可控?zé)峁苁焦?jié)能熱處理爐的制作方法
【專利摘要】一種可控?zé)峁苁焦?jié)能熱處理爐，其特征是它由剛性水平連接的主熱處理爐和副熱處理爐組成，所述的主熱處理爐內(nèi)安裝有電熱絲，在主熱處理爐和副熱處理爐的下部各安裝有一個(gè)液壓頂，在兩個(gè)液壓頂之間安裝有轉(zhuǎn)動(dòng)軸，長(zhǎng)直型熱管束的一端位于主熱處理爐中，另一端位于副熱處理爐中，隨著主熱處理爐和副熱處理爐下部的液壓頂?shù)纳呋蚪档?，長(zhǎng)直型熱管束的蒸發(fā)端和冷凝端會(huì)發(fā)生變化；在所述的主熱處理爐和副熱處理爐中均安裝有測(cè)溫裝置和送風(fēng)裝置。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，節(jié)能且可以改進(jìn)現(xiàn)今電熱處理爐的不足之處，既提高了熱電阻的使用壽命，還可改變電熱處理爐的冷卻速率，更是大幅提高了熱處理爐的工作效率,在實(shí)驗(yàn)室中具有廣泛的應(yīng)用前景。
【專利說明】可控?zé)峁苁焦?jié)能熱處理爐
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種熱處理爐，尤其是一種只需一個(gè)熱處理爐加熱，而另一個(gè)熱處理爐的熱量由能加熱的熱處理爐供熱可實(shí)現(xiàn)不同溫度反復(fù)進(jìn)行熱處理的可控?zé)峁苁焦?jié)能熱處理爐。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，鑄造后的零部件基本上都不能直接拿來使用，一般都需要經(jīng)過一系列的熱處理，才能達(dá)到工件所需要的力學(xué)性能。而一系列的熱處理(如退火、正火、淬火、回火，俗稱四把火)自然都離不開熱處理爐，但是市面上的熱處理爐一般都是電熱處理爐，其熱處理后爐內(nèi)的殘余溫度一般都還能達(dá)到幾百度甚至千度以上，這部分殘留在熱處理爐中的熱量基本上沒有得到充分的利用，就隨著爐子自然冷卻，散發(fā)到空氣中，白白的浪費(fèi)掉了。除此之外，我們知道現(xiàn)在的熱處理爐保溫性能均比較好，我們?cè)谧鐾炅四稠?xiàng)高溫?zé)崽幚砗?，如果我們還想接著做下一項(xiàng)低溫?zé)崽幚頃r(shí)，一般需要等幾個(gè)小時(shí)甚至更長(zhǎng)，嚴(yán)重影響了熱處理的工作效率。如果為了提高冷卻速度，打開爐門冷卻，這樣會(huì)讓熱電阻跟空氣在高溫下接觸，導(dǎo)致熱電阻的使用壽命大幅下降。而且我們?cè)谧瞿承崽幚頃r(shí)，需要控制工件的冷卻速度，一般的熱處理爐無(wú)法滿足此工作要求，如果打開爐門冷卻會(huì)將熱電阻暴露在空氣中，且無(wú)法精確控制到我們需要的冷卻速度 。
[0003]鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于，提供一種可控?zé)峁苁焦?jié)能熱處理爐，包括一主熱處理爐、一副熱處理爐、液壓裝置、測(cè)溫控制系統(tǒng)、熱管傳熱系統(tǒng)，使其能夠解決現(xiàn)今市面上一般熱處理爐所存在的上述缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的熱處理爐均為單爐結(jié)構(gòu)，更換工步時(shí)熱量損失大易造成電熱絲損壞的問題，設(shè)計(jì)一種熱能可反復(fù)利用的可控?zé)峁苁焦?jié)能熱處理爐。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種可控?zé)峁苁焦?jié)能熱處理爐，其特征是它由剛性水平連接的主熱處理爐和副熱處理爐組成，所述的主熱處理爐內(nèi)安裝有電熱絲，在主熱處理爐和副熱處理爐的下部各安裝有一個(gè)液壓頂，在兩個(gè)液壓頂之間安裝有為整體剛性連接的主熱處理爐和副熱處理爐整體轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸，長(zhǎng)直型熱管束的一端位于主熱處理爐中，另一端位于副熱處理爐中，隨著主熱處理爐和副熱處理爐下部的液壓頂?shù)纳呋蚪档停L(zhǎng)直型熱管束的蒸發(fā)端和冷凝端會(huì)發(fā)生變化，當(dāng)主熱處理爐下部的液壓頂下降，副熱處理爐中的液壓頂升高時(shí)，蒸發(fā)端位于主熱處理爐中，反之則位于副熱處理爐中，水平狀態(tài)下長(zhǎng)直型熱管束不工作；在所述的主熱處理爐和副熱處理爐中均安裝有測(cè)溫裝置和送風(fēng)裝置，所述的測(cè)溫裝置和送風(fēng)裝置及液壓頂?shù)纳稻芸赜谝浑姎饪刂蒲b置。
[0006]所述的長(zhǎng)直型熱管束由高溫?zé)峁苁?、中溫?zé)峁苁偷蜏責(zé)峁苁M成，所述的中溫?zé)峁苁偷蜏責(zé)峁苁謩e通過各自的隔熱門與主熱處理爐爐膛及副熱處理爐爐膛相連通，隔熱門的開啟受控于電氣控制裝置。
[0007]所述的整體剛性相連的主熱處理爐和副熱處理爐的傾角為-30°~+30°。
[0008]所述的長(zhǎng)直型熱管束為帶有翅片的、無(wú)吸液芯的重力熱管。
[0009]所述的液壓頂?shù)纳隙税惭b有滾動(dòng)軸，滾動(dòng)軸位于對(duì)應(yīng)的主熱處理爐或副熱處理爐下部安裝的導(dǎo)軌槽中。
[0010]本發(fā)明的有益效果:
1.本發(fā)明可控?zé)峁苁焦?jié)能熱處理爐，主、副熱處理爐連接為一個(gè)整體，采用熱電阻給主熱處理爐加熱，而利用重力熱管將高溫爐內(nèi)的熱量傳給低溫爐，從而達(dá)到主、副熱處理爐間的熱量相互傳遞的目的。
[0011]2.本發(fā)明提出了高溫?zé)峁?、中溫?zé)峁芎统責(zé)峁芑旌洗钆涫褂玫脑瓌t，最大程度的利用了熱量，提高了熱傳導(dǎo)的效率；三種類型熱管采用梯度傳熱原則、協(xié)同工作，且每類熱管都在一段溫度區(qū)間工作，既提高了熱管的工作效率，又保證其在安全溫度范圍內(nèi)工作。
[0012]3.本發(fā)明熱管傳熱系統(tǒng)，采用的熱管屬于重力熱管，也稱兩相閉式熱虹吸管。熱管傳熱系統(tǒng)采用無(wú)吸液芯的重力熱管，可以大大降低成本，還可利用其單向性使得熱量在兩爐之間交換以及控制熱處理爐的冷卻速度。
[0013]4.本發(fā)明可控?zé)峁苁焦?jié)能熱處理爐，采用風(fēng)機(jī)加快爐內(nèi)空氣的流動(dòng)，以此來提高熱管傳熱系統(tǒng)翅片管的吸熱和散熱的效率。
[0014]5.本發(fā)明可控?zé)峁苁焦?jié)能熱處理爐，使用的熱管可靠性高，可以大大延長(zhǎng)爐體的使用壽命。由熱管束組成的換熱設(shè)備中的單根熱管損壞對(duì)設(shè)備的換熱影響不大，即使部分熱管損壞也不會(huì)影響設(shè)備正常運(yùn)行，工作可靠性高。
[0015]6.本發(fā)明可控?zé)峁苁焦?jié)能熱處理爐，通過設(shè)計(jì)隔熱門可以有效的使三種類型的熱管協(xié)同工作，避免了熱管超出其工作溫度區(qū)間造成的損壞。
[0016]7.本發(fā)明可控?zé)峁苁焦?jié)能熱處理爐，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不僅可以延長(zhǎng)熱電阻的使用壽命，還可控制工件的冷卻速度，節(jié)能環(huán)保，可廣泛應(yīng)用在實(shí)驗(yàn)室中。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是圖1的A-A剖視圖。
[0019]圖中:26為主熱處理爐；27為副熱處理爐；11、24、25為長(zhǎng)直型熱管束(帶有翅片管9)，其中11為高溫?zé)峁苁?4為中溫?zé)峁苁?5為常溫?zé)峁苁?、21為升降式滑動(dòng)門；8、20為測(cè)溫裝置；22、23為隔熱門位置(圖中未詳細(xì)畫出隔熱門，可采用常規(guī)技術(shù)自行設(shè)計(jì))；6、28為風(fēng)機(jī)(耐高溫風(fēng)扇)；7、29為耐高溫葉片；3、19為滑輪；15為轉(zhuǎn)動(dòng)軸；12、18為導(dǎo)軌槽；13、17為滾動(dòng)軸；14、16為液壓頂；1為熱電阻；4為鋼板；5為硅酸鋁保溫層；10為耐火磚。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0021]如圖1-2所示。
[0022]一種可控?zé)峁苁焦?jié)能熱處理爐，它由剛性水平連接的主熱處理爐26和副熱處理爐27組成，主熱處理爐26和副熱處理爐27各連接有一個(gè)升降式滑動(dòng)門2、21，它們的爐體結(jié)構(gòu)相同，均由外層鋼板4、硅酸鋁保溫層5和耐火磚層10組成，如圖1所示，所述的主熱處理爐內(nèi)安裝有電熱絲I，在主熱處理爐26和副熱處理爐27的下部各安裝有一個(gè)(組)液壓頂13、16，液壓頂13、16的上部安裝有滾動(dòng)軸13、17，滾動(dòng)軸13、17分別安裝在對(duì)應(yīng)的導(dǎo)軌槽12、18中，導(dǎo)軌槽12、18分別固定在主熱處理爐26和副熱處理爐27的下部，在兩個(gè)(組)液壓頂之間安裝有為整體剛性連接的主熱處理爐和副熱處理爐整體轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸15，所述的整體剛性相連的主熱處理爐和副熱處理爐繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸15轉(zhuǎn)動(dòng)的傾角為-30°~+30°。長(zhǎng)直型熱管束的一端位于主熱處理爐中，另一端位于副熱處理爐中，隨著主熱處理爐和副熱處理爐下部的液壓頂?shù)纳呋蚪档?，長(zhǎng)直型熱管束的蒸發(fā)端和冷凝端會(huì)發(fā)生變化，當(dāng)主熱處理爐下部的液壓頂下降，副熱處理爐中的液壓頂升高時(shí)，蒸發(fā)端位于主熱處理爐中，反之則位于副熱處理爐中，水平狀態(tài)下長(zhǎng)直型熱管束不工作；長(zhǎng)直型熱管束共有高中低溫三組，它位的排列方式如圖2所示，高溫?zé)峁苁?1居中布置，中低溫?zé)峁苁?4、25分別布置在高溫?zé)峁苁?1的兩側(cè)，高中低溫長(zhǎng)直型熱管束應(yīng)采用帶有翅片9的、無(wú)吸液芯的重力熱管。在所述的主熱處理爐26和副熱處理爐27中均安裝有測(cè)溫裝置8、20以及送風(fēng)裝置，送風(fēng)裝置由風(fēng)機(jī)6、28及耐高溫葉片7、29組成，所述的測(cè)溫裝置和送風(fēng)裝置及液壓頂?shù)纳稻芸赜谝豢刹捎贸Ｒ?guī)技術(shù)設(shè)計(jì)制造的電氣控制裝置。為了防止中低溫?zé)峁茉诟邷叵鹿ぷ魇軗p，具體實(shí)施時(shí)可使中溫?zé)峁苁?4和低溫?zé)峁苁?5分別通過各自的隔熱門23、22與主熱處理爐爐膛及副熱處理爐爐膛相連通，隔熱門22、23的開啟受控于電氣控制裝置。
[0023]詳述如下:
如圖1和圖2所示，本發(fā)明的可控?zé)峁苁焦?jié)能熱處理爐，包括一主熱處理爐26 (左側(cè))、一副熱處理爐27 (右側(cè))、液壓裝置14/16、測(cè)溫控制系統(tǒng)、熱管束組成的熱管傳熱系統(tǒng)11/24/25，所述的主熱處理爐是一電熱處理爐26，其兩面裝有熱電阻1，頂部裝有帶翅片管的高溫11、中溫24、常溫25三種類型的熱管，爐門采用了升降式滑動(dòng)門2，保溫性能好，操作方便，易于工件的放?。凰龅母睙崽幚頎t27是一頂部只裝有帶翅片管的高溫11、中溫24、常溫25三種類型熱管的熱處理爐，爐門也采用了升降式滑動(dòng)門21，且主、副熱處理爐剛性連接為一個(gè)整體；所述的液壓裝置是在主、副熱處理爐的下部各有一個(gè)液壓頂14/16，通過兩個(gè)液壓頂?shù)纳祦砜刂茽t子圍繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸15旋轉(zhuǎn)，確定重力熱管的蒸發(fā)段和冷凝段的方位，液壓頂?shù)纳喜渴且粋€(gè)與爐子相連的導(dǎo)軌槽12/18，液壓頂與導(dǎo)軌槽之間通過滾動(dòng)軸13/17連接；所述的測(cè)溫控制系統(tǒng)是一程控器，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)主熱處理爐26和副熱處理爐27內(nèi)的溫度，然后根據(jù)用戶設(shè)定的溫度，自動(dòng)調(diào)節(jié)兩爐內(nèi)中溫?zé)峁?4和常溫?zé)峁?5蒸發(fā)段隔熱門的啟閉來控制熱管的工作與否，熱管工作的同時(shí)對(duì)應(yīng)的風(fēng)機(jī)6/28也會(huì)開始工作，主、副熱處理爐的傾斜方向也會(huì)根據(jù)設(shè)定自動(dòng)控制；所述的熱管傳熱系統(tǒng)是一帶翅片管的重力熱管，由高溫11、中溫24、常溫25三種類型的重力熱管組成，中溫?zé)峁?4和常溫?zé)峁?5的蒸發(fā)段和冷凝段可互換且均裝有隔熱門22/23 (隔熱門在圖中只標(biāo)出了位置)，而高溫?zé)峁?1不裝隔熱門(當(dāng)爐溫低于高溫?zé)峁軆?nèi)工作介質(zhì)的起始工作溫度時(shí)，熱管不工作也不會(huì)損壞)，這樣既達(dá)到了所需要的控制熱管工作的目的，也節(jié)約成本。
[0024] 本發(fā)明的副熱處理爐可以滿足從室溫到1000°C范圍的溫度，實(shí)現(xiàn)從低溫到高溫的連續(xù)熱處理。熱管傳熱系統(tǒng)是由重力熱管(也稱兩相閉式熱虹吸管)組成，熱管傳熱系統(tǒng)采用無(wú)吸液芯的重力熱管，不僅可以降低成本，而且可以將主、副熱處理爐內(nèi)的熱量相互傳遞，提高熱處理效率，節(jié)約能源。利用重力熱管在主、副熱處理爐間熱量的傳遞，即可控制爐內(nèi)工件的冷卻速度，又可減少爐門開啟，從而提高熱電阻的使用壽命。
[0025]下面結(jié)合一項(xiàng)鎳鋁青銅的熱處理工藝來進(jìn)一步說明本發(fā)明區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。
[0026]鎳鋁青銅的熱處理工藝包括:
1.固溶950°C X3h 水冷，時(shí)效 540°C X4h ；
2.時(shí)效450°C X4h，冷卻速度 100 °C/h。
[0027]根據(jù)熱處理工步1，首先將副熱處理爐27下部的液壓頂16降低，主熱處理爐26下部的液壓頂14升高，使整個(gè)爐子傾斜30。，此時(shí)由于重力熱管的傳熱單向性，主熱處理爐26內(nèi)的熱量不會(huì)傳給副熱處理爐27 ;然后主熱處理爐26根據(jù)設(shè)定的溫度950°C，電熱阻I開始加熱，測(cè)溫控制系統(tǒng)測(cè)量主熱處理爐內(nèi)溫度達(dá)到950°C后保溫3小時(shí)，打開爐門2取出工件后立即關(guān)閉爐門2，接著將工件放入水中冷卻，冷卻完后接著把工件放入副熱處理爐27內(nèi)，關(guān)閉爐門21 ;最后測(cè)溫控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)副熱處理爐27下部的液壓頂16升高，主熱處理爐26下部的液壓頂14降低，使整個(gè)爐子反向傾斜30。，此時(shí)熱管11/24/25和風(fēng)機(jī)6/28開始工作，同時(shí)測(cè)溫控制系統(tǒng)會(huì)根據(jù)兩爐內(nèi)測(cè)量的溫度自動(dòng)控制中溫?zé)峁?4和常溫?zé)峁?5隔熱門22/23的啟閉，且主熱處理爐26內(nèi)的熱電阻I也會(huì)根據(jù)需要由測(cè)溫控制系統(tǒng)自動(dòng)控制補(bǔ)償副熱處理內(nèi)的熱量散失。其中，高溫?zé)峁?1采用鈉不銹鋼管，工作溫度范圍在500-1200°C ;中溫?zé)峁?4采用汞奧氏體不銹鋼管工作溫度范圍在250_650°C ;常溫?zé)峁?5采用水碳鋼管，工作溫度范圍在30-250°C。
[0028]根據(jù)熱處理工步2，首先將副熱處理爐27下部的液壓頂16降低，主熱處理爐26下部的液壓頂14升高，使整個(gè)爐 子傾斜30。;然后主熱處理爐根據(jù)設(shè)定的溫度450°C，電熱阻I開始加熱，測(cè)溫控制系統(tǒng)測(cè)量主熱處理爐內(nèi)溫度達(dá)到450°C后保溫4小時(shí)后，測(cè)溫控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)副熱處理爐27下部的液壓頂16升高，主熱處理爐26下部的液壓頂14降低，使整個(gè)爐子反向傾斜20。，副熱處理爐27爐門21打開，此時(shí)熱管24和風(fēng)機(jī)6/28開始工作，同時(shí)測(cè)溫控制系統(tǒng)開啟中溫?zé)峁芨魺衢T，中溫?zé)峁?4開始工作，當(dāng)溫度降至250°C時(shí)，常溫?zé)峁?5開始工作，最后爐26內(nèi)溫度降到100°C時(shí)，整個(gè)爐子26/27恢復(fù)至水平，設(shè)備停止工作，取出工件。
[0029]本發(fā)明熱處理爐，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，節(jié)能且可以改進(jìn)現(xiàn)今電熱處理爐的不足之處，既提高了熱電阻的使用壽命，還可改變電熱處理爐的冷卻速率，更是大幅提高了熱處理爐的工作效率，降低了熱處理爐的空閑率，在實(shí)驗(yàn)室中廣泛應(yīng)用前景。
[0030]本發(fā)明未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種可控?zé)峁苁焦?jié)能熱處理爐，其特征是它由剛性水平連接的主熱處理爐和副熱處理爐組成，所述的主熱處理爐內(nèi)安裝有電熱絲，在主熱處理爐和副熱處理爐的下部各安裝有一個(gè)液壓頂，在兩個(gè)液壓頂之間安裝有為整體剛性連接的主熱處理爐和副熱處理爐整體轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸，長(zhǎng)直型熱管束的一端位于主熱處理爐中，另一端位于副熱處理爐中，隨著主熱處理爐和副熱處理爐下部的液壓頂?shù)纳呋蚪档?，長(zhǎng)直型熱管束的蒸發(fā)端和冷凝端會(huì)發(fā)生變化，當(dāng)主熱處理爐下部的液壓頂下降，副熱處理爐中的液壓頂升高時(shí)，蒸發(fā)端位于主熱處理爐中，反之則位于副熱處理爐中 ，水平狀態(tài)下長(zhǎng)直型熱管束不工作；在所述的主熱處理爐和副熱處理爐中均安裝有測(cè)溫裝置和送風(fēng)裝置，所述的測(cè)溫裝置和送風(fēng)裝置及液壓頂?shù)纳稻芸赜谝浑姎饪刂蒲b置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控?zé)峁苁焦?jié)能熱處理爐，其特征是所述的長(zhǎng)直型熱管束由高溫?zé)峁苁?、中溫?zé)峁苁偷蜏責(zé)峁苁M成，所述的中溫?zé)峁苁偷蜏責(zé)峁苁謩e通過各自的隔熱門與主熱處理爐爐膛及副熱處理爐爐膛相連通，隔熱門的開啟受控于電氣控制裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控?zé)峁苁焦?jié)能熱處理爐，其特征是所述的整體剛性相連的主熱處理爐和副熱處理爐的傾角為-30°~+30°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控?zé)峁苁焦?jié)能熱處理爐，其特征是所述的長(zhǎng)直型熱管束為帶有翅片的、無(wú)吸液芯的重力熱管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控?zé)峁苁焦?jié)能熱處理爐，其特征是所述的液壓頂?shù)纳隙税惭b有滾動(dòng)軸，滾動(dòng)軸位于對(duì)應(yīng)的主熱處理爐或副熱處理爐下部安裝的導(dǎo)軌槽中。
【文檔編號(hào)】C21D1/00GK103468885SQ201310463066
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月8日
【發(fā)明者】許曉靜, 陳樹東, 招玉春, 王宏宇, 王偉 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)