CN217173805U

CN217173805U - 一种多点位联合控温及测温的热处理炉

Info

Publication number: CN217173805U
Application number: CN202121169899.1U
Authority: CN
Inventors: 杨操兵; 张鑫; 金立铖; 徐厚嘉
Original assignee: Suzhou Weisi Dongshan Electronic Technology Co ltd
Current assignee: Suzhou Weisi Dongshan Electronic Technology Co ltd
Priority date: 2021-05-28
Filing date: 2021-05-28
Publication date: 2022-08-12
Anticipated expiration: 2031-05-28

Abstract

本实用新型一种多点位联合控温及测温的热处理炉，包括炉胆、活动套设于炉胆外的外加热罩以及安装于炉胆内的炉套管；炉胆呈中空密封的筒状结构；外加热罩对炉胆的侧壁进行加热；炉套管呈贯通的筒状结构，炉套管与炉胆的内壁间隔设置；在炉套管内壁上相互间隔分布有多个测温和控温的热电偶；在炉胆的一端设置有循环搅拌风机；在炉胆上还安装有抽真空系统；在炉胆上设置有PLC控制电柜。本实用新型通过控制系统控制平衡各点位置的温度变化，使得炉内温度场的温度分布更加均匀稳定一致。同时由于存在多点位控温和测温，可以快速精准的控制炉内温度场的变化，极大地方便了对热处理最佳工艺的调整优化。

Description

一种多点位联合控温及测温的热处理炉

技术领域

本实用新型涉及热处理设备在材料的热处理加工的应用领域，尤其涉及一种具有内置热电偶且多点位联合控温及测温的热处理炉。

背景技术

近年来，随着电子技术逐渐向高频化、小型化、高精度化方向发展，对材料的性能及结构等也提出了越来越高的要求，想要获得更高的材料性能，必须具有更先进的生产加工设备及工艺作为支撑。由于现有设备所加工的材料的性能普遍偏低，且其性能的一致性及稳定性均较差，显然无法满足电力电子设备的高频、高精度及小型化发展的需求。这就迫使材料及设备加工厂商不断改进设备及工艺，来提高材料的性能。其中热处理过程是材料获得高性能的关键工序之一，因而改进优化热处理炉的结构和工艺对提高材料性能至关重要。

鉴于现有传统的热处理炉由于测温和控温点位置均分布在炉膛壁表面且测温点数量相对较少(n<3)，测温点位置在炉胆壁上，且离炉内所装载的材料距离相对较远，对温度和时间的控制和响应较为滞后，无法精准控制温度，导致炉内的温度场分布不均匀，而且操作也较复杂化，非熟练经验的操作人员操作难度大等缺点，导致同炉不同区域的材料性能差异性较大，无法获得预期的性能要求。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种多点位联合控温及测温的热处理炉，将多根热电偶均匀分布于炉炉套管的四周不同位置，同时检测控制炉内的不同位置点的温度，通过控制系统控制平衡各点位置的温度变化，使得炉内温度场的温度分布更加均匀稳定一致，解决了现有的热处理炉难以控制，温度场分布不均匀的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种多点位联合控温及测温的热处理炉，包括炉胆、活动套设于所述炉胆外的外加热罩以及安装于所述炉胆内的炉套管；所述炉胆呈中空密封的筒状结构；所述外加热罩对所述炉胆的侧壁进行加热；所述炉套管呈贯通的筒状结构，所述炉套管与所述炉胆的内壁间隔设置；在所述炉套管内壁上相互间隔分布有多个测温和控温的热电偶；在所述炉胆的一端设置有循环搅拌风机；所述循环搅拌风机使气流在所述炉胆的炉套管内外循环流动；在所述炉胆上还安装有抽真空系统；在所述炉胆上设置有PLC控制电柜；所述PLC控制电柜与所述热电偶电信号连接。

作为本实用新型的一种优选方案，在所述炉套管内侧底部安装有沿所述炉套管轴向设置的移动导轨；在所述移动导轨上设置有用于装载热处理工件的料架车。

作为本实用新型的一种优选方案，在所述炉胆外设置有快速吸风冷却系统和快速吹风冷却系统；所述快速吸风冷却系统和快速吹风冷却系统相对设置于所述炉胆的两侧。

作为本实用新型的一种优选方案，所述PLC控制电柜与所述抽真空系统、循环搅拌风机、快速吸风冷却系统和快速吹风冷却系统电连接，控制所述抽真空系统、循环搅拌风机、快速吸风冷却系统和快速吹风冷却系统。

作为本实用新型的一种优选方案，所述热电偶环绕所述炉套管周向均匀间隔成排设置。

作为本实用新型的一种优选方案，所述热电偶沿所述炉套管轴向排列设置。

通过上述技术方案，本实用新型技术方案的有益效果是：

(1)炉内的每根热电偶均内置分布于炉套管的内壁表面位置，且与料架车上的热处理工件距离较近，可精准反映热处理工件内受热的真实温度，从而大大提高了热处理工件热处理的温度控制精度。

(2)设置有多根不同位置的控温(5<n<50)热电偶，可以联合控制炉内各区域位置的加热温度变化情况

(3)设置有多根不同位置的测温(5<m<50)热电偶，可以平衡监测炉内各区域位置温度场的变化情况

(4)设置有PLC控制电柜电柜，可以综合分析各点位置的温度数据，平衡控制炉区各点位置的加热元件电流大小，实现快速响应控制各个位置的温度变化情况，且操作简便，智能化输入参数即可。

(5)炉膛外下端设有吹风快速冷却系统、其上端也设有吸风快速冷却系统，热处理降温过程中两套冷却系统同时联合工作，方便实现快速降温过程，进一步提高热处理工件的性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图。

图中数字和字母所表示的相应部件名称：

1.PLC控制电柜 2.快速吸风冷却系统 3.循环搅拌风机

4.抽真空系统 5.快速吹风冷却系统 6.炉胆

7.炉套管 8.料架车 9.热处理工件

10.移动导轨 11.热电偶

12.外加热炉罩。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例

结合图1，本实用新型公开了一种多点位联合控温及测温的热处理炉，包括炉胆6、活动套设于炉胆6外的外加热罩12以及安装于炉胆6内的炉套管7。炉胆6呈中空密封的筒状结构；外加热罩12对炉胆6的侧壁进行加热。炉套管7呈贯通的筒状结构，炉套管7与炉胆6的内壁间隔设置。在炉套管7内壁上相互间隔分布有多个测温和控温的热电偶11；具体的，可以热电偶11环绕炉套管7周向均匀间隔成排设置。热电偶11沿炉套管7轴向排列设置。在炉胆6的一端设置有循环搅拌风机3。循环搅拌风机3使气流在炉胆6的炉套管7内外循环流动。在炉胆6上还安装有抽真空系统4。在炉胆6上设置有PLC控制电柜1。PLC控制电柜1与热电偶11电信号连接。

为了更好地对热处理工件9进行移动，在炉套管7内侧底部安装有沿炉套管7轴向设置的移动导轨10；在移动导轨10上设置有用于装载热处理工件9的料架车8。

为了提升本实用新型的冷却效果，在炉胆6外设置有快速吸风冷却系统2和快速吹风冷却系统5；快速吸风冷却系统2和快速吹风冷却系统5相对设置于炉胆6的两侧。

PLC控制电柜1与抽真空系统4、循环搅拌风机3、快速吸风冷却系统2和快速吹风冷却系统5电连接，控制抽真空系统4、循环搅拌风机3、快速吸风冷却系统2和快速吹风冷却系统5。

对于本实用新型的结构，可以根据需要具体设计。热处理过程中，料架车8被推进至炉套管7中间位置。其中炉套管7离料架车8的间隙距离较近(<5mm)，炉套管7壁的左右、上下方向的前中后位置均匀分布n根(5<n<50)测温和控温热电偶11。在循环搅拌风机3的带动下，炉胆6内的热气流在炉套管7内外的位置进行循环流动，通过对流传热方式将外加热罩12传递给炉胆6内壁的热量进一步均匀传递给料架车8上各个悬挂的热处理工件9。然后通过检测炉套管7各点不同位置的热电偶11的热电信号传递给控制柜内的PLC控制电柜1进行快速综合智能分析，输出对应的电控制信号给炉胆6外加热罩12各区域的m根(5<m<50)加热丝的电流大小，最后达到平衡控制各区域的温度同步变化，使得炉内的温度场分布更加均匀。

具体的，使用时，先将热处理工件9均匀悬挂装入料架车8上，再将料架车8推入炉套管7的移动导轨10上并至中间位置后关上炉门。开启PLC电控柜的抽真空系统4至炉内真空度达到-0.1MPa，关闭抽真空，充入惰性保护气体。然后启动加热开关按预设的工艺曲线进行热处理，外加热罩12将热量均匀传递给炉胆6的内壁。由于热处理工件9是悬挂在中间的料架车8上，热处理工件9的间隙及摆布位置也相对均匀，气流通道顺畅。在循环搅拌风机3的作用下，把炉内的热气流(保护气体)在炉套管7的内外进行对流循环流动，将热量均匀传递给料架车8上的热处理工件9，通过PLC电控系统分析检测炉套管7(左右、上下方向的前、中、后)各点位置热电偶11的控温和测温温度数据。当某区域的不同点位置的测量温度值相比控制温度值显示偏高时，将其温度差异信号反馈给PLC控制电柜1，输出相应的信号给外加热罩12的所对应区域的加热单元，减少其加热丝的电流大小，然后再把收集此时的各点测量温度值信号再次反馈给PLC控制电柜1，再次输入对应区域的加热丝的电流大小，通过多次这样的负反馈循环操作，实现达到测量温度和控制温度值的平衡，缩小其温度的差异。由于控温和测温热电偶11均处在炉胆6的炉套管7不同位置，且距离接近料架车8也较近，这样炉套管7内的各点所监测的热电偶11温度数据可以更为真实的反映热处理工件9内部的受热温度变化，因此整个热处理过程中，这种多点控温测温的设计可以快速精准的控制的热处理工件9内部的温度变化情况。

当热处理过程结束后，PLC系统控制外加热罩12退出炉胆6位置，启动冷却吹风系统和快速吸风冷却系统2，将炉胆6的热量快速吸走，在炉内气流的对流循环传热作用下，热处理工件9内部的热量不断被气流吸走传递给炉胆6，热处理工件9的温度不断下降，如此循环，可以实现达到快速降温的目的。

通过上述具体实施例，本实用新型的有益效果是：本实用新型将多根热电偶11均匀分布于炉内套的四周不同位置，同时检测控制炉内的不同位置点的温度，通过控制系统控制平衡各点位置的温度变化，使得炉内温度场的温度分布更加均匀稳定一致。同时由于存在多点位控温和测温，可以快速精准的控制炉内温度场的变化，极大地方便了对热处理最佳工艺的调整优化。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种多点位联合控温及测温的热处理炉，其特征在于，包括炉胆、活动套设于所述炉胆外的外加热罩以及安装于所述炉胆内的炉套管；所述炉胆呈中空密封的筒状结构；所述外加热罩对所述炉胆的侧壁进行加热；所述炉套管呈贯通的筒状结构，所述炉套管与所述炉胆的内壁间隔设置；在所述炉套管内壁上相互间隔分布有多个测温和控温的热电偶；在所述炉胆的一端设置有循环搅拌风机；所述循环搅拌风机使气流在所述炉胆的炉套管内外循环流动；在所述炉胆上还安装有抽真空系统；在所述炉胆上设置有PLC控制电柜；所述PLC控制电柜与所述热电偶电信号连接。

2.根据权利要求1所述的多点位联合控温及测温的热处理炉，其特征在于，在所述炉套管内侧底部安装有沿所述炉套管轴向设置的移动导轨；在所述移动导轨上设置有用于装载热处理工件的料架车。

3.根据权利要求2所述的多点位联合控温及测温的热处理炉，其特征在于，在所述炉胆外设置有快速吸风冷却系统和快速吹风冷却系统；所述快速吸风冷却系统和快速吹风冷却系统相对设置于所述炉胆的两侧。

4.根据权利要求3所述的多点位联合控温及测温的热处理炉，其特征在于，所述PLC控制电柜与所述抽真空系统、循环搅拌风机、快速吸风冷却系统和快速吹风冷却系统电连接，控制所述抽真空系统、循环搅拌风机、快速吸风冷却系统和快速吹风冷却系统。

5.根据权利要求4所述的多点位联合控温及测温的热处理炉，其特征在于，所述热电偶环绕所述炉套管周向均匀间隔成排设置。

6.根据权利要求4所述的多点位联合控温及测温的热处理炉，其特征在于，所述热电偶沿所述炉套管轴向排列设置。