一种氮化过程监控装置的制作方法

本实用新型涉及氮化过程监控装置。

背景技术：

热处理实验是机械工程材料综合实验这门课的必修实验课，但我校的热处理实验室设备是机械式的，各种物理量是人为地去观察和记录。实验利用到氨气这种对人体有害的气体，在氮化炉工作的时候会有氨气泄漏，人在实验室长期工作会对身体做成很大伤害。于是我们就利用虚拟仪器技术和各种传感器对实验室进行改造，labview可以与各种传感器完美地结合起来，完成各种测量、测试、控制等任务，将各种物理量通过传感器测得，再通过myDAQ将这些物理量数据采集到电脑里，再通过labview编程将数据显示在labview界面上并实行监视和控制，并且利用了labview里面的TCP通讯技术，实现了远程操控，将控制室和工作室分割开来，避免了有毒气体对人体造成的伤害。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种氮化过程监控装置，利用本实用新型的装置，在氮化室外可检测到数据，避免实验人员长期在氮化室内而影响人体的身体。

为达到上述目的，为达到上述目的，一种氮化过程监控装置，包括氮化室，在氮化室内安装有氮化炉、流量传感器、气压传感器、热电偶和液位传感器，流量传感器、气压传感器、热电偶和液位传感器连接到NI采集卡，NI采集卡连接实验室电脑，实验室电脑连接教师电脑，NI采集卡连接继电器，继电器连接电器柜，电器柜连接实验室电脑。

上述装置，流量传感器、气压传感器、热电偶和液位传感器采集数据并将数据传输到NI采集卡上，然后传输到实验室电脑上，实验室电脑可将数据传输到教师电脑上，通过实验室电脑和教师电脑可观察到氮化室内的各种参数，避免实验人员长期在氮化室内而影响人体的身体。

进一步的，氮化炉包括炉壳、炉胆和炉盖，炉壳内具有空腔，炉胆设在空腔内，炉盖盖在炉胆的开口处；在炉壳的内壁上设有螺旋槽，螺旋槽内设有烟气管道，烟气管道的进口端连接燃烧炉，烟气管道的出口端连接烟囱；在炉胆的外壁上从下到上套有二个以上的风冷管，每一风冷管上设有进风口和出风口，在炉壳上安装有鼓风机，鼓风机上连接有进风管，在进风口与进风管之间连接有进风支管，出风口上连接有出风支管，出风支管连接出风管；在炉盖上设有升降机构，所述的升降机构包括导向套、升降杆、支架、支承板、限位架、弹簧和油缸，导向套安装在炉壳的外侧壁上，升降杆滑动的穿过导向套，支架连接在升降杆的上端，炉盖连接在支架上，支承板固定在升降杆上，限位架固定在炉壳上，弹簧设在限位架与支承板之间，油缸固定在炉壳上，油缸的活塞杆连接在升降杆上。

上述氮化炉，由于在炉壳的内壁上设有螺旋式的烟气管道，且烟气管道直接与燃烧炉连接，燃料在燃烧炉内燃烧的烟气直接进入到烟气管道内，烟气管道将热量辐射到炉胆内，对炉胆内的工件进行加热，这种方式，一方面在炉壳内壁上螺旋式的布置了烟气管道，烟气管道的布置均匀，使得加热均匀，另外，该烟气管道不需要与其他的管道内介质进行热交换，避免了热交换时的热量损失，提高了热量的利用率。对工件的冷却过程是：鼓风机将冷风经进风管分别鼓入到进风支管内，冷风经每一进风支管进入到风冷管，进入到风冷管内的冷风与炉胆内的热量进行热交换，热交换的空气经出风支管和出风管排出，这种方式，外界的空气分别进入到风冷管，风冷管内的空气独立的与炉胆内的热量进行交换，相对于现有的冷风经鼓风机进入到炉壳内后排出的方式，本实用新型的换热更加的充分、均匀，冷却效果好。由于设置了支承板、限位架和弹簧，在弹簧的作用力下炉盖始终盖在炉胆上，氮化炉在工作时，油缸处于泄压状态，一旦炉胆内的压力大于弹簧的极限弹力，炉盖在压力的作用克服弹簧弹力打开，可避免爆炸的现象发生，提高了安全性能，氮化炉在不工作时，如要打开炉盖，通过油缸给予升降杆一顶升力，让升降杆克服弹簧弹力向上运动，从而达到打开炉盖的目的。

进一步的，在螺旋槽上喷涂有热反射层，可将热量更多的反射到炉胆内，提高了热量的利用率。

进一步的，炉壳与炉胆之间具有间隙，鼓风机与间隙相通，在炉壳上设有与间隙相通的排风管。该冷却方式结合上述冷却方式，使得冷却更加的充分。

进一步的，所述的限位架包括立板和横板，横板设在立板的上端，横板位于支承板的上方。

进一步的，在支架上固定有上支架，上支架包括立柱和横杆，立柱固定在支架上，横杆固定在立杆的上端，在横杆上挂有燃气罐，燃气罐与燃烧炉通过管道连通。通过设置横杆，在便于放置燃气罐，充分利用空间。

进一步的，在立杆上位于横杆的下方固定有支承杆，支承杆与支架之间固定有加强杆。所述的支承杆位于燃气罐的下方，可起到支承燃气罐的作用，让燃气罐的放置更加的安全。

进一步的，在横杆上设有插销，可防止燃气罐脱离横杆，提高了安全性能。

进一步的，在炉盖上设有进气装置，所述的进气装置包括进气管、阀体、进气连接头、出气连接头和气压表，进气管的一端连接炉盖；所述的阀体包括阀座、阀芯和阀旋钮，阀座内具有腔体，阀芯的一端插入到腔体内，阀芯内具有气腔，在阀芯的侧壁上设有第一气孔、第二气孔、第三气孔、第四气孔和第五气孔，进气管的另一端连接在阀座上且与腔体相通，进气连接头连接在阀座上且与腔体相通，出气连接头连接在阀座上且与腔体相通，气压表连接在阀座上且与腔体相通，阀旋钮安装在阀芯上；在炉盖上设有出气管。通过该结构主要给炉胆内供气，采用上述结构，当阀芯处于打开位置时，进气连接头、气压表和进气管均与气腔相通，当进气连接头连接氨气供给装置时，可向炉胆内顺利供气，当旋转阀芯一定的角度，则可调节进气的大小，进一步旋转阀芯后，进气连接管与出气连接头接通，其他的关闭，停止向炉胆内供气，而且也不会在阀座及氨气供气装置内形成大气压，提高了安全性能，如进一步旋转阀芯，则所有的出口和进口全部关闭。

附图说明

图1为氮化过程监控装置的示意图。

图2为氮化炉的立体图。

图3为氮化炉的侧面示意图。

图4为炉壳、炉胆和炉盖的剖视图。

图5为阀体的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步详细说明。

参见图1，一种氮化过程监控装置，包括氮化室，在氮化室内安装有氮化炉、流量传感器、气压传感器、热电偶和液位传感器，流量传感器、气压传感器、热电偶和液位传感器连接到NI采集卡，NI采集卡连接实验室电脑，实验室电脑连接教师电脑，NI采集卡连接继电器，继电器连接电器柜，电器柜连接实验室电脑。

上述装置，流量传感器、气压传感器、热电偶和液位传感器采集数据并将数据传输到NI采集卡上，然后传输到实验室电脑上，实验室电脑可将数据传输到教师电脑上，通过实验室电脑和教师电脑可观察到氮化室内的各种参数，避免实验人员长期在氮化室内而影响人体的身体。

参见图2、图3和图4，氮化炉包括炉壳1、炉胆2和炉盖3。

炉壳1内具有空腔11，在炉壳1的内壁上端设有炉壳凸缘12。炉壳1外设有保温层（未示出），起到保温的作用。

炉胆2内具有工件腔21，炉胆2的上边缘设有炉胆凸缘22。炉胆2设在空腔11内，炉壳凸缘12支承住炉胆凸缘22。

炉盖3盖在炉胆2的开口处。

在炉壳1的内壁上设有螺旋槽13，在螺旋槽13上喷涂有热反射层（未示出）。螺旋槽13内设有烟气管道4，烟气管道4的进口端连接燃烧炉40，烟气管道4的出口端连接烟囱41。

在炉胆2的外壁上从下到上套有二个以上的风冷管5，相邻的风冷管之间有间隙，这样，在冷却过程中，相邻风冷管发生热交换的可能性小，每一风冷管5上设有进风口和出风口，在炉壳1上安装有鼓风机50，鼓风机50上连接有三通管500，三通管500的一出口端连接进风管51，在进风口与进风管51之间连接有进风支管52，出风口上连接有出风支管53，出风支管53连接出风管54。炉壳1与炉胆2之间具有间隙100，三通管的另一出口端与间隙100相通，在炉壳1上设有与间隙100和出风管均相通的排风管55。

在炉盖3上设有升降机构6，所述的升降机构6包括导向套61、升降杆62、支架63、支承板64、限位架65、弹簧66和油缸67。

导向套61通过连接座60安装在炉壳1的外侧壁上，连接座60的上端具有卡勾600，卡勾卡置在炉壳1的上端面上，能起到限位的作用。升降杆62滑动的穿过导向套61，支架63连接在升降杆62的上端，炉盖3连接在支架63上，支承板64固定在升降杆62上。所述的限位架65包括立板和横板，立板固定在连接座上，横板设在立板的上端，横板位于支承板64的上方。弹簧66设在横板与支承板64之间，油缸67固定在炉壳1上，油缸67的活塞杆连接在升降杆62上。

在支架63上固定有上支架7，上支架7包括立柱71和横杆72，立柱71固定在支架63上，横杆72固定在立杆71的上端且横杆自立杆向两端延伸，在横杆72上挂有燃气罐73，当横杆向两端延伸后，挂置的燃气罐对立杆受力平衡。燃气罐73与燃烧炉通过管道连通。通过设置横杆，在便于放置燃气罐73，充分利用空间。为了防止燃气罐滑离横杆，在横杆上位于燃烧罐的外侧设有插销（未示出）。

在立杆71上位于横杆的下方固定有支承杆74，支承杆74与支架63之间固定有加强杆75。所述的支承杆74位于燃气罐的下方，可起到支承燃气罐73的作用，让燃气罐73的放置更加的安全。

在炉盖3上设有进气装置8，所述的进气装置8包括进气管81、阀体82、进气连接头83、出气连接头84和气压表85。

进气管81的一端连接炉盖3；如图5所示，所述的阀体82包括阀座821、阀芯822和阀旋钮823，阀座821内具有腔体，阀芯822的一端插入到腔体内，阀芯822内具有气腔8221，在阀芯822的侧壁上设有第一气孔8222、第二气孔、第三气孔、第四气孔8223和第五气孔，进气管81的另一端连接在阀座821上且与腔体相通，进气连接头83连接在阀座上且与腔体相通，出气连接头84连接在阀座上且与腔体相通，气压表85连接在阀座上且与腔体相通，阀旋钮823安装在阀芯822上；在炉盖上设有出气管86。通过该结构主要给炉胆内供气，采用上述结构，当阀芯处于打开位置时，进气连接头83、气压表85和进气管81通过第一气孔8222、第二气孔和第三气孔均与气腔相通，当进气连接头83连接氨气供给装置时，可向炉胆内顺利供气，当旋转阀芯822一定的角度，则可调节进气的大小，进一步旋转阀芯822后，进气连接管与出气连接头接通，其他的关闭，停止向炉胆内供气，而且也不会在阀座及氨气供气装置内形成大气压，提高了安全性能，如进一步旋转阀芯，则所有的出口和进口全部关闭。

上述氮化炉，由于在炉壳的内壁上设有螺旋式的烟气管道，且烟气管道直接与燃烧炉连接，燃料在燃烧炉内燃烧的烟气直接进入到烟气管道内，烟气管道将热量辐射到炉胆内，对炉胆内的工件进行加热，同时由于设置了热反射层，因此，能将更多的热量反射到炉胆上，这种方式，一方面在炉壳内壁上螺旋式的布置了烟气管道，烟气管道的布置均匀，使得加热均匀，另外，该烟气管道不需要与其他的管道内介质进行热交换，通过烟气管道的热气辐射直接给炉胆内的工件加热，避免了热交换时的热量损失，提高了热量的利用率。对工件的冷却过程是：鼓风机工作，鼓风机将冷风分别鼓入到进风管和间隙内，冷风经进风管分别进入到进风支管内，冷风经每一进风支管进入到风冷管，进入到风冷管内的冷风与炉胆内的热量进行热交换，热交换的空气经出风支管和出风管、排风管排出，另外，间隙内的冷风与炉胆内的热量进行热交换，经热交换的热风经排风管排出，这种方式，外界的空气分别进入到风冷管，风冷管内的空气独立的与炉胆内的热量进行交换，相对于现有的冷风经鼓风机进入到炉壳内后排出的方式，本实用新型的换热更加的充分、均匀，冷却效果好，并且还通过间隙内的冷风进行冷却，起到了双重冷却的作用，提高了冷却的效率。由于设置了支承板、限位架和弹簧，在弹簧的作用力下炉盖始终盖在炉胆上，氮化炉在工作时，油缸处于泄压状态，一旦炉胆内的压力大于弹簧的极限弹力，炉盖在压力的作用克服弹簧弹力打开，可避免爆炸的现象发生，提高了安全性能，氮化炉在不工作时，如要打开炉盖，通过油缸给予升降杆一顶升力，让升降杆克服弹簧弹力向上运动，从而达到打开炉盖的目的。