【技術領域】

本發(fā)明屬于化工機械設備領域，特別是涉及一種用于電飯煲內膽滲氮處理的井式爐。

背景技術：

電飯煲內膽表面為了增加材料的表面硬度、耐磨性、耐疲勞性和耐腐蝕性，一般會進行滲氮處理。滲氮，是在一定溫度下一定介質中使氮原子滲入工件表層的化學熱處理工藝。常見有液體滲氮、氣體滲氮、離子滲氮。傳統(tǒng)的氣體滲氮是把工件放入密封容器中，通以流動的氨氣并加熱，保溫較長時間后，氨氣熱分解產生活性氮原子，不斷吸附到工件表面，并擴散滲入工件表層內，從而改變表層的化學成分和組織，獲得優(yōu)良的表面性能。

目前的滲氮處理所用的井式爐結構不合理，造成爐體氣體不純，工件在高溫條件下容易氧化，從而影響被加熱工件的表面精度和質量；并且存在爐體內部上、下溫差大，爐內氣體不一致，造成滲氮層不均勻，被加工件易變形，工作效率低、耗能較高。

本發(fā)明對井式爐進行了改造，在爐蓋加裝了密封式風機、真空泵裝置、氣體制冷循環(huán)系統(tǒng)和液體冷凝循環(huán)系統(tǒng)，使井式爐的冷凝效果好，降低冷凝時間，同時使氮氣可循環(huán)使用，加上爐罐可長期使用而無需更換，節(jié)約大量生產成本。

經過檢索得到以下文獻：

中國專利：氮、碳、氧多元復合滲井式爐，申請?zhí)枺?00620087242.x，摘要：本實用新型提供了一種氮、碳、氧多元復合滲井式爐，屬于一種對桿、管狀工件的外表面進行防腐、耐磨處理的裝置，它有爐體外殼，爐體外殼內有保溫隔熱層，保溫隔熱層內壁上安裝有一組電熱絲，電熱絲內側有爐罐，爐罐內通過支架安裝有導風筒，安裝在爐體上部的進排氣管與爐罐內腔相通，進排氣管上連通有氮氣管，安裝在上蓋上的風機裝置上的風扇葉片位于導風筒上方，安裝在爐體外殼下部的另一風機裝置上的另一風扇葉片位于導風筒的下方，由于風機裝置的存在，使得爐內溫度均勻，上、下溫差只有±1℃，爐內氣體均勻，處理后的被加工件上的滲層均勻致密、表面光滑、硬度得到提高、金相組織好，工作溫度低，滲透快，工作效率高，耗能低。缺點：電機上的軸承沒有冷卻系統(tǒng)，軸承工作溫度過高，容易燒壞電機；該實用新型系統(tǒng)沒有采用真空系統(tǒng)和緊鎖裝置，其密封及冷凝效果不好，效率低、耗能高。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種專用于加工電飯煲內膽的井式爐，解決目前國內電飯煲內膽氮化處理時冷凝時間較長、冷凝效率不高、氮氣不能循環(huán)使用、密封性不好電機容易損壞和機器維修不便的問題。

為解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術方案是：一種用于電飯煲內膽滲氮處理的井式爐，包括爐體和爐蓋，所述爐體包括內筒、加熱層和外筒，所述內筒外側面依次套設加熱層和外筒，所述加熱層內設加熱裝置；所述內筒頂部蓋有爐蓋；所述爐蓋上設置有真空管、滲氨管和滲氮管，所述真空管、滲氨管和滲氮管均穿設爐蓋并延伸至內筒內；所述真空管連接真空泵，所述滲氨管連接液氨存儲罐，所述滲氮管連接液氮存儲罐；所述真空泵、液氨存儲罐和液氮存儲罐均位于爐蓋外側；

所述爐蓋朝向內筒一側上安裝有密封式風機，所述密封式風機的主軸穿設爐蓋，并通過軸承連接位于所述爐蓋外側的電機；所述軸承外側面環(huán)繞有第一冷卻器；所述爐蓋外側面環(huán)繞設置有第二冷卻器；

所述爐蓋上還設置有氮氣回收管，所述氮氣回收管穿設爐蓋并延伸至內筒內；所述氮氣回收管依次連接位于爐蓋外側的氮氣回收風機和冷凝器，所述冷凝器再連接液氮存儲罐。

進一步地，所述用于電飯煲內膽滲氮處理的井式爐還包括水泵，所述水泵通過冷卻管連接所述第二冷卻器；所述冷卻管穿設冷凝器，后連接所述第二冷卻器。

進一步地，所述冷卻管的材料為gh3600合金管。

進一步地，所述爐蓋還設有溫度計，所述溫度計穿設爐蓋并延伸至內筒內。

進一步地，所述內筒與爐蓋的連接處設有環(huán)形凹槽，所述環(huán)形凹槽內安裝有環(huán)形密封圈。

進一步地，所述環(huán)形密封圈的材料為耐火材料。

本發(fā)明具有以下有益效果：

1.本發(fā)明在爐蓋上設置的氮氣回收管與氮氣回收風機、冷凝器和液氮存儲罐組成氮氣回收循環(huán)系統(tǒng)，一方面可充分利用電飯煲內膽滲氮反應中排出的氮氣，經過回收和分離，作為制冷劑，降低冷卻管內的液體溫度，通過熱傳導，迅速降低爐蓋的溫度，進一步使得井式爐的內筒能夠在較短時間內迅速冷卻，大大減少冷卻時間，提高冷卻效率，同時冷卻管內的液體也能循環(huán)使用；另一方面將冷凝過后的氮氣進入液氮存儲罐，使用氮氣時通過滲氮管接入內筒，重新在井式爐內進行滲氮反應，使得氮氣能夠實現(xiàn)重復循環(huán)利用，不但大大降低了生產成本，還實現(xiàn)了低碳環(huán)保生產。

2.本發(fā)明的爐蓋中央設有密封式風機，加熱時循環(huán)流動的氣體，并從內筒取得熱量傳給工件，使井式爐內的熱量得到流通和循環(huán)，減小井式爐內的溫度差，避免了生產時的溫度不均使電飯煲內膽變形。密封式風機安裝在爐蓋，具有使用和維護方便等特點；密封式風機的還設有第一冷卻器，能夠及時、快速的冷卻密封式風機主軸在運轉時產生的大量的熱量，進而保證了密封式風機的能夠長時間正常運轉，減少了零部件的損耗，提高密封式風機的使用壽命。

3.本發(fā)明在爐蓋和內筒的連接處設有由耐火材料制作而成環(huán)形密封圈，能夠耐長時間的高溫而不變形、不容易氧化，延長使用壽命，而且密封圈能夠和爐蓋緊密契合，將內筒的流動氣體空間和外部空間完全隔開，加強了兩者之間的密封性。

【附圖說明】

圖1是本發(fā)明一種專用于電飯煲內膽氮化處理的井式爐的結構示意圖；

圖2是圖1的a處局部剖視圖的放大圖；

圖中序號：1、爐體；2、爐蓋；3、外筒；4、加熱層；5、內筒；6、水泵；7、冷卻管；8、冷凝器；9、氮氣回收風機；10、氮氣回收管；11、液氮存儲罐；12、滲氮管；13、液氨存儲罐；14、滲氨管；15、真空泵；16、真空管；17、密封式風機；18、電機；19、軸承；20、第一冷卻器；21、溫度計；22、第二冷卻器；23、環(huán)形密封圈。

【具體實施方式】

下面結合具體實施例對本發(fā)明進一步說明，但本發(fā)明并不限于以下實施例。

在本發(fā)明的一種較佳實施方式中，如圖1-2所示，一種用于電飯煲內膽滲氮處理的井式爐，包括一爐體1、一爐蓋2、一電機18、一氮氣回收風機9、一冷凝器8和一液氮存儲罐11，爐體包括一內筒5、一加熱層4和一外筒3，內筒5外側面依次套設加熱層4和外筒3。內筒5頂部蓋有爐蓋2，爐蓋2朝向內筒5一側上安裝有一密封式風機17，密封式風機17的主軸穿設爐蓋2，并通過軸承19連接位于所述爐蓋2外側的電機18；軸承19外側面環(huán)繞有第一冷卻器20，第一冷卻器20用于冷卻軸承19，進而冷卻電機18的輸出軸和密封式風機17的主軸；爐蓋2外側面環(huán)繞設置有第二冷卻器22，第二冷卻器22用于冷卻爐蓋2，以使爐蓋2在滲氮過程的溫度降低，避免燙傷人，同時，也能夠在滲氮結束后加快井式爐的降溫過程。爐蓋2上還設置有一真空管16、一滲氨管14、一滲氮管12和一氮氣回收管10，真空管16、滲氨管14、滲氮管12和氮氣回收管10均穿設爐蓋2并延伸至內筒5內；真空管16連接真空泵15，滲氨管14連接液氨存儲罐13，滲氮管12連接液氮存儲罐11，氮氣回收管10依次連接氮氣回收風機9和冷凝器8，冷凝器8再連接液氮存儲罐11；真空泵15、液氨存儲罐13、液氮存儲罐11、氮氣回收風機10和冷凝器8均位于爐蓋外側。爐蓋2朝向內筒5一側上安裝有一密封式風機17，密封式風機17通過軸承19連接電機18；軸承19外側面環(huán)繞有第一冷卻器20；爐蓋2外側面環(huán)繞設置有第二冷卻器22。

進一步地，加熱層4內設一加熱裝置，該加熱裝置用于加熱內筒5，以為滲氮反應提供熱源。

進一步地，爐蓋2用于密閉內筒5，其上設有一溫度計21。該溫度計21穿設爐蓋2并延伸至內筒5內，用于檢測內筒5內的溫度。

進一步地，滲氨管14、滲氮管12和氮氣回收管10上均設有一閥門，分別為滲氮閥門、滲氨閥門和回收閥門，以控制滲氨管或者滲氮管或者氮氣回收管的通斷。

進一步地，所述井式爐還包括水泵6，水泵6通過冷卻管7連接第二冷卻器22；冷卻管7穿設冷凝器8，后連接所述第二冷卻器22，以利用冷凝器8冷卻第二冷卻器22的冷卻水。優(yōu)選地，冷卻管7的材料為gh3600合金管。

進一步地，內筒5與爐蓋2的連接處設有一環(huán)形凹槽，環(huán)形凹槽內安裝有環(huán)形密封圈，以增加內筒5和爐蓋2的密閉性；優(yōu)選地，環(huán)形密封圈的材料為耐火材料，以防環(huán)形密封圈在內筒滲氮反應時因溫度過高而融化。

在本實施例中，氮氣回收管將內筒5、氮氣回收風機9、冷凝器8和液氮存儲罐11連成一個氮氣回收系統(tǒng)，以將內筒5中未反應的氮氣進行回收，避免氮氣的浪費。優(yōu)選地，冷凝器8工作時的壓力為101.325kpa，溫度為負196-205℃，以確保氮氣液化，并以液體形式回收至液氮存儲罐11，能夠冷凝。

本發(fā)明的滲氮處理過程：將電飯煲內膽工件放入井式爐的內筒5內，蓋上爐蓋1，啟動真空泵15，當氣壓顯示器顯示內筒5的壓力為-0.1mpa時，打開滲氮管12上的滲氮閥門，以0.5l/min的速度充入氮氣60min，然后關閉滲氮閥門，接著啟動加熱裝置和電機18，加熱裝置以30℃/min的速度對內筒5進行加熱，密封式風機17以2000r/min的速度運轉，當溫度計21顯示為550℃時，打開滲氨管14上的滲氨閥門，以0.5l/min的速度充入氨氣60min，并與氮氣共同作用，在內筒5的壓力為0.3mpa，溫度550℃的條件下對電飯煲內膽進行滲氮處理25h后，電飯煲內膽完成滲氮處理。

本發(fā)明的工作原理及過程：一種用于電飯煲內膽滲氮處理的井式爐工作時先打開爐蓋1，將電飯煲內膽工件放入內筒5內，然后蓋上爐蓋1；接著啟動真空泵15，并觀察氣壓顯示器，當氣壓顯示器顯示內筒5的壓力為-0.1mpa時，打開滲氮管12上的滲氮閥門，直至內筒5充滿氮氣后關閉滲氮閥門；然后，啟動加熱裝置、電機18、第一冷卻器20、第二冷卻器22、水泵和冷凝器8，加熱裝置對內筒5加熱，密封式風機17運轉，第一冷卻器20冷卻軸承19，第二冷卻器22冷卻爐蓋2，其冷卻水在水泵8的作用下流至冷凝器8內，并在冷凝器8內得到冷卻，后再返回至第二冷卻器22內再次冷卻爐蓋2；同時，觀察溫度計21，當溫度升到550℃時，打開滲氨管14上的滲氨閥門，使液氨存儲罐13的液氨進入內筒5，液氨在常壓條件下變成氨氣，并與氮氣共同作用，內筒5內進行滲氮反應，然后控制內筒5內的壓力為0.3mpa，并使內筒5保持550℃；內筒5內的電飯煲內膽工件連續(xù)反應25h后，關閉加熱裝置，內筒5停止加熱，后打開氮氣回收管10上的回收閥門、啟動氮氣回收風機9和打開冷凝器8，并調節(jié)冷凝器8的壓力為101.325kpa、溫度為負205℃，內筒5內未反應的氮氣通過氮氣回收管流入冷凝器8，并在冷凝器8中冷凝成液氮，后進入液氮存儲罐11；在氨氣回收冷凝的同時，第一冷卻器20、第二冷卻器22、水泵6也繼續(xù)開啟。冷卻2小時后觀察溫度計21，當溫度計顯示內筒內的溫度為350℃時，關閉電機、密封式風機、第一冷卻器、第二冷卻器、水泵和冷凝器，并打開爐蓋1，取出電飯煲內膽工件，即完成井式爐的工作過程。

本發(fā)明在爐蓋上設置的氮氣回收管與氮氣回收風機、冷凝器和液氮存儲罐組成氮氣回收循環(huán)系統(tǒng)，一方面可充分利用電飯煲內膽滲氮反應中排出的氮氣，經過回收和分離，作為制冷劑，降低冷卻管內的液體溫度，通過熱傳導，迅速降低爐蓋的溫度，進一步使得井式爐的內筒能夠在較短時間內迅速冷卻，大大減少冷卻時間，提高冷卻效率，同時冷卻管內的液體也能循環(huán)使用；另一方面將冷凝過后的氮氣進入液氮存儲罐，使用氮氣時通過滲氮管接入內筒，重新在井式爐內進行滲氮反應，使得氮氣能夠實現(xiàn)重復循環(huán)利用，不但大大降低了生產成本，還實現(xiàn)了低碳環(huán)保生產。

本發(fā)明的爐蓋中央設有密封式風機，加熱時循環(huán)流動的氣體，并從內筒取得熱量傳給工件，使井式爐內的熱量得到流通和循環(huán)，減小井式爐內的溫度差，避免了生產時的溫度不均使電飯煲內膽變形。密封式風機安裝在爐蓋，具有使用和維護方便等特點；密封式風機的還設有第一冷卻器，能夠及時、快速的冷卻密封式風機主軸在運轉時產生的大量的熱量，進而保證了密封式風機的能夠長時間正常運轉，減少了零部件的損耗，提高密封式風機的使用壽命。

本發(fā)明在爐蓋和內筒的連接處設有由耐火材料制作而成環(huán)形密封圈，能夠耐長時間的高溫而不變形、不容易氧化，延長使用壽命，而且密封圈能夠和爐蓋緊密契合，將內筒的流動氣體空間和外部空間完全隔開，加強了兩者之間的密封性。

上述說明是針對本發(fā)明較佳可行實施例的詳細說明，但實施例并非用以限定本發(fā)明的專利申請范圍，凡本發(fā)明所提示的技術精神下所完成的同等變化或修飾變更，均應屬于本發(fā)明所涵蓋專利范圍。