一种气氛钟罩炉的制作方法

本发明涉及电子产品用烧结炉技术领域，具体涉及一种气氛钟罩炉。

背景技术：

随着电子产品的日益发展，对电子产品元器件的性能品质的要求也越来越高，软磁铁氧体材料就是其中的一种。该材料越来越倾向于高品质要求，小批量，生产周期短等要求。钟罩炉较以往的推板炉则是以时间换空间，在较小的空间内完成一系列气氛浓度和环境温度的控制。这样符合了现代铁氧体材料小批量，高品质和周期短等的市场要求。

气氛钟罩炉系列设备主要适用于电子陶瓷(功能陶瓷和结构陶瓷)、磁性材料及粉末冶金等的高温烧结工艺。从装卸物料方式可分为底部升降与顶部升降两种，从炉体结构可分圆形与方形两种。气氛钟罩炉可分为单点控温钟罩炉及空气式钟罩炉。单点控温钟罩炉采用发热体在炉膛内部均匀吊装或穿装，单点控温，此种方式结构简单，容易安装，成本低廉。而空气式钟罩炉采用炉膛产品在空气中烧结的结构。

目前市场上的气氛钟罩炉自动化程度低，而且不能在混合气体进入炉体内部之前对保护气体气流与空气气流混合量进行调节，容易使进入炉体内的气体混合或比例不均匀，使产品达不到更好的烧结效果。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供一种气氛钟罩炉，能在混合气体进入炉体内之前对氮气气流与空气气流混合量进行调节，使进入炉体内的气体混合或比例均匀，使产品达到更好的烧结效果。

本发明采用如下技术方案：

一种气氛钟罩炉，包括炉体，所述炉体为一安装于炉架上的中空结构，内部的腔体设置为炉膛，炉体的底部设有作为活动炉门的窑车，且窑车作为活动炉门关闭时能与炉体形成密封连接，所述炉膛的顶部及四周的内壁上设置有高温耐火材料层，所述炉体的顶部设有与所述炉膛连通的气体出口，所述炉体的底部侧壁上沿所述炉体的周向均匀开设有与所述炉膛连通的气体入口，所述气体入口上分别设有与所述气体入口连通的混合室,所述炉体上还设有气体循环系统，所述气体循环系统的一端与所述气体出口连接，所述气体循环系统的另一端分别与所述混合室连接，所述炉体上还设有混合气体调节系统，所述混合气体调节系统也分别与所述混合室连接，所述炉体内还设有氧含量分析系统，所述氧含量分析系统与所述混合气体调节系统连接。

优选的，所述混合气体调节系统包括氮气源、空气源和分别与所述氮气源、所述空气源连通的混合气体室，所述氮气源与所述混合气体室连接的管路上设有氮气流量计，所述空气源与所述混合气体室连接的管路上设有空气流量计，所述氮气源与所述氮气流量计之间的管路上还设有氮气阀，所述空气源与所述空气流量计之间的管路上还设有空气阀，所述混合气体室分别与所述混合室连通，所述氧含量分析系统分别与所述氮气流量计、所述空气流量计、所述氮气阀以及所述空气阀连接。

优选的，所述空气源包括第一空气源和第二空气源，所述第一空气源的空气流量大于所述第二空气源的空气流量，所述第一空气源与所述混合气体室连接的管路上设有第一空气流量计，所述第一空气源与所述第一空气流量计之间的管路上设有第一空气阀，所述第二空气源与所述混合气体室连接的管路上设有第二空气流量计，所述第二空气源与所述第二空气流量计之间的管路上设有第二空气阀。

优选的，所述氧含量分析系统包括控制器、氧含量分析仪和氧含量传感器，所述氧含量传感器设置于所述炉膛的内壁上，所述氧含量传感器的信号输出端与所述氧含量分析仪的信号输入端相连，所述氧含量分析仪的信号输出端与所述控制器的信号输入端相连，所述控制器的信号输入端还分别与所述氮气流量计、所述第一空气流量计和所述第二空气流量计的信号输出端相连，所述控制器的信号输出端分别与所述氮气阀、所述第一空气阀和所述第二空气阀的信号输入端相连。

优选的，所述气体循环系统包括循环风管和设置于所述循环风管上的循环风机，所述循环风管的一端与所述气体出口连通，所述循环风管的另一端分别与所述混合室连通，所述循环风机与所述气体出口连接的所述循环风管内还设有冷却系统。

优选的，所述冷却系统包括内部设有循环冷却介质的换热器，所述气体出口与所述换热器的进风口连接，所述换热器的出风口连接所述循环风机的抽风口。

优选的，所述换热器包括筒体，所述筒体两端分别设有冷却介质入口和冷却介质出口，所述筒体内沿所述筒体的轴向设有多根冷凝管，所述冷凝管的一端均与所述换热器的进风口连接，所述冷凝管的另一端均与所述换热器的出风口连接，所述冷凝管呈螺旋状，所述冷凝管之间均设有间隙。

优选的，所述窑车通过升降机构实现其作为活动炉门的启闭，所述升降机构包括垂直转动设置于所述炉体下方的若干导杆、活动设置于所述导杆上的底座和驱动所述导杆转动的电机，所述导杆上设有螺纹，所述底座与若干所述导杆均螺纹连接，所述底座上设置有轨道，所述窑车底部两侧分别设有走轮，所述走轮滑动设置于所述轨道上，所述轨道还连接一外接轨道，所述轨道以及所述外接轨道均与所述导杆垂直。

优选的，所述轨道包括第一轨道和第二轨道，所述走轮包括第一走轮和第二走轮，所述第一轨道的横截面为矩形，所述第二轨道的横截面为三角形，所述第一走轮为圆柱形滚轮且滚动设置于所述第一轨道上，所述第二走轮外壁上设有与所述第二轨道相配合的横截面为三角形的环形凹槽，所述第二走轮滚动设置于所述第二轨道上，所述外接轨道上设有与所述第一轨道和所述第二轨道相对应的第一外接轨道和第二外接轨道。

优选的，所述炉体内还设有温度控制系统，所述温度控制系统包括设置于所述炉体的顶部并向下延伸至所述炉膛内的加热元件以及设置于所述炉体上的若干测温热电偶。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明能在混合气体进入炉体内之前对氮气气流与空气气流混合量进行调节，使进入炉体内的气体混合或比例均匀，使产品达到更好的烧结效果；

(2)炉膛内的气氛由混合气体调节系统和气体循环系统共同调节控制，进一步将炉膛内的气氛更快更好的进行均匀化处理保证炉膛内的气氛均匀且稳定；

(3)冷凝管设置成螺旋状，增大冷凝管与冷却介质的接触面积，提高冷却效率；

(4)两种截面形状的轨道能够保证窑车行走稳定，不会偏离轨道。

附图说明

附图用来提供对本发明的优选的理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明一种气氛钟罩炉的结构示意图；

图2为本发明炉体的气体入口处的结构示意图；

图3为本发明混合气体调节系统的结构示意图；

图4为本发明气体循环系统的结构示意图；

图5为本发明换热器的结构示意图；

图6为本发明换热器内冷凝管的结构示意图；

图7为本发明升降系统的结构示意图；

图8为本发明窑车与轨道连接处的结构示意图；

图9为本发明氧含量分析系统的连接框图。

具体实施方式

下面结合附图描述本发明的最优实施方式。

如图1至图9所示，本发明的一种气氛钟罩炉，包括炉体1，炉体1为一安装于炉架2上的中空结构，内部的腔体设置为炉膛，炉体1的底部设有作为活动炉门的窑车3，且窑车3作为活动炉门关闭时能与炉体1形成密封连接，炉膛的顶部及四周的内壁上设置有高温耐火材料层，炉体1的顶部设有与炉膛连通的气体出口11，炉体1的底部侧壁上沿炉体1的周向均匀开设有与炉膛连通的气体入口12，所述气体入口12上分别设有与所述气体入口12连通的混合室13,炉体1上设有气体循环系统4，气体循环系统4的一端与气体出口11连接，气体循环系统4的另一端分别与混合室13连接，炉体1上还设有混合气体调节系统5，混合气体调节系统5也分别与混合室13连接，炉体1内还设有氧含量分析系统6，氧含量分析系统6与混合气体调节系统5连接。

气体沿炉体1的周向均匀开设的气体入口12进入炉膛，能够均匀炉膛内的气氛；炉膛内的气氛由混合气体调节系统5和气体循环系统4共同调节控制，混合气体调节系统5和气体循环系统4的气体在混合室13内混合后进入炉膛，进一步将炉膛内的气氛更快更好的进行均匀化处理保证炉膛内的气氛均匀且稳定。

混合气体调节系统5包括氮气源51、空气源52和分别与氮气源51、空气源52连通的混合气体室53，氮气源51与混合气体室53连接的管路上设有氮气流量计54，空气源52与混合气体室53连接的管路上设有空气流量计55，氮气源51与氮气流量计54之间的管路上还设有氮气阀56，空气源52与空气流量计55之间的管路上还设有空气阀57，混合气体室53分别与混合室13连通，氧含量分析系统6分别与氮气流量计54、空气流量计55、氮气阀56以及空气阀57连接。

空气源52包括第一空气源52a和第二空气源52b，第一空气源52a的空气流量大于第二空气源52b的空气流量，第一空气源52a与混合气体室53连接的管路上设有第一空气流量计55a，第一空气源52a与第一空气流量计55a之间的管路上设有第一空气阀57a，第二空气源52b与混合气体室53连接的管路上设有第二空气流量计55b，第二空气源52b与第二空气流量计55b之间的管路上设有第二空气阀57b。

氧含量分析系统6包括控制器61、氧含量分析仪62和氧含量传感器63，氧含量传感器63设置于炉膛的内壁上，氧含量传感器63的信号输出端与氧含量分析仪62的信号输入端相连，氧含量分析仪62的信号输出端与控制器61的信号输入端相连，控制器61的信号输入端还分别与氮气流量计54、第一空气流量计55a和第二空气流量计55b的信号输出端相连，控制器61的信号输出端分别与氮气阀56、第一空气阀57a和第二空气阀57b的信号输入端相连。

控制器61根据氧含量分析仪62测得氧含量的数据自动演算给各进气阀的进气设定值和进气阀开度，这样就免去了从气体进入炉膛到氧含量传感器检测到这股进气的时间等待，这样不仅从控制上提高了精度，也从检测上提高了精度。

气体循环系统4包括循环风管41和设置于循环风管41上的循环风机42，循环风管41的一端与气体出口11连通，循环风管41的另一端分别与混合室13连通，循环风机42与气体出口11连接的循环风管41内还设有冷却系统8。

冷却系统8包括内部设有循环冷却介质的换热器81，气体出口11与换热器81的进风口81a连接，换热器81的出风口81b连接循环风机42的抽风口。

换热器81包括筒体811，筒体811两端分别设有冷却介质入口812和冷却介质出口813，筒体811内沿筒体811的轴向设有多根冷凝管814，冷凝管814的一端均与换热器81的进风口81a连接，冷凝管814的另一端均与换热器81的出风口81b连接，冷凝管814呈螺旋状，冷凝管814之间均设有间隙。

当钟罩炉完成了对电子产品的烧结后需要冷却电子产品时，起动接续在冷却介质入口812的管路上的泵，向筒体811内充如冷却介质，在循环风机42的作用下，使炉体1内的高温气体自循环风管41进入换热器81内的冷凝管814，与此同时，由冷却介质入口812引入到筒体811内的自来水或冰水在循环过程中对冷凝管814进行冷却；冷凝管814设置成螺旋状，增大冷凝管814与冷却介质的接触面积，提高冷却效率。

窑车3通过升降机构9实现其作为活动炉门的启闭，升降机构9包括垂直转动设置于炉体1下方的若干导杆91、活动设置于导杆91上的底座92和驱动导杆91转动的电机93，导杆91上设有螺纹，底座92与若干导杆91均螺纹连接，底座92上设置有轨道94，窑车3底部两侧分别设有走轮31，走轮31滑动设置于轨道94上，轨道94还连接一外接轨道95，轨道94以及外接轨道95均与导杆91垂直。

轨道94包括第一轨道94a和第二轨道94b，走轮31包括第一走轮31a和第二走轮31b，第一轨道94a的横截面为矩形，第二轨道94b的横截面为三角形，第一走轮31a为圆柱形滚轮且滚动设置于第一轨道94a上，第二走轮31b外壁上设有与第二轨道94b相配合的横截面为三角形的环形凹槽，第二走轮31b滚动设置于第二轨道94b上，外接轨道95上设有与第一轨道94a和第二轨道94b相对应的第一外接轨道和第二外接轨道。

两种截面形状的轨道94能够保证窑车3行走稳定，不会偏离轨道94。

炉体1内还设有温度控制系统7，温度控制系统7包括设置于炉体1的顶部并向下延伸至炉膛内的加热元件以及设置于炉体1上的若干测温热电偶。

本发明能在混合气体进入炉体内之前对氮气气流与空气气流混合量进行调节，使进入炉体内的气体混合或比例均匀，使产品达到更好的烧结效果。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。