专利名称：全密封渗碳氮化炉的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种热处理炉，尤其是涉及一种全密封渗碳氮化炉。
背景技术：
井式渗碳氮化炉一般由炉壳、炉衬、炉盖及升降机构、炉用密封风机、马弗罐、加热元件及电控系统等组成，从外而内依次是炉壳、炉衬、马弗罐，其中炉衬就是保温隔热层，马弗罐即炉罐，是一种开口罐，外部受热，内部容纳金属件，炉盖上设有升降机构、炉用密封风机等，加热元件设于炉衬上；在对金属件进行渗碳氮化时，金属件置于马弗罐内，马弗罐与炉盖、炉底等密封相合，形成相对密闭的环境，加热后向罐内滴注渗碳剂和渗氮剂的混合，例如滴煤油(或乙醇、丙酮)、通氨，吸热或放热型气体中酌加高碳势富化气并通氨，三乙醇胺或溶入尿素的醇连续滴注等，它们在软氮化温度下发生热分解反应，产生活性氮、碳原子，活性氮、碳原子被金属件表面吸收，通过扩散渗入工件表层，金属件在高温密闭条件下 完成渗碳氮化；马弗罐一般采用铸钢铸成，或采用不锈钢材料焊接而成，但由于现有技术都采用马弗罐与炉盖、炉底等密封的方式在马弗罐内创造密闭空间，对马弗罐的安装尺寸精度要求高，马弗罐一旦产生变形或裂缝就难以恢复原样，其密封效果就会大打折扣，且马弗罐与炉盖、炉底等密封后，罐内空间与外界隔绝，需要把罐体一同升温，罐体吸收大量热能，使得整个炉子升温效率差，而且罐体也会吸收大量活性氮、碳原子，能源浪费大，一般使用一年之后就必须更换罐体，材料消耗也很大。中国专利文献公开了一种名为“井式气体渗碳炉”的专利，其授权公告号为CN 2609939 Y,授权公告日为2004年4月7日，其发明内容是包括炉壳、炉衬、炉盖、马弗罐、炉底、炉底支撑架、循环冷却水槽、密封油槽、炉底由耐火砖层构成，环形密封油槽壁与炉底支撑架的平面固定连接，炉底耐火砖层位于箱体内，箱体上有炉底整体吊环，箱体放置于炉底支撑架上，其侧壁下部与环形密封油槽壁构成密封油槽，无底马弗罐放置于密封油槽内；此专利中马弗罐底部在油槽内密封，马弗罐顶部与炉盖密封，炉底耐火砖层为可活动式，便于炉底清理，但没有解决前述问题。中国专利文献公开了一种“井式渗碳炉炉罐”的专利，其授权公告号为CN 201952486 U，授权公告日为2011年8月31日，其发明内容是，井式渗碳炉炉罐，包括圆弧形炉底和圆柱形炉体，炉底上设有固定座，炉罐开口处设有固定爪，炉底为铸造的圆弧形，炉壁采用不锈钢板卷制的圆柱形；此专利中炉罐采用圆弧形炉底，以改进炉气循环，并使炉罐不易变形，但是它改善的是炉底和炉身接合处的结构，减少此处应力，对炉罐与炉盖处的密封仍无改善，炉罐内空间加热升温条件不佳。中国专利文献公开了一种“用于罩式及井式的混合炉型结构”的专利，其授权公告号为CN 101825397 B，授权公告日为2011年7月27日，其发明内容是包括组合式炉罐、组合式炉体、外壳和法兰组，其中，组合式炉罐和组合式炉体依次由内而外逐层设置，外壳固定设置于炉体外部，料盘固定设置于组合式炉罐内，法兰组依次贯穿外壳和组合式炉体并与组合式炉罐固定连接；该专利将整个炉子在高度方向上分成两部分，其中下半部炉子固定，取放工件时上半部炉子需要完全提起，加上下半部炉子和工件的高度，其总高度较高，对生产厂房高度有较高要求，优点在于工件可准确定位，而井式炉可埋与地面下，打开炉盖后工件需吊装，定位难以精确，但对大多数工件来说，定位精度要求不高，不适用这种炉型。发明内容本发明是为了克服现有技术的井式渗碳氮化炉炉罐变形后难以再与炉盖密封必须更换，造成较大浪费的问题，提供一种采用炉盖与炉体外壳密封且密封效果良好可靠，免去炉罐的使用和更换造成的能源与材料的浪费，且可缩短工艺时间的井式全密封渗碳氮化炉。为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案全密封渗碳氮化炉，包括炉体、炉盖，所述的炉体设有外壳、工作腔、保温隔热层，所述的外壳为一体式圆筒结构，所述外壳与炉盖接触端设有通孔，外壳另一端封闭，所述外壳与炉盖之间设有密封法兰，所述的工作腔设于外壳内部，所述工作腔与通孔连通，所述的保温隔热层设于外壳与工作腔之间。现有的渗碳氮化炉一般都采用内部加热，炉罐与炉盖密封，可炉罐作为受热体难以保证其与炉盖之间密封的可靠性，且会浪费大量热能及原料，因此本方案采用炉体外壳与炉盖之间密封的方式，加热装置在炉体工作腔内加热热处理工件，炉罐可以不再使用，而用例如料筐之类的简单结构件容纳工件容器并置于工作腔内，料筐作为容器可长期重复使用，料筐分量轻、·吸热少，也不会吸收很多活性氮、碳原子，同时由于免去了炉罐的升温时间，可使整个加工工艺时间缩短20%，在加热装置与炉体外壳之间则是保温隔热层，在保温隔热层的作用下，外壳所受到的加热量很少，不会使外壳产生热变形，这样外壳与炉盖的密封可靠性就会很高，为防止炉内气体外泄，外壳采用一体式结构，可保证除通孔之外的外壳自身密闭性，而外壳与炉盖之间采用法兰密封，使用法兰可减少外壳和炉盖上需要加工处理的表面，法兰密封面上设置密封垫、密封圈等物，可提高密封效果。作为优选，所述的外壳为底封盖、筒身、顶封盖焊接组成。全密封渗碳氮化炉工作时内部有一定压力，外壳作为一体式圆筒结构，除了整体制造外，也可以采用几部分焊接组成，包括带有通孔的顶封盖、圆筒形筒身、底部封盖等，焊接牢固的外壳足够承受全密封渗碳氮化炉的工作压力，还可降低外壳制作成本。作为优选，所述的底封盖与筒身搭接处设有环形密封板。环形密封板与底封盖或筒身紧贴，对搭接处结构和焊缝起加强作用。作为优选，所述的顶封盖与筒身搭接处设有环形密封板。环形密封板与顶封盖或筒身紧贴，对搭接处结构和焊缝起加强作用。作为优选，所述的密封法兰固定在外壳上。密封法兰可用焊接、铆接、螺栓固定等方式固定在外壳上，密封法兰密封面与炉盖端面配合密封，炉盖上采用加压装置或用螺栓与法兰固定，达到密封效果。作为优选，所述的密封法兰固定在炉盖上。密封法兰可用焊接、铆接、螺栓固定等方式固定在炉盖上，或者密封法兰与炉盖一体，密封法兰密封面与外壳端面配合密封，炉盖上采用加压装置或用螺栓与外壳固定，达到密封效果。作为优选，所述的密封法兰设有分别与炉盖、外壳固定的上、下法兰。上、下法兰以焊接、铆接、螺栓固定等方式固定在炉盖、外壳上，或与炉盖、外壳为一体，上、下法兰密封面互相配合密封，炉盖上采用加压装置或用螺栓与外壳固定，达到密封效果。作为优选，所述的密封法兰密封面上设有环形凹槽、密封圈，所述的密封圈置于环形凹槽内。采用密封圈可提高密封法兰的密封效果，密封圈材质较软，在压力作用下变形，可较好填充空隙，增加密封效果。作为优选，所述的密封法兰与外壳接触端设有水冷套。水冷套内部设有水循环管道，用于降低密封法兰在炉体通孔处所受炉体内热量的影响，延长使用寿命。因此，本发明具有如下有益效果(1)炉盖与炉体外壳密封，且密封效果良好可靠；(2)不设置炉罐，可节约大量能源和材料，缩短工艺时间。
图I是本发明的一种结构示意图。图2是本发明的一种局部结构示意图。图3是图I的I局部结构放大示意图。·[0017]图4是图I的II局部结构放大示意图。图中1、炉体 2、炉盖 3、外壳 4、工作腔 5、保温隔热层6、通孔 7、底封盖 8、筒身 9、顶封盖 10、环形密封板11、密封法兰 12、环形凹槽 13、密封圈 14、水冷套。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步的描述。如图I、图2、图3、图4所示的实施例中，全密封渗碳氮化炉，包括炉体I、炉盖2，炉体I设有外壳3、工作腔4、保温隔热层5，外壳3为由底封盖7、筒身8、顶封盖9焊接组成的一体式圆筒结构，底封盖7与筒身8搭接处设有环形密封板10，环形密封板10贴于底封盖7外侧，顶封盖9与筒身8搭接处设有环形密封板10，环形密封板10贴于顶封盖9内侧，顶封盖9上设有通孔6，外壳与3炉盖2之间设有密封法兰11，密封法兰11固定在外壳3的顶封盖9上，密封法兰11与外壳3接触端设有水冷套14，密封法兰11密封面上设有环形凹槽12、密封圈13，密封圈13置于环形凹槽12内，工作腔4设于外壳3内部，工作腔4与通孔6连通，保温隔热层5设于外壳3与工作腔4之间。具体实施过程是，全密封渗碳氮化炉工作时，炉盖2与外壳3通过密封法兰11压紧密封，热处理工件在炉体I工作腔4内加热，在加热装置与炉体I外壳3之间则是保温隔热层5，在保温隔热层5的作用下，外壳3所受到的加热量很少，水冷套14内部的水循环管道可降低密封法兰11在炉体I通孔6处所受炉体I内热量的影响，不会使外壳3及密封法兰11产生热变形，这样外壳3与炉盖2的密封可靠性就会很高，而外壳3本身在焊接接缝处采用环形密封板10，提高了其自身密闭性，炉内的气体不会通过外壳3泄露，保证了渗碳氮化过程的正常实现。
权利要求1.一种全密封渗碳氮化炉，包括炉体(I)、炉盖(2)，其特征在于，所述的炉体(I)设有外壳(3)、工作腔(4)、保温隔热层(5)，所述的外壳(3)为一体式圆筒结构，所述外壳(3)与炉盖(2)接触端设有通孔(6)，外壳(3)另一端封闭，所述外壳(3)与炉盖(2)之间设有密封法兰(11)，所述的工作腔(4)设于外壳(3)内部，所述工作腔与通孔(6)连通，所述的保温隔热层(5)设于外壳(3)与工作腔(4)之间。
2.根据权利要求I所述的全密封渗碳氮化炉，其特征是，所述的外壳(3)为底封盖(7)、筒身(8)、顶封盖(9)焊接组成。
3.根据权利要求I或2所述的全密封渗碳氮化炉，其特征是，所述的底封盖(7)与筒身(8)搭接处设有环形密封板(10)。
4.根据权利要求I或2所述的全密封渗碳氮化炉，其特征是，所述的顶封盖(9)与筒身(8)搭接处设有环形密封板(10)。
5.根据权利要求I所述的全密封渗碳氮化炉，其特征是，所述的密封法兰(11)固定在外壳(3)上。
6.根据权利要求I所述的全密封渗碳氮化炉，其特征是，所述的密封法兰(11)固定在炉盖(2)上。
7.根据权利要求I所述的全密封渗碳氮化炉，其特征是，所述的密封法兰(11)设有分别与炉盖(2)、外壳(3)固定的上、下法兰。
8.根据权利要求I或5或6所述的全密封渗碳氮化炉，其特征是，所述的密封法兰(11)密封面上设有环形凹槽(12)、密封圈(13)，所述的密封圈(13)置于环形凹槽(12)内。
9.根据权利要求I所述的全密封渗碳氮化炉，其特征是，所述的密封法兰(11)与外壳(3 )接触端设有水冷套(14 )。
专利摘要本实用新型公开了一种全密封渗碳氮化炉，包括炉体、炉盖，炉体设有外壳、工作腔、保温隔热层，外壳为由底封盖、筒身、顶封盖焊接组成的一体式圆筒结构，底封盖与筒身搭接处设有环形密封板，环形密封板贴于底封盖外侧，顶封盖与筒身搭接处设有环形密封板，环形密封板贴于顶封盖内侧，顶封盖上设有通孔，外壳与炉盖之间设有密封法兰，密封法兰固定在外壳的顶封盖上，密封法兰密封面上设有环形凹槽、密封圈，密封圈置于环形凹槽内，工作腔设于外壳内部，工作腔与通孔连通，保温隔热层设于外壳与工作腔之间。本实用新型的炉盖与炉体外壳密封且密封效果良好，炉罐可长期使用而无需更换，节约大量材料。
文档编号F27D1/00GK202688411SQ20122034269
公开日2013年1月23日 申请日期2012年7月16日 优先权日2012年7月16日
发明者宗世强 申请人:浙江长兴奇伟工业炉制造有限公司