多功能真空炉的制作方法

本发明涉及烧结、热处理工艺中的真空设备，是一种节能，环保的多功能真空炉。

背景技术：

随着能源的短缺和环保的排放标准提高，对节能环保真空设备的要求越来越高，目前国内在烧结、热处理，如退火、回火、钎焊等工艺中使用的真空设备存在能耗高，生产效率低，工件需加热保温时间长或提高加热温度,以达到温度一致性，冷却气体运行方向单一问题：如冷却气体由加热室四周喷嘴进入，从壳体前、后端屏流出,或冷却气体由前面进、后面出，这样的真空设备使产品冷却过程中工件温度不一致，冷却速度慢，影响产品性能。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种多功能真空炉，实现材料烧结和热处理工艺中高效率、低能耗设备。

本发明的多功能真空炉，包括炉壳、加热室，真空系统，冷却系统，PLC智能控制系统，其特征在于加热室体前部设置活动的前左、右风门，活动风门框体前端用铰链连接在加热室两侧立壁上，在加热室外后部、风道端对称安装后左、右换向风门，各个风门气缸安装在炉壳外、气缸活塞杆通过密封结构穿过炉壳与风门销轴连接，靠风门气缸驱动风门，实现冷却气体换向；程序自控系统按作业流程设置：开启真空系统，对炉壳内进行抽空；当真空度达到加热要求时，开始加热，前右风门、前左风门、后左风门、后右风门关闭；加热程序结束后，开始充气冷却，同时前右风门和前左风门打开，炉内达到冷却设定压力，风机自动启动，同时后左风门和后右风门交替打开或关闭风道，实现冷却气流左右换向，冷却到设定温度时，开门取料，整个过程操作结束。

本发明真空炉的优点主要在于加热室左右带有活动风门，加热时，前左右风门关闭风门，无通气孔，避免了在加热过程中的能量损失，节能，同时保证加热更均匀；在冷却时，前左右风门打开，敞开幅度大，同时后左右风门可以进行换向，即气流在加热室的内外、左右交替换向流动，换向时间可设定，这样工件冷却均匀，提高冷却速度，缩短出炉时间。这样加热、保温和冷却时间短，从根本上解决了能耗高和影响生产效率的问题使能耗降到最低，产品性能更高、提高了生产效率。气缸在炉壳外高温密封，风门从材质上保证受热变形小。该设备的研制成功，对以后所有真空设备的设计提供了很好的借鉴。

设备的主要技术指标：

附图说明

图1是真空炉的截面剖视图；

图2是真空炉的轴向剖俯视图；

图3是图2剖视的冷却气体流向示意图；

图4是与图3的冷却气体反向的换向示意图；

图5是风门气缸活塞杆与炉壳接管的密封结构示意图；

图6是图5的中间局部放大示意图；

图7是后风门关闭的结构放大图；

图8是后风门打开的结构放大图；

图9是本真空炉作业流程示意图。

附图中标号：1.真空系统 2.炉壳 3.加热室 4.前右风门 5.前左风门 6.后左风门 7.后右风门 8.换热器 9.风道 10.风机 11.风门气缸 12.密封套 13.调整螺栓 14.抽空接口 15.导向套 16.密封圈 17.中间环 18.压环 19.孔用弹性挡圈 20.气缸活塞杆 21.后风门板 22.销轴 23.铰链 24.后风门气缸 25.真空接头 26.阀门

具体实施方式

本发明的多功能真空炉，包括炉壳、加热室，真空系统，冷却系统，PLC智能控制系统，见图1、2，炉壳2为圆筒形的真空密闭容器，轴向平行于地面安装，筒体前端为球型门，炉壳2后部为冷却系统,包括风机10、换热器8、风道9，炉壳2外侧安装真空系统1，用阀门26连接，炉壳2内轴向安置方形的加热室3，其特征在于加热室3两侧立壁安装左右活动的前右风门4和前左风门5，前右、前左风门4、5框体前立边用铰链与加热室3立壁连接。炉壳2内、在加热室3外后部、风道9端对称安装两个换向后风门：后左风门6和后右风门7，如图8所示，两个后风门板21为旋转门，后风门板21一侧边通过铰链23安装在风道9端口内侧；图7为后风门板21关闭，箭头为气体流向，图8为后风门板21打开。四个风门气缸11安装在炉壳2外，见图5、6，气缸活塞杆20与各风门采用销轴22连接，靠风门气缸11驱动旋转侧开。气缸活塞杆20通过密封结构穿过炉壳2的孔与销轴22连接，其特征在于气缸活塞杆20上用孔用弹性挡圈19固定密封圈16，Y型密封圈16之间带有压环18共两组，在中间环17两面对称安装。气缸活塞杆20上密封件依次安装顺序如图6所示为：孔用弹性挡圈19、压环18、Y型密封圈16、压环18、Y型密封圈16、中间环17、Y型密封圈16、压环18、Y型密封圈16、装在密封套12里，导向套15与密封套12用紧定螺钉固定。抽空接口14与真空接头26之间采用金属软管连接，采用抽真空方式，保证中间环17一直处于真空状态。如图5，保证气缸活塞杆20往复动作时的密封性能，即外部大气不会进到炉壳真空室内。前左、右风门4、5采用硬质碳毡保温结构，后左、右风门6、7为单层碳钢结构。后左、右风门一侧边安装销轴22，作为开关门支点，与气缸活塞杆20连接。

设备加热时，前左、右风门4、5关闭，其特征在于加热室无固定通气孔，故能耗小，实测温度均匀性可达到±1.5℃(已超出国际1类真空炉的温区均匀性标准±3℃)；加热结束后，加热室前左右风门4、5先打开，按照工艺要求，当炉内温度降到设定强制冷却温度时，阀门26关闭，真空系统1停止工作，快速往炉壳2内充入冷却气体，达到设定压力，同时后右风门7关闭，挡住风道，后左风门6打开，敞开风道9，风机启动，见图3，气体流向途径：如换热器8→风机10→冷气从后左风门6→前左风门5→工件→前右风门4→换热器8，30秒后(时间可设定)，后左风门6关闭，挡住风道9，后右风门7打开，敞开风道9，改变气体流向途径：换热器8→风机10→后右风门7→前右风门4→工件→前左风门5→换热器8，如图4，这样靠后左风门6和后右风门7的交替开关，达到冷却气体换向循环，工件每个位置冷却更均匀，变形小，冷却速度更快。

程序自控系统按作业流程设置：见图9，开启真空系统1和阀门26，对真空室进行抽空；当真空度达到加热要求时，开始加热，前右风门4、前左风门5、后左风门6、后右风门7关闭；加热程序结束后，关闭阀门26和真空系统1，开始充气冷却，同时前右风门4和前左风门5打开，炉内达到冷却设定压力，风机10自动启动，同时后左风门6和后右风门7交替打开和关闭，实现冷却气流左右换向，交替时间设定为30秒，炉内冷却到50度时，风机10停止。可以开门取料，整个过程操作结束。