一种基于“互联网+”的智能硬氮氮化炉的制作方法

本实用新型属于氮化炉技术领域，涉及智能硬氮氮化炉，尤其涉及一种基于“互联网+”的智能硬氮氮化炉。

背景技术：

目前，国内外传统的高速模具钢硬氮氮化炉一般存在一些不足点：1、控制核心是使用智能温控表根据温度来控制电炉丝的开断，其它需手动控制等低智能化控制，使得控制精度低、氮化效果差；2、全程需手动操作，根据时间控制及经验来完成硬氮氮化工艺，造成氮化效率低、氨气消耗量大等，且需耗费大量人工；3、设备工作状态以及故障处理等需要人工去现场查看或处理，耗费了大量人工；4、不环保：在氮化过程中，废气中往往伴随着大量刺激性的氨气，在开炉后，周围空气中都伴随着大量刺激性的氨气；5、能耗高，全程电炉丝全功率加热；6、氮化工艺简单：为追寻经济利益，人工操作，一般只氮化一段工序就完成，氮化效果差。

为此，很有必要设计一种智能硬氮氮化炉，以解决上述技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种控制精度高、自动化水平高、节能、环保、氮化效果好、能进行远程监测和控制的智能硬氮氮化炉。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种基于“互联网+”的智能硬氮氮化炉，包括机械部分和智能控制系统；

所述机械部分包括设有炉腔的炉体，所述炉体上设有炉盖，该炉盖盖于所述炉腔的开口，所述炉体上设有排风口，该排风口与所述炉腔接通，所述炉体上所述排风口处设有自动排风门，所述机械部分还包括连接有氨气阀的氨气管道、连接有氮气阀的氮气管道、废气处理器、循环风机、氢气浓度传感器、压力传感器、热电偶、电炉丝和鼓风装置，所述氨气管道和所述氮气管道分别与所述炉腔接通，所述废气处理器通过废气管道与所述炉腔接通，所述循环风机用于使所述炉腔内气体循环、温度均匀，所述氢气浓度传感器、压力传感器分别与所述炉腔内的气体相接触，所述热电偶设置于所述炉腔内，所述氢气浓度传感器、压力传感器和热电偶分别用于感应所述炉腔内氢气的浓度、压力和温度，所述电炉丝用于加热所述炉腔内的温度，所述鼓风装置包括鼓风机、鼓风管道，所述鼓风管道的一端与所述炉腔接通，所述鼓风机与所述鼓风管道的另一端连接，所述鼓风管道上设有鼓风开关，所述鼓风开关与所述直线电机连接，所述直线电机控制所述鼓风开关的关闭或者打开；

所述智能控制系统包括智能控制器、触摸屏、云服务器及客户端，所述智能控制器分别与所述循环风机、直线马达、鼓风机、氨气阀、氮气阀、电炉丝、废气处理器、热电偶、氢气浓度传感器、压力传感器和触摸屏连接，所述云服务器与客户端连接，所述触摸屏通过网线或者WiFi与所述云服务器连接或者所述智能控制器与所述远程通信模块连接，该远程通信模块通过网线或者WiFi或者GPRS与所述云服务器连接。

进一步的，所述自动排风门的上端与所述炉体铰链连接，所述自动排风门的下端自由下垂。

进一步的，所述智能控制器为PLC或者微处理器。

进一步的，所述客户端为手机或者电脑。

本实用新型有益效果：1、采用PLC或者微处理器采集氢气浓度、炉内温度、炉内压力等多点智能模糊控制，智能准确控制氨气、氮气流量，而且采用多段工艺控制进行多段氮化处理，控制精准高，安全可靠；2、全智能化自动运行，工作过程，无需手工操作，节省大量人力，自动化水平高；3、采用废气处理器对废气进行处理，排放更加清洁，而且使用“环保处理”即开炉前提前一段时间充氮气，从而使废气中没有了刺激性的氨气，更加环保；4、当氨气分解率达到一定值后，将减少电炉丝的加热功率，能耗低，更加节能；5、根据三段不同温度进行加热氮化，根据温度、压力、氨气分解率自动充入氨气和氮气，使得模具钢的氮化层更加坚硬，渗氮层更厚，氮化效果更好，并节省了氨气的用量；6、使用“互联网+”技术实现了远程监测、控制智能硬氮氮化炉的状态。

附图说明

图1是本实用新型实施例的智能硬氮氮化炉的结构示意图。

图2是本实用新型实施例的智能控制系统的第一原理图。

图3是本实用新型实施例的智能控制系统的第二原理图。

图4是本实用新型实施例的智能硬氮氮化炉的工作流程图。

附图标记说明：

炉体11、氨气管道12、氨气阀13、氮气管道14、氮气阀15、热电偶16、保温棉17、废气管道18、废气处理器19、循环风机20、氢气浓度传感器21、压力传感器22、电炉丝23、鼓风管道24、鼓风机25、鼓风开关26、直线马达27；

炉腔111、排风口112、炉盖113；

智能控制器31、触摸屏32、云服务器33、客户端34、远程通信模块35。

具体实施方式

下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实施例的基于“互联网+”的智能硬氮氮化炉，包括机械部分和智能控制系统。

参照图1，机械部分包括加工有炉腔111的炉体11，炉体11的壁体上设有保温层，该保温层为保温棉17。炉体11上设有炉盖113，该炉盖113盖于炉腔111的开口。炉体11上加工有排风口112，该排风口112与炉腔111接通，炉体11上排风口112处安装有自动排风门(附图中未示出)，自动排风门的上端与炉体11铰链连接，自动排风门的下端自由下垂并与排风口112的端面贴合。该自动排风门的原理是当炉腔111内压力超过一定值时，自动排风门自动打开泄放压力。

机械部分还包括连接有氨气阀13的氨气管道12、连接有氮气阀15的氮气管道14、废气处理器19、循环风机20、氢气浓度传感器21、压力传感器22、热电偶16、电炉丝23和鼓风装置。氨气管道12和氮气管道14分别与炉腔111接通。废气处理器19通过废气管道18与炉腔111接通，废气处理器19上还连接用于排放废气的废气管道18。循环风机20安装于炉体11上，该循环风机20用于使炉腔111内的气体循环、温度均匀。氢气浓度传感器21、压力传感器22分别与炉腔111内的气体相接触，热电偶16安装于炉腔111内，氢气浓度传感器21、压力传感器22和热电偶16分别用于感应炉腔111内氢气的浓度、感应炉腔111内的压力和感应炉腔111内的温度。电炉丝23安装于炉腔外壁与保温棉17之间处，其用于加热炉腔111内的温度。鼓风装置包括鼓风机25、鼓风管道24，鼓风管道24的一端与炉腔111接通，鼓风机25与鼓风管道24的另一端连接，鼓风管道24上安装有鼓风开关26，鼓风开关26与直线电机连接，直线电机控制鼓风开关26的关闭或者打开。

智能控制系统有两种技术方案，这两种技术方案如下：

第一种技术方案是：参照图2，智能控制系统包括智能控制器31、触摸屏32、云服务器33及客户端34。智能控制器31分别与循环风机20、直线马达27、鼓风机25、氨气阀13、氮气阀15、电炉丝23、废气处理器19、热电偶16、氢气浓度传感器21、压力传感器22和触摸屏32连接，其中智能控制器31通过RS485等通讯协议与触摸屏32通讯连接，以达到显示整个智能控制系统的每个电控器件的工作状态、工艺阶段、故障报警提示等。云服务器33与客户端34连接，触摸屏32通过网线或者WiFi与云服务器33连接。优选设计，智能控制器31设计为PLC或者微处理器；客户端34设计为手机或者电脑。智能控制系统的工作原理是：热电偶16、氢气浓度传感器21、压力传感器22采集相应的信号传输给PLC或微处理器处理，通过自动控制调节氨气阀13和氮气阀15、电炉丝23来控制炉内氨气浓度、氮气浓度以及炉内温度，达到多段工艺氮化；通过控制循环风机20使炉腔111内气体循环、温度均匀；通过控制废气处理器19实现废气处理，使排放的废气更加清洁；通过控制鼓风机25、直线马达27使炉内温度降低，从而实现冷却；触摸屏32通过网线或WiFi连接至Internet并将数据上传到云服务器33，云服务器33通过Internet反馈给已联网的手机或者电脑，从而实现远程监控以及控制设备。

第二种技术方案是：参照图3，第二种技术方案与第二种技术方案不同的是触摸屏32与云服务器33不连接，而智能控制器31通过RS485等通讯协议与远程通信模块35进行通信连接，远程通信模块35通过网线或者WiFi或者GPRS与云服务器33连接。工作时PLC或微处理器通过RS485等通讯协议将数据传给远程通信模块35，然后由远程通信模块35通过网线、WiFi或GPRS等连接至Internet并将数据上传到云服务器33，云服务器33通过Internet反馈给已联网的手机或者电脑，从而实现远程监控以及控制设备。

智能硬氮氮化炉工作流程如图4所示。其中多段氮化工艺：当达到一定条件时进行第一段工艺，自动关闭氮气阀15，开启氨气阀13充入氨气；当达到一定条件时进行第二段工艺，通过氢气的浓度来自动调节氨气流量，同时减少电炉丝23的功率，继续氮化；当达到一定条件时开启第三段工艺，自动设定氨气分解率，根据检测氢气的浓度高低自动调节氨气流量，炉腔111内压力由废气处理器19和自动排风门自动调节泄放炉腔111内的压力。冷却工艺：停止加热、鼓风机25开启降温，间断注入氨气。环保处理：降到一定温度后，完全关闭氨气阀13，充入氮气，这样使得打开炉盖113后没有刺激性气味。

综上，本实用新型的智能硬氮氮化炉的优点如下：

1、使用PLC或者微处理器通过一键启动后，采集氢气浓度、炉内温度、炉内压力等多点智能模糊控制，智能准确控制氨气、氮气流量，而且采用多段工艺控制，更加安全可靠；2、全智能化自动运行，工作过程，无需手工操作，节省大量人力；3、更加环保：采用废气处理器对废气进行处理，排放更加清洁，而且使用“环保处理”即开炉前提前一段时间充氮气，从而使废气中没有了刺激性的氨气；4、更加节能：当氨气分解率达到一定值后，将减少电炉丝的加热功率；5、工艺更加完善，氮化效果更好：根据三段不同温度进行加热氮化，根据温度、压力、氨气分解率自动充入氨气和氮气，使得模具钢的氮化层更加坚硬，渗氮层更厚，并节省了氨气的用量；6、使用“互联网+”技术，远程监测、控制智能硬氮氮化炉的状态，使智能硬氮氮化炉的工作状态更加一目了然，无需人工时刻待在车间从而节省人工。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。