专利名称：热处理装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一热处理装置，特别是对碳粉、金属或陶瓷的压模产品或注入模制产品、或粘附有工艺用油的零部件进行热处理的加热炉或连续式加热炉。
许多需要热处理的工件含有有机物质，例如碳粉中的焦油或沥青、用于粉末冶金的粘结剂或附在机加工工件上的工艺用油。在已有技术中，含在上述工件中的有机物质在气氛加热炉或真空加热炉中的加热过程中被去除掉，同时用一收集器收集被收集器的冷却表面所凝固的蒸汽。
然而，一工件在普通的气氛加热炉中加热时，有机物质从工件中蒸发后附在加热炉的内侧，从而引起诸如加热炉材料的性能下降、电极短路或使清洁和保养比较复杂等问题。还有一个问题，如果有机物质粘附于如上所述的加热炉材料上，当下一次煅烧在同一加热炉中进行时，有机物质会蒸发并进入工件，从而引起产品质量下降的麻烦。此外，如果加热炉通过抽空系统简单抽空，由于有机物质进入泵并在那儿凝结，所以含在抽出气体中的许多有机蒸汽可能会堵住收集器或使泵停止和失灵。另外，排出加热炉的有机物质还会污染环境。
本发明的目的是提供一热处理装置，它在各个方面都是清洁的，它能适当去除工件中的有机物质，并能煅烧工件及方便保养。
为实现上述目的，本发明采用下列结构。本发明热处理装置包括一在其内侧设置有加热器的加热炉；一设置在加热炉内的加热器的热量所能达到的范围内的箱壳；一导入箱壳的内部抽空系统；一导入加热炉的气体供应系统；一带有容器并设置在内部抽空系统内的液化收集器。其特点是含有有机物质的工件放在箱壳内，并加热以蒸发出包含在其中的有机物质，含有有机物质的蒸汽通过内部抽空系统被引导到加热炉的外面，并在减压情况下由液化收集器液化，从而，液化的有机物质被不断集中在容器内。
根据本发明，如果气体通过一气体供应系统引导进加热炉，箱壳内侧通过一内部抽空系统被抽空，则流进加热炉的气体将流到比加热炉压力为低的箱壳中，随后气体通过内部抽空系统排出加热炉。当放在箱壳中的工件被加热时，有机物质从工件中蒸发，含有机物质的蒸汽被传导进内部抽空系统，随后在减压条件下的、设置于内部抽空系统中的液化收集器中冷凝，以流体状态流进容器之中。
根据本发明，由于蒸发的有机物质所挥发和扩散的范围限制在箱壳所形成的空间之内，所以蒸发的有机物质不会进入加热炉，从而有效地避免了加热炉内侧的污染而方便保养，结果保持了一个清洁的加工气氛和提高了工件的质量。由于液化收集器设置在抽空系统内，所以排出加热炉的蒸汽在减压条件下有效地在液化收集器中冷凝，并以流体状态流进容器之中，从而由容器所收集。因此，即使加热装置连续工作，收集器的效率也不会下降，从而不需经常保养。此外，没有有机物质扩散到大气中，因而没有有机物质的污染，从而有利于环境保护。
图1是本发明一较佳实施例的示意图。
下面结合附图描述本发明一实施例。
虽然碳粉用作目前典型的锂离子电极是有用的，但是碳粉的原料里包含如焦油、沥青及其它的有机物质。为了将碳粉作用电极的材料，该碳粉应该在去除如焦油及其它有机物质之后煅烧。
本实施例的碳粉热处理装置包括加热炉1、箱壳2、抽空系统3、气体供应系统4和液化收集器5。
加热炉有一个用门1b把加热炉内侧气密地密封起来的结构，该门1b可打开而通向至少设置在其一端的炉体1a。加热炉1内侧的加热器1c具有把作为工件的粉末W例如在摄氏1300度的温度煅烧的热容量。箱壳2设置在可以由加热器1c加热的范围内，它由石墨制成，并包括一箱体2a和一盖板2b，该盖板2b通过一联接于上述加热炉1的门1b的圆柱件1d可打开或通向箱体2a。
抽空系统3包括一主抽空系统3a和一内部抽空系统3b，主抽空系统3a连接于在加热炉1中形成的空间S1，内部抽空系统3b连接于在箱壳2中形成的空间S2。主抽空系统3a通过阀3c与机械增压泵3d和液动力真空泵3e串联连接于空间S1，内部抽空系统3b通过收集器5和阀3f与上述液动力真空泵3e的入口并联连接于空间S2。
气体供应系统4有一个充有氮气的气体供应源4a和一阀4b，它使氮气从气体供应源4a通过加热炉1输进空间S1。
液化收集器5包括一沿轴向延伸的罩壳5c，在其一端有一入口5a，在其另一端有一出口5b；一冷却管5e，它通过罩壳5c的一轴端插进罩壳5c，该冷却管5e沿其轴向间隔排列多个盘形叶片5d；一围绕罩壳5c的加热器5g和一围绕冷却管5e的加热器5f。绕罩壳和绕冷却管的加热器5g、5f具有熔化焦油等的加热能力，例如具有约摄氏100度的加热能力。冷却管5e有一个内管和外管的复式结构。通过内管传送到罩壳5c前端附近的冷却剂通过内管和外管之间的间隙，并在罩壳5c的后端被收集。如果必要的话，靠转换阀5h或5i把增压气体送进冷却管5e而排除冷却剂。由于各叶片5d安排得在各叶片5d的周缘与罩壳5c之间形成间隙，当蒸汽在减压条件下通过间隙时，通过挤压效应而引起绝热膨胀。更具体地说，叶片5d的外径通常与罩壳5c的内径对应，各叶片5d从罩壳5c的内壁凹进去，叶片5d的周边在几个点上折叠。
下面说明本实施例的热处理过程。首先，把含有焦油或其它相似物质的粉末W放进箱壳2内，关闭加热炉1的门1b和箱壳2的盖板2b。也可把粉末W放在一个盘中，盘则堆在几个架子中。随后驱动主抽空系统3a，对加热炉1进行真空抽空。由于箱体2a与盖板2b之间形成的间隙，使箱壳2可透气，如果加热炉1内的空间S1被抽空，则箱壳2内的空间S2也被抽空。这些空间S1和S2被抽成真空后，关闭阀3c而打开阀3f，以驱动内部抽空系统3b。然后启动加热器1c、打开阀4b，通过气体传送通道4把氮气传送进加热炉1中的空间S1。氮气一旦传送进加热炉1中的空间S1，就通过在箱壳2形成的间隙流到箱壳2中的空间S2，并被内部抽空系统3b吸收，从而形成一个从箱壳2的内侧直接到加热炉1外的流动。另一方面，由于箱壳2的空间S2的粉末W被加热器1c不断加热，使温度上升，粉末W中的焦油或沥青成份开始以一个有效速度蒸发。从粉末W中蒸发出的有机蒸汽与上述气体一起流进内部抽空系统3b，然后流进下一个过程的液化收集器5。通过叶片5d和罩壳5c在液化收集器5内形成一个大小截面交替的通道。由于叶片5d被冷却管5e冷却，所以蒸汽与叶片5d接触时被叶片5d冷却。另外，当蒸汽通过叶片5d和罩壳5c之间的狭窄间隙时，由于绝热膨胀效应而自冷。焦油成份在减压条件下有效地冷凝下来，并附在叶片5d或罩壳5c的内壁上。由于罩壳5c的壁不断地由绕罩壳的加热器5g加热，附在叶片5d或罩壳5c上的焦油或其它类似物质被液化，滴到罩壳5c的底部壁上，随后流到设置在罩壳5c下的容器5j中，最后在容器5j中凝固。加热器1c加热的温度达到摄氏几百度时，通常焦油含量的蒸发就完毕。然后关闭阀4b，停止气体供应，依靠圆柱件1d打开箱壳2的盖板2b，以便通过主抽空系统3a排出气体，当加热器的温度上升到约摄氏1200度时，维持上述温度，然后进行煅烧处理。
为了去除由于上述过程而凝结在冷却管5e上的残余焦油或类似物质，首先在热处理后关闭阀5h，然后打开阀5i用高压气体去除冷却管5e中的冷却剂，并使围绕在罩壳上的加热器5g及围绕在冷却管5e上的加热器5f通电，以熔化和收集焦油或类似物质。最后在各处理完成之后拆下容器5j的底部，就能容易地去除凝结在容器5j中的焦油或类似物质，同时取出处理过的工件W。
根据本发明，蒸发的焦油或类似物质挥发和扩散的范围限制在形成于箱壳2的空间S2内，而不会漏进加炉炉1内所形成的空间S1。因此，能有效避免加热炉1的壁或绝热材料被污染，从而方便清洁和保养，同时在煅烧过程中由于箱壳2内的空间S2保持一个清洁的热处理气氛而提高了碳粉W的纯度。由于液化收集器5设置在内部抽空系统3b内，从加热炉1中排出的含有焦油等的气体传送到减压条件下的液化收集器5而被冷却，因此能有效地液化焦油等内含物质，同时液化的焦油等不断地被收集在容器5j中，因此不会降低收集器的效率。由于无异物进入真空泵可省却所需的保养。此外，由于即使装置连续工作也可避免污染物扩散到大气中去，因而有利于环境保护。
本发明不限于上述实施例，而是在本发明的精神实质和基本特征范围以内可以有种种改变和变化。例如上述实施例中的工件W解释为碳粉，但它可以是粉末冶金的烧结产品，也可以是粘附有工艺用油的工件。虽然用于上述实施例的加热炉是分批处理式的，但它也可是连续式加热炉，在上述实施例中，所供应的气体为氮气，但也可用氢气或其它气体来代替。液化收集器的出口也可以连接于机械增压泵的上游，以便增加内部抽空系统的抽空速度。此外，可增加一冷却鼓风机或扩散泵以加速冷却，同时气体也可以是间歇地送入的。
本发明热处理装置最好被用作对碳粉、金属或陶瓷的压模产品或注入模制产品、或粘附有工艺用油的零部件进行热处理的加热炉或连续式加热炉。
权利要求
1.一热处理装置包括一加热炉，其内侧设置有一加热器；一箱壳，设置在加热炉内的加热器的热量所能达到的范围以内；一导入该箱壳内的内部抽空系统；一导入该加热炉的气体供应系统；一带有一容器的液化收集器，它设置在该内部抽空系统内；其特征在于含有有机物质的工件放在箱壳内被加热，使其中的有机物质蒸发；含有有机物的蒸汽通过内部抽空系统排出加热炉，并在减压条件下被液化收集器液化；液化的有机物质不断地收集在容器中。
全文摘要
在加热炉内设置一个容纳工件的箱壳，同时在箱壳内形成一个从加热炉内侧到箱壳内侧的气体流动，加热箱壳内的工件，使工件中的有机物质蒸发。通过内部抽空系统把含有有机物质的蒸汽排出加热炉，把该蒸汽引入一液化收集器，在减压的条件下液化含有有机物质的蒸汽。随后，把液化的有机物质不断地收集在一容器中。
文档编号F27D17/00GK1116295SQ9510443
公开日1996年2月7日 申请日期1995年5月19日 优先权日1994年5月20日
发明者中务荣治, 武田正夫, 山内一平 申请人:岛津麦库泰姆株式会社