专利名称：数控式微压气体冷热循环退火炉的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电缆退火设备，特别是涉及一种数控式微压气体冷热循环退火炉。
背景技术：
目前电缆退火常用的井式退火炉，其热量的传递方式为静态传热:即电热管一金属罐壁一周转铁盘一裸铜导体的方式，以及电热管一金属罐壁一保护气体一裸铜导体等两种方式。其生产时退火加热时间长，退火后冷却时间长，整个铜导体退火到冷却周期长达30多小时，且退火保护气氛工作压力高，在0.3 0.4MPa。生产裸铜导体的加工成本高，退火过程中不能自动控温，退火炉内上中下受热不均，导致产品的机电性能不稳定。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种动态传热、自动控温且可保证产品具有稳定的机电性能的数控式微压气体冷热循环退火炉。本发明采用的技术方案是:包括加热系统、工作系统、冷却循环系统、抽真空及排放系统和数控系统；
所述的加热系统包括炉壳、炉盖及由炉衬耐高温材料制成的炉壁，所述的炉壳包裹在炉壁的外侧面上，炉壳上安装有炉盖升降旋转装置，炉盖升降旋转装置的上端与炉盖连接，炉壳与炉盖密封连接，并采用螺杆螺母压紧；炉壁上竖直方向均有设布置有多个真空测温装置，炉膛内设有电热辐射管，炉壁的上部和底部分别设有与炉膛连通的第一上导风室和第一下导风室，第一下导风室内设有一循环风机；
所述的工作系统包括炉壳及由炉衬耐高温材料制成的炉壁，所述的炉壳包裹在炉壁的外侧，炉壳上设有与炉膛连通的充气泄压管道；炉壳的尾端通过炉门锁紧装置与炉门连接；炉壁上水平方向均匀布置有多个热电偶测温装置；炉膛前端上部与底部分别设有第二上导风室和第二下导风室，两侧分别设有与炉壳上的两个冷却风管连通的冷却导风室；第二上导风室与第一上导风室连通，第二下导风室与第一下导风室连通，炉膛的底部设有气体导流装置及支撑轮轨道；所述的气体导流装置与第二下导风室连通；
所述的冷却循环系统包括循环风机，所述循环风机的进口和出口分别通过管道与工作系统的两冷却风管连通，循环风机的出口与冷却风管连通的管道上设有一风室，风室内设有水冷器，水冷器的进口和出口分别设有进水管道和出水管道；
所述的抽真空及排放系统包括一与充气泄压管道连通的抽气管道，抽气管道的上端连接有排气管道，排气管道上设有排气电磁阀和手动排气阀；抽气管道的下端设有一抽气电磁阀，抽气管道上充气泄压管道和抽气电磁阀之间连通有一输气管道，输气管道上设有输气电磁阀和手动输气阀；
所述的数控系统包括加热系统 温控装置、工作系统温控装置和PLC触摸屏控制装置，所述的加热系统温控装置、工作系统温控装置分别与PLC触摸屏控制装置连接；所述的加热系统温控装置与加热系统的多个真空测温装置连接；所述的工作系统温控装置与工作系统的多个热电偶测温装置连接；所述的数控系统的PLC触摸屏控制装置分别与加热系统的电热辐射管及抽真空及排放系统的数字式真空压力表、排气电磁阀、抽气电磁阀及输气电磁阀连接。上述的数控式微压气体冷热循环退火炉中，还包括物料运输系统，物料运输系统靠近工作系统的炉门设置，所述的物料运输系统包括导向轨道及安装在导向轨道上的物料车，所述的导向轨道垂直于工作系统炉膛底部的支撑轮轨道导向方向设置，所述的物料车上设有第二支撑轮轨道和液压推拉杆，第二支撑轮轨道的导向方向及液压推拉杆轴线均垂直于导向轨道的导向方向，第二支撑轮轨道上设有移动支撑架，液压推拉杆的伸缩端与移动支撑架连接。上述的数控式微压气体冷热循环退火炉中，所述的炉壳和炉盖之间通过密封圈及冷却水套密封连接。上述的数控式微压气体冷热循环退火炉中，所述的第一上导风室、第一下导风室上均设有一电动阀门。上述的数控式微压气体冷热循环退火炉中，所述的抽真空及排放系统的排气管道上设有一数字式真空压力表，所述的输气管道上设有一指针式真空压力表。本发明的有益效果是:
本发明传递热量方式为:动态传热，让保护气体在冷态时、热态时自动循环，实现气体冷热的交换；其具体加热时的传热方式为:电热管一保护气体一裸铜导体；循环往复；其具体冷却时的传热方式为:冷态的保护气体一裸铜导体一热态的保护气体；循环往复；在裸铜导体退火过程中，本发明通过数控系统自动控制加热时间、加热温度、冷却温度、冷却时间、以及控制保护气体循环的流量，使退火炉内的裸铜导体受热均匀；保证退火后的裸铜导体机电性能从内至外均匀一致；从而使铜导线生产的全过程的时间大大缩短；本发明能使工作系统气氛工作压 力维持在2000Pa左右，工作压力低，从而确定了本发明不是高压设备，使得本发明的制造成本大大降低，且确保了本发明运行的安全性。
图1是本发明的立体结构示意图。图2是本发明的加热系统结构示意图。图3是本发明的工作系统的内部结构示意图。图4是本发明的工作系统的外部结构示意图。图5是图4中A-A剖视图。图6是本发明的冷却循环系统主视图。图7是本发明的冷却循环系统俯视图。图8是本发明的冷却循环系统立体图。图9是本发明的抽真空及排放系统结构示意图。图10是本发明的物料运输系统立体图。图11是本发明的物料运输系统的第二支撑轮轨道在物料车安装的结构示意图。图12是本发明的物料运输系统的液压推拉杆在物料车安装的结构示意图。
图13是本发明的物料运输系统的液压推拉杆的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步说明。如图1所示，本发明的一种数控式微压气体冷热循环退火炉，包括加热系统1、工作系统2、冷却循环系统3、物料运输系统4、抽真空及排放系统5和数控系统6。如图2所示，本发明的加热系统I包括炉壳1-1、炉盖1-2及由炉衬耐高温材料制成的炉壁1-5，所述的炉壳1-1包裹在炉壁1-5的外侧面上，炉壳1-1上安装有炉盖升降旋转装置1-3，炉盖升降旋转装置1-3的上端与炉盖1-2连接，炉壳1-1和炉盖1-2之间通过密封圈及冷却水套1-4密封连接，并通过螺杆螺母压紧；炉壁1-5上竖直方向均匀布置有三个真空测温装置1-7，炉膛内设有电热辐射管1-6，炉壁1-5的上部和底部分别设有与炉膛连通的第一上导风室1-8和第一下导风室1-11,第一上导风室1-8和第一下导风室1-11上均设有一电动阀门1-10，第一下导风室1-11内设有一循环风机1-9。循环风机1-9上还安装有水冷管道，采用循环水对其进行降温，循环风机1-9采用电机、变频器实施变频调速。加热系统I中炉壳1-1采用厚度为10 20mm的不锈钢板制成；炉盖1_2与炉盖升降旋转装置1-3连接成为一体，可由炉盖升降旋转装置1-3控制其上下移动，且可绕炉盖升降旋转装置1-3的立轴1-3-1转动，其作用是需要更换电热辐射管1-6时，用以打开炉盖1-2。炉壳1-1和炉盖1-2连接处的密封 圈及冷却水套1-4 ;冷却水套靠近密封圈设置，防止高温作用下密封圈失去密封作用，具有更好的密封效果。电热辐射管1-6是靠近炉衬耐高温材料形成的炉壁1-5的内侧设置的，加热系统I中的三个真空测温装置1-7，分上中下三个均匀布置在炉壁1-5上，中部一个真空测温装置1-7主控炉膛内温度，其余两个真空测温装置1-7监控炉膛内温度。电动阀门1-10的作用是:当加热系统I进行加热工作时，电动阀门1-10打开，当加热系统I停止加热工作时，电动阀门1-10关闭；当加热系统I进行加热工作时循环风机1-9开启的工作频率为50Hz，当加热系统I停止加热工作时循环风机
1-9的工作频率为20 40Hz，全由数控系统6进行设定和控制。如图3所示，所述的工作系统2包括炉壳2-1及由炉衬耐高温材料制成的炉壁
2-2，所述的炉壳2-1包裹在炉壁2-2的外侧，炉壁2-2上水平方向均匀布置有三个热电偶测温装置2-6 ;炉膛前端上部与底部分别设有第二上导风室2-3和第二下导风室2-10 ;第二上导风室2-3与加热系统I的第一上导风室1-8连通，第二下导风室2-10与加热系统I的第一下导风室1-11连通，炉膛的底部设有气体导流装置2-8及支撑轮轨道2-4 ;所述的气体导流装置2-8与第二下导风室2-10连通。如图4、5所示，炉壳2-1上设有与炉膛连通的充气泄压管道2-5，前端两侧分别设有与冷却导风室连通的两个冷却风管2-7 ;炉壳2-1的尾端通过炉门锁紧装置2-11与炉门2-9连接；气体导流装置2-8的数量为三个。第二上导风室2_3与第一上导风室1_8连通,第二下导风室2-10与第一下导风室1-11连通，加热系统I内的气体循环流程为:从第一下导风室1-11 —第二下导风室2-10—导流装置2-8—工作系统2炉膛内一第二上导风室2-3 —第一上导风室1-8 —加热系统I炉膛内；工作系统2炉膛内所流入的气体由气体导流装置2-8分流并均匀分布到工作系统2的内部，直接对裸铜导体实施加热。三个热电偶测温装置2-6作用是对工作系统2内的温度实施监控，其信号反馈给数控系统6，数控系统6通过PLC触摸屏控制装置对加热系统I内部的加热温度和时间实施控制。炉门2-9的开、闭靠电机带动，炉门2-9关闭后，炉门锁紧装置2-11压住炉门2-9，炉门2-9打开时，炉门锁紧装置2-11也相应的打开；整过控制过程靠数控系统6来完成。如图6所示，所述的冷却循环系统3包括循环风机3-1，所述循环风机3-1的进口和出口分别通过管道与工作系统2的两个冷却风管2-7连通；所述的循环风机3-1的进口和出口与工作系统2的两个冷却风管2-7连通的管道上均设有一电磁阀3-4。如图7、8所示，循环风机3-1的出口与冷却风管2-7连通的管道上设有一风室3-3，风室3-3内设有水冷器3-2，水冷器3-2的进口和出口分别设有进水管道3-5和出水管道3-6。风室3_3内部的水冷器3-2，其作用是通过循环水将热态气体的热量带走，实施冷热交换。当数控系统6给予信号使冷却循环系统3的电磁阀3-4关闭时，循环风机1-9开始工作，将保护气体由加热系统I通过第一下导风室1-11和第二下导风室2-10流入工作系统2，工作系统2内的气体通过第二上导风室2-3和第一上导风室1-8流进加热系统1，使保护气体在加热系统I和工作系统2之间进行循环，对工作系统2的内部进行冷热交换。当需要加热时，数控系统6给予信号使加热系统I进行加热工作，同时电动阀门1-10开启、电磁阀3-4关闭的情况下，循环风机1-9满负荷(S卩电机频率为50Hz)工作，对工作系统2内部的热态气体进行循环升温。当需要降温时，数控系统6给予信号使加热系统I停止加热工作，同时电动阀门1-10关闭、电磁阀3-4打开的情况下，循环风机3-1满负荷(即电机频率为50Hz)工作，对工作系统2内部的热态气体进行循环降温。其中循环风机3-1采用电机、变频器实施变频调速，其频率为20 40Hz。如图9所示，所述的抽真空及排放系统5包括一与工作系统2的充气泄压管道2-5连通的抽气管道5-8，抽气管道5-8的上端连接有排气管道5-9，排气管道5-9上设有排气电磁阀5-3、手动排气阀5-4和数字式真空压力表5-1 ;抽气管道5-8的下端设有一抽气电磁阀5-5,抽气管道5-8 上充气泄压管道2-5和抽气电磁阀5-5之间连通有一输气管道5-10,输气管道5-10上设有输气电磁阀5-7、手动输气阀5-6和指针式真空压力表5_2。所述的数字式真空压力表5-1的工作范围-0.1MPa +0.1MPa ;数字式真空压力表5-1与数控系统6连接，主要的作用是控制工作系统2的内部工作压力在规定的范围。所述的指针式真空压力表5-2主要起监控的作用；所述的抽气管道5-8下端与真空泵设备连接；手动排气阀5-4、手动输气阀5-6是在特殊情况下实施人工开闭。所述的物料运输系统4靠近工作系统2的炉门2-9设置，如图10所示，所述的物料运输系统包括导向轨道4-3及安装在导向轨道上的物料车4-1，所述的导向轨道4-3垂直于工作系统2炉膛底部的支撑轮轨道2-4的导向方向设置，所述的物料车4-1上设有第二支撑轮轨道4-4和液压推拉杆4-5，如图11、12所示，第二支撑轮轨道4-4的导向方向及液压推拉杆4-5轴线均垂直于导向轨道4-3的导向方向，第二支撑轮轨道4-4上设有移动支撑架4-2，液压推拉杆4-5的伸缩端与移动支撑架4-2连接。所述的移动支撑架4-2主要作用是将装有裸铜导体的铁盘放在其上，整体移动到工作系统2的内部，对裸铜导体实施软化退火，退火完成后移动出来，再次承接没有退火的裸铜导体，移动支撑架4-2的移动是在支撑轮轨道4-4上运行的。所述的导向轨道4-3两端安装有限位电控装置，以防止物料车4-1不能移动到预定的位置。所述的第二支撑轮轨道4-4主要作用是以滚动方式将支撑移动支撑架4-2其前后移动；在第二支撑轮轨道4-4支架上安装有限位电控装置，以防止液压推拉杆4-5不能移动到预定的位置。如图13所示，液压推拉杆4-5包括两节推拉杆4-5-1，推拉杆4_5_1的一端安装有可旋转的推板4-5-2 ;推拉杆4-5-1上推板4-5-2两侧分别设有前推插销孔4_5_3和后拉插销孔4-5-4 ;向前推进时,其插销插入推插销孔4-5-3内，若向后拉时其插销则插入后拉插销孔4-5-4内。所述数控系统6包括加热系统温控装置、工作系统温控装置、温度记录装置、PLC触摸屏控制装置和氧含量测定显示装置；所述的加热系统温控装置、工作系统温控装置分别与PLC触摸屏控制装置连接。其中加热系统温控装置与加热系统I的三个真空测温装置1-7连接，显示加热系统I内部的上中下三段温度，并以中部的温度通过PLC触摸屏控制装置对加热系统I内部的加热温度和时间实施控制。工作系统温控装置与工作系统2的三个热电偶测温装置2-6连接，显示工作系统2内的水平方向三段温度，其信号是由热电偶测温装置2-6输入过来，同时反馈给PLC触摸屏控制装置。温度记录装置是作为加热、降温以及相应的时间的整个过程实施记录，采用温度、时间、压力三个参数的曲线分布。其装置上安装有USB接口，定期进行数据的收集。数控系统6的PLC触摸屏控制装置对加热系统I的电热辐射管1-6控制，以达到控制加热系统I内部的加热温度和时间的目的。数控系统6的PLC触摸屏控制装置与数字式真空压力表5-1连接，并对其进行控制，以达到控制工作系统2的内部工作压力在规定范围的目的。数控系统6的PLC触摸 屏控制装置与排气电磁阀5-3、抽气电磁阀5-5及输气电磁阀5-7连接,并控制排气电磁阀5-3、抽气电磁阀5-5及输气电磁阀5-7的开闭。其中氧含量测定显示装置与工作系统2连接，监控工作系统2内部的氧含量是否达到规定要求。本发明中除物料运输系统4、数控系统6外，其余四个系统的内部是保持密封，保证整个工作时氧气不能进入，避免裸铜导体的氧化。裸铜导体从退火到冷却整个周期缩短到只有12小时左右。
权利要求
1.一种数控式微压气体冷热循环退火炉，其特征是:包括加热系统、工作系统、冷却循环系统、抽真空及排放系统和数控系统； 所述的加热系统包括炉壳、炉盖及由炉衬耐高温材料制成的炉壁，所述的炉壳包裹在炉壁的外侧面上，炉壳上安装有炉盖升降旋转装置，炉盖升降旋转装置的上端与炉盖连接，炉壳与炉盖密封连接，并采用螺杆螺母压紧；炉壁上竖直方向均有设布置有多个真空测温装置，炉膛内设有电热辐射管，炉壁的上部和底部分别设有与炉膛连通的第一上导风室和第一下导风室，第一下导风室内设有一循环风机； 所述的工作系统包括炉壳及由炉衬耐高温材料制成的炉壁，所述的炉壳包裹在炉壁的外侧，炉壳上设有与炉膛连通的充气泄压管道；炉壳的尾端通过炉门锁紧装置与炉门连接；炉壁上水平方向均匀布置有多个热电偶测温装置；炉膛前端上部与底部分别设有第二上导风室和第二下导风室，两侧分别设有与炉壳上的两个冷却风管连通的冷却导风室；第二上导风室与第一上导风室连通，第二下导风室与第一下导风室连通，炉膛的底部设有气体导流装置及支撑轮轨道；所述的气体导流装置与第二下导风室连通； 所述的冷却循环系统包括循环风机，所述循环风机的进口和出口分别通过管道与工作系统的两冷却风管连通，循环风机的出口与冷却风管连通的管道上设有一风室，风室内设有水冷器，水冷器的进口和出口分别设有进水管道和出水管道； 所述的抽真空及排放系统包括一与充气泄压管道连通的抽气管道，抽气管道的上端连接有排气管道，排气管道上设有排气电磁阀和手动排气阀；抽气管道的下端设有一抽气电磁阀，抽气管道上充气泄压管道和抽气电磁阀之间连通有一输气管道，输气管道上设有输气电磁阀和手动输气阀； 所述的数控系统包括加热系统温 控装置、工作系统温控装置和PLC触摸屏控制装置，所述的加热系统温控装置、工作系统温控装置分别与PLC触摸屏控制装置连接；所述的加热系统温控装置与加热系统的多个真空测温装置连接；所述的工作系统温控装置与工作系统的多个热电偶测温装置连接；所述的数控系统的PLC触摸屏控制装置分别与加热系统的电热辐射管及抽真空及排放系统的数字式真空压力表、排气电磁阀、抽气电磁阀及输气电磁阀连接。
2.如权利要求1所述的数控式微压气体冷热循环退火炉，其特征是:还包括物料运输系统，物料运输系统靠近工作系统的炉门设置，所述的物料运输系统包括导向轨道及安装在导向轨道上的物料车，所述的导向轨道垂直于工作系统炉膛底部的支撑轮轨道导向方向设置，所述的物料车上设有第二支撑轮轨道和液压推拉杆，第二支撑轮轨道的导向方向及液压推拉杆轴线均垂直于导向轨道的导向方向，第二支撑轮轨道上设有移动支撑架，液压推拉杆的伸缩端与移动支撑架连接。
3.如权利要求1所述的数控式微压气体冷热循环退火炉，其特征是:所述的炉壳和炉盖之间通过密封圈及冷却水套密封连接。
4.如权利要求1所述的数控式微压气体冷热循环退火炉，其特征是:所述的第一上导风室和第一下导风室上均设有一电动阀门。
5.如权利要求1所述的数控式微压气体冷热循环退火炉，其特征是:所述的抽真空及排放系统的排气管道上设有一数字式真空压力表，所述的输气管道上设有一指针式真空压力表。
6.如权利要求1所述的数控式微压气体冷热循环退火炉，其特征是:所述的数控系统还包括温度记录装置和氧含量测定显示装置；所述的温度记录装置上设有USB接口，氧含量测定显示装置与工作系统连接。
7.如权利要求1所述的数控式微压气体冷热循环退火炉，其特征是:循环风机的进口和出口与工作系统的两个冷却风管连通的管道上均设有一电磁阀。
8.如权利要求1所述的数控式微压气体冷热循环退火炉，其特征是:所述的加热系统的炉壳的材料为l(T20mm厚的不锈钢板。
9.如权利要求2所述的数控式微压气体冷热循环退火炉，其特征是:所述的液压推拉杆包括两节推拉杆，推拉杆的一端安装有可旋转的推板；推拉杆上推板两侧分别设有前推插销孔和后拉插销孔 。
全文摘要
本发明提供了一种数控式微压气体冷热循环退火炉，包括加热系统、工作系统、冷却循环系统、抽真空及排放系统和数控系统；加热系统的第一上导风室和第一下导风室分别与工作系统的第二上导风室和第二下导风室连通；冷却循环系统循环风机的进、出口通过管道分别与工作系统的两个冷却风管连通；抽真空及排放系统的抽气管道与工作系统的充气泄压管道连通，数控系统对加热系统、工作系统、冷却循环系统进行控制。本发明使退火炉内的裸铜导体受热均匀；保证退火后的裸铜导体机电性能从内至外均匀一致；从而使铜导线生产的全过程的时间大大缩短；本发明工作压力采用微压方式,因此本发明的罐体不是高压设备，制造成本大大降低，且确保了本发明运行的安全性。
文档编号C21D1/773GK103225012SQ20131017982
公开日2013年7月31日 申请日期2013年5月15日 优先权日2013年5月15日
发明者陈卫平, 唐红, 谢云岩, 桑传杰, 翁建兵 申请人:湖南新新线缆有限公司