專利名稱：熱風循環(huán)烘箱的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及對材料進行燒結、回火、退火等的熱處理設備，尤其 涉及一種熱風循環(huán)烘箱。
背景技術：
隨著科技的進步和時代的發(fā)展，人們對材料熱處理的工藝要求不斷提 高，進而，對材料熱處理用電爐有效加熱區(qū)內的溫度偏差也提出了更加明 確的要求。為了使加熱后熱處理完的材料(特別是大件或多件)各個部位都能夠 達到統(tǒng)一的熱處理要求，減少材料間性能的偏差，進一步提高產(chǎn)品的內在 質量，對有效加熱區(qū)內溫度的偏差范圍(爐溫均勻性)要求也越來越小。現(xiàn)有的熱風循環(huán)烘箱在其導風罩的設計中，所使用的盲板和帶導風孔 的導風板其相對位置均是固定不變，不能按照被加熱工件在烘箱中所處的 位置進行任意的組合，而且缺少快速冷卻裝置和料桶旋轉系統(tǒng)，導致熱風循環(huán)烘箱的爐溫均勻性只能控制在士5。C的最高或最低溫度偏差范圍，已 遠不能滿足用戶對高精產(chǎn)品的熱處理要求。因此，業(yè)內人士迫切期望能有 相應的產(chǎn)品盡早問世。實用新型內容本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種熱風循環(huán)烘箱， 解決材料在燒結、回火、退火等熱處理工藝過程中所產(chǎn)生的材料材質變化 不均勻、局部溫度差異大等問題，同時提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)運行成本， 從結構上徹底解決爐溫的均勻性問題。本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的熱風循環(huán)烘箱，屬于周期式作業(yè)電爐，包括電爐主體，其特征在于，所述的電爐主體由不銹鋼方管、鋼板焊接而成，包括爐殼、爐門及門框、設置在其背面的支架；所述的爐殼分為內、外兩層，兩層爐殼之間設置有一保溫層； 所述的電爐主體上分別設置有熱風循環(huán)系統(tǒng)、料桶旋轉系統(tǒng)、快速冷卻系統(tǒng)；所述的熱風循環(huán)系統(tǒng)包括設置在電爐主體頂部的熱風循環(huán)風機、與熱 風循環(huán)風機相連的風扇、設置在風扇兩側的加熱器，還包括設置在電爐主 體上的導風系統(tǒng)；所述的料桶旋轉系統(tǒng)包括可對爐膛內的料桶獨立進行回轉加熱的回 轉機構；所述的快速冷卻系統(tǒng)包括設置在電爐主體頂部與導風系統(tǒng)相連通的 鼓風機、引風機。上述的熱風循環(huán)烘箱，其中，所述的導風系統(tǒng)包括設置在電爐主體內的導風罩，該導風罩包括設置 在電爐主體爐膛頂部及左右兩側的導風板；所述電爐主體爐膛的頂部導風板以及左右兩側導風板與內爐殼間所 形成的空間即構成了所述電爐主體的循環(huán)風道。所述左右兩側的導風板由上下設置的可拆裝式盲板與其上均布有導 風孔的開孔板組合構成。所述的爐殼保溫層內填充有耐火纖維保溫材料，保溫層的厚度根據(jù)熱 處理工藝所要求的額定溫度以及烘箱的熱損失來確定。所述電爐主體的爐門及門框上分別設置有內外兩層密封裝置。所述的回轉機構為三個，沿電爐主體內部縱向上下間隔平行排列，可 分別對爐內的三個料桶獨立進行回轉加熱。所述的回轉機構包括平行設置在電爐內的兩根水平旋轉的滾動軸；兩 根滾動軸由設置在電爐主體背面支架上的同一減速機驅動，通過鏈輪和鏈 條帶動旋轉，實現(xiàn)設置在兩根滾動軸上料桶的軸向回轉。所述滾動軸的兩端分別由滾動軸承支撐，其后端為固定端，前端為可 在受熱時自由膨脹伸長的活動端，前后兩端之間通過一設置在爐膛內的托輪托撐。所述支撐在滾動軸兩端的滾動軸承， 一個為設置在爐膛內的前端軸 承，另一個為設置在電爐主體背面支架上的后端軸承；其中，前端軸承為 耐高溫軸承。所述的滾動軸與電爐主體背面支架的連接處設有回轉密封裝置。所述熱風循環(huán)風機的主要工藝參數(shù)選取，按照以下公式計算得出(1) 爐子熱損失P損-Px0.25單位kw/小時；(2) Q-P損x 860單位千卡/小時；(3) At=3°C;(4 )循環(huán)風機風量=0/ ( △ t x y ) 單位MV小時式中，y為額定溫度時空氣的比熱容；(5)風壓"OOPa。由于釆用了上述的技術方案，本實用新型與現(xiàn)有技術相比，具有以下 的優(yōu)點和積極效果1. 本實用新型利用導風罩(強迫冷風或熱風按照設計要求方向流動)、 離心或軸流熱循環(huán)風機及加熱元件的組合來進行計算，最終確定整機的最 佳風量、風壓、以及功率的分布。熱風循環(huán)烘箱在升溫狀態(tài)下及熱平衡處理后，整個有效加熱空間內的 溫度均勻性好的效果。在熱平衡狀態(tài)時，最終達到在有效的加熱區(qū)內相對 于控制溫度的最高點和最低點溫差在3'C之內。此外，本實用新型熱風循環(huán)烘箱在工作過程中，還實現(xiàn)了在加熱升溫 過程和加熱后冷卻的動態(tài)過程中爐溫均勻性控制在l(TC范圍之內。2. 本實用新型在導風罩的設計中，由于盲板與帶導風孔的導風板可以 按照被加熱工件在烘箱中所處的位置進行任意的組合，因而，可獲得最佳 的加熱效果和溫度均勻性。裝置中增加的與導風系統(tǒng)相連通的鼓風機和引風機，滿足了熱處理工 藝過程中需在加熱結東后快速冷卻的工藝要求。3. 本實用新型在烘箱的設計中，增加了料桶旋轉系統(tǒng)，被加熱工件在 加熱區(qū)中可以進行圓周回轉，使得料桶中的各被加熱工件受熱更加均勻。綜上所述，本實用新型不僅適應了目前新材料的使用特性，使被加熱 的工件材質晶粒不變大，工件各部位性能幾乎無任何差異，還同時滿足了 航天、軍品新型材料的熱處理需求。


通過以下實施例并結合其附圖的描述，可以進一步理解其實用新型的目的、具體結構特征和優(yōu)點。其中，附圖為圖l為本實用新型熱風循環(huán)烘箱的正面結構示意圖；圖2為圖1的左視結構示意圖；圖3為圖1的俯視結構示意圖；圖4為圖1中側面導風板的正面結構示意圖；圖5為圖4的左視結構示意圖；圖6為料桶旋轉系統(tǒng)的俯視結構示意圖；圖7為圖6的后視結構示意圖；圖8為圖6的右視結構示意圖。
具體實施方式
參見圖l、 2、 3,配合參見圖4~8，本實用新型熱風循環(huán)烘箱屬于周 期式作業(yè)的電爐。主要包括電爐主體，該電爐主體由不銹鋼方管、鋼板焊 接而成，包括爐殼15、爐門10及門框、設置在其背面的支架64;其爐殼 15分為內、外兩層，兩層爐殼之間設置有一保溫層13，保溫層13內填充 有耐火纖維保溫材料，根據(jù)熱處理要求的額定溫度以及烘箱的熱損失來確 定保溫層的厚度。本實用新型的電爐主體上分別設置有熱風循環(huán)系統(tǒng)、料桶旋轉系統(tǒng)、 快速冷卻系統(tǒng)；其中，熱風循環(huán)系統(tǒng)包括設置在電爐主體頂部的熱風循環(huán)風機3、與熱風循 環(huán)風機3連為一體的風扇、設置在風扇兩側的加熱器14,還包括設置在 電爐主體上的導風系統(tǒng)；導風系統(tǒng)包括設置在電爐主體內的導風罩，該導風罩包括設在電爐主體頂部及左右兩側的導風板4、 5;電爐主體頂部導風板4和左右兩側導風板5與內爐殼組合所構成的空 間即形成了本實用新型電爐主體的循環(huán)風道。左右兩側的導風板5由上下 設置的可拆裝式盲板51與其上均布有導風孔的開孔板52組合構成。如圖6、 7、 8所示，本實用新型的料桶旋轉系統(tǒng)包括可對爐膛內的料 桶8獨立進行回轉加熱的回轉機構6。本實施例中，所釆用的回轉機構6 為三個，沿電爐主體的爐膛縱向上下間隔平行排列，可分別對爐內的三個 料桶8獨立進行回轉加熱。料桶回轉機構6包括平行設置在電爐內的兩根水平旋轉的滾動軸68; 兩根滾動軸68由設置在電爐主體背面支架64上的同一減速機61驅動， 減速機61設置在其安裝板65上，通過鏈輪包括主動鏈輪611、從動鏈輪 69和鏈條610帶動旋轉，實現(xiàn)設置在兩根滾動軸68上料桶8的軸向回轉。滾動軸68的兩端分別由滾動軸承支撐，其后端為固定端，前端為可 在受熱時自由膨脹伸長的活動端，前后兩端之間通過一設置在爐膛內的托 輪66托撐。支撐在滾動軸68兩端的滾動軸承一個為設置在爐膛內的前端軸承 612，另一個為設置在電爐主體背面支架64上的后端軸承63;其中，前 端軸承612為耐高溫軸承。滾動軸68與電爐主體背面支架的連接處設有回轉密封裝置67,電爐 主體的爐門IO及其門框上分別設置有內、外兩層密封裝置ll、 12，可有 效地減少爐膛內的熱量損失。本實用新型的快速冷卻系統(tǒng)包括設置在電爐主體頂部與導風系統(tǒng)相 連通的鼓風機1、引風機2。如圖中所示，本實施例中，鼓風機1、引風 機2分別設置在熱循環(huán)風機3的左右兩側。本實用新型利用導風罩(強迫冷風或熱風按照設計要求方向流動)、 離心或軸流熱循環(huán)風機3及加熱元件的組合來進行計算，最終確定整機的 最佳風量、風壓、以及功率的分布。在熱平衡狀態(tài)時最終達到在有效的加 熱區(qū)內，相對于控制溫度的最高點和最低點溫差在3t:之內。本實用新型還實現(xiàn)了在加熱升溫過程和加熱后冷卻的動態(tài)過程中實現(xiàn)爐溫均勾性能夠控制達到l(TC之內。在導風罩的設計中，盲板51與帶 有導風孔的導風板52是可以按照被加熱工件在烘箱中所處的位置進行任 意的組合，以達到最佳的加熱效果和溫度均勻性。利用冷卻系統(tǒng)中設置的與導風系統(tǒng)相連通的鼓風機1和引風機2，在 冷卻過程中，滿足了熱處理工藝在加熱結束后快速冷卻的工藝要求。本實用新型在電爐主體的設計中，增加了料桶旋轉系統(tǒng)，使被加熱工 件在加熱區(qū)內可以進行圓周回轉，使得料桶8中的各個被加熱工件受熱更 加均勻。如圖4、 5所示，本實施例中，在導風系統(tǒng)中，電爐主體爐膛側部的 導風板為由10塊可拆裝的開孔板52和盲板51與相應的緊固件53和固定 板54裝配而成的，與爐膛的頂部導風板4 一起構成了一立體的導風罩。 該導風罩與熱循環(huán)風機3 —起即構成了本實用新型的導風系統(tǒng)。在進行熱 處理的工藝過程中，可根據(jù)不同的裝料情況靈活地更換開孔板52與盲板 51的相對位置，使得電爐主體爐膛內的熱空氣可以按照如圖1中箭頭所示預先設定的流動軌跡進行循環(huán)，從而獲得良好的爐溫均勻性。利用設置在電爐主體頂部的鼓風機1和引風機2以及相應的閥門，當 加熱結束冷卻時，如果冷卻速度還不夠，可以通過引風機2及時地排出烘 箱內的熱空氣，同時通過鼓風機1向電爐主體的爐膛內強制送入冷空氣， 以達到生產(chǎn)工藝所要求的快速冷卻效果，提高生產(chǎn)效率。在電爐主體結構中所有承重部位增加有由不銹鋼型管或彎板制成的 加強結構，以達到足夠的承重能力。電爐主體下部設置有四個可調節(jié)電爐 水平的調節(jié)支腳9，可靈活調節(jié)電爐主體四個角與地面的平整度。本實用新型熱風循環(huán)風機的主要工藝參數(shù)選取，按照以下公式計算得出(1) 爐子熱損失P損-PxO. 25單位kw/小時；(2) (hP損x 860單位千卡/小時；(3) At=3°C;(4) 循環(huán)風機風量-q/ ( Atx y ) 單位MV小時 式中，y為額定溫度時空氣的比熱容；(5 )風壓> 500Pa。圖1中的烘箱控制柜7，釆用觸摸屏與PLC聯(lián)合控制烘箱上的所有電 氣設備的電機，包括加熱器14、熱循環(huán)風機3、引風機2、鼓風機l、料 桶回轉機構6等以及相關的電氣元件，按照預先設定好的工藝過程進行操 作。
權利要求1、熱風循環(huán)烘箱，屬于周期式作業(yè)電爐，包括電爐主體，其特征在于，所述的電爐主體由不銹鋼方管、鋼板焊接而成，包括爐殼、爐門及門框、設置在其背面的支架；所述的爐殼分為內、外兩層，兩層爐殼之間設置有一保溫層；所述的電爐主體上分別設置有熱風循環(huán)系統(tǒng)、料桶旋轉系統(tǒng)、快速冷卻系統(tǒng)；所述的熱風循環(huán)系統(tǒng)包括設置在電爐主體頂部的熱風循環(huán)風機、與熱風循環(huán)風機連為一體的風扇、設置在風扇兩側的加熱器，還包括設置在電爐主體上的導風系統(tǒng)；所述的料桶旋轉系統(tǒng)包括可對爐膛內的料桶獨立進行回轉加熱的回轉機構；所述的快速冷卻系統(tǒng)包括設置在電爐主體頂部與導風系統(tǒng)相連通的鼓風機、引風機。
2、 根據(jù)權利要求l所述的熱風循環(huán)烘箱，其特征在于，所述的導風 系統(tǒng)包括設置在電爐主體內的導風罩，該導風罩包括設置在電爐主體爐膛 頂部及左右兩側的導風板；形成的空間即構成了所述電^主體的循環(huán)風道。 ""
3、 根據(jù)權利要求2所述的熱風循環(huán)烘箱，其特征在于，所述左右兩側的導風板由上下設置的可拆裝式盲板與其上均布有導風孔的開孔板組 合構成。
4、 根據(jù)權利要求1所述的熱風循環(huán)烘箱，其特征在于，所述的爐殼 保溫層內填充有其厚度根據(jù)熱處理工藝所要求的額定溫度以及烘箱的熱 損失來確定的耐火纖維保溫材料。
5、 根據(jù)權利要求1所述的熱風循環(huán)烘箱，其特征在于，所述電爐主 體的爐門及門框上分別設置有內外兩層密封裝置。
6、 根據(jù)權利要求1所述的熱風循環(huán)烘箱，其特征在于，所述的回轉 機構為三個，沿電爐主體內部縱向上下間隔平行排列，可分別對爐內的三 個料桶獨立進行回轉加熱。 、
7、 根據(jù)權利要求6所述的熱風循環(huán)烘箱，其特征在于，所述的回轉 機構包括平行設置在電爐內的兩根水平旋轉的滾動軸；兩根滾動軸由設置 在電爐主體背面支架上的同一減速機驅動，通過鏈輪和鏈條帶動旋轉，實 現(xiàn)設置在兩根滾動軸上料桶的軸向回轉。
8、 根據(jù)權利要求7所述的熱風循環(huán)烘箱，其特征在于，所述滾動軸的兩端分別由滾動軸承支撐，其后端為固定端，前端為可在受熱時自由膨 脹伸長的活動端，前后兩端之間通過一設置在爐膛內的托輪托撐。
9、 根據(jù)權利要求8所述的熱風循環(huán)烘箱，其特征在于，所述支撐在 滾動軸兩端的滾動軸承， 一個為設置在爐膛內的前端軸承，另一個為設置 在電爐主體背面支架上的后端軸承；其中，前端軸承為耐高溫軸承。
10、 根據(jù)權利要求8或9所述的熱風循環(huán)烘箱，其特征在于，所述的滾動軸與電爐主體背面支架的連接處設有回轉密封裝置。
11、 根據(jù)權利要求l所述的熱風循環(huán)烘箱，其特征在于，所述熱風循 環(huán)風機的主要工藝參數(shù)選取，按照以下公式計算得出(1) 爐子熱損失P損-PxO. 25單位kw/小時；(2) Q-P損x 860單位千卡/小時；(3) At=3°C;(4 )循環(huán)風機風量-q/ ( △ t x y ) 單位MV小時 式中，y為額定溫度時空氣的比熱容； (5 )風壓> 500Pa。
專利摘要一種熱風循環(huán)烘箱，屬于周期式作業(yè)電爐，包括由不銹鋼方管、鋼板焊接而成的電爐主體。其爐殼分為內外兩層，兩層爐殼之間設有保溫層；電爐主體上設有熱風循環(huán)系統(tǒng)、料桶旋轉系統(tǒng)、快速冷卻系統(tǒng)。熱風循環(huán)系統(tǒng)包括電爐主體頂部的熱風循環(huán)風機、與熱風循環(huán)風機相連的風扇、設置在風扇兩側的加熱器以及由頂部和兩側導風板組成的導風系統(tǒng)。料桶旋轉系統(tǒng)包括至少一組回轉機構，可對爐內的至少一個料桶獨立進行回轉加熱；快速冷卻系統(tǒng)包括與導風系統(tǒng)相連通的鼓風機、引風機。本實用新型旨在解決材料在燒結、回火、退火等熱處理中所產(chǎn)生的材料材質變化不均勻、局部溫度差異大等問題，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)運行成本，從結構上解決爐溫的均勻性問題。
文檔編號F27D1/10GK201122049SQ20072007448
公開日2008年9月24日 申請日期2007年9月7日 優(yōu)先權日2007年9月7日
發(fā)明者湯明元 申請人:上海中加電爐有限公司