541)和第二烟气进口(542)均相连通，且该烟气出口(543)连接有抽烟装置。

8.根据权利要求4所述的清洁型连续式氮碳氧复合处理系统，其特征在于，所述空腔(521)内设有边缘均与炉盖(52)内壁相连接的隔板(7)，该隔板(7)中部设有与加盐通道(522)相通的导盐孔(71)，沿导盐孔(71)周围均布有若干导气孔(72)。

9.根据权利要求1所述的清洁型连续式氮碳氧复合处理系统，其特征在于，所述料框上安装有支承架(8)，该支承架(8)可支撑于所述前清洗槽(2)和后清洗槽(6)的料口上以及预热炉(3)、氮化炉(4)和氧化炉(5)的炉胆上。

10.根据权利要求9所述的清洁型连续式氮碳氧复合处理系统，其特征在于，所述支承架(8)为十字形，支承架(8)的顶部还设有与所述吊具(123)相配合的夹持吊块(81)，其底部与料框之间采用刚性连接。