【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明屬于化工機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域，特別是涉及一種用于電飯煲內(nèi)膽滲氮處理的井式爐。

背景技術(shù)：

電飯煲內(nèi)膽表面為了增加材料的表面硬度、耐磨性、耐疲勞性和耐腐蝕性，一般會(huì)進(jìn)行滲氮處理。滲氮，是在一定溫度下一定介質(zhì)中使氮原子滲入工件表層的化學(xué)熱處理工藝。常見有液體滲氮、氣體滲氮、離子滲氮。傳統(tǒng)的氣體滲氮是把工件放入密封容器中，通以流動(dòng)的氨氣并加熱，保溫較長時(shí)間后，氨氣熱分解產(chǎn)生活性氮原子，不斷吸附到工件表面，并擴(kuò)散滲入工件表層內(nèi)，從而改變表層的化學(xué)成分和組織，獲得優(yōu)良的表面性能。

目前的滲氮處理所用的井式爐結(jié)構(gòu)不合理，造成爐體氣體不純，工件在高溫條件下容易氧化，從而影響被加熱工件的表面精度和質(zhì)量；并且存在爐體內(nèi)部上、下溫差大，爐內(nèi)氣體不一致，造成滲氮層不均勻，被加工件易變形，工作效率低、耗能較高。

本發(fā)明對(duì)井式爐進(jìn)行了改造，在爐蓋加裝了密封式風(fēng)機(jī)、真空泵裝置、氣體制冷循環(huán)系統(tǒng)和液體冷凝循環(huán)系統(tǒng)，使井式爐的冷凝效果好，降低冷凝時(shí)間，同時(shí)使氮?dú)饪裳h(huán)使用，加上爐罐可長期使用而無需更換，節(jié)約大量生產(chǎn)成本。

經(jīng)過檢索得到以下文獻(xiàn)：

中國專利：氮、碳、氧多元復(fù)合滲井式爐，申請(qǐng)?zhí)枺?00620087242.x，摘要：本實(shí)用新型提供了一種氮、碳、氧多元復(fù)合滲井式爐，屬于一種對(duì)桿、管狀工件的外表面進(jìn)行防腐、耐磨處理的裝置，它有爐體外殼，爐體外殼內(nèi)有保溫隔熱層，保溫隔熱層內(nèi)壁上安裝有一組電熱絲，電熱絲內(nèi)側(cè)有爐罐，爐罐內(nèi)通過支架安裝有導(dǎo)風(fēng)筒，安裝在爐體上部的進(jìn)排氣管與爐罐內(nèi)腔相通，進(jìn)排氣管上連通有氮?dú)夤?，安裝在上蓋上的風(fēng)機(jī)裝置上的風(fēng)扇葉片位于導(dǎo)風(fēng)筒上方，安裝在爐體外殼下部的另一風(fēng)機(jī)裝置上的另一風(fēng)扇葉片位于導(dǎo)風(fēng)筒的下方，由于風(fēng)機(jī)裝置的存在，使得爐內(nèi)溫度均勻，上、下溫差只有±1℃，爐內(nèi)氣體均勻，處理后的被加工件上的滲層均勻致密、表面光滑、硬度得到提高、金相組織好，工作溫度低，滲透快，工作效率高，耗能低。缺點(diǎn)：電機(jī)上的軸承沒有冷卻系統(tǒng)，軸承工作溫度過高，容易燒壞電機(jī)；該實(shí)用新型系統(tǒng)沒有采用真空系統(tǒng)和緊鎖裝置，其密封及冷凝效果不好，效率低、耗能高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種專用于加工電飯煲內(nèi)膽的井式爐，解決目前國內(nèi)電飯煲內(nèi)膽氮化處理時(shí)冷凝時(shí)間較長、冷凝效率不高、氮?dú)獠荒苎h(huán)使用、密封性不好電機(jī)容易損壞和機(jī)器維修不便的問題。

為解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種用于電飯煲內(nèi)膽滲氮處理的井式爐，包括爐體和爐蓋，所述爐體包括內(nèi)筒、加熱層和外筒，所述內(nèi)筒外側(cè)面依次套設(shè)加熱層和外筒，所述加熱層內(nèi)設(shè)加熱裝置；所述內(nèi)筒頂部蓋有爐蓋；所述爐蓋上設(shè)置有真空管、滲氨管和滲氮管，所述真空管、滲氨管和滲氮管均穿設(shè)爐蓋并延伸至內(nèi)筒內(nèi)；所述真空管連接真空泵，所述滲氨管連接液氨存儲(chǔ)罐，所述滲氮管連接液氮存儲(chǔ)罐；所述真空泵、液氨存儲(chǔ)罐和液氮存儲(chǔ)罐均位于爐蓋外側(cè)；

所述爐蓋朝向內(nèi)筒一側(cè)上安裝有密封式風(fēng)機(jī)，所述密封式風(fēng)機(jī)的主軸穿設(shè)爐蓋，并通過軸承連接位于所述爐蓋外側(cè)的電機(jī)；所述軸承外側(cè)面環(huán)繞有第一冷卻器；所述爐蓋外側(cè)面環(huán)繞設(shè)置有第二冷卻器；

所述爐蓋上還設(shè)置有氮?dú)饣厥展?，所述氮?dú)饣厥展艽┰O(shè)爐蓋并延伸至內(nèi)筒內(nèi)；所述氮?dú)饣厥展芤来芜B接位于爐蓋外側(cè)的氮?dú)饣厥诊L(fēng)機(jī)和冷凝器，所述冷凝器再連接液氮存儲(chǔ)罐。

進(jìn)一步地，所述用于電飯煲內(nèi)膽滲氮處理的井式爐還包括水泵，所述水泵通過冷卻管連接所述第二冷卻器；所述冷卻管穿設(shè)冷凝器，后連接所述第二冷卻器。

進(jìn)一步地，所述冷卻管的材料為gh3600合金管。

進(jìn)一步地，所述爐蓋還設(shè)有溫度計(jì)，所述溫度計(jì)穿設(shè)爐蓋并延伸至內(nèi)筒內(nèi)。

進(jìn)一步地，所述內(nèi)筒與爐蓋的連接處設(shè)有環(huán)形凹槽，所述環(huán)形凹槽內(nèi)安裝有環(huán)形密封圈。

進(jìn)一步地，所述環(huán)形密封圈的材料為耐火材料。

本發(fā)明具有以下有益效果：

1.本發(fā)明在爐蓋上設(shè)置的氮?dú)饣厥展芘c氮?dú)饣厥诊L(fēng)機(jī)、冷凝器和液氮存儲(chǔ)罐組成氮?dú)饣厥昭h(huán)系統(tǒng)，一方面可充分利用電飯煲內(nèi)膽滲氮反應(yīng)中排出的氮?dú)?，?jīng)過回收和分離，作為制冷劑，降低冷卻管內(nèi)的液體溫度，通過熱傳導(dǎo)，迅速降低爐蓋的溫度，進(jìn)一步使得井式爐的內(nèi)筒能夠在較短時(shí)間內(nèi)迅速冷卻，大大減少冷卻時(shí)間，提高冷卻效率，同時(shí)冷卻管內(nèi)的液體也能循環(huán)使用；另一方面將冷凝過后的氮?dú)膺M(jìn)入液氮存儲(chǔ)罐，使用氮?dú)鈺r(shí)通過滲氮管接入內(nèi)筒，重新在井式爐內(nèi)進(jìn)行滲氮反應(yīng)，使得氮?dú)饽軌驅(qū)崿F(xiàn)重復(fù)循環(huán)利用，不但大大降低了生產(chǎn)成本，還實(shí)現(xiàn)了低碳環(huán)保生產(chǎn)。

2.本發(fā)明的爐蓋中央設(shè)有密封式風(fēng)機(jī)，加熱時(shí)循環(huán)流動(dòng)的氣體，并從內(nèi)筒取得熱量傳給工件，使井式爐內(nèi)的熱量得到流通和循環(huán)，減小井式爐內(nèi)的溫度差，避免了生產(chǎn)時(shí)的溫度不均使電飯煲內(nèi)膽變形。密封式風(fēng)機(jī)安裝在爐蓋，具有使用和維護(hù)方便等特點(diǎn)；密封式風(fēng)機(jī)的還設(shè)有第一冷卻器，能夠及時(shí)、快速的冷卻密封式風(fēng)機(jī)主軸在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的大量的熱量，進(jìn)而保證了密封式風(fēng)機(jī)的能夠長時(shí)間正常運(yùn)轉(zhuǎn)，減少了零部件的損耗，提高密封式風(fēng)機(jī)的使用壽命。

3.本發(fā)明在爐蓋和內(nèi)筒的連接處設(shè)有由耐火材料制作而成環(huán)形密封圈，能夠耐長時(shí)間的高溫而不變形、不容易氧化，延長使用壽命，而且密封圈能夠和爐蓋緊密契合，將內(nèi)筒的流動(dòng)氣體空間和外部空間完全隔開，加強(qiáng)了兩者之間的密封性。

【附圖說明】

圖1是本發(fā)明一種專用于電飯煲內(nèi)膽氮化處理的井式爐的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1的a處局部剖視圖的放大圖；

圖中序號(hào)：1、爐體；2、爐蓋；3、外筒；4、加熱層；5、內(nèi)筒；6、水泵；7、冷卻管；8、冷凝器；9、氮?dú)饣厥诊L(fēng)機(jī)；10、氮?dú)饣厥展埽?1、液氮存儲(chǔ)罐；12、滲氮管；13、液氨存儲(chǔ)罐；14、滲氨管；15、真空泵；16、真空管；17、密封式風(fēng)機(jī)；18、電機(jī)；19、軸承；20、第一冷卻器；21、溫度計(jì)；22、第二冷卻器；23、環(huán)形密封圈。

【具體實(shí)施方式】

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明，但本發(fā)明并不限于以下實(shí)施例。

在本發(fā)明的一種較佳實(shí)施方式中，如圖1-2所示，一種用于電飯煲內(nèi)膽滲氮處理的井式爐，包括一爐體1、一爐蓋2、一電機(jī)18、一氮?dú)饣厥诊L(fēng)機(jī)9、一冷凝器8和一液氮存儲(chǔ)罐11，爐體包括一內(nèi)筒5、一加熱層4和一外筒3，內(nèi)筒5外側(cè)面依次套設(shè)加熱層4和外筒3。內(nèi)筒5頂部蓋有爐蓋2，爐蓋2朝向內(nèi)筒5一側(cè)上安裝有一密封式風(fēng)機(jī)17，密封式風(fēng)機(jī)17的主軸穿設(shè)爐蓋2，并通過軸承19連接位于所述爐蓋2外側(cè)的電機(jī)18；軸承19外側(cè)面環(huán)繞有第一冷卻器20，第一冷卻器20用于冷卻軸承19，進(jìn)而冷卻電機(jī)18的輸出軸和密封式風(fēng)機(jī)17的主軸；爐蓋2外側(cè)面環(huán)繞設(shè)置有第二冷卻器22，第二冷卻器22用于冷卻爐蓋2，以使?fàn)t蓋2在滲氮過程的溫度降低，避免燙傷人，同時(shí)，也能夠在滲氮結(jié)束后加快井式爐的降溫過程。爐蓋2上還設(shè)置有一真空管16、一滲氨管14、一滲氮管12和一氮?dú)饣厥展?0，真空管16、滲氨管14、滲氮管12和氮?dú)饣厥展?0均穿設(shè)爐蓋2并延伸至內(nèi)筒5內(nèi)；真空管16連接真空泵15，滲氨管14連接液氨存儲(chǔ)罐13，滲氮管12連接液氮存儲(chǔ)罐11，氮?dú)饣厥展?0依次連接氮?dú)饣厥诊L(fēng)機(jī)9和冷凝器8，冷凝器8再連接液氮存儲(chǔ)罐11；真空泵15、液氨存儲(chǔ)罐13、液氮存儲(chǔ)罐11、氮?dú)饣厥诊L(fēng)機(jī)10和冷凝器8均位于爐蓋外側(cè)。爐蓋2朝向內(nèi)筒5一側(cè)上安裝有一密封式風(fēng)機(jī)17，密封式風(fēng)機(jī)17通過軸承19連接電機(jī)18；軸承19外側(cè)面環(huán)繞有第一冷卻器20；爐蓋2外側(cè)面環(huán)繞設(shè)置有第二冷卻器22。

進(jìn)一步地，加熱層4內(nèi)設(shè)一加熱裝置，該加熱裝置用于加熱內(nèi)筒5，以為滲氮反應(yīng)提供熱源。

進(jìn)一步地，爐蓋2用于密閉內(nèi)筒5，其上設(shè)有一溫度計(jì)21。該溫度計(jì)21穿設(shè)爐蓋2并延伸至內(nèi)筒5內(nèi)，用于檢測(cè)內(nèi)筒5內(nèi)的溫度。

進(jìn)一步地，滲氨管14、滲氮管12和氮?dú)饣厥展?0上均設(shè)有一閥門，分別為滲氮閥門、滲氨閥門和回收閥門，以控制滲氨管或者滲氮管或者氮?dú)饣厥展艿耐〝唷?/p>

進(jìn)一步地，所述井式爐還包括水泵6，水泵6通過冷卻管7連接第二冷卻器22；冷卻管7穿設(shè)冷凝器8，后連接所述第二冷卻器22，以利用冷凝器8冷卻第二冷卻器22的冷卻水。優(yōu)選地，冷卻管7的材料為gh3600合金管。

進(jìn)一步地，內(nèi)筒5與爐蓋2的連接處設(shè)有一環(huán)形凹槽，環(huán)形凹槽內(nèi)安裝有環(huán)形密封圈，以增加內(nèi)筒5和爐蓋2的密閉性；優(yōu)選地，環(huán)形密封圈的材料為耐火材料，以防環(huán)形密封圈在內(nèi)筒滲氮反應(yīng)時(shí)因溫度過高而融化。

在本實(shí)施例中，氮?dú)饣厥展軐?nèi)筒5、氮?dú)饣厥诊L(fēng)機(jī)9、冷凝器8和液氮存儲(chǔ)罐11連成一個(gè)氮?dú)饣厥障到y(tǒng)，以將內(nèi)筒5中未反應(yīng)的氮?dú)膺M(jìn)行回收，避免氮?dú)獾睦速M(fèi)。優(yōu)選地，冷凝器8工作時(shí)的壓力為101.325kpa，溫度為負(fù)196-205℃，以確保氮?dú)庖夯?，并以液體形式回收至液氮存儲(chǔ)罐11，能夠冷凝。

本發(fā)明的滲氮處理過程：將電飯煲內(nèi)膽工件放入井式爐的內(nèi)筒5內(nèi)，蓋上爐蓋1，啟動(dòng)真空泵15，當(dāng)氣壓顯示器顯示內(nèi)筒5的壓力為-0.1mpa時(shí)，打開滲氮管12上的滲氮閥門，以0.5l/min的速度充入氮?dú)?0min，然后關(guān)閉滲氮閥門，接著啟動(dòng)加熱裝置和電機(jī)18，加熱裝置以30℃/min的速度對(duì)內(nèi)筒5進(jìn)行加熱，密封式風(fēng)機(jī)17以2000r/min的速度運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)溫度計(jì)21顯示為550℃時(shí)，打開滲氨管14上的滲氨閥門，以0.5l/min的速度充入氨氣60min，并與氮?dú)夤餐饔?，在?nèi)筒5的壓力為0.3mpa，溫度550℃的條件下對(duì)電飯煲內(nèi)膽進(jìn)行滲氮處理25h后，電飯煲內(nèi)膽完成滲氮處理。

本發(fā)明的工作原理及過程：一種用于電飯煲內(nèi)膽滲氮處理的井式爐工作時(shí)先打開爐蓋1，將電飯煲內(nèi)膽工件放入內(nèi)筒5內(nèi)，然后蓋上爐蓋1；接著啟動(dòng)真空泵15，并觀察氣壓顯示器，當(dāng)氣壓顯示器顯示內(nèi)筒5的壓力為-0.1mpa時(shí)，打開滲氮管12上的滲氮閥門，直至內(nèi)筒5充滿氮?dú)夂箨P(guān)閉滲氮閥門；然后，啟動(dòng)加熱裝置、電機(jī)18、第一冷卻器20、第二冷卻器22、水泵和冷凝器8，加熱裝置對(duì)內(nèi)筒5加熱，密封式風(fēng)機(jī)17運(yùn)轉(zhuǎn)，第一冷卻器20冷卻軸承19，第二冷卻器22冷卻爐蓋2，其冷卻水在水泵8的作用下流至冷凝器8內(nèi)，并在冷凝器8內(nèi)得到冷卻，后再返回至第二冷卻器22內(nèi)再次冷卻爐蓋2；同時(shí)，觀察溫度計(jì)21，當(dāng)溫度升到550℃時(shí)，打開滲氨管14上的滲氨閥門，使液氨存儲(chǔ)罐13的液氨進(jìn)入內(nèi)筒5，液氨在常壓條件下變成氨氣，并與氮?dú)夤餐饔?，?nèi)筒5內(nèi)進(jìn)行滲氮反應(yīng)，然后控制內(nèi)筒5內(nèi)的壓力為0.3mpa，并使內(nèi)筒5保持550℃；內(nèi)筒5內(nèi)的電飯煲內(nèi)膽工件連續(xù)反應(yīng)25h后，關(guān)閉加熱裝置，內(nèi)筒5停止加熱，后打開氮?dú)饣厥展?0上的回收閥門、啟動(dòng)氮?dú)饣厥诊L(fēng)機(jī)9和打開冷凝器8，并調(diào)節(jié)冷凝器8的壓力為101.325kpa、溫度為負(fù)205℃，內(nèi)筒5內(nèi)未反應(yīng)的氮?dú)馔ㄟ^氮?dú)饣厥展芰魅肜淠?，并在冷凝器8中冷凝成液氮，后進(jìn)入液氮存儲(chǔ)罐11；在氨氣回收冷凝的同時(shí)，第一冷卻器20、第二冷卻器22、水泵6也繼續(xù)開啟。冷卻2小時(shí)后觀察溫度計(jì)21，當(dāng)溫度計(jì)顯示內(nèi)筒內(nèi)的溫度為350℃時(shí)，關(guān)閉電機(jī)、密封式風(fēng)機(jī)、第一冷卻器、第二冷卻器、水泵和冷凝器，并打開爐蓋1，取出電飯煲內(nèi)膽工件，即完成井式爐的工作過程。

本發(fā)明在爐蓋上設(shè)置的氮?dú)饣厥展芘c氮?dú)饣厥诊L(fēng)機(jī)、冷凝器和液氮存儲(chǔ)罐組成氮?dú)饣厥昭h(huán)系統(tǒng)，一方面可充分利用電飯煲內(nèi)膽滲氮反應(yīng)中排出的氮?dú)猓?jīng)過回收和分離，作為制冷劑，降低冷卻管內(nèi)的液體溫度，通過熱傳導(dǎo)，迅速降低爐蓋的溫度，進(jìn)一步使得井式爐的內(nèi)筒能夠在較短時(shí)間內(nèi)迅速冷卻，大大減少冷卻時(shí)間，提高冷卻效率，同時(shí)冷卻管內(nèi)的液體也能循環(huán)使用；另一方面將冷凝過后的氮?dú)膺M(jìn)入液氮存儲(chǔ)罐，使用氮?dú)鈺r(shí)通過滲氮管接入內(nèi)筒，重新在井式爐內(nèi)進(jìn)行滲氮反應(yīng)，使得氮?dú)饽軌驅(qū)崿F(xiàn)重復(fù)循環(huán)利用，不但大大降低了生產(chǎn)成本，還實(shí)現(xiàn)了低碳環(huán)保生產(chǎn)。

本發(fā)明的爐蓋中央設(shè)有密封式風(fēng)機(jī)，加熱時(shí)循環(huán)流動(dòng)的氣體，并從內(nèi)筒取得熱量傳給工件，使井式爐內(nèi)的熱量得到流通和循環(huán)，減小井式爐內(nèi)的溫度差，避免了生產(chǎn)時(shí)的溫度不均使電飯煲內(nèi)膽變形。密封式風(fēng)機(jī)安裝在爐蓋，具有使用和維護(hù)方便等特點(diǎn)；密封式風(fēng)機(jī)的還設(shè)有第一冷卻器，能夠及時(shí)、快速的冷卻密封式風(fēng)機(jī)主軸在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的大量的熱量，進(jìn)而保證了密封式風(fēng)機(jī)的能夠長時(shí)間正常運(yùn)轉(zhuǎn)，減少了零部件的損耗，提高密封式風(fēng)機(jī)的使用壽命。

本發(fā)明在爐蓋和內(nèi)筒的連接處設(shè)有由耐火材料制作而成環(huán)形密封圈，能夠耐長時(shí)間的高溫而不變形、不容易氧化，延長使用壽命，而且密封圈能夠和爐蓋緊密契合，將內(nèi)筒的流動(dòng)氣體空間和外部空間完全隔開，加強(qiáng)了兩者之間的密封性。

上述說明是針對(duì)本發(fā)明較佳可行實(shí)施例的詳細(xì)說明，但實(shí)施例并非用以限定本發(fā)明的專利申請(qǐng)范圍，凡本發(fā)明所提示的技術(shù)精神下所完成的同等變化或修飾變更，均應(yīng)屬于本發(fā)明所涵蓋專利范圍。