CN206692708U - 一种带搅拌冷却功能的氮化炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带搅拌冷却功能的氮化炉，其包括炉体、输送装置、冷却装置、搅拌装置、加热装置，炉体内设置有前腔室、冷却室及加热室，该炉体由外向内依次开设有可供开闭的外门、中门及内门；所述外门连通前腔室的内外，中门连通前腔室及冷却室，内门连通冷却室及加热室；所述输送装置通过外门、中门、内门依次连通前腔室、冷却室及加热室；所述冷却装置及搅拌装置匹配安装于冷却室内，所述加热装置匹配安装于加热室内；前腔室、冷却室及加热室三者各设置有与之匹配连通的氮气进出管道，该前腔室处还设置有与之匹配连接的真空装置。本实用新型采用上述结构，其氮化炉内的加热与冷却采用分开处理的方式，有效降低了能耗，经济又实用。

Description

一种带搅拌冷却功能的氮化炉

技术领域

本实用新型属于氮化炉，尤其涉及一种带搅拌冷却功能的氮化炉。

背景技术

化学热处理：指金属或合金工件置于一定温度的活性介质中保温，使一种或几种元素渗入它的表层，以改变其化学成分，组织和性能的热处理工艺。常见的化学热处理工艺有：渗碳，渗氮，碳氮共渗，渗铝，渗硼等。化学热处理的目的：主要是提高钢件表面的硬度，耐磨性，抗蚀性，抗疲劳强度和抗氧化性等。其中，氮化炉是对工件进行渗氮处理。

例如，普遍的氮化炉利用浅析气体氮化炉氮化工艺，往氮化炉内不锈钢真空密封罐中通入氨气，加热到520℃，保持适当的时间，根据工件材质和渗层要求3-90小时不等，使渗氮工件表面获得含氮强化层，得到高硬度，高耐磨性，高疲劳极限和良好的耐磨性。其中，操作方法为：1.渗氮前的模具必须是先经过正火或调质处理过的工件。2.先用汽油和酒精擦洗工件表面，不得有锈斑、油污、脏物存在。3.装入炉内后，对称拧紧炉盖压紧螺栓。4.将炉罐和炉盖进水口通入冷却水进行循环水冷。炉盖上管道外水套下端为进水，上端为出水，炉罐单独进水，单独排水，炉盖所有水管可按低进高出原则串联，由一个口进水，一个口排水。5.升温前应先送氮气排气，排气时流量应比使用时大一倍以上。排气10分钟后，将控温仪表设定到150℃，自动加热开关拨向开，边排气边加热150℃保持2h排气，再将控温仪表设定到530℃，把氨气流量调小，保持炉内正压，排气口有较小气流向上的压力，当炉温升到530℃时，恒温恒流渗氮3-20h，再将氨气压力调大一点，让排气维持适中压力，渗氮4-70h，再将氨气压力调小，退氮1-2h，切断电源，停止加热，给少量氨气，使炉内维持正压，待炉温降到150℃以下方可停止供氨出炉。

普通的氮化炉因为只有一个工作室，而其在工作中会进行加热与冷却双处理，导致加热后冷却时间过长，热能不能保存，每次加热都需要从低温开始，导致热能损耗严重，耗时又耗能，严重影响经济效率。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是提供一种利用加热及冷却分开处理的结构来减低能耗的氮化炉。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种带搅拌冷却功能的氮化炉，其包括炉体、输送装置、冷却装置、搅拌装置、加热装置，炉体内设置有前腔室、冷却室及加热室，该炉体由外向内依次开设有可供开闭的外门、中门及内门；外门连通前腔室的内外，所述中门连通前腔室及冷却室，内门连通冷却室及加热室；输送装置通过外门、中门、内门依次连通前腔室、冷却室及加热室；冷却装置及搅拌装置匹配安装于冷却室内，加热装置匹配安装于加热室内；前腔室、冷却室及加热室三者各设置有与之匹配连通的氮气进出管道，该前腔室处还设置有与之匹配连接的真空装置。

其中，冷却装置包括下进口、冷却管道及上出口；下进口设置于冷却室的底部并与冷却管道的下端相匹配连接，上出口设置于冷却室的顶部并与冷却管道的上端相匹配连接；冷却管道紧靠冷却室的单侧内壁由下至上盘旋分布。

其中，炉体外还设置有一个冷却循环箱，冷却循环箱分别与下进口及上出口相匹配连通，该冷却循环箱内设置有制冷装置。

其中，搅拌装置包括搅拌电机、搅拌轴及搅拌叶；搅拌轴匹配贯穿冷却室并与冷却室的两个相对侧壁相匹配活动连接；搅拌机设置于冷却室的外侧壁上并与搅拌轴的一端通过齿啮合相匹配传动联结；搅拌叶匹配连接于冷却室内的搅拌轴上，该搅拌叶以搅拌轴的轴心线为轴心呈圆形阵列均匀分布于搅拌轴的外周边。

其中，搅拌轴及搅拌叶为中空管道，该搅拌叶与搅拌轴相连接处相匹配贯通；搅拌轴的两端分别匹配活动卡接一个输入管道及一个输出管道。

其中，冷却室内的搅拌轴及搅拌叶上设置有众多均匀分布的小孔，该小孔贯通搅拌轴及搅拌叶的内管道孔。

其中，加热装置为电加热装置，该加热装置设置于加热室的内腔底部。

其中，冷却室及加热室的内腔壁上设置有保温层。

其中，炉体的外侧设置有检测前腔室、冷却室及加热室内部压强的测压装置；该炉体外侧还设置有检测冷却室及加热室内部温度的测温装置。

其中，输送装置的输送带上均匀分布着众多网孔。

(三)有益效果

与现有技术相比，本实用新型利用分离的冷却室及加热室，使得氮化炉的加热与冷却可以分开处理，致使加热室的热能不会减少，从而降低能耗，经济实用；而在冷却室及加热室之前设置一个前腔室，可以有效隔离外部，避免炉体外部气压及气体影响元件的氮化处理；其中，冷却装置可以通过冷水或冷气等冷却物质下进上出的形式有效为冷却室降温；而搅拌装置可以通过加速冷却室内的空气流动，从而促进冷却室内的温度稳定降低；另外，搅拌装置的搅拌轴采用中空管道，可以通过其内流过的冷却物质进一步稳步降低冷却室内的温度，提高降温效果，经济效率；而在搅拌轴及搅拌叶中设置的小孔，可以为输入管道内通入低温的氮气，使得低温的氮气可以通过搅拌轴及搅拌叶处的小孔进入冷却室内，从而导致更好的冷却效果，又不影响冷却室内的元件处理；

本实用新型的加热装置设置于加热室的内腔底部，可以利用热气上升的原理，有效保证加热室内的温度快速稳定；而冷却室及加热室的内腔壁上设置有保温层，用于隔离各个加工室内的温度，避免能耗；其中，炉体的外侧设置有检测前腔室、冷却室及加热室内部压强的测压装置，可以有效测量各个工作室内的气压，保证稳定的压力工作环境；而炉体外侧还设置有检测冷却室及加热室内部温度的测温装置，可以始终掌握各个工作室内的温度变化；另外，输送装置的输送带上均匀分布着众多网孔，使得工件的底部也可以充分实现氮化处理，避免工件的表面氮化处理不均匀。

附图说明

图1是本实用新型带搅拌冷却功能的氮化炉的结构示意剖视图。

图2是本实用新型冷却室的结构示意剖视图。

附图标记说明：1、炉体；2、输送装置；3、冷却装置；4、搅拌装置；5、加热装置；6、工件；11、前腔室；12、冷却室；13、加热室；14、外门；15、中门；16、内门；17、冷却循环箱；31、下进口；32、冷却管道；33、上出口；41、搅拌电机；42、搅拌轴；43、搅拌叶；44、输入管道；45、输出管道；171、制冷装置。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。

图1是本实用新型带搅拌冷却功能的氮化炉的结构示意剖视图，主要体现了本氮化炉是由炉体1、输送装置2、冷却装置3、搅拌装置4、加热装置5组成的，及其相关的结构组成及关联；图2是本实用新型冷却室的结构示意剖视图，重点反映了冷却室12内的冷却装置3及搅拌装置4的结构，着重体现了冷却装置3是由下进口31、冷却管道32及上出口33组成的，以及冷却循环箱17，而搅拌装置4是由搅拌电机41、搅拌轴42及搅拌叶43组成的。

本实用新型带搅拌冷却功能的氮化炉的结构如图1所示，该带搅拌冷却功能的氮化炉包括炉体1、输送装置2、冷却装置3、搅拌装置4、加热装置5，炉体1内设置有前腔室11、冷却室12及加热室13，该炉体1由外向内依次开设有可供开闭的外门14、中门15及内门16；外门14连通前腔室11的内外，所述中门15连通前腔室11及冷却室12，内门16连通冷却室12及加热室13；输送装置2通过外门14、中门15、内门16依次连通前腔室11、冷却室12及加热室13；冷却装置3及搅拌装置4匹配安装于冷却室12内，加热装置5匹配安装于加热室13内；前腔室11、冷却室12及加热室13三者各设置有与之匹配连通的氮气进出管道，该前腔室11处还设置有与之匹配连接的真空装置。本实用新型利用分离的冷却室及加热室，使得氮化炉的加热与冷却可以分开处理，致使加热室的热能不会减少，从而降低能耗，经济实用；而在冷却室及加热室之前设置一个前腔室，可以有效隔离外部，避免炉体外部气压及气体影响元件的氮化处理。

如图1及图2所示，本实施例中，冷却装置3包括下进口31、冷却管道32及上出口33；下进口31设置于冷却室12的底部并与冷却管道32的下端相匹配连接，上出口33设置于冷却室12的顶部并与冷却管道32的上端相匹配连接；冷却管道32紧靠冷却室12的单侧内壁由下至上盘旋分布。本实用新型的冷却装置采用上述结构，可以通过冷水或冷气等冷却物质下进上出的形式有效为冷却室降温。

如图2所示，本实施例中，炉体1外还设置有一个冷却循环箱17，冷却循环箱17分别与下进口31及上出口33相匹配连通，该冷却循环箱17内设置有制冷装置171。本实用新型增设上述内置制冷装置的冷却循环箱，使得冷却装置内的冷水或冷气等冷却物质可以循环利用，经济实用。其中，制冷装置171设置于靠近上出口33处，使得循环中变热的冷却物质可以有效回复冷却性能。另外，可以在下进口31或上出口33处设置一个抽取泵，用于促进冷却装置内的冷却物质流通。

如图1及图2所示，本实施例中，搅拌装置4包括搅拌电机41、搅拌轴42及搅拌叶43；搅拌轴42匹配贯穿冷却室12并与冷却室12的两个相对侧壁相匹配活动连接；搅拌机41设置于冷却室12的外侧壁上并与搅拌轴42的一端通过齿啮合相匹配传动联结；搅拌叶43匹配连接于冷却室12内的搅拌轴42上，该搅拌叶43以搅拌轴42的轴心线为轴心呈圆形阵列均匀分布于搅拌轴42的外周边。本实用新型采用上述结构的搅拌装置，可以通过加速冷却室内的空气流动，从而促进冷却室内的温度稳定降低。

如图2所示，本实施例中，搅拌轴42及搅拌叶43为中空管道，该搅拌叶43与搅拌轴42相连接处相匹配贯通；搅拌轴42的两端分别匹配活动卡接一个输入管道44及一个输出管道45。本实用新型的搅拌装置的搅拌轴采用中空管道，可以通过其内流过的冷却物质进一步稳步降低冷却室内的温度，提高降温效果，经济效率。其中，该输入管道44可以与冷却装置3的下进口31相匹配连通，而输出管道45可以与冷却装置3的上进口32相匹配连通，从而使得搅拌装置4及冷却装置3内的冷却物质可以共用。

本实施例中，冷却室12内的搅拌轴42及搅拌叶43上设置有众多均匀分布的小孔，该小孔贯通搅拌轴42及搅拌叶43的内管道孔。本实用新型采用上述结构，可以为输入管道44内通入低温的氮气，使得低温的氮气可以通过搅拌轴42及搅拌叶43处的小孔进入冷却室12内，从而导致更好的冷却效果，又不影响冷却室12内的元件处理。

如图1所示，本实施例中，加热装置5为电加热装置，该加热装置5设置于加热室13的内腔底部，可以利用热气上升的原理，有效保证加热室13内的温度快速稳定。

本实施例中，冷却室12及加热室13的内腔壁上设置有保温层，用于隔离各个加工室内的温度，避免能耗。

本实施例中，炉体1的外侧设置有检测前腔室11、冷却室12及加热室13内部压强的测压装置，可以有效测量各个工作室内的气压，保证稳定的压力工作环境；该炉体1外侧还设置有检测冷却室12及加热室13内部温度的测温装置，可以始终掌握各个工作室内的温度变化。

本实施例中，输送装置2的输送带上均匀分布着众多网孔，使得工件6的底部也可以充分实现氮化处理，避免工件6的表面氮化处理不均匀。

其中，也可以在加热室13中设置一个工件夹紧悬空装置，使得工件6的表面可以充分暴露，致使工件6的氮化处理更加完美。

本产品在使用过程中，首先，关闭中门15及内门16，再打开外门14(在打开外门14前可以先利用真空装置把前腔室11内氮气抽离储存再利用)，摆放工件6于输送装置2的输送带上；然后，关闭外门14，利用真空装置抽离前腔室11内的空气，并通入氮气；其次，打开中门15，利用输送装置2输送工件6进入冷却室12，再关闭中门15并开启内门16，利用输送装置2输送工件6进入加热室13；进而，关闭内门16，利用加热装置加热到一定温度，同时并持续稳定通入氮气；当加热氮化处理结束后，打开内门16，利用输送装置2输送工件6进入冷却室12；然后，关闭内门16，利用冷却室12内的冷却装置3及搅拌装置4进行冷却处理；当冷却处理结束后，打开中门15，利用输送装置2输送工件6进入前腔室11；然后关闭中门，可以利用真空装置把前腔室11内氮气抽离储存再利用；之后，打开外面14取出工件6。(在工件6加热及冷却时，需要根据情况持续输入氮气)

以上仅为本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种带搅拌冷却功能的氮化炉，其特征在于：所述带搅拌冷却功能的氮化炉包括炉体(1)、输送装置(2)、冷却装置(3)、搅拌装置(4)、加热装置(5)，所述炉体(1)内设置有前腔室(11)、冷却室(12)及加热室(13)，该炉体(1)由外向内依次开设有可供开闭的外门(14)、中门(15)及内门(16)；所述外门(14)连通前腔室(11)的内外，所述中门(15)连通前腔室(11)及冷却室(12)，所述内门(16)连通冷却室(12)及加热室(13)；所述输送装置(2)通过外门(14)、中门(15)、内门(16)依次连通前腔室(11)、冷却室(12)及加热室(13)；所述冷却装置(3)及搅拌装置(4)匹配安装于冷却室(12)内，所述加热装置(5)匹配安装于加热室(13)内；前腔室(11)、冷却室(12)及加热室(13)三者各设置有与之匹配连通的氮气进出管道，该前腔室(11)处还设置有与之匹配连接的真空装置。

2.根据权利要求1所述的带搅拌冷却功能的氮化炉，其特征在于：所述冷却装置(3)包括下进口(31)、冷却管道(32)及上出口(33)；所述下进口(31)设置于冷却室(12)的底部并与冷却管道(32)的下端相匹配连接，所述上出口(33)设置于冷却室(12)的顶部并与冷却管道(32)的上端相匹配连接；冷却管道(32)紧靠冷却室(12)的单侧内壁由下至上盘旋分布。

3.根据权利要求2所述的带搅拌冷却功能的氮化炉，其特征在于：所述炉体(1)外还设置有一个冷却循环箱(17)，所述冷却循环箱(17)分别与下进口(31)及上出口(33)相匹配连通，该冷却循环箱(17)内设置有制冷装置(171)。

4.根据权利要求1所述的带搅拌冷却功能的氮化炉，其特征在于：所述搅拌装置(4)包括搅拌电机(41)、搅拌轴(42)及搅拌叶(43)；所述搅拌轴(42)匹配贯穿冷却室(12)并与冷却室(12)的两个相对侧壁相匹配活动连接；所述搅拌机(41)设置于冷却室(12)的外侧壁上并与搅拌轴(42)的一端通过齿啮合相匹配传动联结；所述搅拌叶(43)匹配连接于冷却室(12)内的搅拌轴(42)上，该搅拌叶(43)以搅拌轴(42)的轴心线为轴心呈圆形阵列均匀分布于搅拌轴(42)的外周边。

5.根据权利要求4所述的带搅拌冷却功能的氮化炉，其特征在于：所述搅拌轴(42)及搅拌叶(43)为中空管道，该搅拌叶(43)与搅拌轴(42)相连接处相匹配贯通；搅拌轴(42)的两端分别匹配活动卡接一个输入管道(44)及一个输出管道(45)。

6.根据权利要求5所述的带搅拌冷却功能的氮化炉，其特征在于：所述冷却室(12)内的搅拌轴(42)及搅拌叶(43)上设置有众多均匀分布的小孔，该小孔贯通搅拌轴(42)及搅拌叶(43)的内管道孔。

7.根据权利要求1所述的带搅拌冷却功能的氮化炉，其特征在于：所述加热装置(5)为电加热装置，该加热装置(5)设置于加热室(13)的内腔底部。

8.根据权利要求1所述的带搅拌冷却功能的氮化炉，其特征在于：所述冷却室(12)及加热室(13)的内腔壁上设置有保温层。

9.根据权利要求1所述的带搅拌冷却功能的氮化炉，其特征在于：所述炉体(1)的外侧设置有检测前腔室(11)、冷却室(12)及加热室(13)内部压强的测压装置；该炉体(1)外侧还设置有检测冷却室(12)及加热室(13)内部温度的测温装置。

10.根据权利要求1所述的带搅拌冷却功能的氮化炉，其特征在于：所述输送装置(2)的输送带上均匀分布着众多网孔。