可控熱管式節(jié)能熱處理爐的制作方法
【專利摘要】一種可控熱管式節(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液壓頂，在兩個液壓頂之間安裝有轉動軸，長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的升高或降低，長直型熱管束的蒸發(fā)端和冷凝端會發(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溫裝置和送風裝置。本發(fā)明結構簡單，節(jié)能且可以改進現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,在實驗室中具有廣泛的應用前景。
【專利說明】可控熱管式節(jié)能熱處理爐
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種熱處理爐，尤其是一種只需一個熱處理爐加熱，而另一個熱處理爐的熱量由能加熱的熱處理爐供熱可實現不同溫度反復進行熱處理的可控熱管式節(jié)能熱處理爐。
【背景技術】
[0002]眾所周知，鑄造后的零部件基本上都不能直接拿來使用，一般都需要經過一系列的熱處理，才能達到工件所需要的力學性能。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，其熱處理后爐內的殘余溫度一般都還能達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，白白的浪費掉了。除此之外，我們知道現在的熱處理爐保溫性能均比較好，我們在做完了某項高溫熱處理后，如果我們還想接著做下一項低溫熱處理時，一般需要等幾個小時甚至更長，嚴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，這樣會讓熱電阻跟空氣在高溫下接觸，導致熱電阻的使用壽命大幅下降。而且我們在做某些熱處理時，需要控制工件的冷卻速度，一般的熱處理爐無法滿足此工作要求，如果打開爐門冷卻會將熱電阻暴露在空氣中，且無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，提供一種可控熱管式節(jié)能熱處理爐，包括一主熱處理爐、一副熱處理爐、液壓裝置、測溫控制系統(tǒng)、熱管傳熱系統(tǒng)，使其能夠解決現今市面上一般熱處理爐所存在的上述缺點。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對現有的熱處理爐均為單爐結構，更換工步時熱量損失大易造成電熱絲損壞的問題，設計一種熱能可反復利用的可控熱管式節(jié)能熱處理爐。
[0005]本發(fā)明的技術方案是:
一種可控熱管式節(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液壓頂，在兩個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動的轉動軸，長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的升高或降低，長直型熱管束的蒸發(fā)端和冷凝端會發(fā)生變化，當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，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溫裝置和送風裝置，所述的測溫裝置和送風裝置及液壓頂的升降均受控于一電氣控制裝置。
[0006]所述的長直型熱管束由高溫熱管束、中溫熱管束和低溫熱管束組成，所述的中溫熱管束和低溫熱管束分別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]所述的長直型熱管束為帶有翅片的、無吸液芯的重力熱管。
[0009]所述的液壓頂的上端安裝有滾動軸，滾動軸位于對應的主熱處理爐或副熱處理爐下部安裝的導軌槽中。
[0010]本發(fā)明的有益效果:
1.本發(fā)明可控熱管式節(jié)能熱處理爐，主、副熱處理爐連接為一個整體，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的熱量傳給低溫爐，從而達到主、副熱處理爐間的熱量相互傳遞的目的。
[0011]2.本發(fā)明提出了高溫熱管、中溫熱管和常溫熱管混合搭配使用的原則，最大程度的利用了熱量，提高了熱傳導的效率；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)明可控熱管式節(jié)能熱處理爐，采用風機加快爐內空氣的流動，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)明可控熱管式節(jié)能熱處理爐，使用的熱管可靠性高，可以大大延長爐體的使用壽命。由熱管束組成的換熱設備中的單根熱管損壞對設備的換熱影響不大，即使部分熱管損壞也不會影響設備正常運行，工作可靠性高。
[0015]6.本發(fā)明可控熱管式節(jié)能熱處理爐，通過設計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)明可控熱管式節(jié)能熱處理爐，結構簡單，不僅可以延長熱電阻的使用壽命，還可控制工件的冷卻速度，節(jié)能環(huán)保，可廣泛應用在實驗室中。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的結構示意圖。
[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為長直型熱管束(帶有翅片管9)，其中11為高溫熱管束、24為中溫熱管束、25為常溫熱管束；2、21為升降式滑動門；8、20為測溫裝置；22、23為隔熱門位置(圖中未詳細畫出隔熱門，可采用常規(guī)技術自行設計)；6、28為風機(耐高溫風扇)；7、29為耐高溫葉片；3、19為滑輪；15為轉動軸；12、18為導軌槽；13、17為滾動軸；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。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
[0021]如圖1-2所示。
[0022]一種可控熱管式節(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各連接有一個升降式滑動門2、21，它們的爐體結構相同，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(組)液壓頂13、16，液壓頂13、16的上部安裝有滾動軸13、17，滾動軸13、17分別安裝在對應的導軌槽12、18中，導軌槽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(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動的轉動軸15，所述的整體剛性相連的主熱處理爐和副熱處理爐繞轉動軸15轉動的傾角為-30°~+30°。長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的升高或降低，長直型熱管束的蒸發(fā)端和冷凝端會發(fā)生變化，當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，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)下長直型熱管束不工作；長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，高溫熱管束11居中布置，中低溫熱管束24、25分別布置在高溫熱管束11的兩側，高中低溫長直型熱管束應采用帶有翅片9的、無吸液芯的重力熱管。在所述的主熱處理爐26和副熱處理爐27中均安裝有測溫裝置8、20以及送風裝置，送風裝置由風機6、28及耐高溫葉片7、29組成，所述的測溫裝置和送風裝置及液壓頂的升降均受控于一可采用常規(guī)技術設計制造的電氣控制裝置。為了防止中低溫熱管在高溫下工作受損，具體實施時可使中溫熱管束24和低溫熱管束25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)明的可控熱管式節(jié)能熱處理爐，包括一主熱處理爐26 (左側)、一副熱處理爐27 (右側)、液壓裝置14/16、測溫控制系統(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門2，保溫性能好，操作方便，易于工件的放取；所述的副熱處理爐27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門21，且主、副熱處理爐剛性連接為一個整體；所述的液壓裝置是在主、副熱處理爐的下部各有一個液壓頂14/16，通過兩個液壓頂的升降來控制爐子圍繞轉動軸15旋轉，確定重力熱管的蒸發(fā)段和冷凝段的方位，液壓頂的上部是一個與爐子相連的導軌槽12/18，液壓頂與導軌槽之間通過滾動軸13/17連接；所述的測溫控制系統(tǒng)是一程控器，可以實時監(jiān)測主熱處理爐26和副熱處理爐27內的溫度，然后根據用戶設定的溫度，自動調節(jié)兩爐內中溫熱管24和常溫熱管25蒸發(fā)段隔熱門的啟閉來控制熱管的工作與否，熱管工作的同時對應的風機6/28也會開始工作，主、副熱處理爐的傾斜方向也會根據設定自動控制；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，中溫熱管24和常溫熱管25的蒸發(fā)段和冷凝段可互換且均裝有隔熱門22/23 (隔熱門在圖中只標出了位置)，而高溫熱管11不裝隔熱門(當爐溫低于高溫熱管內工作介質的起始工作溫度時，熱管不工作也不會損壞)，這樣既達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，實現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]下面結合一項鎳鋁青銅的熱處理工藝來進一步說明本發(fā)明區(qū)別于現有技術的優(yōu)點。
[0026]鎳鋁青銅的熱處理工藝包括:
1.固溶950°C X3h 水冷，時效 540°C X4h ；
2.時效450°C X4h，冷卻速度 100 °C/h。
[0027]根據熱處理工步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，使整個爐子傾斜30。，此時由于重力熱管的傳熱單向性，主熱處理爐26內的熱量不會傳給副熱處理爐27 ;然后主熱處理爐26根據設定的溫度950°C，電熱阻I開始加熱，測溫控制系統(tǒng)測量主熱處理爐內溫度達到950°C后保溫3小時，打開爐門2取出工件后立即關閉爐門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，關閉爐門21 ;最后測溫控制系統(tǒng)自動調節(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，使整個爐子反向傾斜30。，此時熱管11/24/25和風機6/28開始工作，同時測溫控制系統(tǒng)會根據兩爐內測量的溫度自動控制中溫熱管24和常溫熱管25隔熱門22/23的啟閉，且主熱處理爐26內的熱電阻I也會根據需要由測溫控制系統(tǒng)自動控制補償副熱處理內的熱量散失。其中，高溫熱管11采用鈉不銹鋼管，工作溫度范圍在500-1200°C ;中溫熱管24采用汞奧氏體不銹鋼管工作溫度范圍在250_650°C ;常溫熱管25采用水碳鋼管，工作溫度范圍在30-250°C。
[0028]根據熱處理工步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，使整個爐 子傾斜30。;然后主熱處理爐根據設定的溫度450°C，電熱阻I開始加熱，測溫控制系統(tǒng)測量主熱處理爐內溫度達到450°C后保溫4小時后，測溫控制系統(tǒng)自動調節(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，使整個爐子反向傾斜20。，副熱處理爐27爐門21打開，此時熱管24和風機6/28開始工作，同時測溫控制系統(tǒng)開啟中溫熱管隔熱門，中溫熱管24開始工作，當溫度降至250°C時，常溫熱管25開始工作，最后爐26內溫度降到100°C時，整個爐子26/27恢復至水平，設備停止工作，取出工件。
[0029]本發(fā)明熱處理爐，結構簡單，節(jié)能且可以改進現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，在實驗室中廣泛應用前景。
[0030]本發(fā)明未涉及部分均與現有技術相同或可采用現有技術加以實現。
【權利要求】
1.一種可控熱管式節(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液壓頂，在兩個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動的轉動軸，長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的升高或降低，長直型熱管束的蒸發(fā)端和冷凝端會發(fā)生變化，當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，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溫裝置和送風裝置，所述的測溫裝置和送風裝置及液壓頂的升降均受控于一電氣控制裝置。
2.根據權利要求1所述的可控熱管式節(jié)能熱處理爐，其特征是所述的長直型熱管束由高溫熱管束、中溫熱管束和低溫熱管束組成，所述的中溫熱管束和低溫熱管束分別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.根據權利要求1所述的可控熱管式節(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.根據權利要求1所述的可控熱管式節(jié)能熱處理爐，其特征是所述的長直型熱管束為帶有翅片的、無吸液芯的重力熱管。
5.根據權利要求1所述的可控熱管式節(jié)能熱處理爐，其特征是所述的液壓頂的上端安裝有滾動軸，滾動軸位于對應的主熱處理爐或副熱處理爐下部安裝的導軌槽中。
【文檔編號】C21D1/00GK103468885SQ201310463066
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年10月8日 優(yōu)先權日:2013年10月8日
【發(fā)明者】許曉靜, 陳樹東, 招玉春, 王宏宇, 王偉 申請人:江蘇大學