盐浴热处理炉及其控制方法与流程

文档序号:26051813发布日期:2021-07-27 15:27阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种盐浴热处理炉,其特征在于,包括:

熔盐加热装置,将所述的熔盐加热装置作为所述的盐浴热处理炉的加热装置;所述的熔盐加热装置利用熔盐为待处理材料进行加热,用于所述的待处理材料进行淬火加热或者退火;

淬火冷却系统,在所述的熔盐加热装置沿着所述的熔盐加热装置的预设轴线上设置所述的淬火冷却系统;

升降和水平运动系统,在所述的熔盐加热装置上方设置所述的升降和水平运动系统;

主控系统,所述的主控系统对所述的熔盐加热装置的加热温度进行控制,控制所述的升降和水平运动系统,将所述的待处理材料从所述的熔盐加热装置中移动到所述的淬火冷却系统中,所述的淬火冷却系统用于所述的待处理材料的冷却;对所述的待处理材料进行淬火。

2.根据权利要求1所述的盐浴热处理炉,其特征在于,所述的熔盐加热装置,还包括:

熔盐坩埚,在所述的熔盐加热装置的预设的轴线上设置所述的熔盐坩埚,所述的熔盐坩埚置于所述的熔盐加热装置的内部,在所述的熔盐坩埚的内部盛放所述的熔盐;所述的加热装置设置在所述的熔盐坩埚外部;所述的加热装置沿所述的熔盐坩埚的预设轴线环绕设置;

提篮,在所述的熔盐加热装置的预设轴线上设置所述的提篮;所述的提篮设置在所述的熔盐坩埚中,所述的提篮浸没在所述的熔盐坩埚中的所述的熔盐中;

炉膛,在所述的熔盐坩埚的圆周外侧包裹所述的炉膛;所述的炉膛与所述的熔盐坩埚沿所述的熔盐坩埚中心对称设置;在所述的炉膛与所述的熔盐坩埚之间环绕设置所述的加热装置;所述的主控系统对于所述的加热装置进行加热温度控制;

底座,在所述的熔盐坩埚和所述的炉膛的下方固定所述的底座,所述的底座上分别固定所述的熔盐坩埚和所述的炉膛;所述的底座的一侧的凸起部分卡入到所述的熔盐坩埚的凹槽处;所述的炉膛卡入到所述的底座的支撑板处;

顶盖,在所述的熔盐坩埚的顶部上卡入所述的顶盖的凸起;在所述的顶盖沿所述的熔盐坩埚预设轴线处开设圆孔,所述的提篮从上至下穿入所述的圆孔中,所述的圆孔沿所述的熔盐坩埚的纵向预设轴线相通;

隔热块,在所述的炉膛的外侧,沿所述的炉膛圆周的预设直线上间隔设置若干个隔热块;所述的隔热块环绕所述的炉膛圆周,固定在所述炉膛的外侧;

隔热外壳,在所述的隔热块外侧固定所述的隔热外壳,所述的隔热外壳沿着所述的隔热块环绕固定;所述的隔热外壳将所述的炉膛、所述的底座、所述的顶盖均包裹在所述的隔热外壳的内部;所述的隔热外壳沿着所述的熔盐坩埚的纵向预设轴线对称设置。

3.根据权利要求2所述的盐浴热处理炉,其特征在于,所述的加热装置,还包括:

第一加热元件,在所述的熔盐坩埚内设置所述的第一加热元件;所述的第一加热元件的一端固定于所述熔盐坩埚的圆筒壁上,并一直延伸至隔热外壳外,并与所述的主控系统电性连接;

第二加热元件,在所述的熔盐坩埚的圆筒外侧环绕包裹若干个第二加热元件;所述的第二加热元件沿着所述的熔盐坩埚横向预设轴线方向上下对称设置成若干个加热区,若干个所述的第二加热元件均与所述的主控系统电性连接;所述的主控系统单独控制所述的加热区的温度;

第三加热元件,在所述的熔盐坩埚的底部,在所述的熔盐坩埚与底座之间设置所述的第三加热元件;所述的第三加热元件与所述的主控系统电性连接;所述的主控系统单独控制所述熔盐坩埚底部的温度。

所述的炉膛由若干块耐火材料构建成圆筒状;所述的第一加热元件穿入所述的炉膛后,与所述的熔盐坩埚固定;所述的第一加热元件设置在所述的熔盐坩埚的中心位置,所述的第一加热元件浸没在所述的熔盐中。

4.根据权利要求1所述的盐浴热处理炉,其特征在于,所述的淬火冷却系统,还包括:

冷却槽,在熔盐坩埚的横向预设轴线处设置所述的冷却槽;在所述的冷却槽的外侧设置保温层;在所述的冷却槽内盛放冷却介质,在所述的冷却槽上设置冷却介质进口和冷却介质出口;在所述的冷却介质进口和冷却介质出口分别接入所述的冷却介质的进水和所述的冷却介质回水,形成所述的冷却介质的循环,所述的主控系统通过控制所述的冷却介质的温度,将所述的冷却槽的温度恒定;

冷却和排风系统,在所述的熔盐加热装置的一侧的机架上设置所述的冷却和排风系统,所述的冷却和排风系统还包括:

冷却风扇进气口,在所述的熔盐加热装置正对的机架上设置所述的冷却风扇进气口;

冷却风扇排风口,在所述的熔盐加热装置的另一侧设置所述的冷却风扇排风口;所述的冷却风扇排风口与所述的冷却风扇进气口,形成所述的冷却和排风系统的风冷循环,用于降低所述的机架内的温度。

5.根据权利要求1中所述的盐浴热处理炉,其特征在于,所述的升降和水平运动系统,还包括:

移动框架;

上下移动机构,在所述的移动框架上固定所述的上下移动机构;所述的上下移动机构的一端固定连接在所述的移动框架上;在所述的上下移动机构的移动部件上固定提篮,所述的提篮设置在所述的移动框架中;所述的上下移动机构带动所述的提篮,在所述的移动框架内上下升降;

左右移动机构,在所述的移动框架的一侧设置所述的左右移动机构;所述的左右移动机构带动所述的提篮和所述的上下移动机构左右移动。

6.根据权利要求5所述的盐浴热处理炉,其特征在于,所述的移动框架,还包括:

移动轨道,在所述的移动框架的预设轴线上设置所述的移动轨道;所述的移动轨道两两平行设置在所述的移动框架的四周;

滚轴,在所述的移动轨道上沿所述的移动框架的移动方向的垂直方向上,平行设置所述的滚轴;

滚轮,在所述的滚轴的两端,在所述的移动轨道的移动凹槽内设置所述的滚轮;所述的滚轮在所述的移动凹槽上移动;所述的滚轮在纵向方向上限制在两根所述的移动轨道之间;

上固定板,在其中的两根所述的滚轴上固定所述的上固定板;在所述的上固定板上固定所述的上下移动机构;

下固定板,在其中的两根所述的滚轴上固定所述的下固定板;

竖直光杆,在所述的下固定板的四个角上固定所述的竖直光杆;在所述的下固定板上设置圆孔,所述的提篮在所述的圆孔中进行上下运动;所述的竖直光杆的两端分别设置固定夹块,所述的固定夹块固定在所述的上固定板和所述的下固定板上,所述的固定夹块夹持住所述的竖直光杆。

7.根据权利要求5所述的盐浴热处理炉,其特征在于,所述的上下移动机构,还包括:

上下移动装置,所述的上下移动装置的一端固定在上固定板上;所述的上下移动装置的另一端上固定连接上下活动板,所述的上下移动装置沿着所述的盐浴热处理炉的中心轴线设置;

所述的上下活动板上设置滑块,所述的滑块套入竖直光杆上,所述的上下活动板沿着所述的竖直光杆上下滑动;

活动连接杆,所述的活动连接杆的一端活动连接在上下活动板上;

弹簧,在所述的上下活动板的下方,所述的弹簧套在所述的活动连接杆上;

支撑块,在所述的活动连接杆的另一端上固定连接所述的支撑块;

支撑杆,在所述的支撑块的轴线上固定所述的支撑杆的一端;所述的支撑杆的另一端伸入到所述的提篮内;并与所述的提篮的底部下方的固定块连接固定。

所述的左右移动机构,还包括:

移动立柱,在上固定板和下固定板的同侧分别固定所述的移动立柱的两端;

左右移动装置,所述的左右移动装置的一端连接固定在所述的移动立柱上;所述的左右移动装置相对于所述的移动框架固定;所述的左右移动装置横向沿着所述的左右移动机构的中心轴线固定。

8.根据权利要求1所述的盐浴热处理炉,其特征在于,所述的主控系统,还包括:

plc装置,在所述的主控装置中设置所述的plc装置,所述的plc装置控制所述的加热装置的控制器;所述的plc装置控制所述的升降和水平运动系统中的上下移动装置进行上下移动;所述的plc装置控制所述的升降和水平运动系统中的左右移动装置,进行左右移动;

人机交互界面,所述的plc装置与所述的人机交互界面通讯连接,在所述的人机交互界面中设置所述的加热装置的目标温度;

加热仪表,所述的plc装置与所述的加热仪表电性连接,所述的加热仪表控制加热装置,所述的plc装置控制所述的加热装置进行开启和关闭;所述的所述的plc装置和所述的加热仪表控制所述的加热装置加热所述的熔盐的温度;所述的plc装置控制所述的淬火冷却系统的冷却介质的开启和关闭;所述的plc装置和所述的加热仪表控制所述的淬火冷却系统的冷却介质的冷却温度。

9.一种盐浴热处理炉的控制方法,其特征在于,包括:以下步骤:

步骤s10:投料,在提篮被提出熔盐坩埚上方的时候,在所述的提篮中放入待热处理材料;

步骤s20:设定参数:在人机交互界面上分别设定加热装置的各个区间的目标温度和淬火冷却系统的目标温度,加热时间、淬火时间、退火时间、保温时间;选择操作模式,如选择手动模式,则进入步骤s30;如选择自动模式,则进入步骤s40;在人机交互界面上先选择热处理模式,如选择退火,则进入步骤s100,;如果选择淬火,进入步骤s30或者步骤s40;

步骤s30:手动操作,若是淬火工艺,按照手动淬火步骤进行淬火操作;

步骤s40:在所述的主控系统对比当前加热区的温度,如果当前加热区的温度高于在所述的主控系统中设置的温度,则停止加热,按照pid模式对于所述的当前加热区进行保温控制,维持所述的当前加热区的温度;如果当前加热区的温度低于在所述的主控系统中设置的目标温度,则进入步骤s50;

步骤s50,所述的主控系统对熔盐坩埚的外侧进行功率输出,熔盐坩埚的外侧的加热装置开始从室温向所述的目标温度提升;直至所述的温度到达所述的目标温度的温差区间;所述的主控系统控制加热装置停止加热,进入步骤s60;

步骤s60:判断熔盐坩埚的外侧的温度是否达到所述的目标温度,如果达到所述的目标温度,则进入步骤s70,如未达到所述的目标温度,则循环步骤s50;

步骤s70:放置热处理材料,将所述的提篮和热处理材料一并放入热处理材料的提篮20下沉至熔盐坩埚12中,进入步骤s80;

步骤s80:所述的主控系统对熔盐坩埚的内部的加热装置进行功率输出;同时,主控系统控制熔盐坩埚的外部的加热装置对熔盐坩埚的外侧进行保温;直至所述的熔盐坩埚的内部和所述的热处理材料达到所述的目标温度;并按照保温时间进行保温;直至保温时间归零,进入步骤s90;

步骤s90:热处理材料淬火,所述的主控系统控制所述的上下移动机构将所述的提篮连同所述的热处理材料提出,所述的主控系统控制所述的左右移动机构,将所述的提篮连同所述的热处理材料移动到所述的冷却槽的上方,所述的主控系统控制所述的上下移动机构将所述的提篮连同所述的热处理材料下降,将所述的提篮连同所述的热处理材料放置在冷却槽内,所述的主控系统进行淬火时间计时,直至所述的淬火时间归零,将所述的提篮连同所述的热处理材料从冷却槽提出,结束热处理材料的淬火;

步骤s100:按照所述的步骤s40至所述的步骤s80的步骤执行;所述的主控系统对熔盐坩埚停止加热,开始自然降温,直至设定的目标退火温度,并在所述的目标退火温度上进行保温;直至退火时间归零;进入步骤s110;

步骤s110:所述的主控系统控制所述的上下移动机构将所述的提篮连同所述的热处理材料提出,完成退火。

10.根据权利要求9所述的盐浴热处理炉的控制方法,其特征在于,所述的步骤s30中所述的手动淬火步骤,还包括以下步骤:

开启加热按钮,所述的主控系统控制所述的加热装置对加热区,进行加热,按照先加热熔盐坩埚外侧进行加热,当熔盐坩埚外侧温度达到目标温度后,再对熔盐坩埚内的熔盐进行加热,直至所述的熔盐达到目标温度,加热完成后,控制上下移动机构将提篮连同待热处理材料浸入到所述的熔盐中,手动计时,待计时完成以后,所述的主控装置手动将提篮从熔盐坩埚中提出,手动控制左右移动机构,将提篮连同待热处理材料移动到冷却槽上方,手动控制上下移动机构将提篮连同待热处理材料浸入到冷却槽中,同时手动开启冷却介质循环,保持冷却介质的温度,手动计时,计时完成后,手动控制上下移动机构将提篮连同待热处理材料提出,完成淬火。


技术总结
本发明特别涉及一种盐浴热处理炉,包括:将熔盐加热装置作为盐浴热处理炉的加热装置;熔盐加热装置利用熔盐为待处理材料进行加热,用于待处理材料进行淬火加热或者退火;在熔盐加热装置沿着熔盐加热装置的预设轴线上设置淬火冷却系统;在熔盐加热装置上方设置升降和水平运动系统;主控系统对熔盐加热装置的加热温度进行控制,控制升降和水平运动系统,将待处理材料从熔盐加热装置中移动到淬火冷却系统中,淬火冷却系统用于待处理材料的冷却;对待处理材料进行淬火;能够同时实现淬火和退火工艺,并且将两个工艺同时集中在同一台设备上,依靠控制系统,实现了全自动控制。

技术研发人员:安学会;张鹏;程进辉;高光平;张迁迁;徐大波;章泽同
受保护的技术使用者:上海煜志科技有限公司
技术研发日:2021.05.26
技术公布日:2021.07.27
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