长转轴真空炉的制作方法

文档序号:14986036发布日期:2018-07-20 21:15阅读:253来源:国知局

本实用新型涉及真空炉领域,具体是长转轴真空炉。



背景技术:

真空炉是在真空状态下对材料进行热处理的装置。其中,具有多个腔室组成的长转轴真空炉,通常具有较长的长转轴。长转轴真空炉的腔室为圆筒状旋转体,其内部用于对材料的热处理。为了保持真空炉的密封状态,通常需要设置固定动密封结构。长转轴真空炉的旋转体的一端通过固定动密封伸入到固定体内,通过固定动密封保持长转轴真空炉的密封状态。

受到加工精度以及组装精度的影响,长转轴真空炉的多个腔室组成旋转体之后,保持旋转体的长转轴同轴度、以及旋转体和固定体的同轴度十分重要。材料处理量越大的真空炉,其旋转轴越长,保持多个腔室的同轴度越困难。

当长转轴真空炉工作时,旋转体本身或者旋转体相对于固定体在低同轴度条件下进行旋转,容易使得固定动密封结构造成非常规磨损。固定动密封长时间的非常规磨损能够影响到真空炉的密封效果。



技术实现要素:

为解决上述技术问题,本实用新型提供长转轴真空炉。

根据本实用新型的一个方面,提供长转轴真空炉包括同轴设置的固定体2和旋转体3,所述固定体2的一端同轴固定设置固定动密封,所述旋转体3的一端同轴穿过所述固定动密封后伸入所述固定体2的内部;

所述固定体2的底部设置浮动支撑装置1;

所述旋转体3相对于与所述固定体2产生同轴度偏差时,所述旋转体3对所述固定体2和所述固定动密封产生径向作用力;

所述浮动支撑装置1随着所述径向作用力的方向活动支撑所述固定体2,从而使所述固定体2、所述固定动密封和所述旋转体3保持动态同轴。

进一步地,所述固定体2的底部和所述固定动密封的底部分别设置所述浮动支撑装置1。

进一步地,至少2个所述浮动支撑装置1对称地设置在所述固定体2的轴向两侧的底部;

所述固定体2的轴向其中一侧的所述浮动支撑装置1趋于压缩状态时,所述固定体2的轴向另一侧的所述浮动支撑装置1趋于伸展状态。

进一步地,至少2个所述浮动支撑装置1对称地设置在所述固定动密封的轴向两侧的底部;

所述固定动密封的轴向其中一侧的所述浮动支撑装置1趋于压缩状态时,所述固定动密封的轴向另一侧的所述浮动支撑装置1趋于伸展状态。

进一步地,所述浮动支撑装置1包括弹性部件;所述弹性部件通过弹性形变吸收或释放所述浮动支撑装置1受到的压力。

进一步地,所述浮动支撑装置1还包括分别设置在所述弹性部件顶部和底部的硬质部件,所述硬质部件用于防止所述弹性部件受到滑动摩擦。

进一步地,所述长转轴真空炉还包括真空机构,所述真空机构通过软管与所述固定体2连接;

当所述旋转体3相对于与所述固定体2产生同轴度偏差时,所述软管发生形变,所述真空机构保持所述长转轴真空炉的真空度。

进一步地,所述长转轴真空炉还包括加热机构和冷却机构,所述加热机构和所述冷却机构分别设置在所述旋转体3的外部。

进一步地,所述长转轴真空炉还包括驱动机构,所述驱动机构包括:

同轴设置在所述旋转体3的另一端的旋转动密封,用于同轴驱动所述旋转体3进行旋转;

旋转动力系统,用于驱动所述旋转动密封进行旋转。

进一步地,所述长转轴真空炉还包括投料管,所述投料管的一端穿过所述旋转动密封后伸入旋转体3的内部,所述投料用于将物料输送至所述旋转体3的内部。

本实用新型提供的长转轴真空炉,浮动支撑装置1能够使得固定体2、固定动密封和旋转体3保持动态同轴,解决了长转轴真空炉固定动密封的非常规磨损的问题。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的长转轴真空炉的结构示意图。

图2为图1的A向示意图。

具体实施方式

如图1所示,为了解决现有技术存在的缺陷,本实用新型实施例提供对比长转轴真空炉,包括固定体2和旋转体3。其中,旋转体3包括多个腔室,多个腔室同轴连接组成长转轴。

固定体2的一端设置固定动密封,固定体2与固定动密封同轴。旋转体3的一端穿过固定动密封后伸入到固定体2的内部,固定体2、固定动密封和旋转体3均同轴。旋转体3进行旋转工作时,固定动密封用于保持固定体2与旋转体3之间的活动密封。

当旋转体3相对于固定体2和固定动密封产生同轴度偏差时,旋转体3对固定体2和固定动密封产生径向作用力。该径向作用力以旋转体3的旋转轴为中心,对固定体2和固定动密封施加圆周方向的作用力。固定体2和固定动密封受到径向作用力的作用,产生圆周方向的运动趋势。

如图1所示,在固定体2的底部设置浮动支撑装置1,浮动支撑装置1能够随着径向作用力的方向活动支撑固定体2。

如图1所示,作为一种优选的方式,浮动支撑装置1除了可以设置在固定体2的底部之外,还可以分别在固定体2的底部和固定动密封的底部分别设置浮动支撑装置1。浮动支撑装置1能够随着径向作用力的方向活动支撑固定体2和固定动密封。

当旋转体3相对于固定体2和固定动密封产生同轴度偏差时,固定体2对浮动支撑装置1施加的压力发生改变。固定体2受到浮动支撑装置1的活动支撑作用,能够保持固定体2、固定动密封和旋转体3的动态同轴。

因此,根据本实用新型提供的技术方案,保持动态同轴的固定体2、固定动密封和旋转体3,能够避免或减少固定动密封的非常规磨损。

应当理解的是,固定动密封的非常规磨损,是固定体2、固定动密封和旋转体3在低同轴度状态下,固定动密封受到径向作用力之后产生的磨损,这种磨损能够降低固定动密封的使用寿命,进而破坏长转轴真空炉的真空密封环境。

旋转体3相对于固定体2和固定动密封产生同轴度偏差的原因,包括到不限于如下原因:

第一种原因,旋转体3的多个腔室组成的长转轴,其本身由于制造腔室阶段、或者组装腔室阶段、或者长期使用后造成的旋转体3的磨损等原因,产生了长转轴本身的同轴度偏差。并且,物料处理量越大的旋转体3,其保持长转轴的同轴度越困难。旋转体3进行旋转时,旋转体3的一个端部受到长转轴的同轴度偏差的影响,对固定体2形成了径向扰动,从而造成了旋转体3与固定体2和固定动密封的同轴度偏差。

第二种原因,旋转体3的长转轴本身处于高度同轴状态,但是,旋转体3相对于固定体2由于组装、维修或更换配件等原因,产生了旋转体3相对于固定体2的同轴度偏差。

第三种原因,旋转体3与固定体2在长期使用后,由高度同轴状态转变为非同轴状态。

前述的三种原因都能够造成旋转体3与固定体2的非同轴状态。为了解决以上问题,通过设置浮动支撑装置1,便可以保持旋转体3与固定体2和固定动密封的动态同轴。因此,可以适当的降低每个腔室的加工精度和装配精度,从而减少长转轴真空炉的生产周期与生产成本;并且有利于现有技术中的长转轴真空炉的维修、改造,进而减少真空炉设备的维修、改造周期以及相应的成本。

具体的,浮动支撑装置1的数量与浮动支撑装置1的安装位置、其本身的具体形式有关。下面列举出几种可能的浮动支撑装置1的形式和数量,用来说明浮动支撑装置1对固定体2的支撑效果、或者对固定体2和固定动密封的支撑效果。

第一种可能的浮动支撑装置1,包括弹性部件。浮动支撑装置1的数量是4个,每一个浮动支撑装置1的弹性部件的数量是1个。4个浮动支撑装置1通过以矩形的方式分布在固定体2的底部。其中,以固定体2的轴向为中心线,中心线的其中一侧设置2个浮动支撑装置1,中心线的另外一侧设置其余2个浮动支撑装置1。应当理解的是,4个浮动支撑装置1可以设置在固定体2底部的不同的支撑平面上,只要能够保持固定体2整体以矩形的方式受到4个浮动支撑装置1的支撑即可。

当旋转体3对固定体2产生径向作用力时,固定体2沿着中心线的其中一侧产生向下的运动趋势,对应的同侧的2个浮动支撑装置1分别趋于压缩状态,于此同时,固定体2沿着中心线的其中另一侧产生向上的运动趋势,对应的同侧的2个浮动支撑装置1分别趋于伸展状态。因而,4个浮动支撑装置1形成了对固定体2的活动支撑,固定体2、固定动密封和旋转体3能够保持动态同轴。

第二种可能的浮动支撑装置1,包括弹性部件。浮动支撑装置1的数量是2个,每一个浮动支撑装置1的弹性部件的数量是多个。2个浮动支撑装置1以固定体2的轴向为中心线,相互对称地设置在固定体2的底部。其中,每一个浮动支撑装置1中的多个弹性部件,采用线型排列,优选的排列方式为直线状、或弧线状。利用每一个浮动支撑装置1形成的线型排列,每一个浮动支撑装置1能够形成对固定体2的直线支撑或弧线支撑。2个浮动支撑装置1共同对固定体2形成面状支撑。应当理解的是,每一个浮动支撑装置1必须安装在固定体2的底部的一个平面上,2个浮动支撑装置可以安装在固定体2的底部的同一个平面上或者2个相互平行的平面上。

当旋转体3对固定体2产生径向作用力是,固定体2沿着中心线的其中一侧产生向下的运动趋势,对应的同侧的浮动支撑装置1整体趋于压缩状态,于此同时,固定体2沿着中心线的其中另一侧产生向上的运动趋势,对应的同侧的浮动支撑装置1整体趋于伸展状态。因而,2个浮动支撑装置1形成了对固定体2的活动支撑,固定体2、固定动密封和旋转体3能够保持动态同轴。

第三种可能的浮动支撑装置1,包括弹性部件。浮动支撑装置1的数量是4个,每一个浮动支撑装置1的弹性部件的数量是1个。其中,2个浮动支撑装置1设置在固定体2的底部,且与固定动密封相对较远的一端。另外2个浮动支撑装置1设置在固定动密封的底部。

固定体2的底部的2个浮动支撑装置1,以固定体2的轴向为中心线,相互对称地设置在固定体2的底部。固定动密封的底部的2个浮动支撑装置1,以固定体2的轴向为中心线,相互对称地设置在固定动密封的底部。4个浮动支撑装置1共同对固定体2形成面状支撑。应当理解的是,固定体2的底部的同一个平面上设置2个浮动支撑装置1,固定动密封的底部的同一个平面上设置2个浮动支撑装置1。

当旋转体3对固定体2和固定动密封产生径向作用力时,固定体2沿着中心线的其中一侧产生向下的运动趋势,对应的同侧的2个浮动支撑装置1分别趋于压缩状态,于此同时,固定体2沿着中心线的其中另一侧产生向上的运动趋势,对应的同侧的2个浮动支撑装置1分别趋于伸展状态。因而,4个浮动支撑装置1形成了对固定体2的活动支撑,固定体2、固定动密封和旋转体3能够保持动态同轴。

以上三种可能的浮动支撑装置1仅仅是优选的浮动支撑装置1。除此之外,还可以根据实际的长转轴真空炉的具体设计,设置多种形状的浮动支撑装置1,以及每一个浮动支撑装置1包括数量不等的弹性部件。然后,再根据长转轴真空炉的具体设计,设置数量不等的浮动支撑装置。这些灵活的设计及使用方案,除了能够满足长转轴真空炉的具体设计要求,还能够应用到现有技术中的真空炉的改造中,具有较高的经济价值。

此外,前述的三种可能的浮动支撑装置1,均是利用弹性部件来实现对固定体2、或者固定体2和固定动密封的活动支撑。当浮动支撑装置1受到固定体2的压力发生改变、或者受到固定体2和固定动密封的压力发生改变,弹性部件能够吸收或释放浮动支撑装置1受到的压力。浮动支撑装置1受到的压力增大,弹性部件趋于压缩状态,吸收该压力的增量;反之,浮动支撑装置1受到的压力减小,弹性部件趋于伸展状态,释放该压力的增量,从而形成浮动支撑装置1对固定体2、或者固定体2和固定动密封的活动支撑。

进一步的,弹性部件包括但不限于空气弹簧、或者金属弹簧。

采用空气弹簧的作为弹性部件,空气弹簧的内部充入恒定的气压。空气弹簧受到固定体2的压力发生改变时,空气弹簧可以在垂直于水平方向上具有良好的压缩性和伸展性,以及空气弹簧在平行于水平方向上具有较好的压缩性和伸展性。

采用金属弹簧,其本身在垂直于水平方向上具有良好的压缩性和伸展性。此外,还需要设计相应的水平装置,以满足金属弹簧在平行于水平方向的伸展性。

进一步的,无论弹性部件采用空气弹簧或金属弹簧,在受到固定体2的压力发生改变时,弹性部件在平行于水平面的方向上均能够受到一定的作用力,该作用力能够使得固定体2相对于弹性部件产生运动趋势。因此,空气弹簧或金属弹簧的顶部和底部还需要分别增设硬质部件,用于防止弹性部件受到固定体2的水平方向的滑动摩擦,进而造成弹性部件出现磨损或降低使用寿命的状况发生。

进一步的,空气弹簧的形状包括但不限于球状、橄榄球状、圆柱状、环状。

球状的空气弹簧拥有稳定的形变效果,能够提供良好的垂直方向的形变区间以及较好的水平方向的形变区间。

相对于球状的空气弹簧,橄榄球状的空气弹簧采用长端水平设置的方式,能够获得更好的水平方向的形变区间。

相对于球状的空气弹簧,圆柱状的空气弹簧采用端面直径大于圆柱高度的圆柱状,能够获得更加稳定的水平支撑效果。

相对于球状的空气弹簧,环状的空气弹簧采用通孔垂直于水平面设置的方式,能够获得更加稳定的水平支撑效果,同时也便于设置与空气弹簧相关的其他装置,例如调节空气弹簧高度或压力的调节装置。

以上内容对浮动支撑装置1进行详细的描述。

如图2所示,本实用新型实施例所提供的长转轴真空炉,因为具有前述的浮动支撑装置1,固定体2可以在一定的范围内形成圆周方向的运动轨迹。由于真空炉是在真空条件下进行工作,因此,还需要对真空装置与固定体2的连接方式进行改进。

如图1所示,一种可能的真空装置与固定体2连接的改进方式如下:

长转轴真空炉还包括真空机构,该真空机构设置在长转轴真空炉的外部。该真空机构通过软管与长转轴真空炉的固定体2连接。当旋转体3相对于固定体2产生同轴度偏差时,固定体2在径向作用力的作用下,产生径向运动趋势。利用软管的可形变特性,保持真空装置与固定体2的连接,进而真空机构保持长转轴真空炉的真空度。

如图1所示,此外,由于旋转体3在工作时进行旋转,长转轴真空炉的加热机构和冷却机构需要分别设置在旋转体3的外部。当旋转体3进行旋转时,加热机构和冷却机构保持相对静止。加热机构和冷却机构应当沿着物料在旋转体3的多个腔室的顺序设置。物料进入旋转体3之后,在第一腔室首先应当受到加热机构的加热。加热后的物料由第一腔室进入第二腔室,在第二腔室内受到冷却机构的冷却。冷却后的物料由第二腔室进入第三腔室,在由第三腔室进入到固定体2的内部。加热机构和冷却机构在设计时,应当注意旋转体3的径向跳动的范围,留有跳动余量的设置在旋转体3的外部。

如图1所示,以及,为了实现旋转体3的驱动,长转轴真空炉的驱动机构包括:同轴设置在旋转体3的其中一端的旋转动密封,该旋转动密封除了具有活动密封旋转体3的效果之外,还能够用于同轴驱动旋转体3进行旋转;以及旋转动力系统,用于驱动旋转动密封进行旋转,进而驱动旋转体3进行旋转。旋转动力系统与旋转动密封之间可以实现动力传输的方式包括但不限于:皮带传输、或链条传输、或齿轮传输。

为了实现对长转轴真空炉的物料输送,在旋转动密封的轴向设置投料管。投料管的一端穿过旋转动密封后,伸入到旋转体3的内部。物料通过投料管进入到旋转体3,投料管的一端由旋转动密封进行密封,投料管的而另外一端设置阀门进行密封。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例,并非因此限制本实用新型的专利范围,凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

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