CN205676511U - 超深冷处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种超深冷处理装置，包括超深冷处理箱和液氮存储罐，超深冷处理箱包括容置钢棒的箱体以及盖设在箱体上的箱盖，箱盖的内壁上固定有喷液管道，喷液管道上安装有多个喷嘴；箱盖上穿设有液氮进口管，喷液管道的一端连接液氮进口管，液氮存储罐和超深冷处理箱之间设有输送液氮的输送管道，输送管道的一端连接液氮存储罐，输送管道的另一端连接液氮进口管，输送管道上设置有控制液氮输送的电磁阀；超深冷处理装置还包括控制箱、温度感应探头和收集氮气冷量的氮气处理箱，温度感应探头固定在箱体内壁上，电磁阀和温度感应探头通信连接于控制箱；箱体还设有供氮气排出的排气管，排气管与氮气处理箱相连。本实用新型具有节能的特点。

Description

超深冷处理装置

技术领域

本实用新型属于机械技术领域，涉及一种冷处理装置，特别是一种处理钢材的超深冷处理装置。

背景技术

钢材在淬火后，残留奥氏体约在2％～30％之间。也有少到0.15％者与多到30％者，视钢种及淬火程度而异。残留奥氏体组织的存在是一种不安定的相，在钢材中其量越多硬度就越低，会因温度改变或加工时产生相变化而造成尺寸变化，因此钢材在淬火后需立即进行低温冷处理，严格控制残留奥氏体的含量。

深冷处理设备是一种能够按照一定的工艺对材料进行升降温和保温的设备，由于液氮的温度低、制取容易，并且成本低，无污染，因此目前的深冷处理设备普遍采用液氮作为制冷剂，其基本原理是利用液氮汽化以后和被处理工件进行对流换热，从而降低工件的温度。

传统的深冷处理设备在深冷温度下运行时，为了克服设备和环境空间的换热，需要不停的补充液氮，因此液氮的消耗比较高，造成了工件处理成本的升高。同时为了保证系统的质量和能量的平衡，出口处需要排出一部分低温氮气，这部分氮气的冷量会随着氮气排放到大气中而产生浪费。

因此如何合理充分地提高液氮的有效使用率，是本领域人员亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种能够降低液氮消耗，降低处理成本的超深冷处理装置。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：

超深冷处理装置，包括超深冷处理箱和液氮存储罐，超深冷处理箱包括容置钢棒的箱体以及盖设在箱体上的箱盖，箱盖的内壁上固定有喷液管道，喷液管道上安装有多个喷嘴；箱盖上穿设有液氮进口管，喷液管道的一端连接液氮进口管，液氮存储罐和超深冷处理箱之间设有输送液氮的输送管道，输送管道的一端连接液氮存储罐，输送管道的另一端连接液氮进口管，输送管道上设置有控制液氮输送的电磁阀；超深冷处理装置还包括控制箱、温度感应探头和回收氮气冷量的氮气处理箱，温度感应探头固定在箱体内壁上，电磁阀和温度感应探头通信连接于控制箱；箱体还设有供氮气排出的排气管和排气口，排气管与氮气处理箱相连。

待处理的钢棒被放置于箱体内，电磁阀开启后，液氮存储罐内的液氮通过输送管道被输送至液氮进口管，继而进入喷液管道，并由喷嘴自上而下喷洒入箱体。箱体内温度在液氮的气化作用下逐渐降低，通过温度感应探头实时地监测箱体内的温度变化，期间控制箱根据预设参数关闭电磁阀，精确地控制液氮的使用量，直至达到所需的处理温度。气化生成的氮气通过排气管被排出箱体，并通过排气管进入至氮气处理箱，氮气所携带的冷量被储存在氮气处理箱内，该冷量可被再次利用到钢棒处理中，达到节能环保的效果。

在上述的超深冷处理装置中，氮气处理箱包括隔热壳体和与氮气实现热交换的冷量回收管，冷量回收管内填充有相变材料，冷量回收管固定在隔热壳体内部，隔热壳体的一端开设有第一开口，隔热壳体的另一端开设有第二开口，第一开口与排气管相连，氮气处理箱还包括设置在第二开口的送风机。

在上述的超深冷处理装置中，冷量回收管的表面设有铝翅片。

在上述的超深冷处理装置中，相变材料为氨、二氧化碳、二氧化硫中的一种。

在上述的超深冷处理装置中，箱体内壁上还固设有检测箱体内压力的测压接头，测压接头通信连接于控制箱。

在上述的超深冷处理装置中，排气管上设有出气阀，出气阀与控制箱通信相连。

在上述的超深冷处理装置中，喷液管道呈往复曲折形状。

在上述的超深冷处理装置中，箱体的外壁包覆有隔热板，隔热板和箱体之间嵌设有隔热材料。

在上述的超深冷处理装置中，箱体内设有放置钢棒的放料台。

与现有技术相比，本技术方案具有的优势是：

1、该超深冷处理装置设有氮气处理箱，氮气所携带的冷量被储存在氮气处理箱内，冷量可被再次利用到钢棒处理中，达到节能环保的效果；

2、液氮的喷液管道设置在箱盖上，无需采用风扇，就能够使液氮均匀分散在箱体内，保证箱体内压力、温度的一致性，提高冷处理效率，有利于降低能耗，减少故障点，且不影响到箱体的结构；

3、通过温度感应探头、测压接头实时监测超深冷处理箱体内部的反应情况，从而精确地调节液氮的输入量和氮气的输出量，避免液氮的浪费。

附图说明

图1是本实用新型的超深冷处理装置的结构示意图。

图2是本实用新型的超深冷处理装置的喷液管道结构示意图。

图中，A、钢棒；11、箱体；12、箱盖；13、喷液管道；14、喷嘴；15、液氮进口管；16、排气管；17、排气口；18、放料台；20、液氮存储罐；30、输送管道；41、电磁阀；42、温度感应探头；43、测压接头；44、出气阀；51、隔热壳体；52、冷量回收管；53、第一开口；54、第二开口；55、送风机。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1和图2所示，本实用新型提供了一种超深冷处理装置，包括超深冷处理箱和液氮存储罐20，超深冷处理箱包括容置钢棒A的箱体11以及盖设在箱体11上的箱盖12，箱盖12的内壁上固定有喷液管道13，喷液管道13上安装有多个喷嘴14；箱盖12上穿设有液氮进口管15，喷液管道13的一端连接液氮进口管15，液氮存储罐20和超深冷处理箱之间设有输送液氮的输送管道30，输送管道30的一端连接液氮存储罐20，输送管道30的另一端连接液氮进口管15，输送管道30上设置有控制液氮输送的电磁阀41；超深冷处理装置还包括控制箱、温度感应探头42和回收氮气冷量的氮气处理箱，温度感应探头42固定在箱体11内壁上，电磁阀41和温度感应探头42通信连接于控制箱；箱体11还设有供氮气排出的排气管16和排气口17，排气管16与氮气处理箱相连。

该超深冷处理装置的工作原理是：打开箱盖12，将待处理的钢棒A放置于箱体11内，合上箱盖12，在控制箱上预设处理温度、处理时间等相关参数。电磁阀41开启后，液氮存储罐20内的液氮通过输送管道30被输送至液氮进口管15，继而进入喷液管道13，并由喷嘴14自上而下喷洒入箱体11。箱体11内温度在液氮的气化作用下逐渐降低，通过温度感应探头42实时地监测箱体11内的温度变化，期间控制箱根据预设参数启闭电磁阀41，精确地控制液氮的使用量，直至达到所需的处理温度。气化生成的氮气通过排气管16被排出箱体11，并通过排气管16进入至氮气处理箱，氮气所携带的冷量被储存在氮气处理箱内，该冷量可被再次利用到钢棒处理中，达到节能环保的效果。

具体地，氮气处理箱包括隔热壳体51和与氮气实现热交换的冷量回收管52，冷量回收管52内填充有相变材料，冷量回收管52固定在隔热壳体51内部，隔热壳体51的一端开设有第一开口53，隔热壳体51的另一端开设有第二开口54，第一开口53与排气管16相连，氮气处理箱还包括设置在第二开口54的送风机55。

冷量回收：箱体11内部的温度处于-160℃以下，能够对钢棒A实现超深冷处理，超深冷处理箱由排气管16所排出的氮气携带有大量的冷量，氮气由第一开口53进入至氮气处理箱的隔热壳体51内部，并与冷量回收管52进行热交换，氮气的冷量被存储至冷量回收管52的相变材料中，完成交换后的氮气从第二开口54排入至大气中。

冷量再利用：对新一批的钢棒A实现超深冷处理前，先不用直接对超深冷处理箱输入液氮，开启送风机55，通过送风机55提供一定风速的气流从第二开口54进入至隔热壳体51内部，并与冷量回收管52进行热交换，存储于相变材料中的冷量传递给气流，使得气流的温度下降，气流通过第一开口53进入至超深冷处理箱的箱体11内部，以降低箱体11内部温度，最后从箱体11的排气口17排出，从而使得上阶段超深冷处理时所存储的冷量能够被再次利用，冷量利用完之后再输入液氮，从而在一定程度上能够降低液氮的消耗，起到节能效果。

优选地，冷量回收管52的表面设有铝翅片，从而能够提高冷量回收管52的热交换效率。其中，相变材料为氨、二氧化碳、二氧化硫中的一种。

优选地，箱体11内壁上还固设有检测箱体11内压力的测压接头43，测压接头43通信连接于控制箱。排气管16上设有出气阀44，出气阀44与控制箱通信相连。通过测压接头43可以实时监测箱体11内部的压力状况，以免压力多大而导致箱体11变形，造成安全隐患，且控制箱通过测压接头43的反馈来开启出气阀44，从而将氮气排出。

值得一提的是，喷液管道13呈往复曲折形状，喷嘴14均匀地布置在箱体11上方，从而使液氮能够均匀地分散在箱体11内，实现箱体11内部温度均匀。

进一步地，箱体11的外壁包覆有隔热板，隔热板和箱体11之间嵌设有隔热材料。箱体11内设有放置钢棒A的放料台18。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了钢棒A；箱体11；箱盖12；喷液管道13；喷嘴14；液氮进口管15；排气管16；排气口17；放料台18；液氮存储罐20；输送管道30；电磁阀41；温度感应探头42；测压接头43；出气阀44；隔热壳体51；冷量回收管52；第一开口53；第二开口54；送风机55等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (9)

1.超深冷处理装置，包括超深冷处理箱和液氮存储罐，其特征在于，超深冷处理箱包括容置钢棒的箱体以及盖设在箱体上的箱盖，箱盖的内壁上固定有喷液管道，喷液管道上安装有多个喷嘴；箱盖上穿设有液氮进口管，喷液管道的一端连接液氮进口管，液氮存储罐和超深冷处理箱之间设有输送液氮的输送管道，输送管道的一端连接液氮存储罐，输送管道的另一端连接液氮进口管，输送管道上设置有控制液氮输送的电磁阀；超深冷处理装置还包括控制箱、温度感应探头和回收氮气冷量的氮气处理箱，温度感应探头固定在箱体内壁上，电磁阀和温度感应探头通信连接于控制箱；箱体还设有供氮气排出的排气管和排气口，排气管与氮气处理箱相连。

2.根据权利要求1所述的超深冷处理装置，其特征在于，氮气处理箱包括隔热壳体和与氮气实现热交换的冷量回收管，冷量回收管内填充有相变材料，冷量回收管固定在隔热壳体内部，隔热壳体的一端开设有第一开口，隔热壳体的另一端开设有第二开口，第一开口与排气管相连，氮气处理箱还包括设置在第二开口的送风机。

3.根据权利要求2所述的超深冷处理装置，其特征在于，冷量回收管的表面设有铝翅片。

4.根据权利要求2所述的超深冷处理装置，其特征在于，相变材料为氨、二氧化碳、二氧化硫中的一种。

5.根据权利要求1所述的超深冷处理装置，其特征在于，箱体内壁上还固设有检测箱体内压力的测压接头，测压接头通信连接于控制箱。

6.根据权利要求5所述的超深冷处理装置，其特征在于，排气管上设有出气阀，出气阀与控制箱通信相连。

7.根据权利要求1所述的超深冷处理装置，其特征在于，喷液管道呈往复曲折形状。

8.根据权利要求1所述的超深冷处理装置，其特征在于，箱体的外壁包覆有隔热板，隔热板和箱体之间嵌设有隔热材料。

9.根据权利要求1所述的超深冷处理装置，其特征在于，箱体内设有放置钢棒的放料台。