本發(fā)明涉及煙灰缸具領(lǐng)域，特別是涉及一種金屬工件表面還原裝置及其方法。

背景技術(shù)：

金屬的氧化和爐氣或者空氣中的二氧化碳、水和氧氣發(fā)生反應(yīng)的過(guò)程，而氧化皮是金屬表面高溫化后的產(chǎn)物，金屬在低于200℃時(shí)氧化非常緩慢，當(dāng)溫度增至700℃到850℃時(shí)氧化速度開(kāi)始加速，當(dāng)溫度升至1000℃時(shí)氧化速度急劇上升。

金屬表面氧化皮的存在會(huì)造成金屬流失，同時(shí)加快金屬基體的腐蝕速度，從而降低了金屬的使用壽命。而去除金屬表面氧化皮的方法包括兩種，一種是酸洗，二是機(jī)械處理。酸洗是利用酸性溶液去除金屬表面的氧化皮和銹蝕物，但是該方法會(huì)對(duì)環(huán)境帶來(lái)污染。機(jī)械處理是利用砂輪或者剛刷去除金屬表面的氧化皮和銹蝕物，但是該方法勞動(dòng)強(qiáng)度大，一些新鮮金屬也會(huì)被打磨掉，造成金屬二次流失，而且金屬存在打磨不均勻的現(xiàn)象。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提供金屬工件表面還原裝置及其方法，有效地保護(hù)了周?chē)h(huán)境，降低了人工勞動(dòng)強(qiáng)度，避免了金屬的二次流失，避免了金屬表面打磨不均勻的現(xiàn)象，同時(shí)保證了工作效率。

一種金屬工件表面還原裝置，包括入口段、備件段爐體、加熱段爐體、冷卻段爐體和出口段；所述入口段密封安裝在所述備件段爐體的上方，備件段爐體、所述加熱段爐體、所述冷卻段爐體和所述出口段從右至左依次密封連接；入口段的頂部和下部均設(shè)有密封閥，入口段下部設(shè)有位于入口段下部的密封閥上方的入口惰性氣體進(jìn)氣閥，入口段的上部設(shè)有入口排氣閥；出口段的左端和右部也設(shè)有密封閥，出口段的下部設(shè)有出口惰性氣體進(jìn)氣閥，出口段的上方設(shè)有出口排氣閥；加熱段爐體設(shè)有氫氣進(jìn)氣閥和惰性氣體進(jìn)氣閥，冷卻段爐體設(shè)有排氣閥；密封閥包括法蘭、密封板、壓蓋、軸承、閥軸和電機(jī)；法蘭的下部設(shè)有料口，法蘭內(nèi)設(shè)有用于密封料口的密封板，密封板的尺寸與法蘭的內(nèi)壁相適配，密封板的左右部設(shè)有呈對(duì)稱(chēng)的連接孔；法蘭的頂端設(shè)有兩個(gè)與密封板的連接孔同中心線(xiàn)的安裝槽，安裝槽與軸承適配，閥軸的上部與軸承固定連接，閥軸的下端穿過(guò)法蘭的安裝槽與密封板的連接孔螺紋連接，使軸承落入安裝槽中；壓蓋套設(shè)在閥軸上與法蘭的頂端連接，將軸承限制在法蘭的安裝槽內(nèi)；閥軸的頂部設(shè)有從動(dòng)齒輪，從動(dòng)齒輪之間配設(shè)有主動(dòng)齒輪，主動(dòng)齒輪與電機(jī)的轉(zhuǎn)軸連接；加熱段爐體包括爐殼、爐墻、保溫材料和加熱單元，保溫材料填充在爐殼和爐墻之間，加熱單元均布在爐墻內(nèi)部；備件段爐體的內(nèi)腔與入口段對(duì)應(yīng)的位置設(shè)有升降接件裝置，備件段爐體、加熱段爐體、冷卻段爐體和出口段的內(nèi)部設(shè)有位于同一水平線(xiàn)上的輸送輥道。

本發(fā)明的備件段爐體、加熱段爐體和冷卻段爐體的內(nèi)部經(jīng)惰性氣體排空后充滿(mǎn)了氫氣；打開(kāi)入口段頂部的密封閥，將去除表面污漬的金屬工件放入入口段的內(nèi)部，然后關(guān)閉入口段頂部的密封閥，再通過(guò)入口惰性氣體進(jìn)氣閥和入口排氣閥使入口段內(nèi)部充滿(mǎn)惰性氣體；打開(kāi)入口段下部的密封閥，通過(guò)升降接件裝置將入口段內(nèi)部的金屬工件移送至備件段爐體內(nèi)部的輸送軌道上，然后輸送軌道將金屬工件送至加熱段爐體內(nèi)部通過(guò)加熱單元進(jìn)行加熱，金屬工件表面的氧化層與爐膛中的氫氣發(fā)生還原反應(yīng)，從而去除金屬工件表面的氧化皮；然后將表面無(wú)氧化物的金屬工件移送至冷卻段爐體進(jìn)行冷卻；打開(kāi)出口段的出口惰性氣體進(jìn)氣閥和出口排氣閥，將出口段內(nèi)部的空氣進(jìn)行排空，再打開(kāi)出口段右部的密封閥，將冷卻后的金屬工件通過(guò)輸送輥道輸送至出口段內(nèi)部，然后關(guān)閉出口段右部的密封閥，再打開(kāi)出口段左端的密封閥取出金屬工件，獲得表面清潔無(wú)氧化物的金屬工件成品。

本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，保證了工作效率，降低了人工勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)采用氫氣對(duì)金屬工件表面的氧化層進(jìn)行還原，可獲得表面平整的金屬工件，而且有效地保護(hù)了周?chē)沫h(huán)境，避免了金屬的二次流失，提高了金屬的利用率。入口段和出口段的密封閥的設(shè)計(jì)，入口段的入口惰性氣體進(jìn)氣閥和入口排氣閥，以及出口段的出口惰性氣體進(jìn)氣閥和出口排氣閥，可保證放件和取件時(shí)，入口段和出口段內(nèi)部沒(méi)有空氣且充滿(mǎn)惰性氣體，避免了空氣通過(guò)入口段下部的密封閥和出口段右部的密封閥進(jìn)入爐體內(nèi)部，造成安全事故，從而提高了設(shè)備使用的安全性。電機(jī)的轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)主動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)，主動(dòng)齒輪帶動(dòng)從動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)與從動(dòng)齒輪連接的閥軸的轉(zhuǎn)動(dòng)；而閥軸和密封板螺紋連接，閥軸不發(fā)生縱向或者橫向的位移，可實(shí)現(xiàn)密封板在法蘭內(nèi)部沿閥軸的軸向滑動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)法蘭料口的打開(kāi)和關(guān)閉。密封閥采用雙從動(dòng)齒輪、雙閥軸和密封板的雙連接孔的設(shè)計(jì)，提高了密封板在法蘭內(nèi)部移動(dòng)的穩(wěn)定性。壓蓋的設(shè)計(jì)可避免軸承帶動(dòng)閥軸竄出法蘭安裝槽的現(xiàn)象，保證了密封閥的正常工作。

優(yōu)選地，所述法蘭的料口與密封板均呈矩形，密封板的四個(gè)角部倒圓，可避免密封板的角部與法蘭內(nèi)壁發(fā)生刮擦，造成卡頓的現(xiàn)象，從而提高了密封板移動(dòng)的穩(wěn)定性。

優(yōu)選地，所述壓蓋與軸承的外圈之間設(shè)有墊圈，有效地避免了軸承在安裝槽內(nèi)的竄動(dòng)。

優(yōu)選地，所述冷卻段爐體包括內(nèi)殼體和冷卻殼體，冷卻殼體與內(nèi)殼體密封連接，冷卻殼體與內(nèi)殼體之間的空腔形成積水腔，冷卻殼體的下端設(shè)有進(jìn)水口，冷卻殼體的上端設(shè)有出水口。冷卻殼體的進(jìn)水口和出水口的設(shè)計(jì)，保證了冷卻殼體與內(nèi)殼體的積水腔內(nèi)充滿(mǎn)冷卻水，而且實(shí)現(xiàn)了冷卻水的不斷更換，保證了冷卻段爐體的冷卻效率。

優(yōu)選地，所述加熱段爐體的左右兩端均設(shè)有擋板，保證了加熱段爐體內(nèi)部的氫氣量，避免了加熱段爐體內(nèi)部的大量氫氣流動(dòng)至備件段爐體和冷卻段爐體的內(nèi)部，提高了氫氣的利用率。

優(yōu)選地，所述排氣閥設(shè)在冷卻段爐體的左端。

一種金屬工件表面還原方法，使用如上所述的金屬工件表面還原裝置，包括如下步驟：

S1：采用中性洗滌劑和清水清洗金屬工件的表面污漬，然后將其烘干得到表面清潔的金屬工件；驅(qū)動(dòng)入口段頂部的密封閥的電動(dòng)機(jī)，將清潔后的金屬工件放入入口段的內(nèi)部；然后打開(kāi)入口段的入口惰性氣體進(jìn)氣閥，將入口段內(nèi)部的空氣從入口排氣閥排出；

S2：打開(kāi)加熱段爐體的惰性氣體進(jìn)氣閥通過(guò)冷卻段爐體的排氣閥排出備件段爐體、加熱段爐體和冷卻段爐體內(nèi)部的空氣，然后關(guān)閉惰性氣體進(jìn)氣閥，打開(kāi)氫氣進(jìn)氣閥，使氫氣充滿(mǎn)整個(gè)爐膛；

S3：打開(kāi)入口段下部的密封閥，通過(guò)備件段爐體內(nèi)部的升降接件裝置將入口段內(nèi)部的金屬工件接送至備件段爐體的輸送軌道上；

S4：通過(guò)備件段爐體和加熱段爐體的輸送軌道將金屬工件從備件段爐體移送至加熱段爐體，再通過(guò)加熱段爐體內(nèi)部的加熱單元對(duì)金屬工件加熱，爐膛內(nèi)的氫氣對(duì)金屬工件表面的氧化層進(jìn)行還原，最后獲得表面清潔無(wú)氧化物的金屬工件；

S5：通過(guò)輸送輥道將表面無(wú)氧化物的金屬工件從加熱段爐體輸送至冷卻段爐體進(jìn)行冷卻；

S6：打開(kāi)出口段的出口惰性氣體進(jìn)氣閥，將出口段內(nèi)部的空氣通過(guò)出口排氣閥排出；然后打開(kāi)出口段右部的密封閥，通過(guò)輸送軌道將金屬工件從冷卻段爐體移送至出口段內(nèi)部，然后關(guān)閉出口段右部的密封閥；

S7：打開(kāi)出口段左端的密封閥，取出金屬工件，獲得表面清潔無(wú)氧化物的成品金屬工件。

本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：

本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，保證了工作效率，降低了人工勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)采用氫氣對(duì)金屬工件表面的氧化層進(jìn)行還原，可獲得表面平整的金屬工件，而且有效地保護(hù)了周?chē)沫h(huán)境，避免了金屬的二次流失，提高了金屬的利用率。入口段和出口段的密封閥的設(shè)計(jì)，入口段的入口惰性氣體進(jìn)氣閥和入口排氣閥，以及出口段的出口惰性氣體進(jìn)氣閥和出口排氣閥，可保證放件和取件時(shí)，入口段和出口段內(nèi)部沒(méi)有空氣且充滿(mǎn)惰性氣體，避免了空氣通過(guò)入口段下部的密封閥和出口段右部的密封閥進(jìn)入爐體內(nèi)部，造成安全事故，從而提高了設(shè)備使用的安全性。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明具體實(shí)施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)具體實(shí)施方式中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹。在所有附圖中，類(lèi)似的元件或部分一般由類(lèi)似的附圖標(biāo)記標(biāo)識(shí)。附圖中，各元件或部分并不一定按照實(shí)際的比例繪制。

圖1為本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)施例密封閥的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖中，1-入口段，11-入口惰性氣體進(jìn)氣閥，12-入口排氣閥，2-備件段爐體，21-升降接見(jiàn)裝置，3-加熱段爐體，31-惰性氣體進(jìn)氣閥，32-氫氣進(jìn)氣閥，33-爐殼，34-爐墻，35-保溫材料，36-加熱單元，37-擋板，4-冷卻段爐體，41-排氣閥，42-內(nèi)殼體，43-冷卻殼體，44-進(jìn)水口，45-出水口，5-出口段，51-出口惰性氣體進(jìn)氣閥，52-出口排氣閥，6-密封閥，61-法蘭，611-料口，62-密封板，621-連接孔，63-壓蓋，64-軸承，65-閥軸，66-電機(jī)，67-從動(dòng)齒輪，68-主動(dòng)齒輪，7-輸送輥道，8-金屬工件

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，因此只作為示例，而不能以此來(lái)限制本專(zhuān)利的保護(hù)范圍。

如圖1和圖2所示，本實(shí)施例公開(kāi)了一種金屬工件表面還原裝置及其方法，該裝置包括入口段1、備件段爐體2、加熱段爐體3、冷卻段爐體4和出口段5。入口段1密封安裝在備件段爐體2的上方，備件段爐體2、加熱段爐體3、冷卻段爐體4和出口段5從右至左依次密封連接；入口段1的頂部和下部均設(shè)有密封閥6，入口段1下部設(shè)有位于入口段1下部的密封閥6上方的入口惰性氣體進(jìn)氣閥11，入口段1的上部設(shè)有入口排氣閥12；出口段5的左端和右部也設(shè)有密封閥6，出口段5的下部設(shè)有出口惰性氣體進(jìn)氣閥51，出口段5的上方設(shè)有出口排氣閥52；加熱段爐體3設(shè)有氫氣進(jìn)氣閥32和惰性氣體進(jìn)氣閥31，冷卻段爐體4設(shè)有排氣閥41，排氣閥41設(shè)在冷卻段爐體4的左端。加熱段爐體3包括爐殼33、爐墻34、保溫材料35和加熱單元36，保溫材料35填充在爐殼33和爐墻34之間，加熱單元36均布在爐墻34內(nèi)部。備件段爐體2的內(nèi)腔與入口段1對(duì)應(yīng)的位置設(shè)有升降接件裝置21，備件段爐體2、加熱段爐體3、冷卻段爐體4和出口段5的內(nèi)部設(shè)有位于同一水平線(xiàn)上的輸送輥道7。

冷卻段爐體4包括內(nèi)殼體42和冷卻殼體43，冷卻殼體43與內(nèi)殼體42密封連接，冷卻殼體43與內(nèi)殼體42之間的空腔形成積水腔，冷卻殼體43的下端設(shè)有進(jìn)水口44，冷卻殼體43的上端設(shè)有出水口45。冷卻殼體43的進(jìn)水口44和出水口45的設(shè)計(jì)，保證了冷卻殼體43與內(nèi)殼體42的積水腔內(nèi)充滿(mǎn)冷卻水，而且實(shí)現(xiàn)了冷卻水的不斷更換，保證了冷卻段爐體4的冷卻效率。加熱段爐體3的左右兩端均設(shè)有擋板37，保證了加熱段爐體3內(nèi)部的氫氣量，避免了加熱段爐體3內(nèi)部的大量氫氣流動(dòng)至備件段爐體2和冷卻段爐體4的內(nèi)部，提高了了氫氣的利用率。

密封閥6包括法蘭61、密封板62、壓蓋63、軸承64、閥軸65和電機(jī)66；法蘭61的下部設(shè)有料口611，法蘭61內(nèi)設(shè)有用于密封料口611的密封板62，密封板62的尺寸與法蘭61的內(nèi)壁相適配，密封板62的左右部設(shè)有呈對(duì)稱(chēng)的連接孔621。法蘭61的料口611與密封板62均呈矩形，密封板62的四個(gè)角部倒圓，可避免密封板62的角部與法蘭61內(nèi)壁發(fā)生刮擦，造成卡頓的現(xiàn)象，從而提高了密封板62移動(dòng)的穩(wěn)定性。法蘭61的頂端設(shè)有兩個(gè)與密封板62的連接孔621同中心線(xiàn)的安裝槽，安裝槽與軸承64適配，閥軸65的上部與軸承64固定連接，閥軸65的下端穿過(guò)法蘭61的安裝槽與密封板62的連接孔621螺紋連接，使軸承64落入安裝槽中；壓蓋63套設(shè)在閥軸65上與法蘭61的頂端連接，將軸承64限制在法蘭61的安裝槽內(nèi)，壓蓋63與軸承64的外圈之間設(shè)有墊圈，有效地避免了軸承64在安裝槽內(nèi)的竄動(dòng)；閥軸65的頂部設(shè)有從動(dòng)齒輪67，從動(dòng)齒輪67之間配設(shè)有主動(dòng)齒輪68，主動(dòng)齒輪68與電機(jī)66的轉(zhuǎn)軸連接。電機(jī)66的轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)主動(dòng)齒輪68旋轉(zhuǎn)，主動(dòng)齒輪68帶動(dòng)從動(dòng)齒輪67旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)與從動(dòng)齒輪67連接的閥軸65的轉(zhuǎn)動(dòng)；而閥軸65和密封板62螺紋連接，閥軸65不發(fā)生縱向或者橫向的位移，可實(shí)現(xiàn)密封板62在法蘭61內(nèi)部沿閥軸65的軸向滑動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)法蘭61料口611的打開(kāi)和關(guān)閉。密封閥6采用雙從動(dòng)齒輪67、雙閥軸65和密封板62的雙連接孔621的設(shè)計(jì)，提高了密封板62在法蘭61內(nèi)部移動(dòng)的穩(wěn)定性。壓蓋63的設(shè)計(jì)可避免軸承64帶動(dòng)閥軸65竄出法蘭61安裝槽的現(xiàn)象，保證了密封閥6的正常工作。

本發(fā)明的備件段爐體2、加熱段爐體3和冷卻段爐體4的內(nèi)部經(jīng)惰性氣體排空后充滿(mǎn)了氫氣；打開(kāi)入口段1頂部的密封閥6，將去除表面污漬的金屬工件8放入入口段1的內(nèi)部，然后關(guān)閉入口段1頂部的密封閥6，再通過(guò)入口惰性氣體進(jìn)氣閥11和入口排氣閥12使入口段1內(nèi)部充滿(mǎn)惰性氣體；打開(kāi)入口段1下部的密封閥3，通過(guò)升降接件裝置21將入口段1內(nèi)部的金屬工件8移送至備件段爐體1內(nèi)部的輸送軌道7上，然后輸送軌道7將金屬工件8送至加熱段爐體3內(nèi)部通過(guò)加熱單元36進(jìn)行加熱，金屬工件8表面的氧化層與爐膛中的氫氣發(fā)生還原反應(yīng)，從而去除金屬工件8表面的氧化皮；然后將表面無(wú)氧化物的金屬工件8移送至冷卻段爐體4進(jìn)行冷卻；打開(kāi)出口段5的出口惰性氣體進(jìn)氣閥51和出口排氣閥2，將出口段5內(nèi)部的空氣進(jìn)行排空，再打開(kāi)出口段5右部的密封閥6，將冷卻后的金屬工件8通過(guò)輸送輥道7輸送至出口段5內(nèi)部，然后關(guān)閉出口段5右部的密封閥6，再打開(kāi)出口段5左端的密封閥6取出金屬工件8，獲得表面清潔無(wú)氧化物的金屬工件8成品。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，保證了工作效率，降低了人工勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)采用氫氣對(duì)金屬工件表面的氧化層進(jìn)行還原，可獲得表面平整的金屬工件，而且有效地保護(hù)了周?chē)沫h(huán)境，避免了金屬的二次流失，提高了金屬的利用率。入口段1和出口段5的密封閥6的設(shè)計(jì)，入口段1的入口惰性氣體進(jìn)氣閥11和入口排氣閥12，以及出口段5的出口惰性氣體進(jìn)氣閥51和出口排氣閥52，可保證放件和取件時(shí)，入口段1和出口段5內(nèi)部沒(méi)有空氣且充滿(mǎn)惰性氣體，避免了空氣通過(guò)入口段1下部的密封閥6和出口段5右部的密封閥6進(jìn)入爐體內(nèi)部，造成安全事故，從而提高了設(shè)備使用的安全性。

具體的，本實(shí)施例提供一種金屬工件表面還原方法，包括如下步驟：

S1：采用中性洗滌劑和清水清洗金屬工件8的表面污漬，然后將其烘干得到表面清潔的金屬工件8；驅(qū)動(dòng)入口段1頂部的密封閥6的電動(dòng)機(jī)66，將清潔后的金屬工件8放入入口段1的內(nèi)部；然后打開(kāi)入口段1的入口惰性氣體進(jìn)氣閥11，將入口段1內(nèi)部的空氣從入口排氣閥12排出；

S2：打開(kāi)加熱段爐體3的惰性氣體進(jìn)氣閥31通過(guò)冷卻段爐體4的排氣閥41排出備件段爐體2、加熱段爐體3和冷卻段爐體4內(nèi)部的空氣，然后關(guān)閉惰性氣體進(jìn)氣閥31，打開(kāi)氫氣進(jìn)氣閥32，使氫氣充滿(mǎn)整個(gè)爐膛；

S3：打開(kāi)入口段1下部的密封閥6，通過(guò)備件段爐體2內(nèi)部的升降接件裝置21將入口段1內(nèi)部的金屬工件8接送至備件段爐體2的輸送軌道7上；

S4：通過(guò)備件段爐體2和加熱段爐體3的輸送軌道7將金屬工件8從備件段爐體2移送至加熱段爐體3，再通過(guò)加熱段爐體3內(nèi)部的加熱單元36對(duì)金屬工件8加熱，爐膛內(nèi)的氫氣對(duì)金屬工件8表面的氧化層進(jìn)行還原，最后獲得表面清潔無(wú)氧化物的金屬工件8；

S5：通過(guò)輸送輥道7將表面無(wú)氧化物的金屬工件8從加熱段爐體2輸送至冷卻段爐體4進(jìn)行冷卻；

S6：打開(kāi)出口段5的出口惰性氣體進(jìn)氣閥51，將出口段5內(nèi)部的空氣通過(guò)出口排氣閥52排出；然后打開(kāi)出口段5右部的密封閥6，通過(guò)輸送軌道7將金屬工件8從冷卻段爐體4移送至出口段5內(nèi)部，然后關(guān)閉出口段5右部的密封閥6；

S7：打開(kāi)出口段5左端的密封閥6，取出金屬工件8，獲得表面清潔無(wú)氧化物的成品金屬工件8。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求和說(shuō)明書(shū)的范圍當(dāng)中。