一种辐射加热式退火、时效炉的制作方法

1.本实用新型涉及金属热处理设备技术领域，具体涉及一种辐射加热式退火、时效炉。


背景技术：

2.退火或时效处理炉是用于金属热处理的设备，铝合金在挤压完成后，铝合金产品的内部容易存在内应力和成分偏析，退火或时效处理炉是通过控制温度，使铝合金内部的金相组织产生变化，能够在一定程度上消除铝合金产品的内应力及成分偏析，提高铝合金产品的质量。对于批量或特殊铝合金的退火、时效处理，如何能将各种牌号的铝型材根据各退火、时效工艺进行退火、时效化处理是目前批量退火、时效处理需解决的问题。现有退火或时效处理炉，采用燃气加热空气的直燃式加热结构，其缺点在于，空气与火焰直接接触，易将火星带入到工作室内，若工作室内被加热的材料为铝镁合金，热空气中的火星将会引起铝镁合金的燃烧。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种对被加热处理材料具有加热安全、加热均匀性好、加热效率高、加热温度易于调控，加热位置易于控制，被加热材料进、出加热炉便捷，输送效率高，可通过自动控制完成的辐射加热式退火、时效炉。
4.为实现上述目的，本实用新型的技术方案是提供了一种辐射加热式退火、时效炉，退火、时效炉呈长方体结构，退火、时效炉包括工作室内及设置在工作室上部的加热室，加热室内设有加热单元，在工作室的侧壁和顶部分别设有进风口和回风口，加热单元包括燃气喷嘴与燃烧筒，燃烧筒的一端与热交换器连接，热交换器由若干盘管组成，盘管的一端与安装燃气喷嘴的燃烧筒连接，盘管的另一端设置在退火、时效炉的外部，盘管的中部设置在热交换器的内部，热交换器处于与进风口和回风口相连通的管道中，加热室内还设有风机的叶轮。
5.为了简化热交换器结构构造，降低热交换器的加工制造成本，减小加热室内的体积，优选的技术方案是，在所述加热室内至少设置有一个热交换器设置，优选的可以设置有2台并联连接的热交换器。
6.为了便于料框的传送，便于传动轴的安装维护，便于提高料框的传送效率，优选的技术方案是，在所述工作室内设有料框传送机构，料框传送机构包括驱动轴和若干根传动轴，驱动轴为驱动电机的输出轴，驱动轴与若干根传动轴之间通过链轮、传动链或带轮、传动带连接；其中，传动轴的一端设置在工作室外部，传动轴的另一端设置在工作室内部，传动轴通过轴承、轴承座分别支撑在工作室的内部和外部，料框放置在传动轴上，传动轴设置在工作室内的底部。
7.为了便于料框的传送，并与传动轴的安装维护，便于提高料框的传送效率，优选的技术方案还有，传动轴在工作室内沿长度方向设置有两列。
8.为了便于延长传动轴的使用寿命，优选的技术方案还有，在所述工作室内部的传动轴上设置有传动套，传动套的两端设有支撑轴承，传动轴与传动轴之间通过传动链与链轮传动，传动轴与传动套之间通过传动键和键槽配合，当传动套发生磨损等损坏状况时，只需更换传动套即可传动轴仍可继续使用。
9.为了便于将热风能够均匀送入到工作室内，而且还便于根据需要调节出风口的尺寸即出风口的面积，优选的技术方案还有，在所述工作室内两块隔板之间形成进风口的间隙由上至下逐渐增加。由于进风通道的气压由上至下会逐渐降低，为了使得工作室内上下温度保持均匀一致，使得气流量保持上下接近，可以采用两块隔板之间形成进风口的间隙，由上至下逐渐增加的技术方案予以实现。
10.为了将加热单元产生的热量能够均匀高效地输送到工作室内，而且能够使得回风得到快速的加热，优选的技术方案还有，所述加热单元设置在加热室的中部，且与回风口的位置相对应。
11.为了便于被加热后的热空气在加热室与工作室之间形成快速均匀的流动气流，优选的技术方案还有，在所述退火、时效炉的外部分别设置有风机和风机驱动电机，风机与风机驱动电机通过皮带轮、皮带连接，风机的驱动轴一端穿过炉体顶壁与风机的叶轮连接。
12.为了便于被加热后的热空气在加热室与工作室之间形成快速均匀的流动气流，优选的技术方案还有，在所述加热室内分别设有连接风机叶轮与进风通道之间的进风导流板，以及连接风机叶轮与回风口之间的回风导流板。
13.为了便于对被加热处理材料加热时间、加热速度、加热温度的测量与控制，优选的技术方案还有，在所述加热室和/或工作室内设有温度传感器，电加热单元与固态继电器或电力调节控制器连接，温度传感器、固态继电器或电力调节控制器分别与pid温控器连接。
14.本实用新型的优点和有益效果在于：该辐射加热式退火、时效炉对被加热处理材料具有加热安全、加热均匀性好、加热效率高、加热温度易于调控，加热位置易于控制，被加热材料进、出加热炉便捷，输送效率高，可通过自动控制完成等特点。本实用新型退火、时效炉既可以用于金属件的退火处理，也可以用于金属件的时效处理。可采用分区加热，每个加热分区内分别设有单独的加热室和工作室，加热室内的加热源采用电加热，加热室与工作室之间通过风机形成热气的循环流动，通过热气对工件进行加热或保温。炉体采用长方体整体结构可以使得炉体结构紧凑，便于加工制作，便于工件在炉体内部的送进取出，减少保温隔离器件，使得炉体内部的温度尽量保持一致。工作室采用两侧进风，上部出风的加热气流循环结构能够使得热空气均匀地流过被加热工件的表面，依据热空气上升，冷空气下降的热力学原理。风机的叶轮将气流吹向电加热单元，气流被电加热器加热后，通过导流管进入出风通道，热气流由出风通道一侧隔板上的若干个热风出口排出进入工作室，热风与工作室内的被加热工件表面接触，通过热交换将工件加热，通过热交换降温后的热气流继续向上流动，由工作室顶部设置的回风口处流回到加热室内，然后气流再通过风机的叶轮进行下一次的循环。在进风通道隔板的一侧设置调节板是为了便于调控流入工作室内气流的流速或流量，可通过改变热风出口面积的大小等方式。采用固定安装的隔板与可以移动的调节板上的热风出口相对位置的错位量的大小，从而实现可改变排气孔面积的目的。
附图说明
15.图1是本实用新型退火、时效炉的主视结构示意图；
16.图2是本实用新型退火、时效炉的俯视结构示意图。
17.图中：1、退火、时效炉；2、工作室；3、加热室；4、加热单元；5、进风口；6、回风口；7、燃烧器；8、盘管；9、热交换器；10、喷嘴；11、料框；12、传动轴；13、驱动轴；14、驱动电机；15、链轮；16、传动链；17、轴承座；18、传动套；19、支撑轴承；20、隔板；21、进风通道；22、风机；23、风机驱动电机；24、风机叶轮；25、回风导流板。
具体实施方式
18.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
19.如图1、2所示，本实用新型是一种辐射加热式退火、时效炉，退火、时效炉1呈长方体结构，退火、时效炉1包括工作室2内及设置在工作室2上部的加热室3，加热室3内设有加热单元4，在工作室2的侧壁和顶部分别设有进风口5和回风口6，加热单元包括燃烧筒7，燃烧筒7的一端与热交换器9内部的盘管8连接，喷头或喷嘴10与燃烧筒7另一端连接，盘管8的另一端设置在退火、时效炉1的外部，盘管8的中部设置在热交换器9的内部，热交换器9处于与进风口5和回风口6相连通的管道中，加热室3内还设有风机的叶轮。
20.为了简化热交换器9的机构构造，降低热交换器9的加工制造成本，减小加热室3内的体积，本实用新型优选的实施方案是，在所述加热室内3至少设置有一个热交换器设置9，优选的可以设置有2台并联连接的热交换器9。
21.为了便于在工作室内外料框11的传送，便于传动轴12的安装维护，便于提高料框11的传送效率，本实用新型优选的实施方案是，在所述工作室2内设有料框传送机构，料框传送机构包括驱动轴13和若干根传动轴12，驱动轴13为驱动电机14的输出轴，驱动轴13与若干根传动轴12之间通过链轮15、传动链16或带轮、传动带连接；其中，传动轴12的一端设置在工作室2外部，传动轴12的另一端设置在工作室2内部，传动轴12通过轴承、轴承座17分别支撑在工作室2的内部和外部，料框11放置在传动轴12上，传动轴12设置在工作室2内的底部。
22.为了便于料框11的传送，便于传动轴12的安装维护，便于提高料框11的传送效率，本实用新型优选的实施方案还有，传动轴12在工作室内6沿长度方向设置有两列。
23.为了便于延长传动轴12的使用寿命，本实用新型优选的实施方案还有，在所述工作室2内部的传动轴12上设置有传动套18，传动套18的两端设有支撑轴承19，料框11的底部设有与传动链轮15啮合的传动链16，传动轴12与传动套18之间通过传动键和键槽配合，当传动套18发生磨损等损坏状况时，只需更换传动套18即可传动轴12仍可继续使用。
24.为了便于将热风能够均匀送入到工作室内，而且还便于根据需要调节出风口的尺寸即出风口的面积，本实用新型优选的实施方案还有，在所述工作室2内两块隔板20之间形成进风口5的间隙由上至下逐渐增加。由于进风通道21的气压由上至下会逐渐降低，为了使得工作室2内上下温度保持均匀一致，使得气流量保持上下接近，可以采用两块隔板20之间形成进风口的间隙，由上至下逐渐增加的技术方案予以实现。
25.为了将加热单元4产生的热量能够均匀高效地输送到工作室2内，而且能够使得回风得到快速的加热，本实用新型优选的实施方案还有，所述加热单元4设置在加热室3的中部，且与回风口6的位置相对应。
26.为了便于被加热后的热空气在加热室3与工作室2之间形成快速均匀的流动气流，本实用新型优选的实施方案还有，在所述退火、时效炉1的外部分别设置有风机22和风机驱动电机23，风机22与风机驱动电机23通过皮带轮、皮带连接，风机20的驱动轴一端穿过炉体顶壁与风机的叶轮22连接。
27.为了便于被加热后的热空气在加热室3与工作室2之间形成快速均匀的流动气流，本实用新型优选的实施方案还有，在所述加热室2内分别设有连接风机叶轮22与进风通道19之间的进风导流板23，以及连接风机叶轮24与回风口6之间的回风导流板25。
28.为了便于对被加热处理材料加热时间、加热速度、加热温度的测量与控制，本实用新型优选的技术方案还有，在所述加热室3和/或工作室2内设有温度传感器，温度传感器、固态继电器或电力调节控制器分别与pid温控器连接。
29.天然气作为加热源在退火、时效炉中应用比较普遍。一般有直燃式与辐射式两种加热方式。
30.辐射加热可选用辐射管烧嘴或常规烧嘴加辐射管结构。辐射加热的益处是热空气在循环过程中与退火、时效炉内的产品无直接接触，从而保证退火、时效的产品表面无腐蚀或水斑等弊端。
31.本实用新型采用常规烧嘴在燃烧筒内燃烧，燃烧筒与热交换器相连，热交换器为管式交换器，交换器的末端有排气口。
32.该装置合理地布置在退火、时效、炉的加热室内，通过循环风机将辐射产生的热量传入工作室，从而完成对炉内产品的加温、保温过程，以达到退火、时效工艺。
33.热交换器可采用304不锈钢管与板制成。适合高温场合反复使用。
34.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。