多功能真空爐的製作方法
2023-05-11 11:51:31 1
本發明涉及燒結、熱處理工藝中的真空設備，是一種節能，環保的多功能真空爐。
背景技術：
隨著能源的短缺和環保的排放標準提高，對節能環保真空設備的要求越來越高，目前國內在燒結、熱處理，如退火、回火、釺焊等工藝中使用的真空設備存在能耗高，生產效率低，工件需加熱保溫時間長或提高加熱溫度,以達到溫度一致性，冷卻氣體運行方向單一問題：如冷卻氣體由加熱室四周噴嘴進入，從殼體前、後端屏流出,或冷卻氣體由前面進、後面出，這樣的真空設備使產品冷卻過程中工件溫度不一致，冷卻速度慢，影響產品性能。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種多功能真空爐，實現材料燒結和熱處理工藝中高效率、低能耗設備。
本發明的多功能真空爐，包括爐殼、加熱室，真空系統，冷卻系統，PLC智能控制系統，其特徵在於加熱室體前部設置活動的前左、右風門，活動風門框體前端用鉸鏈連接在加熱室兩側立壁上，在加熱室外後部、風道端對稱安裝後左、右換向風門，各個風門氣缸安裝在爐殼外、氣缸活塞杆通過密封結構穿過爐殼與風門銷軸連接，靠風門氣缸驅動風門，實現冷卻氣體換向；程序自控系統按作業流程設置：開啟真空系統，對爐殼內進行抽空；當真空度達到加熱要求時，開始加熱，前右風門、前左風門、後左風門、後右風門關閉；加熱程序結束後，開始充氣冷卻，同時前右風門和前左風門打開，爐內達到冷卻設定壓力，風機自動啟動，同時後左風門和後右風門交替打開或關閉風道，實現冷卻氣流左右換向，冷卻到設定溫度時，開門取料，整個過程操作結束。
本發明真空爐的優點主要在於加熱室左右帶有活動風門，加熱時，前左右風門關閉風門，無通氣孔，避免了在加熱過程中的能量損失，節能，同時保證加熱更均勻；在冷卻時，前左右風門打開，敞開幅度大，同時後左右風門可以進行換向，即氣流在加熱室的內外、左右交替換向流動，換向時間可設定，這樣工件冷卻均勻，提高冷卻速度，縮短出爐時間。這樣加熱、保溫和冷卻時間短，從根本上解決了能耗高和影響生產效率的問題使能耗降到最低，產品性能更高、提高了生產效率。氣缸在爐殼外高溫密封，風門從材質上保證受熱變形小。該設備的研製成功，對以後所有真空設備的設計提供了很好的借鑑。
設備的主要技術指標：
附圖說明
圖1是真空爐的截面剖視圖；
圖2是真空爐的軸向剖俯視圖；
圖3是圖2剖視的冷卻氣體流向示意圖；
圖4是與圖3的冷卻氣體反向的換向示意圖；
圖5是風門氣缸活塞杆與爐殼接管的密封結構示意圖；
圖6是圖5的中間局部放大示意圖；
圖7是後風門關閉的結構放大圖；
圖8是後風門打開的結構放大圖；
圖9是本真空爐作業流程示意圖。
附圖中標號：1.真空系統 2.爐殼 3.加熱室 4.前右風門 5.前左風門 6.後左風門 7.後右風門 8.換熱器 9.風道 10.風機 11.風門氣缸 12.密封套 13.調整螺栓 14.抽空接口 15.導向套 16.密封圈 17.中間環 18.壓環 19.孔用彈性擋圈 20.氣缸活塞杆 21.後風門板 22.銷軸 23.鉸鏈 24.後風門氣缸 25.真空接頭 26.閥門
具體實施方式
本發明的多功能真空爐，包括爐殼、加熱室，真空系統，冷卻系統，PLC智能控制系統，見圖1、2，爐殼2為圓筒形的真空密閉容器，軸向平行於地面安裝，筒體前端為球型門，爐殼2後部為冷卻系統,包括風機10、換熱器8、風道9，爐殼2外側安裝真空系統1，用閥門26連接，爐殼2內軸向安置方形的加熱室3，其特徵在於加熱室3兩側立壁安裝左右活動的前右風門4和前左風門5，前右、前左風門4、5框體前立邊用鉸鏈與加熱室3立壁連接。爐殼2內、在加熱室3外後部、風道9端對稱安裝兩個換向後風門：後左風門6和後右風門7，如圖8所示，兩個後風門板21為旋轉門，後風門板21一側邊通過鉸鏈23安裝在風道9埠內側；圖7為後風門板21關閉，箭頭為氣體流向，圖8為後風門板21打開。四個風門氣缸11安裝在爐殼2外，見圖5、6，氣缸活塞杆20與各風門採用銷軸22連接，靠風門氣缸11驅動旋轉側開。氣缸活塞杆20通過密封結構穿過爐殼2的孔與銷軸22連接，其特徵在於氣缸活塞杆20上用孔用彈性擋圈19固定密封圈16，Y型密封圈16之間帶有壓環18共兩組，在中間環17兩面對稱安裝。氣缸活塞杆20上密封件依次安裝順序如圖6所示為：孔用彈性擋圈19、壓環18、Y型密封圈16、壓環18、Y型密封圈16、中間環17、Y型密封圈16、壓環18、Y型密封圈16、裝在密封套12裡，導向套15與密封套12用緊定螺釘固定。抽空接口14與真空接頭26之間採用金屬軟管連接，採用抽真空方式，保證中間環17一直處於真空狀態。如圖5，保證氣缸活塞杆20往復動作時的密封性能，即外部大氣不會進到爐殼真空室內。前左、右風門4、5採用硬質碳氈保溫結構，後左、右風門6、7為單層碳鋼結構。後左、右風門一側邊安裝銷軸22，作為開關門支點，與氣缸活塞杆20連接。
設備加熱時，前左、右風門4、5關閉，其特徵在於加熱室無固定通氣孔，故能耗小，實測溫度均勻性可達到±1.5℃(已超出國際1類真空爐的溫區均勻性標準±3℃)；加熱結束後，加熱室前左右風門4、5先打開，按照工藝要求，當爐內溫度降到設定強制冷卻溫度時，閥門26關閉，真空系統1停止工作，快速往爐殼2內充入冷卻氣體，達到設定壓力，同時後右風門7關閉，擋住風道，後左風門6打開，敞開風道9，風機啟動，見圖3，氣體流向途徑：如換熱器8→風機10→冷氣從後左風門6→前左風門5→工件→前右風門4→換熱器8，30秒後(時間可設定)，後左風門6關閉，擋住風道9，後右風門7打開，敞開風道9，改變氣體流向途徑：換熱器8→風機10→後右風門7→前右風門4→工件→前左風門5→換熱器8，如圖4，這樣靠後左風門6和後右風門7的交替開關，達到冷卻氣體換向循環，工件每個位置冷卻更均勻，變形小，冷卻速度更快。
程序自控系統按作業流程設置：見圖9，開啟真空系統1和閥門26，對真空室進行抽空；當真空度達到加熱要求時，開始加熱，前右風門4、前左風門5、後左風門6、後右風門7關閉；加熱程序結束後，關閉閥門26和真空系統1，開始充氣冷卻，同時前右風門4和前左風門5打開，爐內達到冷卻設定壓力，風機10自動啟動，同時後左風門6和後右風門7交替打開和關閉，實現冷卻氣流左右換向，交替時間設定為30秒，爐內冷卻到50度時，風機10停止。可以開門取料，整個過程操作結束。