專利名稱：感應(yīng)加熱爐的氣體循環(huán)及冷卻設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種感應(yīng)加熱爐的氣體循環(huán)及冷卻設(shè)備。
背景技術(shù)：
在冶金領(lǐng)域中，熔化金屬是十分普遍而重要的工藝。熔化后的金屬能夠用于鑄造各種造型的金屬部件。由于金屬的熔點(diǎn)高，因此熔化金屬需要將金屬加熱到很高的溫度。在高溫下，氧化反應(yīng)更加劇烈，金屬可能會產(chǎn)生氧化反應(yīng)而出現(xiàn)不希望的副產(chǎn)物，并引起對金屬原料的消耗。這一現(xiàn)象在一些稀有金屬的熔化過程中顯得尤為明顯，稀有金屬價格昂貴，如果在熔化過程中因?yàn)檠趸磻?yīng)而出現(xiàn)損耗是十分重大的損失。為了解決金屬在熔化過程中出現(xiàn)氧化的問題，一般會將金屬置于保護(hù)氣體環(huán)境中進(jìn)行加熱熔化。由于金屬熔點(diǎn)高，完成熔化之后溫度很高，傳統(tǒng)的冷卻方式是采用水冷，水 冷由于溫差過大，對金屬熔液有不利影響。而自然冷卻的速度過慢，會影響工作效率。普通氣冷的方式不適用于金屬熔化后的冷卻，因?yàn)槠胀饫洳捎每諝庾鳛檠h(huán)氣體，其中的氧氣在高溫下會對金屬熔液產(chǎn)生氧化作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提出一種能夠防止氧化反應(yīng)的對感應(yīng)加熱爐的氣冷設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，提出一種感應(yīng)加熱爐的氣體循環(huán)及冷卻設(shè)備，包括氣體輸出通路、氣體輸入通路、內(nèi)循環(huán)氣體源和冷卻氣體源。氣體輸出通路包括出氣風(fēng)扇、輸出管道和氣體輸出口，氣體輸出口連通到感應(yīng)加熱爐。氣體輸入通路包括吸氣風(fēng)扇、吸氣管道和氣體輸入口，氣體輸入口連通到感應(yīng)加熱爐。內(nèi)循環(huán)氣體源連接到氣體輸出通路和氣體輸入通路，與氣體輸出通路和氣體輸入通路共同形成內(nèi)循環(huán)氣體路徑。冷卻氣體源連接到氣體輸出通路和氣體輸入通路，與氣體輸出通路和氣體輸入通路共同形成冷卻氣體路徑，冷卻氣體源具有冷卻設(shè)備。其中氣體輸出通路和氣體輸入通路僅與內(nèi)循環(huán)氣體源或者冷卻氣體源的其中之一連通。在一個實(shí)施例中,氣體輸出通路和氣體輸入通路通過換向閥與內(nèi)循環(huán)氣體源和冷卻氣體源連接，換向閥切換使得氣體輸出通路和氣體輸入通路連接到內(nèi)循環(huán)氣體源或者冷卻氣體源。換向閥安裝在出氣風(fēng)扇的前端以及吸氣風(fēng)扇的后端。在一個實(shí)施例中,氣體循環(huán)及冷卻設(shè)備使用惰性氣體。惰性氣體是氮?dú)饣蛘邭鍤狻Ｔ谝粋€實(shí)施例中，冷卻氣體源的冷卻設(shè)備是風(fēng)扇，或者是散熱片。在一個實(shí)施例中，感應(yīng)加熱爐包括爐體、中頻感應(yīng)線圈和電氣控制設(shè)備。爐體包括外層的耐火材料壁和內(nèi)層的爐襯；中頻感應(yīng)線圈安裝在爐襯上。電氣控制設(shè)備連接到中頻感應(yīng)線圈，電氣控制設(shè)備包括變頻器和變壓器。本發(fā)明的感應(yīng)加熱爐的氣體循環(huán)及冷卻設(shè)備設(shè)計(jì)了封閉的氣冷循環(huán)通路，利用惰性氣體作為氣冷的循環(huán)氣體，能夠避免氧化現(xiàn)象的出現(xiàn)。該氣體循環(huán)及冷卻設(shè)備具有內(nèi)循環(huán)通路和冷卻通路，在感應(yīng)加熱爐進(jìn)行加熱時工作于內(nèi)循環(huán)通路，由惰性氣體作為熔化保護(hù)氣體。在需要冷卻時工作于冷卻通路，依舊使用惰性氣體，通過對惰性氣體進(jìn)行冷卻的方式實(shí)現(xiàn)氣冷。


圖I揭示了根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的氣體循環(huán)及冷卻設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式圖I揭示了根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的氣體循環(huán)及冷卻設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖。該氣體循環(huán)及冷卻設(shè)備適用于感應(yīng)加熱爐。感應(yīng)加·熱爐的基本工作原理是將工頻50HZ交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹蓄l(300HZ以上至1000HZ)電流，把三相工頻交流電，整流后變成直流電，再把直流電變?yōu)榭烧{(diào)節(jié)的中頻電流，供給由電容和感應(yīng)線圈里流過的中頻交變電流，在感應(yīng)圈中產(chǎn)生高密度的磁力線，并切割感應(yīng)圈里盛放的金屬材料，在金屬材料中產(chǎn)生很大的渦流。這種渦流同樣具有中頻電流的一些性質(zhì)，即金屬自身的自由電子在有電阻的金屬體里流動要產(chǎn)生熱量。例如，把一根金屬圓柱體放在有交變中頻電流的感應(yīng)圈里，金屬圓柱體沒有與感應(yīng)線圈直接接觸，通電線圈本身溫度已很低，可是圓柱體表面被加熱到發(fā)紅，甚至熔化，而且這種發(fā)紅和熔化的速度只要調(diào)節(jié)頻率大小和電流的強(qiáng)弱就能實(shí)現(xiàn)。如果圓柱體放在線圈中心，那么圓柱體周邊的溫度是一樣的，圓柱體加熱和熔化也沒有產(chǎn)生有害氣體、強(qiáng)光污染環(huán)境。在圖I所示的實(shí)施例中，感應(yīng)加熱爐包括爐體202、中頻感應(yīng)線圈204和電氣控制設(shè)備206。爐體202包括外層的耐火材料壁221和內(nèi)層的爐襯222。中頻感應(yīng)線圈204安裝在爐襯222上。中頻感應(yīng)線圈204的工作頻率為300HZ 1000HZ。電氣控制設(shè)備206連接到中頻感應(yīng)線圈204，電氣控制設(shè)備206控制提供給中頻感應(yīng)線圈204的電源的頻率和電壓。在一個實(shí)施例中，電氣控制設(shè)備206包括變頻器261和變壓器262。變頻器261的作用是把50HZ的三相工頻交流電進(jìn)行整流，變成直流電，再把直流電變?yōu)榭烧{(diào)節(jié)的頻率在300HZ 1000HZ的中頻電流。變壓器262的作用是調(diào)節(jié)電壓高低，以改變提供給中頻感應(yīng)線圈204的電流的大小。繼續(xù)參考圖I所示，該氣體循環(huán)及冷卻設(shè)備100與爐體202連通。該氣體循環(huán)及冷卻設(shè)備100包括氣體輸出通路102、氣體輸入通路104、內(nèi)循環(huán)氣體源106和冷卻氣體源108。氣體輸出通路102包括出氣風(fēng)扇121、輸出管道122和氣體輸出口 123。氣體輸出口 123連通到感應(yīng)加熱爐的爐體202。出氣風(fēng)扇121的作用是加強(qiáng)氣體流通速度，提高循環(huán)氣體的壓力。輸出管道122連接出氣風(fēng)扇121和氣體輸出口 123。氣體輸出口 123將氣體輸送至爐體202內(nèi)。氣體輸入通路104包括吸氣風(fēng)扇141、吸氣管道142和氣體輸入口 143。氣體輸入口 143連通到感應(yīng)加熱爐的爐體202。吸氣風(fēng)扇141的作用是加強(qiáng)氣體流通速度，提高循環(huán)氣體的壓力。吸氣管道142連接吸氣風(fēng)扇141和氣體輸入口 143。氣體輸入口 143將爐體202內(nèi)的氣體吸出。內(nèi)循環(huán)氣體源106連接到氣體輸出通路102和氣體輸入通路104，內(nèi)循環(huán)氣體源106與氣體輸出通路102和氣體輸入通路104共同形成內(nèi)循環(huán)氣體路徑。冷卻氣體源108連接到氣體輸出通路102和氣體輸入通路104，冷卻氣體源108與氣體輸出通路102和氣體輸入通路104共同形成冷卻氣體路徑，冷卻氣體源108具有冷卻設(shè)備181。在圖I所示的實(shí)施例中，冷卻設(shè)備181是風(fēng)扇。冷卻設(shè)備也可以是散熱片。或者綜合使用風(fēng)扇和散熱片。氣體輸出通路102和氣體輸入通路104僅與內(nèi)循環(huán)氣體源106或者冷卻氣體源108的其中之一連通。在一個實(shí)施例中，該氣體循環(huán)及冷卻設(shè)備100使用惰性氣體，比如氮?dú)饣蛘邭鍤狻Ｍㄟ^在內(nèi)循環(huán)氣體源106或者冷卻氣體源108之間進(jìn)行切換，能夠形成兩種氣體循環(huán)模式I)內(nèi)循環(huán)模式，此時惰性氣體充當(dāng)保護(hù)氣，使得金屬能夠在惰性氣體環(huán)境中熔化。由于金屬熔化需要維持在高溫下，因此采用內(nèi)循環(huán)可以避免熱損失，提高熔化的效率。2)冷卻模式，此時惰性氣體充當(dāng)冷卻載體，使得金屬能夠在惰性氣體環(huán)境中冷卻。惰性氣體通過高溫的爐體，吸熱后升溫，然后進(jìn)入冷卻氣體源，由冷卻設(shè)備冷卻降溫，降溫后的惰性氣體再次進(jìn)入到爐體中，如此循環(huán)實(shí)現(xiàn)對爐體的冷卻降溫。 在圖示的實(shí)施例中，氣體輸出通路102和氣體輸入通路104通過換向閥110與內(nèi)循環(huán)氣體源106和冷卻氣體源108連接。換向閥110切換使得氣體輸出通路102和氣體輸入通路104連接到內(nèi)循環(huán)氣體源106或者冷卻氣體源108。如圖所示，換向閥110分別安裝在出氣風(fēng)扇121的前端以及吸氣141風(fēng)扇的后端，此處所說的前、后端是以氣流方向作為參考，氣體行進(jìn)方向的前方視為前端，相反的視為后端。需要注意的是，兩個換向閥110是同步工作，及同步切換到內(nèi)循環(huán)氣體源106或者同步切換到冷卻氣體源108。本發(fā)明的感應(yīng)加熱爐的氣體循環(huán)及冷卻設(shè)備設(shè)計(jì)了封閉的氣冷循環(huán)通路，利用惰性氣體作為氣冷的循環(huán)氣體，能夠避免氧化現(xiàn)象的出現(xiàn)。該氣體循環(huán)及冷卻設(shè)備具有內(nèi)循環(huán)通路和冷卻通路，在感應(yīng)加熱爐進(jìn)行加熱時工作于內(nèi)循環(huán)通路，由惰性氣體作為熔化保護(hù)氣體。在需要冷卻時工作于冷卻通路，依舊使用惰性氣體，通過對惰性氣體進(jìn)行冷卻的方式實(shí)現(xiàn)氣冷。
權(quán)利要求
1.一種感應(yīng)加熱爐的氣體循環(huán)及冷卻設(shè)備，其特征在于，包括 氣體輸出通路，包括出氣風(fēng)扇、輸出管道和氣體輸出口，氣體輸出口連通到感應(yīng)加熱爐； 氣體輸入通路，包括吸氣風(fēng)扇、吸氣管道和氣體輸入口，氣體輸入口連通到感應(yīng)加熱爐；· 內(nèi)循環(huán)氣體源，連接到氣體輸出通路和氣體輸入通路，與氣體輸出通路和氣體輸入通路共同形成內(nèi)循環(huán)氣體路徑； 冷卻氣體源，連接到氣體輸出通路和氣體輸入通路，與氣體輸出通路和氣體輸入通路共同形成冷卻氣體路徑，冷卻氣體源具有冷卻設(shè)備； 其中氣體輸出通路和氣體輸入通路僅與內(nèi)循環(huán)氣體源或者冷卻氣體源的其中之一連通。
2.如權(quán)利要求I所述的感應(yīng)加熱爐的氣體循環(huán)及冷卻設(shè)備，其特征在于，所述氣體輸出通路和氣體輸入通路通過換向閥與內(nèi)循環(huán)氣體源和冷卻氣體源連接，換向閥切換使得氣體輸出通路和氣體輸入通路連接到內(nèi)循環(huán)氣體源或者冷卻氣體源。
3.如權(quán)利要求2所述的感應(yīng)加熱爐的氣體循環(huán)及冷卻設(shè)備，其特征在于，換向閥安裝在出氣風(fēng)扇的前端以及吸氣風(fēng)扇的后端。
4.如權(quán)利要求I所述的感應(yīng)加熱爐的氣體循環(huán)及冷卻設(shè)備，其特征在于，該氣體循環(huán)及冷卻設(shè)備使用惰性氣體。
5.如權(quán)利要求4所述的感應(yīng)加熱爐的氣體循環(huán)及冷卻設(shè)備，其特征在于，所述惰性氣體是氮?dú)饣蛘逫S氣。
6.如權(quán)利要求I所述的感應(yīng)加熱爐的氣體循環(huán)及冷卻設(shè)備，其特征在于，所述冷卻氣體源的冷卻設(shè)備是風(fēng)扇。
7.如權(quán)利要求I所述的感應(yīng)加熱爐的氣體循環(huán)及冷卻設(shè)備，其特征在于，所述冷卻氣體源的冷卻設(shè)備是散熱片。
8.如權(quán)利要求I所述的感應(yīng)加熱爐的氣體循環(huán)及冷卻設(shè)備，其特征在于，所述感應(yīng)加熱爐包括爐體、中頻感應(yīng)線圈和電氣控制設(shè)備。
9.如權(quán)利要求8所述的感應(yīng)加熱爐的氣體循環(huán)及冷卻設(shè)備，其特征在于，所述爐體包括外層的耐火材料壁和內(nèi)層的爐襯；中頻感應(yīng)線圈安裝在爐襯上。
10.如權(quán)利要求8所述的感應(yīng)加熱爐的氣體循環(huán)及冷卻設(shè)備，其特征在于，所述電氣控制設(shè)備連接到中頻感應(yīng)線圈，所述電氣控制設(shè)備包括變頻器和變壓器。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種感應(yīng)加熱爐的氣體循環(huán)及冷卻設(shè)備，包括氣體輸出通路、氣體輸入通路、內(nèi)循環(huán)氣體源和冷卻氣體源。氣體輸出通路包括出氣風(fēng)扇、輸出管道和氣體輸出口，氣體輸出口連通到感應(yīng)加熱爐。氣體輸入通路包括吸氣風(fēng)扇、吸氣管道和氣體輸入口，氣體輸入口連通到感應(yīng)加熱爐。內(nèi)循環(huán)氣體源連接到氣體輸出通路和氣體輸入通路，與氣體輸出通路和氣體輸入通路共同形成內(nèi)循環(huán)氣體路徑。冷卻氣體源連接到氣體輸出通路和氣體輸入通路，與氣體輸出通路和氣體輸入通路共同形成冷卻氣體路徑，冷卻氣體源具有冷卻設(shè)備。其中氣體輸出通路和氣體輸入通路僅與內(nèi)循環(huán)氣體源或者冷卻氣體源的其中之一連通。
文檔編號F27D9/00GK102914168SQ20121046622
公開日2013年2月6日 申請日期2012年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月18日
發(fā)明者李金昌 申請人:昆山市大金機(jī)械設(shè)備廠