一种置氢热处理炉的制作方法

本发明涉及一种置氢热处理炉。

背景技术：

置氢工艺属于一种合金处理工艺，例如tial基合金，其密度低、高温力学性能优良，在航空航天工业中展现出令人瞩目的发展前景。但其本征脆性、热加工能力差、加工温度区间窄等，严重增加了tial基合金的加工成本和限制了它的工程应用。而热氢处理技术，把氢作为临时合金元素，在不增加合金密度的前提下，增加tial基合金塑韧性，改善其加工性能，为推进tial基合金的实用化进程提供了一条新途径。

目前，置氢工艺需要专门的置氢炉对目标合金进行置氢处理，目前所使用置氢炉主要对小件进行处理，其包含一个炉体，在炉体内安装一个石英管，石英管开有抽气口、送氢口，由于石英管个体较小，无法对大件进行置氢处理。目前对相对较大的零件还没有相关的置氢炉。此外，由于炉内的温度较高，工作人员在送件和取件时有可能会被高温烤伤，工作时需要穿戴高温防护服，效率低，并且工人劳动强度大。

典型地，如中国专利文献cn1225501a，其公开了一种热处理设备，该热处理设备包括立式的炉筒和内置于炉筒的立式设置的内筒，其中内筒即石英管。炉筒下端为为开口，设有底板，底板为环形板，环孔部分构成内桶的炉口，炉口通过炉盖封堵，炉盖与底板间设有一道密封。上料时，人工将需要进行置氢处理的工件放置在炉盖上面的舟皿上，然后上推底板进行合炉。该种结构由于从炉筒的底部进行上料，人工的操作空间比较小，上料相对困难。并且上下方向上料，上料量受限较大。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种能够进行相对较大部件的置氢处理的置氢热处理炉。

依据本发明的实施例，提供一种置氢热处理炉，包括：

炉体，该炉体一竖直的炉壁开有门口，且炉壁设有隔热层，炉壁上开有抽气孔和进气孔，门口两侧各设有一立柱而形成门框，两立柱相对的面开有竖向的导槽；开有门口的炉壁记为前壁；

升降门板，该升降门板的两侧导引于相应侧导槽，并与导槽配合形成气密封；

驱动机构，输出连接所述升降门板，以驱动升降门板升降；

直线导轨，自炉体外经由门口铺设至炉体内；

载车，运行于所述直线导轨，且载车运行至炉体内止点时，载车的载板两边与炉体两侧壁密封接合，载板前端与炉体的后壁密封接合；载车的驱动设备安装在载车下面，且载板具有隔热层；

加热元件，为设置在炉体内的电加热元件；

抽气设备，通过管路连接至所述抽气口；以及

氢气罐，通过泵浦输送至进气孔。

上述置氢热处理炉，可选地，导槽的前槽壁设有簧片，以将升降门板抵压在导槽的后槽壁。

可选地，所述簧片的上下两端为固定端，相应地，该簧片的下端固定在前槽壁的下端，簧片的上端固定在前槽壁的上端；

簧片上下两部分各有一个峰顶用于抵压升降门板的弓形部，两弓形部间通过一波谷过渡；

相应地，升降门板的下端与簧片相对的一侧设有导入面。

可选地，载车运行至炉体内止点时，升降门板下落至载车后端；

相应地，载板后端形成一台肩，台肩的低台面用于承载升降门板，台肩的立面与升降门板的后面下端接合。

可选地，门口下端设有门槛，门槛两端开有用于导轨接入的轨道过孔；

门槛的上端面与载板的底面接合。

可选地，载板的两侧和前端设有凸缘；

炉体两侧壁和后壁对位地开有凹槽。

可选地，驱动机构安装在炉体的顶部，所述驱动机构配置为：

立柱的上端安装有横轴，横轴上安装有滚筒或滑轮；

滚筒所出绳或滑轮所绕绳的一端用于吊挂升降门板；

升降电机，驱动横轴转动。

可选地，升降电机与横轴间的传动机构为链传动机构；

滑轮所绕绳的另一端连接有配重。

可选地，炉体的顶部与立柱的上端间设有支撑杆。

可选地，炉体的外壁设有加强筋。

依据本发明实施例的置氢热处理炉，不再采用石英管构造独立的炉管，而是直接在设有隔热层的炉体内进行置氢处理，炉体不受石英管加工工艺的限制，个体可以相对较大。并且炉体前壁开有门口，自门口铺设直线导轨至炉体内，直线导轨上运行载车，载车不仅可以承载更大量的工件，而且也方便上下料。尤其是，载车可以运行到炉体外进行冷却，而不是由工人从炉体取出后再冷却，改善了工人的劳动环境。载车的俯视规格与炉体内的俯视规格大致相同，载车的载板构成隔板，隔板下的设备能够被有效隔热，载车的驱动设备配置在载板下，从而在置氢条件下的炉体内保证载车运行的可靠性。

附图说明

图1为一实施例中置氢热处理炉立体结构示意图。

图2为一实施例中置氢热处理炉主视结构示意图。

图3为一实施例中置氢热处理炉主剖结构示意图。

图4为一实施例中门总成结构示意图。

图5为一实施例中簧片结构示意图。

图6为一实施例中门板结构示意图。

图中：1.加强筋，2.炉体，3.输送管，4.抽气管，5.氢气罐，6.真空泵，7.排气管，8.升降电机，9.配重，10.链传动机构，11.滑轮，12.支撑杆，13.连接绳，14.门板，15.门框，16.载板，17.驱动电机，18.导轨，19.支撑台，20.凸缘，21.凹槽，22.进气孔，23.隔热层，24.加热元件，25.抽气孔，26.簧片，27.嵌槽，28.装配头，29.下凸部，30上凸部，31.导入面。

具体实施方式

一般而言，对于开有门的设备，设有门的一侧被记为前侧，与前侧相对的一侧记为后侧，与前后相垂直的两侧即左右侧。在本发明的实施例中，炉体2开有门口，炉体2及安装在炉体上的设备以炉体2的基本参考系为准。

对于载车，以工进方向为基准，工进所冲的方向为前，即进入炉门的方向为前，退出炉门的方向即为后。载车及装在载车上的设备以载车的基本参考系为准。

传统的置氢热处理炉在一个炉体2内会安装石英管，石英管内用于置氢处理，石英管个体较小，上下料比较困难。

参见说明书附图1~3所示的一种置氢热处理炉，其主体结构包含一个炉体2，区别于现有技术，相当于存在上下料机构，即存在载车。

其中，炉体2是一个立式结构的炉体，或者说为六面体结构，图中为长方体形状的结构，图2中的炉体2右壁设有炉门。

炉体2的炉壁设有隔热层，关于隔热层可以采用与现有技术中一样的隔热层，例如石棉层或者石英砂填充层。

区别于现有技术，炉体2的本体就构成炉管，因此，炉壁上开有抽气孔25和进气孔22，其中抽气孔25用于把炉内的空气抽出，然后通过进气孔22充入氢气。相应地，图1中设有氢气罐5，通过泵浦及输送管3连接所述进气孔22，以送入氢气。

图中还设有真空泵6，通过抽气管4连接抽气孔25，用于抽气。

图1中可见，门口两侧各设有一立柱而形成门框，图中没有门楣，但含有一跟轴，轴上安装有滑轮11，该轴还提供两门框间的横向支撑。

在轴的上方还可以设置门楣，门楣的存在并不影响轴的设置，可以提高整体结构的可靠性。

两立柱相对的面开有竖向的导槽，如图4所示的嵌槽27，用于在上下方向上对升降门板进行导向，升降门板即图1中所示的能够升降的门板14。

导槽不仅用于导向，而且有利于形成密封。

关于密封，图4所示结构提供了一种适于密封的结构，此外，可以理解的是，门板14下放到位后，还可以人工压紧门板14，例如向门板14与导槽间的间隙嵌入楔形块。相应地，在开炉前，卸下楔形块。

对于升降门板，如图1和图4中所示门板14，其两侧导引于相应侧导槽，并与导槽配合形成气密封。

进而，提供驱动机构，该驱动机构的输出构件连接所述升降门板，以驱动升降门板升降，从而封闭或者开启炉门。

关于直线导轨，如图1中所示的导轨18，其铺设在地面上，相应地，炉体2底部可以位于地槽内，以易于构造下端保温结构。此外，受载车自身保温结构的适配，炉体2可以不构造下底板。

关于载车，如图1所示的具有载板16的载车，载板16载置于一轮式底盘下，载板从图2中可见，整体厚度比较大，其具有独立的保温层或者说隔热层。

进一步地，载车运行于所述直线导轨，从而可以在直线导轨上运行，载车运行到炉体2内的极限位，即载车工作行程的内止点位时，载板16构成隔板，使隔板以下的部分被隔离，受热对流的影响，载板16以下的部分自身受热不佳，再加上载板16的隔离，载板16以下的部分温度并不高，可以布置载车的驱动设备。

具体地，在载车运行至炉体内止点时，载车的载板16两边与炉体2两侧壁产生接合形成密封，载板16的前端与炉体2的后壁接合形成密封，从而形成隔板16。

载车由电动机驱动，电动机配置减速箱，减速箱的输出轴连接载车的驱动轮实现驱动。相应地，电动机及减速箱安装在载车下面，从而可以为载板16所隔离，保护电动机及减速箱。

载板16上的隔热层可以采用刚性的木板，木板具有良好的隔热效果，并且自身刚度较大。载板16为复合板，在木板的上表面设置钢板，用于直接载置工件。

关于加热元件24，优选电加热元件，例如电加热管，电加热管安装在炉体2的内壁面上。加热元件24还可以采用普通电炉用的电热丝。

关于抽气设备，优选真空泵组，真空泵组可以连接一个真空罐，以提高抽真空的平稳性。真空泵组通过抽气管4连接至所述抽气口。

此外，关于进气孔22，除了连接氢气罐外，还可以连接氮气罐，氮气罐所泵入氮气，用作保护性气氛和平衡用气体。由于置氢时，氢气的浓度需要控制，导致炉内气压低于大气压，不利于炉体2的密封。充入部分氮气，有利于平衡炉内外的气压差，从而在相关密封结构相对较差的条件下，仍然不容易产生炉体2内外气体的交换。

例如门板14与门框15间的密封，由于两者间属于可动结构，不太容易形成相对可靠的密封。如果内外气压差相对较小或者完全平衡时，密封要求就会比较低。在氢气浓度满足要求的条件下，设置独立的氮气导入孔，使用氮气调整炉体2内外的气压差。

涉及到密封，在图4所示的结构中，于导槽，也就是图中的嵌槽27的前槽壁设有簧片26，从而将门板14压紧在嵌槽27的后槽壁。

簧片26意味着不是刚性的抵压，簧片26有一定的弹性，并且弹性表现在能够提供门板14法向的正压力，从而提供相对可靠的密封。

可以理解的是，如前所述，门板14需要具备升降的自由度，因此，门板14与导槽间应有一定的间隙，该间隙足以使门板14能够相对平顺的下放到位。

簧片26采用条形的弹簧钢制作，在每一个导槽内，可以设置一块弹簧钢，也可以设置多块。

可以理解的是，为满足门板14顺利的升降，簧片26与门板14接合的部位，应为凸曲面，例如弧形面、正弦波结构面等。

另外，在簧片26自然张弛状态下，簧片26在门板14法向的峰值点与导槽前壁面的距离小于门板14的厚度。

图5示出了一种簧片26的结构，该簧片26为条板结构，条板的条向与立柱的上下方向相适配，以此为基准，簧片26上下两端为固定端，如图5中所示的两个装配头28，装配头28上开有四个螺钉孔，以用于簧片26在嵌槽27的安装。

相应地，图5所示为单簧片结构，簧片26的下端固定在前槽壁的下端，簧片的上端固定在前槽壁的上端。

图5中的簧片26的结构相对容易制造，直接使用弹簧钢板落料然后轻微折弯即可。图中相当于1.5个波长的正弦波结构的簧片26结构，两个波峰，一个波谷，波谷居中，两个波峰即图5中所示的下凸部29和上凸部30，相应地，簧片26上下两部分各有一个峰顶用于抵压升降门板的弓形部，两弓形部间通过一波谷过渡。

图6中，相应地，门板14的下端与簧片相对的一侧设有导入面31，以利于门板14的顺利升降。

载车具有合适的大小，图3中可见，载车在运行至炉体2内止点时，其载板16恰好构成炉体2下端的隔板。进一步地，门板14下落至载车后端，形成载板16后端的密封。

相应地，载板16后端形成一台肩，图1中能够比较清晰的看出台肩结构，该台肩的低台面用于承载门板14，台肩的立面与升降门板的后面下端接合，形成密封。

图4中，门口下端设有门槛26，门槛26两端开有用于导轨18接入的轨道过孔27，相应地，载车的滚轮也从此处通过。

门槛26的上端面与载板16的底面接合，门槛26的上端面可以采用聚四氟乙烯板覆盖，以降低与载板16下表面的摩擦系数。

参见说明书附图1，载板16的两侧和前端设有凸缘20。

相应地，炉体2两侧壁和后壁对位地开有凹槽21。

在图3所示的结构中可见，当载车运行至炉体2内止点位时，凹槽21与凸缘20接合，形成密封。

在图1所示的结构中，驱动机构安装在炉体2的顶部，所述驱动机构配置为：

立柱的上端安装有横轴，即图1中用于安装滑轮11的结构体，横轴上安装有滚筒或滑轮，使用滚筒时，滚筒卷绕钢丝绳，钢丝绳用于吊挂门板14，整体上相当于卷扬机。

配置为滑轮11，可以使用滑轮11绕绳连接原动部件，也可以连接其他部件，如图1中所示的配重9。

相应地，滚筒所出绳或滑轮11所绕绳的一端用于吊挂升降门板。

图1中所配升降电机8，驱动横轴转动。

在图1所示的结构中，升降电机8与横轴间的传动机构为链传动机构10，链传动机构属于挠性件，不过传动比较平稳，可以承载比较大的载荷。

优选地，滑轮11所绕绳的另一端连接有配重9，可以降低例如链传动机构10的输出扭矩要求，升降电机8可以选型为较低功率的电机。

进一步地，炉体2的顶部与立柱的上端间设有支撑杆12，以提高立柱的稳定性。

此外，炉体2的外壁设有加强筋1。