專利名稱：一種熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統(tǒng)及平衡置換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統(tǒng)及平衡置換方法，屬于金屬熱處理設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
真空爐被作為熱處理行業(yè)設(shè)備更新?lián)Q代的裝備之一，其重要原因是真空爐處理的產(chǎn)品零件表面光亮、少無氧化、性能好、精度高，真空爐生產(chǎn)運(yùn)行中易實(shí)現(xiàn)節(jié)能、降耗、減污，屬于清潔生產(chǎn)裝備，符合當(dāng)今環(huán)保的要求。真空中氣體分子極少，分子的自由程變大， 因此可以生產(chǎn)出常壓下無法得到的輕稀有金屬、難熔金屬、稀有金屬及其它特種合金材料坐寸ο
與傳統(tǒng)冶金相比真空冶金具有低能耗、回收率高、無污染、經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)勢，故越來越受到人們的重視。但真空冶金過程的研究在很大程度上依賴于真空冶煉設(shè)備的開發(fā)。隨著真空冶金技術(shù)的不斷發(fā)展，真空冶煉設(shè)備需要不斷的完善，提高自動化程度，使真空冶煉設(shè)備向智能化，集成化方向發(fā)展。溫度是金屬冶煉的重要工藝參數(shù)，在金屬冶煉過程中，對溫度的精確控制往往決定了產(chǎn)品的質(zhì)量。隨著電子、計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，自動化控制系統(tǒng)經(jīng)歷了組合式模擬控制系統(tǒng)、集中式數(shù)字控制系統(tǒng)、分布式控制系統(tǒng)，發(fā)展到現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)和以太網(wǎng)系統(tǒng)階段?？刂葡到y(tǒng)的發(fā)展呈現(xiàn)出向分散化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展的方向。其中，尤以生產(chǎn)過程自動化、儀表監(jiān)控診斷等方面網(wǎng)絡(luò)化趨勢最為顯著。分布式控制就是本地計算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對遠(yuǎn)端設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測與控制，包括設(shè)備的數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控和維護(hù)。系統(tǒng)分布式控制是大型設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)之一，也是提高機(jī)電系統(tǒng)工作效率和可靠性，進(jìn)行預(yù)知維修及預(yù)知管理的基礎(chǔ)。
熱處理用真空爐處理的表面光潔度要求高的工件，通常要求前清洗要非常的干凈，但由于受到清洗設(shè)備清洗能力、工件本身形狀等多方面的因 素，很難將工件表面清洗干凈。工件在高溫加熱時，表面的油汽、水汽和其它污物都揮發(fā)出來，在高溫下與工件表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而污染工件表面，使處理的工件質(zhì)量不合格或性能得不到有效的提升。發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提出了本發(fā)明。
因此，本發(fā)明要解決的其中之一的技術(shù)問題是，如何克服現(xiàn)有技術(shù)中熱處理用真空爐處理的表面光潔度要求高的工件清洗設(shè)備清洗能力不足的缺陷。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案
一種熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統(tǒng)，包括進(jìn)氣系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)，
所述進(jìn)氣系統(tǒng)包括進(jìn)氣管道，所述進(jìn)氣管道上設(shè)置有控制裝置；
所述排氣系統(tǒng)包括排氣管道，所述排氣管道上設(shè)置有抽取真空裝置；
所述熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統(tǒng)還包括一密閉空間，所述進(jìn)氣系統(tǒng)和所述排氣系統(tǒng)通過所述密閉空間相連接。
作為本發(fā)明所述熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，其中所述進(jìn)氣管道上還設(shè)置有質(zhì)量流量控制器。
作為本發(fā)明所述熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，其中所述控制裝置包括減壓閥、電控通斷閥、傍路流量控制閥以及主路流量控制閥。
作為本發(fā)明所述熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，其中所述排氣管道上還設(shè)置有氣體過濾器。
作為本發(fā)明所述熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，其中所述排氣管道上還設(shè)置有控制裝置，所述控制裝置包括電控通斷閥和傍路流量控制閥。
作為本發(fā)明所述熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統(tǒng)的一種優(yōu)選方案，其中所述抽取真空裝置為真空泵。
另外，本發(fā)明進(jìn)一步要解決的技術(shù)問題是，如何利用熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統(tǒng)對工件進(jìn)行清理平衡置換的問題。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案一種利用熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統(tǒng)的平衡置換方法，首先將所述密閉空間抽成高真空狀態(tài)，當(dāng)熱處理用真空爐加熱的密閉空間真空度達(dá)到高真空時，向其內(nèi)沖入一定壓力的惰性氣體；然后控制進(jìn)氣系統(tǒng)的進(jìn)氣量以及排氣系統(tǒng)的排氣量，使得進(jìn)氣速率和排氣速率基本相等，從而實(shí)現(xiàn)了氣體的平衡置換。
作為本發(fā)明所述熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統(tǒng)的平衡置換方法的一種優(yōu)選方案，其中所述進(jìn)氣系統(tǒng)的進(jìn)氣量通過設(shè)置質(zhì)量流量控制器進(jìn)行實(shí)時控制輸入。
作為本發(fā)明所述熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統(tǒng)的平衡置換方法的一種優(yōu)選方案，其中所述排氣系統(tǒng)的排氣量通過設(shè)置流量控制閥進(jìn)行控制。
本發(fā)明熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統(tǒng)能夠保證熱處理用真空爐處理的工件在加熱時揮發(fā)出來的油氣、污物等不斷被置換出加熱的密閉空間，保證了對表面光潔度要求高的工件質(zhì)量合格；同時，在整個加熱過程中，能夠始終保持爐內(nèi)惰性氣體的壓力維持在一個穩(wěn)定的數(shù)值。其提供了一種熱處理用真空爐的爐氣平衡置換系統(tǒng)，能夠?qū)γ荛]空間內(nèi)的氣體進(jìn)行不斷的置換，同時保持壓力的平衡。
本發(fā)明同時提供一種相應(yīng)的平衡置換方法，其具有如下優(yōu)點(diǎn)
(I)保證設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，提高運(yùn)行效率；
(2)減少故障率，保證安全性，延長設(shè)備的使用壽命；
(3)控制方式靈活，控制質(zhì)量提高，產(chǎn)品質(zhì)量明顯改善；
(4)自動化控制，`減輕勞動強(qiáng)度，提高管理水平。


圖1是本發(fā)明一個實(shí)施例熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
圖中，排氣系統(tǒng)1、進(jìn)氣系統(tǒng)2以及密閉空間3 ;排氣系統(tǒng)I包括真空泵101、波紋管102、電控通斷閥103、傍路流量控制閥104、擋板閥105和氣體過濾器106 ;進(jìn)氣系統(tǒng)2包括進(jìn)氣管道201、減壓閥202、質(zhì)量流量控制器203、電控通斷閥204、傍路流量控制閥205、玻璃轉(zhuǎn)子流量計206、傍路電控通斷閥207、主路流量控制閥208、主路電控通斷閥209和波紋管 210。
如圖1所示，在該實(shí)施例中，該熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統(tǒng)，包括了進(jìn)氣系統(tǒng)2和排氣系統(tǒng)1，所述進(jìn)氣系統(tǒng)2包括進(jìn)氣管道201，所述進(jìn)氣管道201上設(shè)置有控制裝置以及質(zhì)量流量控制器203，此處，質(zhì)量流量控制器203能夠根據(jù)PLC發(fā)出的指令精確地控制惰性氣體輸入的流量。
其中，進(jìn)氣管道201上設(shè)置的控制裝置為減壓閥202、電控通斷閥204、傍路流量控制閥205、玻璃轉(zhuǎn)子流量計206、傍路電控通斷閥207、主路流量控制閥208以及主路電控通斷閥209。
所述排氣系統(tǒng)I包括排氣管道，所述排氣管道上設(shè)置有抽取真空裝置，在此實(shí)施例中，該抽取真空裝置為真空泵101 ;所述排氣管道上還設(shè)置有氣體過濾器106，用以過濾掉污濁物；所述排氣管道上還設(shè)置有控制裝置，所述控制裝置為電控通斷閥103、傍路流量控制閥104以及擋板閥105。
所述進(jìn)氣系統(tǒng)2和所述排氣系統(tǒng)I通過所述密閉空間3相連接。當(dāng)熱處理用真空爐加熱的密閉空間3真空度達(dá)到高真空時，再向其內(nèi)沖入一定壓力的惰性氣體，此時密閉空間內(nèi)的壓力狀態(tài)是即有一定的壓力，同時又處于真空狀態(tài)。這樣的狀態(tài)，有利于加熱時油氣的蒸發(fā)(真空狀態(tài)，油氣的飽和蒸汽壓降低，易揮發(fā))，同時又有利于氣體的置換循環(huán)。更重要的是要使的密閉空間3內(nèi)的惰性氣體要被不斷的置換，同時還要保持密閉空間3的壓力穩(wěn)定，這樣對表面質(zhì)量要求高的工件最終才能合格。
此系統(tǒng)包含三部分組成，進(jìn)氣系統(tǒng)2、排氣系統(tǒng)I和密閉空間3。當(dāng)進(jìn)氣系統(tǒng)2向密閉空間3內(nèi)的進(jìn)氣量與排氣系統(tǒng)從密閉空間內(nèi)的抽氣量相等時，就能維持密閉空間處于一個恒定的壓力。其中排氣系統(tǒng)的排氣量可以通過設(shè)置流量控制閥手動控制排氣速率，當(dāng)排氣速率確定后，進(jìn)氣系統(tǒng)的進(jìn)氣量可以通過設(shè)置質(zhì)量流量控制器進(jìn)行實(shí)時控制輸入，使得進(jìn)氣速率和排氣速率基本相等，從而實(shí)現(xiàn)了氣體的置換和壓力保持。
進(jìn)氣系統(tǒng)2向熱處理用真空爐的密閉空間3內(nèi)通過不同的流量向其中沖入惰性氣體，排氣系統(tǒng)I不斷的從密閉空間3內(nèi)向外抽出被工件揮發(fā)出來的油氣等污染的惰性氣體。
排氣系統(tǒng)I通過真空泵101從密閉空間3中不斷地抽出被工件揮發(fā)出來的油氣等污染的惰性氣體，惰性氣體先經(jīng)過氣體過濾器106將惰性氣體中的固體污物等過濾掉，然后經(jīng)過擋板閥105、電控通斷閥103和波紋管102，最終被真空泵101排出。其中傍路流量控制閥104可用于調(diào)節(jié)真空泵101從密閉空間3中排出氣體的速率，真空泵101的排氣速率是恒定的，關(guān)閉電控通斷閥103，則惰性 氣體從傍路流量控制閥104中流經(jīng)，傍路流量控制閥104的開度大小決定了真空泵101排出氣體的多少。
進(jìn)氣系統(tǒng)2中惰性 氣體通過進(jìn)氣管路201、主路流量控制閥208、主路電控通斷閥 209和波紋管2010向密閉空間3中快速大流量地沖入惰性氣體，當(dāng)快要到達(dá)設(shè)定壓力值時， 主路電控通斷閥209關(guān)閉，再由減壓閥202、質(zhì)量流量控制器203、電控通斷閥204和波紋管 210組成的微流量控制管路向密閉空間3中沖入惰性氣體，直至到達(dá)設(shè)定壓力值，其中質(zhì)量流量控制器203能夠根據(jù)PLC發(fā)出的指令精確地控制惰性氣體輸入的流量。傍路流量控制閥205、玻璃轉(zhuǎn)子流量計206和傍路電控通斷閥207是作為質(zhì)量流量控制器203組成的微流量控制管路的備用支路，當(dāng)質(zhì)量流量控制器203出現(xiàn)故障時，為了不使生產(chǎn)中斷而使用傍路替代，通過傍路流量控制閥205手動控制流量的大小。
當(dāng)密閉空間3的真空度達(dá)到高真空時，再向密閉空間3內(nèi)沖入一定壓力的惰性氣體，比如說O. 5Bar，這樣的壓力，即是真空，有利于加熱時油氣的蒸發(fā)，同時又有一定的壓力，有利于氣體的置換循環(huán)。當(dāng)進(jìn)氣系統(tǒng)2向密閉空間內(nèi)的進(jìn)氣量與排氣系統(tǒng)I從密閉空間3內(nèi)的抽氣量相等時，就能維持密閉空間3處于一個恒定的壓力。其中排氣系統(tǒng)I的排氣量可以通過傍路流量控制閥104手動調(diào)節(jié)，當(dāng)排氣速率確定后，進(jìn)氣系統(tǒng)2的進(jìn)氣量可以通過質(zhì)量流量控制器203進(jìn)行實(shí)時控制輸入，使得進(jìn)氣速率和排氣速率基本相等，從而實(shí)現(xiàn)了氣體的置換和壓力保持。
應(yīng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統(tǒng)，包括進(jìn)氣系統(tǒng)(2)和排氣系統(tǒng)(1)，所述進(jìn)氣系統(tǒng)(2)包括進(jìn)氣管道，所述進(jìn)氣管道(201)上設(shè)置有控制裝置；所述排氣系統(tǒng)(1)包括排氣管道，所述排氣管道上設(shè)置有抽取真空裝置；其特征在于所述熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統(tǒng)還包括一密閉空間(3)，所述進(jìn)氣系統(tǒng)(2)和所述排氣系統(tǒng)(1)通過所述密閉空間(3)相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統(tǒng)，其特征在于所述進(jìn)氣管道(201)上還設(shè)置有質(zhì)量流量控制器(203 )。
3.如權(quán)利要求2所述的熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統(tǒng)，其特征在于所述質(zhì)量流量控制器(203)能夠根據(jù)PLC發(fā)出的指令精確地控制惰性氣體輸入的流量。
4.如權(quán)利要求1所述的熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統(tǒng)，其特征在于所述控制裝置包括減壓閥(202)、電控通斷閥(204)、傍路流量控制閥(205)以及主路流量控制閥 (208)。
5.如權(quán)利要求1所述的熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統(tǒng)，其特征在于所述排氣管道上還設(shè)置有氣體過濾器(106)。
6.如權(quán)利要求1所述的熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統(tǒng)，其特征在于所述排氣管道上還設(shè)置有控制裝置，所述控制裝置包括電控通斷閥(103 )和傍路流量控制閥(104 )。
7.如權(quán)利要求1所述的熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統(tǒng)，其特征在于所述抽取真空裝置為真空泵(101)。
8.一種利用如權(quán)利要求1所述的熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統(tǒng)的平衡置換方法， 其特征在于首先將所述密閉空間(3)抽成高真空狀態(tài)，當(dāng)熱處理用真空爐加熱的密閉空間(3)真空度達(dá)到高真空時，向其內(nèi)沖入一定壓力的惰性氣體；然后控制進(jìn)氣系統(tǒng)(2)的進(jìn)氣量以及排氣系統(tǒng)(1)的排氣量，使得進(jìn)氣速率和排氣速率基本相等，從而實(shí)現(xiàn)了氣體的平衡置換。
9.如權(quán)利要求8所述的平衡置換方法，其特征在于所述進(jìn)氣系統(tǒng)(2)的進(jìn)氣量通過設(shè)置質(zhì)量流量控制器(203)進(jìn)行實(shí)時控制輸入。
10.如權(quán)利要求8所述的平衡置換方法，其特征在于所述排氣系統(tǒng)(1)的排氣量通過設(shè)置流量控制閥進(jìn)行控制。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統(tǒng)及平衡置換方法，該熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統(tǒng)，包括進(jìn)氣系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)，所述進(jìn)氣系統(tǒng)包括進(jìn)氣管道，所述進(jìn)氣管道上設(shè)置有控制裝置；所述排氣系統(tǒng)包括排氣管道，所述排氣管道上設(shè)置有抽取真空裝置；所述熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統(tǒng)還包括一密閉空間，所述進(jìn)氣系統(tǒng)和所述排氣系統(tǒng)通過所述密閉空間相連接。本發(fā)明熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統(tǒng)能夠保證熱處理用真空爐處理的工件在加熱時揮發(fā)出來的油氣、污物等不斷被置換出加熱的密閉空間，保證了對表面光潔度要求高的工件質(zhì)量合格；同時，在整個加熱過程中，能夠始終保持爐內(nèi)惰性氣體的壓力維持在一個穩(wěn)定的數(shù)值。
文檔編號C21D1/773GK103031417SQ20121058979
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月29日
發(fā)明者楊曄, 陳紅進(jìn) 申請人:江蘇豐東熱技術(shù)股份有限公司