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一種真空爐的制作方法

文檔序號:5481752閱讀:328來源:國知局
一種真空爐的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種真空爐,包括爐體和設置于所述爐體的風機,所述風機包括:電機,包括電機本體和電機軸;葉輪,設置于所述電機軸;磁流體密封裝置,設置于所述電機軸;其中,所述電機本體和所述磁流體密封裝置位于所述爐體外,所述葉輪位于所述爐體內。本實用新型的真空爐中,電機在通風良好的環(huán)境下工作,使得電機工作溫度與環(huán)境溫度相同,避免了電機溫升嚴重的問題,也不存在電機軸熱脹冷縮,過渡膨脹導致的過載問題,對所使用電機的耐熱性能也沒有特別要求,同時也避免了電機內部吸附氣體和潤滑脂對爐內真空指標的影響。
【專利說明】一種真空爐

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種真空爐,具體為一種安裝有風機的真空熱處理爐。

【背景技術】
[0002]真空熱處理爐包括真空淬火、真空回火、真空退火、真空釬焊、真空燒結等幾大類型的設備。大部分真空熱處理爐都配置有氣冷系統(tǒng),氣冷系統(tǒng)包括冷卻風機和熱交換器,通過氣冷系統(tǒng)可實現(xiàn)對工件的快速冷卻。如真空氣冷淬火爐,主要通過風機提供的循環(huán)氣流對工件進行冷卻淬火。而其它設備配置氣冷系統(tǒng),則是為了提高生產效率,縮短單爐生產周期。
[0003]真空熱處理爐對爐體的泄漏率要求非常嚴格,一般在0.67Pa/h以下。風機由電機驅動,通常轉速為2900r/min,這使得電機軸上密封裝置的密封效果和使用壽命難以滿足要求。
[0004]目前現(xiàn)有技術基本都采用電機內置的方式安裝風機,也就是將電機直接安裝于爐內的真空室,如圖1所示,現(xiàn)有技術的真空爐包括爐體1、電機罩81、電機82、電機座83、安裝座84和葉輪3。其中,葉輪3安裝于電機82的軸的端部,電機82通過電機座83和安裝座84設置于真空爐,在電機82外部設置有電機罩81,使得電機82和葉輪3均位于真空環(huán)境內。然而,電機安裝在真空室內會帶來很多問題:
[0005]I).電機的散熱效果不好。由于安裝在真空室這樣一個密閉環(huán)境,使得電機長期處于過熱的工作狀態(tài),其溫度有時可以達到100°c甚至更高,導致電機的耐熱性能和使用壽命受到極大影響。此外,高溫會使電機軸膨脹伸長,當膨脹量超過前后軸承預留的間隙時,會帶來額外的負載,極易導致電機因過載而燒壞。
[0006]2).電機對設備真空環(huán)境造成影響。電機兩端采用的是加潤滑脂的軸承,在較高的真空環(huán)境下,蒸發(fā)為氣體的潤滑脂和電機定子吸附的大量氣體,對設備真空環(huán)境的潔凈程度造成極大影響卻又不容易排出。這些氣體成分復雜,攜帶大量的具有氧化和滲碳效果的成分,有時甚至會導致被處理工件報廢。為了杜絕潤滑脂污染工件,可采取電機不加潤滑脂的辦法,這就使得電機在缺少潤滑的條件下以2900r/min的高速工作,此種方式對電機的使用壽命影響極大。
[0007]3).對風機啟動有條件限制。較高的真空環(huán)境下直接通入220V或380V的電壓,會造成電極件跳火短路。因此,目前真空爐風機的啟動壓強需要大于0.7bar (約0.7個大氣壓),并通過壓力傳感器測量壓強值,作為風機啟動的條件,不僅制約了風機的工作范圍,也增加了故障概率。
[0008]現(xiàn)有技術針對上述問題采取了一些改進措施:例如在電機安裝位置加冷卻水夾套,此種方式僅能緩解電機溫度過高。另外通過采用耐熱等級高的電機,保證電機在一定使用周期內正常運行。此外,在對于真空環(huán)境要求十分嚴格的場合下,將整個冷卻室外置,增加閥門切斷電機與工作室的連接。但無論哪種措施,都僅僅是為保證設備運行采取的一些補救辦法,無法徹底解決以上所有問題。實用新型內容
[0009]為解決上述技術問題,本實用新型提供了一種真空爐,包括爐體和設置于所述爐體的風機,所述風機包括:電機,包括電機本體和電機軸;葉輪,設置于所述電機軸;磁流體密封裝置,設置于所述電機軸;其中,所述電機本體和所述磁流體密封裝置位于所述爐體夕卜,所述葉輪位于所述爐體內。
[0010]根據(jù)本實用新型的一實施方式,其中所述磁流體密封裝置包括內圈、外圈、鎖緊螺釘和設置于所述外圈的安裝法蘭,所述鎖緊螺釘將所述內圈與所述電機軸固定。
[0011]根據(jù)本實用新型的另一實施方式,其中所述電機通過一風機座設置于所述爐體,所述電機本體和所述葉輪分別位于所述風機座的相對兩側。
[0012]根據(jù)本實用新型的另一實施方式,其中在所述爐體上開設有安裝孔,在所述安裝孔內設置有安裝座,所述風機座通過所述安裝座設置于所述爐體。
[0013]根據(jù)本實用新型的另一實施方式,其中所述風機座包括底座、連接頸和支撐法蘭;所述連接頸一端焊接于所述底座,另一端焊接于所述支撐法蘭,在所述底座和所述支撐法蘭之間還相間隔地設置有多條加強筋,在所述底座上開設有一圓孔,所述底座通過所述圓孔套設于所述電機軸,所述電機本體固定于所述支撐法蘭。
[0014]根據(jù)本實用新型的另一實施方式,其中所述磁流體密封裝置位于所述連接頸內,所述葉輪和所述磁流體密封裝置分別位于所述底座的相對兩側,所述安裝法蘭與所述底座通過螺栓固定連接。
[0015]根據(jù)本實用新型的另一實施方式,其中在所述風機座和所述安裝座之間設置有密封圈。
[0016]根據(jù)本實用新型的另一實施方式,其中所述電機軸的端部套裝于一輪轂內,在所述電機軸和所述輪轂之間設置有安裝鍵,所述葉輪固定安裝于所述輪轂上。
[0017]根據(jù)本實用新型的另一實施方式,其中在所述輪轂外部設置有連接盤,所述葉輪通過鉚釘與所述連接盤固定連接。
[0018]本實用新型的真空爐中,電機在通風良好的環(huán)境下工作,使得電機工作溫度與環(huán)境溫度相同,避免了電機溫升嚴重的問題,也不存在電機軸熱脹冷縮,過渡膨脹導致的過載問題,對所使用電機的耐熱性能也沒有特別要求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為現(xiàn)有技術的電機內置式風機的結構示意圖;
[0020]圖2為本實用新型一實施方式的真空爐風機的結構示意圖。
[0021]其中,附圖標記說明如下:
[0022]81、電機罩;82、電機;83、電機座;84、安裝座;1、爐體;11、真空室;21、電機本體;22、電機軸;3、葉輪;4、安裝座;5、風機座;51、底座;511、圓孔;52、連接頸;53、支撐法蘭;54、加強筋;6、磁流體密封裝置;61、鎖緊螺釘;62、安裝法蘭;71、輪轂;72、安裝鍵;73、連接盤;74、壓蓋。

【具體實施方式】
[0023]體現(xiàn)本實用新型特征與優(yōu)點的典型實施例將在以下的說明中詳細敘述。應理解的是本實用新型能夠在不同的實施例上具有各種的變化,其皆不脫離本實用新型的范圍,且其中的說明及圖示在本質上是當作說明之用,而非用以限制本實用新型。
[0024]本實用新型所涉及的方位名詞僅是通過參照附圖對本實用新型進行解釋,并非用以限定本實用新型。
[0025]如圖2所示,本實用新型一實施方式的真空爐,包括爐體I和設置于爐體I的風機,該風機包括:電機,包括電機本體21和電機軸22 ;葉輪3,連接于電機軸22 ;其中,電機本體21位于爐體I外,葉輪3位于爐體I的真空室11內。
[0026]在爐體I上開設有安裝孔,安裝孔內設置有安裝座4,風機可通過風機座5固定于安裝座4。
[0027]在本實用新型的一實施方式中,安裝座4呈圓環(huán)狀,在其中心開設有一階梯孔。風機座5包括底座51、連接頸52和支撐法蘭53。底座51設置于安裝座4的階梯孔內,其形狀與階梯孔相匹配。在底座51和安裝座4的邊緣處設置有多對位置相對應且直徑相同的螺孔,可通過螺孔與螺栓、螺母及密封圈的配合將底座51固定于安裝座4。在底座51的中心還開設有圓孔511,沿圓孔511的周邊開設有多個螺孔。
[0028]連接頸52呈圓筒狀,其一端焊接于底座51,另一端焊接于支撐法蘭53,圓孔511和支撐法蘭53的中心孔與連接頸52具有相同的軸線。在底座51和支撐法蘭53之間還相間隔地設置有多個加強筋54,以加強電機與風機座5之間的連接強度。
[0029]電機可通過風機座5設置于爐體1,位于電機本體21的電機法蘭通過螺栓、螺母的配合與支撐法蘭53相固定,電機軸22套設于底座51的圓孔511內,其端部伸入爐體I內的真空室11,使得設置于電機軸22端部的葉輪3處于真空室11內。
[0030]進一步地,本實用新型可通過在電機軸22上設置磁流體密封裝置6解決高速旋轉軸的動密封問題。磁流體密封是利用磁性膠裝流體進行密封,可在高速旋轉條件下,實現(xiàn)1-12PamVs級的密封效果,該等級的密封效果基本接近靜密封的性能。密封體為液態(tài)膠狀,在電機軸上幾乎沒有摩擦力,不會產生附加載荷。
[0031]在本實用新型的一實施方式中,磁流體密封裝置6套設于電機軸22上,并位于底座51和支撐法蘭53之間的連接頸52內。磁流體密封裝置6包括內圈、外圈、鎖緊螺釘61和外圈安裝法蘭62。電機軸22套設于內圈的中心孔,并通過兩個鎖緊螺釘61與內圈相固定。安裝法蘭62可通過螺栓、螺母及密封圈與圓孔511周邊螺孔的配合固定于底座51。
[0032]葉輪3、連接盤73及輪轂71通過焊接和鉚釘鉚接組成葉輪組件。自風機座5伸出的電機軸22的端部可套裝于葉輪組件的輪轂71內,在電機軸22和輪轂71之間設置有安裝鍵72,以使電機軸22和輪轂71相固定,避免二者之間的軸向運動。并可進一步通過螺栓將壓蓋74固定于電機軸22的軸端,以使葉輪組件穩(wěn)固地設置于電機軸22上。
[0033]本實用新型一實施方式的真空爐用風機的安裝方法如下:
[0034]將電機軸22穿過磁流體密封裝置6的內圈,通過鎖緊螺釘61將磁流體密封裝置6的內圈與電機軸22固定;
[0035]將電機軸22穿入風機座5的圓孔511,使得電機本體21置于風機座5的支撐法蘭53上、安裝法蘭62位于底座51上,用螺栓、螺母分別將支撐法蘭53與電機本體21的電機法蘭、安裝法蘭62與底座51相固定;
[0036]通過焊接和鉚釘鉚接將葉輪3、輪轂71及連接盤73組成葉輪組件,將葉輪組件固定于電機軸22的端部,并進一步通過螺栓將壓蓋74固定于電機軸22的軸端。最后,通過螺孔與螺栓、螺母及密封圈的配合將底座51固定于爐體I的安裝座4上。
[0037]本實用新型對風機在爐體上的安裝形態(tài)沒有限定,附圖所示形態(tài)僅用于解釋風機結構及其與爐體的相對位置,并非對本實用新型的限定。
[0038]本實用新型對風機在真空爐的具體安裝位置沒有限定,真空熱處理爐包括立式和臥式,對臥式爐而言,冷卻風機可安裝于爐體的尾部;立式爐則安裝于爐體的頂部或底部。其中,風機安裝于真空爐的具體方式也不限于上述描述。
[0039]本實用新型的真空爐中,電機在通風良好的環(huán)境下工作,使得電機工作溫度與環(huán)境溫度相同,避免了電機溫升嚴重的問題,也不存在電機軸熱脹冷縮,過渡膨脹導致的過載問題,對所使用電機的耐熱性能也沒有特別要求。
[0040]本實用新型的真空爐中,電機安裝于真空室外,電機內的潤滑脂和吸附的氣體與設備工作室的真空環(huán)境完全隔離,防止了潤滑脂在真空條件下被抽走,電機潤滑良好,在完全正常的環(huán)境下工作,電機運行的工況比較好,使用壽命相比真空室內置電機會大幅提高。同時避免了內置電機對真空室和被處理工件的污染問題。
[0041]電機在真空室內安裝的真空罩,其內部的氣體移動路程較長,通道較小,流阻大,難以被設備真空系統(tǒng)捕獲,因此對設備真空性能有一定的影響,特別是高真空設備。而電機外置則很好的避開了這個問題,可以將設備整體真空度提高半個到I個數(shù)量級。
[0042]對于真空潔凈度要求極高的設備,通常采用外循環(huán)冷卻的方式,即將冷卻系統(tǒng)整體外置,通過管道和閥門與主設備連接。處理階段關閉閥門,切斷與爐體的連接,避免冷卻系統(tǒng)污染真空室。但這使得設備外形復雜,占地面大,同時管道、閥門、換熱器、風機等處的密封點、焊接點大量增加,即增加了大量的泄漏點,也增加了制作難度和制作成本。而本實用新型的外置電機則完全避免了這些問題的出現(xiàn),相比之下,設備明顯簡潔得多。
[0043]本實用新型的風機電機在大氣環(huán)境下工作,啟動時不受爐內壓強的限制,隨時都可以啟動。相比電機內置安裝的方式,這給了設備的工藝人員很大的靈活性。通過低氣壓下甚至真空下啟動風機,可以避免電機啟動對電網(wǎng)的沖擊。特別是對于冷卻速度,可以通過調整爐內氣壓方便的進行調整。
[0044]電機內置安裝,由于工作在封閉環(huán)境里,必須增加額外的水冷裝置,水冷裝置的效果取決于冷卻水的溫度。真空熱處理爐運行時水溫偏高的情況較為普遍,這對于電機的散熱影響較大。而風機采用外置式電機完全不需要額外的冷卻裝置,也就不存在水溫高低帶來的負面影響。
[0045]電機內置安裝需要有一套電極用于引入動力電源,該電極需要同時保證絕緣和密封。此處也是一個常見的故障點,電機罩內的高溫會加速密封件(橡膠材質)的老化失效,而引起泄漏。風機電機外置安裝則完全不需要這套電極,按常規(guī)方式接線即可,非常方便且減少設備故障率。
[0046]本實用新型的真空爐,將電機設置于爐體外,不僅省略了電機罩,解決了電機自身運行環(huán)境,以及電機對設備性能造成的影響等一系列的問題,同時還有效地解決了較為苛刻的密封性問題。
[0047]除非特別限定,本實用新型所用術語均為本領域技術人員通常理解的含義。
[0048]本實用新型所描述的實施方式僅出于示例性目的,并非用以限制本實用新型的保護范圍,本領域技術人員可在本實用新型的范圍內作出各種其他替換、改變和改進,因而,本實用新型不限于上述實施方式,而僅由權利要求限定。
【權利要求】
1.一種真空爐,包括爐體和設置于所述爐體的風機,其特征在于,所述風機包括: 電機,包括電機本體和電機軸; 葉輪,設置于所述電機軸; 磁流體密封裝置,設置于所述電機軸; 其中,所述電機本體和所述磁流體密封裝置位于所述爐體外,所述葉輪位于所述爐體內。
2.根據(jù)權利要求1所述的真空爐,其特征在于,所述磁流體密封裝置包括內圈、外圈、鎖緊螺釘和設置于所述外圈的安裝法蘭,所述鎖緊螺釘將所述內圈與所述電機軸固定。
3.根據(jù)權利要求1所述的真空爐,其特征在于,所述電機通過一風機座設置于所述爐體,所述電機本體和所述葉輪分別位于所述風機座的相對兩側。
4.根據(jù)權利要求3所述的真空爐,其特征在于,在所述爐體上開設有安裝孔,在所述安裝孔內設置有安裝座,所述風機座通過所述安裝座設置于所述爐體。
5.根據(jù)權利要求3所述的真空爐,其特征在于,所述風機座包括底座、連接頸和支撐法蘭;所述連接頸一端焊接于所述底座,另一端焊接于所述支撐法蘭,在所述底座和所述支撐法蘭之間還相間隔地設置有多條加強筋,在所述底座上開設有一圓孔,所述底座通過所述圓孔套設于所述電機軸,所述電機本體固定于所述支撐法蘭。
6.根據(jù)權利要求5所述的真空爐,其特征在于,所述磁流體密封裝置位于所述連接頸內,所述葉輪和所述磁流體密封裝置分別位于所述底座的相對兩側,所述安裝法蘭與所述底座通過螺栓固定連接。
7.根據(jù)權利要求5所述的真空爐,其特征在于,在所述風機座和所述安裝座之間設置有密封圈。
8.根據(jù)權利要求1至7中任一項所述的真空爐,其特征在于,所述電機軸的端部套裝于一輪轂內,在所述電機軸和所述輪轂之間設置有安裝鍵,所述葉輪固定安裝于所述輪轂上。
9.根據(jù)權利要求8所述的真空爐,其特征在于,在所述輪轂外部設置有連接盤,所述葉輪通過鉚釘與所述連接盤固定連接。
【文檔編號】F04D25/08GK204097528SQ201420568162
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年9月29日 優(yōu)先權日:2014年9月29日
【發(fā)明者】胡勇, 張偉, 賴志朋, 胡雙麗 申請人:中山凱旋真空技術工程有限公司
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