專利名稱：分區(qū)控制輻射管加熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及熱處理設(shè)備的加熱部件，尤其是深型井式氣氛熱處理爐的加熱
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背景技術(shù)：
目前我國長軸類機(jī)械零件的氣氛熱處理，大多采用深型井式氣氛熱處理爐進(jìn)行保 護(hù)氣氛淬火、滲碳、碳氮共滲、氮化處理，從而提高零件的綜合機(jī)械性能。深型井式氣氛熱處 理爐的溫度控制精度及溫度均勻性是設(shè)備性能及熱處理工藝條件的關(guān)鍵指標(biāo)。而加熱器的 使用壽命及維護(hù)方便性是設(shè)備的可靠性與生產(chǎn)效率的重要因素。現(xiàn)有深型井式氣氛熱處理爐的加熱器通常采用電阻帶加熱方式，為了避免爐內(nèi)氣 氛對(duì)電阻帶的影響，設(shè)備還需配備馬弗及馬弗底部油封裝置。使用這種加熱器主要存在三 方面的問題1.馬弗蓄熱量大、能耗大、壽命短、維修不便；2.由于底部油密封內(nèi)油蒸汽揮 發(fā)，對(duì)加熱器及爐內(nèi)氣氛產(chǎn)生不良影響，加熱器的使用壽命縮短，而且加熱器的維修更換非 常不便；3.底部油密封存在著火災(zāi)的安全隱患?，F(xiàn)有井深不足1. 5米的氣氛熱處理爐的加熱器也有采用輻射管加熱的方式。輻射 管由輻射管管殼及設(shè)置在管殼內(nèi)的一個(gè)加熱組件組成，若干輻射管均勻分布在氣氛熱處理 爐的爐壁內(nèi)側(cè)，并受控于同一控制單元，構(gòu)成輻射管加熱器。這種加熱器的優(yōu)點(diǎn)是加熱組 件與爐內(nèi)氣氛完全隔離，無需使用馬弗及馬弗底部油封，設(shè)備的能耗及維護(hù)成本大幅度降 低。然而由于現(xiàn)有輻射管式加熱器無法分區(qū)加熱控溫，因此不適用于井深超過1. 5米的氣 氛熱處理爐。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能實(shí)現(xiàn)分區(qū)控制，可用于 深型井式氣氛熱處理爐加熱的分區(qū)控制輻射管加熱器。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是分區(qū)控制輻射管加熱器，它由若干相同的輻射管 組成，其特征在于每只輻射管包括若干個(gè)加熱組件及一個(gè)輻射管管殼，加熱組件縱向依次 排列于輻射管管殼內(nèi)；不同輻射管之間，橫向同層加熱組件受控于同一控制單元；各層加 熱組件分別受控于不同的控制單元，實(shí)現(xiàn)分區(qū)控制。所述加熱組件由兩根電極引出棒、若干陶瓷隔圈及一組電阻絲組成，若干陶瓷隔 圈沿輻射管管殼軸向均勻設(shè)置，一組電阻絲穿插繞制在若干陶瓷隔圈上，兩根電極引出棒 分別連接于一組電阻絲的兩端。所述控制單元至少包括熱電偶、控制儀表、調(diào)功器。采用本實(shí)用新型分區(qū)控制輻射管加熱器，可以實(shí)現(xiàn)在同一支輻射管內(nèi)，進(jìn)行分區(qū) 加熱與控制，從而實(shí)現(xiàn)深型井式氣氛熱處理爐的溫度精確控制，獲得優(yōu)越的溫度均勻性。深 型井式氣氛熱處理爐采用本實(shí)用新型，可以將加熱組件與爐內(nèi)氣氛完全隔離，無需使用馬 弗及馬弗底部油封，設(shè)備的能耗及維護(hù)成本大幅度降低；工件的熱處理質(zhì)量及生產(chǎn)效率大
3幅提高；加熱器的使用壽命延長，設(shè)備更加安全可靠。
圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例分區(qū)控制輻射管示意圖。圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例上層加熱組件示意圖。圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例中層加熱組件示意圖。圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例下層加熱組件示意圖。圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例A向視圖。圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例B-B剖示圖。圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例C-C剖示圖。圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例D-D剖示圖。圖9為本實(shí)用新型實(shí)施例在深型井式氣氛熱處理爐上的應(yīng)用示意圖。圖10為本實(shí)用新型實(shí)施例動(dòng)力主回路線路圖。圖11為本實(shí)用新型實(shí)施例控制回路線路圖。圖中1、輻射管法蘭，2、爐體法蘭，3、輻射管管殼，4、保溫塞，5、上層加熱組件，6、 中層加熱組件，7、輻射管，8、下層加熱組件，9、上層電極引出棒，10、陶瓷隔圈，11、電阻絲， 12、中層電極引出棒，13、下層電極引出棒，14、上層加熱組件接線端子，15、中層加熱組件接 線端子，16、下層加熱組件接線端子，17、爐蓋，18、爐壁，19、上層可控硅調(diào)功器，20、上層溫 度控制器，21、中層可控硅調(diào)功器，22、中層溫度控制器，23、下層可控硅調(diào)功器，24、下層溫 度控制器，25、上層熱電偶，26、中層熱電偶，27、下層熱電偶。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例三區(qū)控制輻射管加熱器輻射管上層加熱組件5由兩根上層電極引出棒9、十四只陶瓷隔圈10及一組電阻 絲11組成，所述一組電阻絲11的功率為十千瓦。陶瓷隔圈10包含一個(gè)盤面和一個(gè)立柱， 盤面和立柱可以是整體的，也可以是分體的；盤面上設(shè)有兩圈通孔，外圈十八個(gè)通孔用于穿 插繞制電阻絲11，內(nèi)圈六個(gè)通孔用于區(qū)隔上層電極引出棒9、中層電極引出棒12和下層電 極引出棒13，立柱用于區(qū)隔盤面。十四只陶瓷隔圈10沿輻射管管殼3軸向疊加排列，每組 中所有陶瓷隔圈10上的通孔上、下對(duì)齊。一組電阻絲11往復(fù)穿插于后十三只陶瓷隔圈10 的十五個(gè)外圈通孔中。兩根上層電極引出棒9插在前兩只陶瓷隔圈10的兩個(gè)內(nèi)圈通孔中， 這兩個(gè)內(nèi)圈通孔正對(duì)電阻絲纏繞的缺口，兩根上層電極引出棒9分別連接于一組電阻絲11 的兩端，上層電極引出棒9、中層電極引出棒12和下層電極引出棒13的長度應(yīng)該保證其頭 部伸出輻射管7外。中層加熱組件6和下層加熱組件8的結(jié)構(gòu)與上層加熱組件5相同。三區(qū)控制輻射管7由上層加熱組件5、中層加熱組件6、下層加熱組件8、保溫塞4、 輻射管法蘭1、爐蓋法蘭2及輻射管管殼3組成。三個(gè)加熱組件縱向依次排列于輻射管管殼 3內(nèi)，在上層加熱組件5的上方設(shè)置有保溫塞4，在輻射管管殼3的開口處設(shè)置有輻射管法 蘭1和爐蓋法蘭2，輻射管法蘭1與輻射管7固定連接。輻射管法蘭1和保溫塞4上分別開 設(shè)有與陶瓷隔圈10內(nèi)圈通孔對(duì)應(yīng)的六個(gè)通孔。上層加熱組件5的上層電極引出棒9穿過 保溫塞4和輻射管法蘭1，伸出輻射管7外。中層加熱組件6的中層電極引出棒12穿過上層加熱組件5的十四只陶瓷隔圈10、保溫塞4和輻射管法蘭1，伸出輻射管7外。下層加熱 組件8的下層電極引出棒13穿過上層加熱組件5和中層加熱組件6的二十八只陶瓷隔圈 10、保溫塞4和輻射管法蘭1，伸出輻射管7外。輻射管法蘭1上設(shè)有兩根上層加熱組件接 線端子14、兩根中層加熱組件接線端子15和兩根下層加熱組件接線端子16，兩根上層加熱 組件接線端子14分別與兩根上層電極引出棒9連接，兩根中層加熱組件接線端子15分別 與兩根中層電極引出棒12連接，下根上層加熱組件接線端子16分別與兩根下層電極引出 棒13連接。三區(qū)控制輻射管加熱器，由十二根輻射管7和上層控制單元、中層控制單元和下 層控制單元組成。上層控制單元至少包括上層熱電偶25、上層溫度控制器20、上層可控硅 調(diào)功器19。中層控制單元至少包括中層熱電偶26、中層溫度控制器22、中層可控硅調(diào)功器 21。下層控制單元至少包括相互并聯(lián)的下層熱電偶27、下層溫度控制器24、下層可控硅調(diào) 功器23。十二根輻射管7穿過深型井式氣氛熱處理爐爐蓋17上的通孔，均布在深型井式氣 氛熱處理爐的爐壁18內(nèi)側(cè)，輻射管7管口的爐蓋法蘭2與深型井式氣氛熱處理爐的爐蓋17 上表面固定。十二根輻射管7的上層加熱組件接線端子14與上層控制單元連接，十二根輻 射管7的中層加熱組件接線端子15中層控制單元連接，十二根輻射管7的下層加熱組件接 線端子16與下層控制單元連接。本實(shí)施例僅為本實(shí)用新型眾多具體實(shí)施方式
中的一個(gè)個(gè)例。根據(jù)深型井式氣氛熱 處理爐深度的不同，加熱組件按上下方向分區(qū)，可分為二區(qū)、三區(qū)、四區(qū)或更多區(qū)。加熱組件 的功率也會(huì)因深型井式氣氛熱處理爐的功率，及分區(qū)情況不同而變化，陶瓷隔圈的數(shù)量，陶 瓷隔圈上的通孔數(shù)量也會(huì)隨之變化。依據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)方案而演化出的具體實(shí)施方式
均 在本實(shí)用新型保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求分區(qū)控制輻射管加熱器，它由若干相同的輻射管組成，其特征在于每只輻射管包括若干個(gè)加熱組件及一個(gè)輻射管管殼，加熱組件縱向依次排列于輻射管管殼內(nèi)；不同輻射管之間，橫向同層加熱組件受控于同一控制單元；各層加熱組件分別受控于不同的控制單元。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的分區(qū)控制輻射管加熱器，其特征在于所述加熱組件由兩根電 極引出棒、若干陶瓷隔圈及一組電阻絲組成，若干陶瓷隔圈沿輻射管管殼軸向均勻設(shè)置，一 組電阻絲穿插繞制在若干陶瓷隔圈上，兩根電極引出棒分別連接于一組電阻絲的兩端。
3.據(jù)權(quán)利要求1所述的分區(qū)控制輻射管加熱器，其特征在于所述控制單元至少包括 熱電偶、控制儀表、功率調(diào)功器。
4.據(jù)權(quán)利要求2所述的分區(qū)控制輻射管加熱器，其特征在于陶瓷隔圈為十四只，一組 電阻絲功率為十千瓦；陶瓷隔圈包含一個(gè)盤面和一個(gè)立柱，盤面上設(shè)有兩圈通孔，外圈十八 個(gè)電阻絲通孔，內(nèi)圈六個(gè)電極引出棒通孔，立柱區(qū)隔于盤面之間；十四只陶瓷隔圈沿輻射管 管殼軸向疊加排列，每組中所有陶瓷隔圈上的通孔上、下對(duì)齊；一組電阻絲往復(fù)穿插于后 十三只陶瓷隔圈的十五列外圈通孔中；兩根電極引出棒插在前兩只陶瓷隔圈的兩個(gè)內(nèi)圈通 孔中，這兩個(gè)內(nèi)圈通孔正對(duì)電阻絲纏繞的缺口，兩根電極引出棒分別連接于一組電阻絲的 兩端，電極引出棒的長度應(yīng)該保證其頭部伸出輻射管外。
5.據(jù)權(quán)利要求1或4所述的分區(qū)控制輻射管加熱器，其特征在于所述輻射管為三區(qū) 控制輻射管，它由上層加熱組件、中層加熱組件、下層加熱組件、保溫塞、輻射管法蘭、爐蓋 法蘭及輻射管管殼組成，三個(gè)加熱組件縱向依次排列于輻射管管殼內(nèi)，在上層加熱組件的 上方設(shè)置有保溫塞，在輻射管管殼的開口處設(shè)置有輻射管法蘭和爐蓋法蘭，輻射管法蘭與 輻射管固定連接；輻射管法蘭和保溫塞上分別開設(shè)有與陶瓷隔圈內(nèi)圈通孔對(duì)應(yīng)的六個(gè)通 孔；上層加熱組件的電極引出棒穿過保溫塞和輻射管法蘭上的通孔，伸出輻射管外；中層 加熱組件的電極引出棒穿過上層加熱組件的陶瓷隔圈內(nèi)圈通孔、保溫塞和輻射管法蘭上的 通孔，伸出輻射管外；下層加熱組件的電極引出棒穿過中層加熱組件和上層加熱組件的陶 瓷隔圈內(nèi)圈通孔、保溫塞和輻射管法蘭上的通孔，伸出輻射管外；輻射管法蘭設(shè)有兩根上層 加熱組件接線端子、兩根中層加熱組件接線端子、兩根下層加熱組件接線端子，兩根上層加 熱組件接線端子分別與兩根上層電極引出棒連接，兩根中層加熱組件接線端子分別與兩根 中層電極引出棒連接，下根上層加熱組件接線端子分別與兩根下層電極引出棒連接。
6.據(jù)權(quán)利要求3所述的分區(qū)控制輻射管加熱器，其特征在于所述控制儀表為溫度控 制器。
7.據(jù)權(quán)利要求3所述的分區(qū)控制輻射管加熱器，其特征在于所述調(diào)功器為可控硅調(diào) 功器。
專利摘要本實(shí)用新型提供的分區(qū)控制輻射管加熱器涉及熱處理設(shè)備的加熱部件，尤其是深型井式氣氛熱處理爐的加熱器。它由若干相同的輻射管組成，其特征在于每只輻射管包括若干個(gè)加熱組件及一個(gè)輻射管管殼，加熱組件縱向依次排列于輻射管管殼內(nèi)；不同輻射管之間，橫向同層加熱組件受控于同一控制單元；各層加熱組件分別受控于不同的控制單元，實(shí)現(xiàn)分區(qū)控制。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)分區(qū)溫度控制，控制溫度精確、溫度均勻性優(yōu)越；同時(shí)，采用本實(shí)用新型可以取消馬弗及馬弗油封裝置，設(shè)備能效高，輻射管適應(yīng)壽命長，維護(hù)方便，安全可靠，熱處理質(zhì)量好，生產(chǎn)效率高。
文檔編號(hào)C21D9/00GK201608923SQ20102002225
公開日2010年10月13日 申請(qǐng)日期2010年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月19日
發(fā)明者韓伯群 申請(qǐng)人:江蘇豐東熱技術(shù)股份有限公司