一种方形单室卧式多区域加热高真空回火炉

摘要

本申请涉及一种方形单室卧式多区域加热高真空回火炉，其涉及真空回火炉技术领域，其包括炉体和安装于炉体内部的加热室，炉体内壁与加热室外壁之间设置有隔温层；炉体设置有炉门，炉门上设置有加热门，加热门上设置有第一加热组件，加热室一侧贯通设置，加热门封堵加热室的贯通侧；加热室的各内壁处均连接有第二加热组件。本申请具有使得加热室的每个内壁均成为加热区，从而使得加热室内部的温度分布较为均匀，进而可以提升工件加热后的性能的一致性，继而可以提升工件加工的质量的效果。

说明书

技术领域

本申请涉及真空回火炉的领域，尤其是涉及一种方形单室卧式多区域加热高真空回火炉。

背景技术

目前真空回火炉主要用于粉末冶金制品、金属注射成型制品、不锈钢基、硬质合金、超合金、高比重合金、陶瓷材料、磁性材料、钕铁硼等的烧结。在真空中各种金属氧化物的饱和蒸气压很低，可以促使氧化物的分解与排除，因而处理零件表面光亮度高，同时金属具有很强的活性，可以起活化烧结作用。

相关技术中，真空回火炉内都会设置一个加热室，工件位于加热室内等待加热。加热室一般只会在内壁上固定设置一个或者两个加热区，通过加热区的加热使得加热室内升温从而对工件进行加热。

固在为工件加热的时候都是在固定的一个加热区域内加热，使得该区域内整体范围内温度不均匀，从而影响工件加工后的性能的一致性，降低了工件加工的质量。

针对上述中的相关技术，发明人认为只在内壁上固定设置一个或者两个加热区容易使得该加热室内部的温度分布不均匀，从而容易影响工件加热后的性能的一致性，进而容易降低工件加工的质量。

发明内容

为了改善加热室内部温度分布不均匀的问题，本申请提供一种方形单室卧式多区域加热高真空回火炉。

本申请提供的一种方形单室卧式多区域加热高真空回火炉采用如下的技术方案：

一种方形单室卧式多区域加热高真空回火炉，包括炉体和安装于炉体内部的加热室，所述炉体内壁与加热室外壁之间设置有隔温层；所述炉体设置有炉门，所述炉门上设置有加热门，所述加热门上设置有第一加热组件，所述加热室一侧贯通设置，所述加热门封堵加热室的贯通侧；所述加热室的各内壁处均连接有第二加热组件。

通过采用上述技术方案，使得加热室的每个内壁均成为加热区，使得加热室内部的温度分布较为均匀，从而可以提升工件加热后的性能的一致性，进而可以提升工件加工的质量。隔温层的设置可以减少加热室内的高温传导至炉体处，从而可以降低炉体周围的温度，减少高温烫伤工作人员的情况发生。

可选的，所述第二加热组件包括安装管、电加热丝以及若干支架，所述支架包括相连接的绝缘部和卡装部，所述绝缘部安装于加热室的内壁处，所述卡装部位于绝缘部远离加热室的一侧；所述卡装部处连接安装管，所述电加热丝安装于安装管内；所述安装管呈连续的U形结构并铺满加热室的内壁。

通过采用上述技术方案，卡装部用于夹持安装管，安装管用于包覆电加热丝，通过电机热丝进行高温加热。绝缘部的设置可以防止将电加热丝的电流传导至加热室和炉体上，从而可以减少电加热丝短路的情况发生。安装管呈连续的U形结构可以便于铺满加热室的内壁，从而便于提升加热室内温度的均匀性。

可选的，所述炉体上设置有辐散组件，所述辐散组件包括旋转驱动件、安装套、旋转轴和叶轮，所述旋转驱动件安装于炉体外壁，所述旋转驱动件的输出轴伸入炉体内并与旋转轴连接；所述安装套安装于加热室内壁处，所述旋转轴插设于安装套内并与安装套密封连接；所述旋转轴远离旋转驱动件的一端伸出安装套并连接叶轮。

通过采用上述技术方案，辐散组件用于扰动加热室内的气体，使得加热室内的气体可以辐散于工件表面，从而可以便于工件被均匀加热，提升工件各部分性能的一致性。旋转驱动件驱动旋转轴旋转，安装套与旋转轴密封设置，可以减少加热室内的热气外溢，便于降低加热室内的高温传导至炉体的情况发生。旋转轴转动可以使得叶轮转动，从而扰动叶轮周边的气体，使得叶轮周边的气体被强制辐散至工件表面加热工件。

可选的，所述炉体内位于加热室远离炉门的一侧设置有冷却室，所述冷却室内设置有冷却组件；所述加热室朝向冷却室的一侧开设有贯通孔，所述加热室朝向冷却室的一侧连接有移门组件，所述移门组件封堵贯通孔设置。

通过采用上述技术方案，在结束加热时可以将移门组件打开，通过冷却组件使得加热室内的气体进入冷却室内冷却，可以待加热室内的温度冷却至人体可以接受的温度时再打开炉门，减少工作人员在拿取工件时被高温烫伤的情况发生。

可选的，所述隔温层采用隔温通道，所述隔温通道与冷却室连通设置；所述冷却组件包括吸风机以及换热器，所述吸风机安装于冷却室上且吸风机的吸风口朝向贯通孔设置；所述换热器安装于冷却室的内壁处且位于吸风机的吸风口与贯通孔之间。

通过采用上述技术方案，隔温通道的设置既可以在加热工件时较好的隔离加热室的高温，减少高温传至炉体，也可以在移门组件打开时与冷却室和加热室连通，形成冷却通道，便于更快的降低加热室的温度。吸风机通过贯通孔吸取加热室内的气体，热气体经过换热器换热降温，被降温的气体向隔温通道内辐散，降温的气体在隔温通道内辐散的过程中可以再次与加热室换热，降低加热室的温度。流经隔温通道的气体可以通过加热门与加热室之间的间隙进入加热室内，等待被再次换热。

可选的，所述移门组件包括升降驱动件，所述升降驱动件安装于炉体上且升降驱动件的输出轴伸入冷却室内，所述升降驱动件的输出轴上连接有安装框，所述安装框的内壁处铰接有铰接杆，所述铰接杆朝向贯穿孔一侧转动；所述铰接杆远离安装框的一端铰接有移动门；所述冷却室内设置有导向组件，所述导向组件包括导向板，所述导向板固定于冷却室内壁处且位于移动门远离升降驱动件的一侧；所述导向板朝向移动门一侧设置有导向斜面，所述导向斜面朝向加热室一侧的高度低于导向斜面远离加热室的一侧。

通过采用上述技术方案，升降驱动件可以驱动安装框升降，安装框下降的同时移动门随之下降，待移动门抵接导向斜面后，此时安装框继续下降时，移动门只能在铰接杆的铰接下沿导向斜面的导向朝向加热室一侧位移，从而可以使得移动门可以封堵住加热室设置贯通孔的一侧。

可选的，所述安装框轴向的两侧设置有导向轮，所述炉体内位于安装框的两侧设置有导向轨，所述导向轨与升降驱动件的轴线平行，所述导向轮嵌置于导向轨内并沿导向轨的轴向滚动设置。

通过采用上述技术方案，导向轮与导向轨配合，可以在升降驱动件驱动安装框升降时为安装框提供升降的导向，便于提升安装框的升降时的位置精度，从而便于提升移动门的位移精度。

可选的，所述贯通孔截面呈梯形，且所述贯通孔朝向加热室的一侧宽度小于远离加热室的一侧；所述移动门朝向加热室的一侧设置有封堵块，所述封堵块插设于贯通孔内且封堵贯通孔设置。

通过采用上述技术方案，贯通孔截面为梯形，可以通过封堵块的外壁与贯通孔的内壁进行导向，便于封堵块较为精准的插入贯通孔内并封堵贯通孔。通过封堵块与贯通孔的配合，可以更好的提升贯通孔的密封效果，在加热室进行高温加热时可以减少加热室内热气的逸散。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过第一加热组件和第二加热组件的设置，能够起到使得加热室的每个内壁均成为加热区，从而使得加热室内部的温度分布较为均匀，进而可以提升工件加热后的性能的一致性，继而可以提升工件加工质量的效果；

2.通过隔温层的设置，能够起到降低炉体周围的温度，减少高温烫伤工作人员的情况发生的效果；

3.通过辐散组件和冷却组件的设置，能够起到便于均匀加热工件并在加热完毕后可以均匀冷却加热室的效果。

附图说明

图1是本申请实施例的回火炉的整体结构示意图。

图2是本申请实施例的回火炉的炉体开口处的正视结构示意图。

图3是沿图2中A-A线的剖视图。

图4是图3中移门组件与导向组件的连接结构示意图。

附图标记说明：1、炉体；11、炉门；12、加热门；13、通气孔；14、伸缩气缸；15、密封块；2、抽真空机；21、充气机；3、加热室；31、隔温通道；32、放置平台；33、第一正电极；34、第一负电极；35、第二正电极；36、第二负电极；37、铜板；38、贯通孔；4、冷却室；41、冷却组件；42、吸风机；43、换热器；44、热电偶；5、第一加热组件；6、第二加热组件；61、支架；62、安装管；63、固定螺栓；64、绝缘部；65、卡装部；7、辐散组件；71、驱动电机；72、安装套；73、旋转轴；74、叶轮；8、移门组件；81、安装框；82、铰接杆；83、移动门；84、升降气缸；85、封堵块；9、导向组件；91、导向轨；92、导向板；93、移动轮；94、导向斜面；95、导向轮。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种方形单室卧式多区域加热高真空回火炉。参照图1和图2，一种方形单室卧式多区域加热高真空回火炉包括炉体1、安装于炉体1内部的加热室3和冷却室4，炉体1一侧设置有炉门11，工件通过炉门11放置于加热室3内等待加热。炉体1上连接有抽真空机2和充气机21，在加热室3进行加热前，通过抽真空机2对炉体1内进行抽真空，待炉体1内的真空度符合设定值时，可以通过充气机21向炉体1内冲入氮气，氮气纯度可以为99.999%，气源压力为0.5MPa～1.5MPa。随后可以在加热室3对工件进行高温回火处理，冷却室4位于加热室3远离炉门11的一侧，冷却室4在加热室3结束加热后可以与加热室3连通，从而便于加热室3内的热气可以逸散至冷却室4内被冷却，在工作人员打开炉门11取出经过高温回火的工件时可以避免被高温烫伤。

参照图1和图2，加热室3的侧壁可以采用若干不锈钢板堆叠形成，便于加热室3隔温且不会因为高温而产生化学反应。本实施例中的加热室3的侧壁采用6块0.5mm厚的不锈钢板和一块2mm厚的不锈钢板焊接形成，其中2mm厚的不锈钢板位于加热室3最外侧。加热室3与炉体1内壁之间设置有隔温层，隔温层采用隔温通道31，在加热室3进行加热时可以减少热量传导至炉体1处，便于提升炉体1的隔温性能。隔温通道31可以与冷却室4连通。

参照图1和图2，加热室3内部位于靠近地面的一侧设置有放置平台32，工件可以放置于放置平台32上。炉门11朝向加热室3的一侧连接有加热门12，加热门12上设置有第一加热组件5，加热室3一侧贯通设置，关上炉门11时加热门12可以封堵加热室3的贯通侧，使得加热室3内形成密闭的加热空间。加热室3的各内壁处均连接有第二加热组件6，第一加热组件5与第二加热组件6配合，使得加热室3内部各区域的加热温度较为均匀，便于提升工件加热后各部位性能的一致性。

参照图1和图3，炉门11远离加热室3的一侧连接有伸缩气缸14，伸缩气缸14的活塞杆贯穿炉门11伸入炉门11与加热门12之间，伸缩气缸14的活塞杆上连接有密封块15，加热门12上对应密封块15的位置开设有通气孔13。在加热室3处于加热状态时，密封块15嵌置于通气孔13处；在需要冷却加热室3内的温度时，可以通过伸缩气缸14将密封块15拉出通气孔13，使得加热室3、隔温通道31以及冷却室4连通，从而便于形成冷却回路，使得加热室3内尽快降温。

参照图1和图2，第一加热组件5与第二加热组件6结构相同，只是安装位置不同。本实施例中以第二加热组件6的结构为例具体阐述，第二加热组件6包括支架61、安装管62和电加热丝，支架61安装于加热室3的内壁处并设置若干个，安装管62通过支架61支撑固定，安装管62采用钢板弯折成管状并包裹电加热丝。安装管62在加热室3每个内壁处均呈连续的U形结构并铺满加热室3的内壁设置，使得加热室3的各内壁可以较为均匀的受热。加热室3的各侧壁处均设置有第一正电极33和第一负电极34，第一正电极33和第一负电极34与加热室3对应的侧壁处的电加热丝连接。炉体1内壁对应各第一正电极33设置有第二正电极35，第一正电极33与第二正电极35之间通过铜板37连接。炉体1内壁对应各第一负电极34设置有第二负电极36，第一负电极34与第二负电极36之间也通过铜板37连接。第二正电极35和第二负电极36连接电源，为电加热丝通电。

参照图2，为防止电加热丝短路，第一正电极33与第一负电极34穿设于加热室3侧壁内的部位套设有绝缘管，防止电路与加热室3内壁导通。绝缘管可以采用陶瓷管，较为耐高温。支架61包括固定螺栓63、绝缘部64和卡装部65，固定螺栓63穿设于加热室3的侧壁内并与加热室3螺纹连接，固定螺栓63的一端伸入加热室3室内并通过钢丝与绝缘部64连接固定，绝缘部64也可以采用陶瓷管。卡装部65对应安装于各绝缘部64处，卡部部呈环形并套设于安装管62周侧，用于卡箍安装管62。通过绝缘部64使得安装管62与加热室3侧壁之间具有一定距离，且绝缘部64可以防止电加热丝的电流与加热室3的侧壁导通造成短路。

参照图2和图3，炉体1上设置有辐散组件7，辐散组件7包括旋转驱动件、安装套72、旋转轴73和叶轮74，旋转驱动件采用驱动电机71，驱动电机71固定于炉体1的外壁处且驱动电机71的输出轴伸入炉体1内设置。本实施例中驱动电机71位于放置平台32的上方，驱动电机71的输出轴上同轴连接旋转轴73。安装套72固定于加热室3远离放置平台32的一侧内壁处，旋转轴73插设于安装套72内且安装套72内设置有机械密封，使得旋转轴73在转动的时候可以与安装套72密封连接，减少热气从旋转轴73与安装套72之间的间隙泄出的情况发生。旋转轴73朝向放置平台32的一侧与叶轮74连接，驱动电机71可以驱动叶轮74转动，使得加热室3内的氮气流动并幅散至工件表面，从而提升工件的回火质量。

参照图3和图4，加热室3朝向冷却室4的一侧开设有贯通孔38，冷却室4朝向加热室3的一侧连接有移门组件8，加热室3加热时移门组件8封堵贯通孔38设置，加热室3内停止加热时，移门组件8位移并使得加热室3和冷却室4通过贯通孔38连通。移门组件8包括升降驱动件、安装框81、铰接杆82和移动门83，升降驱动件采用升降气缸84，升降气缸84的输出轴上连接同轴设置的安装框81，安装框81上铰接至少一组相对设置的铰接杆82，铰接杆82位于安装框81竖直设置的两个框柱上，且铰接杆82位于两个框柱相对设置的侧壁上。本实施例设置两组铰接杆82，且铰接杆82朝向加热室3一侧转动设置。铰接杆82远离安装框81的一侧铰接移动门83，移动门83朝向贯通孔38的一侧对应设置有封堵块85，封堵块85插设于贯通孔38内且封堵贯通孔38设置。贯通孔38与封堵块85的横截面均为梯形，便于封堵块85插入贯通孔38时可以通过封堵块85的外壁与贯通孔38的内壁进行导向定位。

参照图3和图4，冷却室4内设置有导向组件9，导向组件9包括位于安装框81宽度方向的两端的导向轨91和固定于两个导向轨91之间的导向板92，导向轨91长度方向的两端与冷却室4内壁焊接，导向轨91的轴线与升降气缸84的轴线平行。安装框81宽度方向的两端设置有导向轮95，导向轮95嵌置于导向轨91内并沿导向轨91的轴向滚动设置。移动门83远离升降气缸84的一侧连接有移动轮93，导向板92位于移动轮93的下方。导向板92朝向移动门83一侧设置有导向斜面94，导向斜面94朝向加热室3一侧的高度低于导向斜面94远离加热室3的一侧。

关闭移动门83时，通过升降气缸84驱动安装框81朝向导向板92的一侧位移，当移动轮93抵接导向斜面94后，在导向轮95与导向轨91的导向限制下，安装框81只能继续下移，而移动轮93可以在导向斜面94的导向下朝向加热室3一侧移动，在铰接杆82的铰接下，移动门83可以随着移动轮93朝向加热室3一侧位移，直至封堵块85封堵贯通孔38。

参照图3，冷却室4内设置有冷却组件41，在移门组件8打开时，冷却组件41可以冷却进入冷却室4内的氮气，从而冷却加热室3内的温度。冷却组件41包括吸风机42以及换热器43，吸风机42安装于冷却室4远离加热室3的一侧，吸风机42的吸风口朝向贯通孔38设置。换热器43安装于冷却室4的内壁处且位于吸风机42的吸风口与贯通孔38之间。冷却水通入换热器43内，冷却水的供水压力为0.2MPa，水温低于25℃。吸风机42通过贯通孔38吸取加热室3内的氮气，氮气进入冷却室4时会与换热器43换热冷却，初次冷却的氮气会透过换热器43的翅片进入隔温通道31内，氮气经过换热器43的翅片时会进行二次冷却，冷却效果更好。氮气填充隔温通道31时，可以为炉体1内壁与加热室3外壁降温。隔温通道31内的氮气可以通过通气孔13进入加热室3，形成氮气的冷却循环。在炉体1上安装有若干热电偶44，热电偶44伸入加热室3以及冷却室4内，实时监控炉体1内的温度。本实施例可以设置四个热电偶44。

本申请实施例一种方形单室卧式多区域加热高真空回火炉的实施原理为：对工件进行高温回火处理时，首先，将工件放置于放置平台32上，随后关闭炉门11，此时通气孔13和贯通孔38未被封堵。接着，对炉体1进行抽真空，根据工件的种类和材料确定炉体1内的真空度。当炉体1内达到限定的真空度时，通过充气机21向炉体1内充入氮气。待停止充入氮气时，分离充气机21与炉体1，并封堵炉体1的充气口。再接着，启动伸缩气缸14使得密封块15朝向通气孔13一侧位移，直至密封块15封堵通气孔13，伸缩气缸14的活塞杆停止伸缩；启动升降气缸84使得封堵块85朝向贯通孔38一侧位移，直至封堵块85封堵贯通孔38，升降气缸84的活塞杆停止伸缩。

随后，启动电源使得电加热丝通电加热，由于加热室3六个内壁面均受热，所以加热室3内各区域的温度较为均匀，则工件受热也会均匀。启动驱动电机71使得叶轮74转动，叶轮74会吹动加热室3内的氮气使得氮气不断的幅散至工件表面，进而提升工件的加热效率和回火质量。

待工件回火完成后，切断驱动电机71以及电加热丝的电源，随后伸缩气缸14启动，带动密封块15脱离通气孔13，升降气缸84启动，带动封堵块85脱离贯穿孔。向换热器43的进水口处不断通入冷却水，然后，启动吸风机42，使得加热室3内的氮气通过贯穿孔强制经过换热器43流向吸风机42，流向吸风机42的氮气又会透过换热器43的翅片进入隔温通道31内，随后通过通气孔13进入加热室3内，经过反复吸风冷却循环使得炉体1内的温度低于40℃。最后，关闭吸风机42，打开炉门11，静待3-5分钟，为炉体1内的氮气排出炉体1而空气进入炉体1提供时间。随后取出工件，则完成了工件的高温回火处理工作。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。