本發(fā)明涉及金屬深冷處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于金屬深冷處理的液氮深冷處理設(shè)備。

背景技術(shù)：

深冷處理技術(shù)是近年來(lái)興起的一種改善金屬工件性能的新工藝，其可以應(yīng)用于各種高速鋼、軸承鋼、模具鋼以及鋁合金、銅合金、硬質(zhì)合金等進(jìn)行材料改性。當(dāng)金屬在熱處理加硬至冷卻過(guò)程中,其中的合金與碳產(chǎn)生溶解并結(jié)合及擴(kuò)散形成奧氏體,在冷卻過(guò)程時(shí),由于低溫產(chǎn)生壓制而形成馬氏體,而由于馬氏體的最終轉(zhuǎn)變點(diǎn)非常低,一般會(huì)超過(guò)-190℃,因此淬火冷卻到室溫會(huì)殘留大量奧氏體,因而降低金屬的硬度、耐磨性和使用壽命,同時(shí)因?yàn)閵W氏體的不穩(wěn)定易發(fā)生組織轉(zhuǎn)變而導(dǎo)致的體積變化，造成金屬碎裂,再者,還有許多物理性能特別是熱性能和磁性下降。經(jīng)過(guò)深冷處理的金屬的綜合性能非常優(yōu)異。

而利用超低溫的液氮(-196℃)作為冷卻介質(zhì)可以將淬火后的金屬材料的冷卻過(guò)程繼續(xù)下去，達(dá)到遠(yuǎn)低于室溫的某一溫度，促使常規(guī)熱處理后所存在的殘余奧氏體得到進(jìn)一步轉(zhuǎn)化，從而改善金屬材料性能。目前的液氮深冷處理設(shè)備，一般只能處理尺寸較小的工件，對(duì)于大尺寸的航空航天領(lǐng)域的工件、大型軋輥、大型機(jī)床的絲杠等工件，目前的深冷設(shè)備就無(wú)法實(shí)現(xiàn)。因此，需要設(shè)計(jì)一種適合大尺寸工件深冷處理的液氮深冷處理設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有的金屬深冷處理中的需求，本發(fā)明的目的是提供一種可以實(shí)現(xiàn)大尺寸工件深冷處理的液氮深冷處理設(shè)備，控溫精度高，工作可靠。

為達(dá)到本發(fā)明的目的，本發(fā)明的一種液氮深冷處理設(shè)備包括由多個(gè)分段筒體組成的井式設(shè)備本體以及蓋體，所述井式設(shè)備本體包括外殼和內(nèi)壁，所述外殼和內(nèi)壁之間設(shè)有隔熱層；井式設(shè)備本體內(nèi)沿圓周方向設(shè)置有多道液氮管道，所述的液氮管道之間間隔距離相等；在所述的井式設(shè)備本體內(nèi)還設(shè)有風(fēng)扇；所述的蓋體與井式設(shè)備本體之間采用鉸鏈連接，并通過(guò)氣桿和連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)蓋體的開(kāi)關(guān)；所述的蓋體包括隔熱塞體，端蓋以及蓋冠部，在蓋體與井式設(shè)備本體蓋合時(shí)，所述的隔熱塞體與井式設(shè)備本體內(nèi)壁緊密配合，端蓋通過(guò)扣合結(jié)構(gòu)與井式設(shè)備本體扣合；所述的蓋冠部上設(shè)有電機(jī)、溫度感測(cè)器、液氮輸入口，所述的井式設(shè)備本體的下部設(shè)有液氮循環(huán)出口；所述的電機(jī)、溫度感測(cè)器、液氮輸入控制端均與plc控制模塊相連，所述plc控制模塊通過(guò)與井式設(shè)備本體固定的支架固定。

優(yōu)選的，所述的風(fēng)扇設(shè)有多個(gè)，且相鄰風(fēng)扇之間的間隔相等。

再優(yōu)選的，所述連桿機(jī)構(gòu)的一端為框型結(jié)構(gòu)并與蓋冠部固定，另一端為板狀結(jié)構(gòu)，氣桿的一端與其連接，氣桿的另一端與井式設(shè)備本體固定。

再優(yōu)選的，所述的plc控制單元包括pid控制模塊，所述的溫度感測(cè)器隨時(shí)監(jiān)控設(shè)備內(nèi)的溫度變化，pid控制模塊將設(shè)備實(shí)際運(yùn)行的溫度曲線與設(shè)定的溫度曲線進(jìn)行對(duì)比，并根據(jù)變化情況自動(dòng)調(diào)整液氮的供給量，保持設(shè)備內(nèi)部的溫度控制精度。

再優(yōu)選的，所述的液氮深冷處理設(shè)備的溫度精度控制在±1℃，設(shè)備內(nèi)的溫度場(chǎng)均勻性為到±2℃。

本發(fā)明的液氮深冷處理設(shè)備，尺寸大，溫控精度高且可以保證設(shè)備內(nèi)部的溫度場(chǎng)的溫差精度，并可自動(dòng)監(jiān)控和調(diào)整設(shè)備內(nèi)部的溫度，特別適合大尺寸工件的深冷處理，且深冷處理效果優(yōu)異。

附圖說(shuō)明

通過(guò)下面結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，本發(fā)明前述的和其他的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見(jiàn)。其中：

圖1所示為本發(fā)明的一種液氮深冷處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2所示為本發(fā)明的一種液氮深冷處理設(shè)備的蓋體與設(shè)備本體的組裝結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖本發(fā)明的一種液氮深冷處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)特征及優(yōu)點(diǎn)詳述如下。

參照?qǐng)D1所示的本發(fā)明的一種液氮深冷處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖，所示的液氮深冷處理設(shè)備包括由多個(gè)分段筒體10組成的井式設(shè)備本體以及蓋體20，所述井式設(shè)備本體包括外殼101和內(nèi)壁103，外殼101和內(nèi)壁103之間設(shè)有隔熱層102；井式設(shè)備本體內(nèi)設(shè)置有多個(gè)液氮管道12，所述的液氮管道122之間間隔的距離相等；在所述的相鄰液氮管道12之間的位置設(shè)有風(fēng)扇14；所述的蓋體20與井式設(shè)備本體之間采用鉸鏈(未圖示)連接，并通過(guò)氣桿207和連桿機(jī)構(gòu)205實(shí)現(xiàn)蓋體的開(kāi)關(guān)(參見(jiàn)圖2)；所述的蓋體20包括隔熱塞體201，端蓋202以及蓋冠部203，在蓋體20與井式設(shè)備本體蓋合時(shí)，所述的隔熱塞體201與井式設(shè)備本體內(nèi)壁103緊密配合，端蓋202通過(guò)扣合結(jié)構(gòu)(未圖示)與井式設(shè)備本體扣合；所述的蓋冠部203上設(shè)有電機(jī)21、溫度感測(cè)器23、液氮輸入口25，所述的井式設(shè)備本體的下部設(shè)有液氮循環(huán)出口27；所述的電機(jī)21、溫度感測(cè)器23、液氮輸入控制端均與plc控制模塊30相連，所述plc控制模塊30通過(guò)與井式設(shè)備本體固定的支架301固定。

在工作時(shí)，先將待深冷處理的工件置入液氮深冷處理設(shè)備的井式設(shè)備本體內(nèi)，然后將蓋體20合上，通過(guò)plc控制單元控制液氮輸入控制端向液氮輸入口25供液氮，液氮進(jìn)入液氮管道中，設(shè)備內(nèi)的溫度迅速下降至預(yù)定溫度，溫度感測(cè)器23可以隨時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備內(nèi)的溫度并顯示在plc控制模塊的顯示屏上；風(fēng)扇可以幫助設(shè)備內(nèi)的空氣循環(huán)，保證設(shè)備內(nèi)的溫度場(chǎng)的均勻性，相鄰風(fēng)扇之間的間隔相等。在一優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述的plc控制單元包括pid控制模塊，溫度感測(cè)器23隨時(shí)監(jiān)控設(shè)備內(nèi)的溫度變化，pid控制模塊將設(shè)備實(shí)際運(yùn)行的溫度曲線與設(shè)定的溫度曲線進(jìn)行對(duì)比，并根據(jù)變化情況自動(dòng)調(diào)整液氮的供給量，保持設(shè)備內(nèi)部的溫度控制精度，從而保證深冷處理過(guò)程滿足設(shè)計(jì)要求。

參照?qǐng)D2，所述控制蓋體20開(kāi)合的連桿機(jī)構(gòu)205的一端為框型結(jié)構(gòu)并與蓋冠部203固定，另一端為板狀結(jié)構(gòu)，氣桿207的一端與其連接，另一端與井式設(shè)備本體固定，通過(guò)氣桿207的上下移動(dòng)并結(jié)合蓋體與井式設(shè)備本體之間的鉸鏈即可方便地打開(kāi)或合上蓋體。

本發(fā)明的液氮深冷處理設(shè)備，設(shè)備尺寸可以達(dá)到可以滿足尺寸較大的工件的深冷處理要求；溫度精度可以控制在±1℃，設(shè)備內(nèi)的溫度場(chǎng)均勻性可以達(dá)到±2℃，最低工作溫度在-196℃且可以根據(jù)用戶使用需求任意設(shè)定。

本發(fā)明的液氮深冷處理設(shè)備，尺寸大，溫控精度高且可以保證設(shè)備內(nèi)部的溫度場(chǎng)的溫差精度，并可自動(dòng)監(jiān)控和調(diào)整設(shè)備內(nèi)部的溫度，特別適合大尺寸工件的深冷處理，且深冷處理效果優(yōu)異。

本發(fā)明并不局限于所述的實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神即公開(kāi)范圍內(nèi)，仍可作一些修正或改變，故本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍以權(quán)利要求書限定的范圍為準(zhǔn)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提出一種液氮深冷處理設(shè)備，其包括井式設(shè)備本體以及蓋體，井式設(shè)備本體的外殼和內(nèi)壁之間設(shè)有隔熱層，本體內(nèi)沿圓周方向設(shè)置有多道液氮管道以及風(fēng)扇；所述的蓋體包括隔熱塞體，端蓋以及蓋冠部，蓋合時(shí)，所述隔熱塞體與井式設(shè)備本體內(nèi)壁緊密配合，端蓋通過(guò)扣合結(jié)構(gòu)與井式設(shè)備本體扣合；蓋冠部上設(shè)有電機(jī)、溫度感測(cè)器、液氮輸入口，井式設(shè)備本體的下部設(shè)有液氮循環(huán)出口；所述的電機(jī)、溫度感測(cè)器、液氮輸入控制端均與PLC控制模塊相連。本發(fā)明的液氮深冷處理設(shè)備，尺寸大，溫控精度高且可以保證設(shè)備內(nèi)部的溫度場(chǎng)的溫差精度，并可自動(dòng)監(jiān)控和調(diào)整設(shè)備內(nèi)部的溫度，特別適合大尺寸工件的深冷處理，且深冷處理效果優(yōu)異。

技術(shù)研發(fā)人員：張成
受保護(hù)的技術(shù)使用者：科威嘉尼（江蘇）制冷設(shè)備有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.07.15
技術(shù)公布日：2017.09.26