专利名称：一种用于连续生产式真空气氛炉的成批进出料系统及其成批进出料方法
技术领域：
本发明涉及一种热处理中的成批进出料系统，尤其涉及一种连续生产纳米材料及真空气氛热处理工件的成批进出料系统，以及使用该系统的成批进出料方法。
背景技术：
真空气氛炉出现于20世纪20年代，在1986年，德国研制生产了第一台燃气真空炉，几十年来，先后已有几百至上千台燃气真空炉应用于生产。由于石墨材料的广泛应用， 加之宇航、电子等工业的迫切需要，使其得以迅速发展，出现了各种类型的真空炉，并不断向自动化、大型化、连续化方向发展。其中，密封多用炉和连续炉生产线自动化程度高，适应性强，市场发展需求量大。因此，提高可控气氛炉的加热效率、能源利用率以及批量连续生产将是在近几年内可控气氛炉的发展趋势。近年来，随着技术进步和工业需求的增长，半连续式和连续式真空炉研制开发进一步扩大，与间歇式真空炉相比，半连续式真空炉生产效率可提高25% 30%，连续式真空炉可提高生产率40% 50%。半连续和连续式真空炉热效率高，热损少，生产率高、节能节材(气体、油等)，生产成本低，适于连线生产的大批量产品加工。真空连续热处理生产线及智能控制系统是我国目前主要优先发展的真空热处理技术。值得注意的是，对于要求越来越高的工具、模具、电子器件、飞机和航天零件、汽车零件和兵工器件的批量生产，以及纳米材料等新材料连续制备行业，半连续式和连续式真空炉越来越受到用户的青睐，其中，三室真空可控气氛炉作为主要的连续式真空炉广泛应用于连续热处理中，同时在纳米材料等新材料的产业化制备领域也有很大应用潜力，目前这种趋势还在进一步增长。进出料系统作为半连续式和连续式可控气氛炉的关键部分之一对于可控气氛热处理的发展起到举足轻重的作用。专利号为“200510104486. 4”名称为“三室式智能周期性可控气氛炉”是一种典型的三室连续生产可控真空气氛炉，该气氛炉实现了纳米材料的连续式生产，其进出料系统采用了直线轨道设计，通过物料盒在轨道上的运动实现进出料，该气氛炉进料室和出料室均只能容纳一个物料盒，每炉生产完成后必须打开进料室炉门装入下一个物料盒，打开出料室炉门取出上一个物料盒，其装、取料过程需要不断抽真空，不仅降低了生产效率，而且浪费大量保护气体。另外，目前热处理行业广泛应用的进出料装置大多为开放式网带或者外部送料小车，受材料和结构限制，不适用于多室真空炉的批量进出料要求，如应用极为广泛的网带炉、专利号为“200920187620. 5”名称为“一种直线形物料输送装置”和专利号为“201010615412. 8”名称为“一种大型卧式热处理炉的重载送料小车装直。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是要实现真空气氛炉的连续生产，为此本发明提供了一种用于连续生产式真空气氛炉的成批进出料系统及其成批进出料方法。
本发明采用如下技术方案一种成批进出料系统，该系统由进料装置和出料装置组成，其中进料装置包括一个载物盒支架I，该载物盒支架I的层数为两层或以上，还包括有一个电机I，该电机I可以驱动丝杠机构I带动进料装置的载物盒支架I上下移动；其中出料装置也包括一个载物盒支架II，该载物盒支架II的层数与进料装置载物盒支架I的层数一致，还包括有一个电机II，该电机II不但可以驱动丝杠机构II带动出料装置的载物盒支架II上下运动，还可以驱动齿轮齿条机构带动出料装置的载物盒支架 II水平移动。进一步的，所述的丝杠机构包括与电机相连接的联轴器，丝杠副可以上下移动。进一步的，所述的齿轮齿条机构包括与联轴器相连的齿轮齿条副，该齿轮齿条副可以沿水平导向装置在水平方向左右移动。一种成批进出料方法，使用上述成批进出料系统，包括如下步骤(1)在进料装置载物盒支架I的每一层上都放置一个装有待反应物料的载物盒；(2)开启电机I驱动丝杠机构I带动载物盒支架I使最底层上放置的载物盒与推料杆平齐；(3)推料杆将载物盒支架I最底层上载物盒推入反应室中后，推料杆退回；(4)丝杠机构I带动载物盒支架I向下移动，使位于倒数第二层上的载物盒与推料杆平齐；(5)拉料杆将已经反应完成的载物盒从反应室中拉出至出料载物盒支架II的最顶层上；(6)开启电机II驱动丝杠机构II带动出料装置的载物盒支架II向下移动；(7)开启电机II驱动齿轮齿条机构使载物盒支架II向左移动，此时载物盒完全脱离拉料杆上的拉钩；(8)开启电机II驱动丝杠机构II带动出料装置的载物盒支架II向上移动致使步骤(5)的下一层支架与拉料杆平齐；(9)开启电机II驱动齿轮齿条机构使载物盒支架II向右移动至与拉料杆相接触；(10)重复上述步骤( - (9)，直到进料装置载物盒支架I每一层上放置载物盒反应完成并全部转移到出料装置的载物盒支架II上。本发明的有益效果是因为本发明所公开的成批进出料系统实现了真空气氛炉的连续生产，避免了现有的真空气氛炉在装取料过程中需要不断的抽真空，从而不但节约了大量的保护气体，降低生产成本；而且提高了生产效率。
图1是本发明实施例成批进料装置的结构示意图；图2是本发明实施例成批出料装置的结构示意图；图3是本发明实施例成批进料装置在进料室中的结构示意图；图4是本发明实施例成批出料装置在进料室中的结构示意图5是本发明实施例成批进出料系统应用于三室结构真空炉的结构示意图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本发明公开了一种成批进出料系统，该系统由进料装置和出料装置组成，请参见图1，其中进料装置包括一个载物盒支架I 11，该载物盒支架I 11的层数为两层或以上，还包括有一个电机I 12，该电机I 12可以驱动丝杠机构I带动进料装置的载物盒支架I 11上下运动，所述的丝杠机构I包括与电机I 12相连接的联轴器13和丝杠副14，丝杠副14可以上下移动。其中进料装置中的丝杠副采用规格代号为FF2004-3的滚珠丝杠副，公称直径20mm，导程4mm，螺纹长度210mm，总长MOmm ；轴承型号7202C ；电机是型号为90BF006的磁阻式步进电动机。请参见图2，其中出料装置也包括一个载物盒支架II 21，该载物盒支架II 21的层数与进料装置载物盒支架I 11的层数一致，还包括有一个电机II 22，该电机II 22不但可以驱动丝杠机构II带动出料装置的载物盒支架II 21上下移动，还可以驱动齿轮齿条机构带动出料装置的载物盒支架II 21左右移动，所述的丝杠机构II包括与电机II 22相连接的联轴器23和丝杠副24，丝杠副M可以上下移动；所述的齿轮齿条机构包括与联轴器相连的齿轮齿条副25，该齿轮齿条副25可以沿水平导向装置沈左右移动。出料装置中的丝杠副同样采用规格代号为FF2004-3的滚珠丝杠副，公称直径20mm，导程4mm，螺纹长度 210mm,总长240mm ；轴承型号7202C ；电机是型号为90BF006的磁阻式步进电动机，电机齿轮的参数如下模数m = 1. 25mm,齿数ζ = 64，分度圆直径d = 80mm,齿轮宽度b = 40mm。图3和图4为本发明进料装置和出料装置分别安装在进料室和出料室中的装配示意图，其中3为炉体，31为进料室炉体法兰盖，32为出料室炉体法兰盖，41为炉体密封门I， 42为密封门II。如图1、2和5所示，本发明还公开了一种成批进出料方法，使用上述的成批进出料系统，包括如下步骤(1)在进料装置载物盒支架I 11的每一层上都放置一个装有待反应物料的载物盒5 ；(2)开启电机I 12驱动丝杠机构I带动载物盒支架I 11使最底层上放置的载物盒与推料杆6平齐；(3)推料杆6将载物盒支架I 11最底层上载物盒5推入反应室中后，推料杆退回， 此时密封门41和密封门II 42关闭，载物盒5在反应室中进行反应；(4)丝杠机构I带动载物盒支架I 11向下移动一个支架层的距离，使位于倒数第二层上的载物盒与推料杆6平齐；(5)拉料杆7将已经反应完成的载物盒5从反应室中拉出至出料载物盒支架II 21的最顶层上；(6)开启电机II 22驱动丝杠机构II带动出料装置的载物盒支架II 21向下移动；
(7)开启电机II 22驱动齿轮齿条机构使载物盒支架II 21向左移动，此时载物盒完全脱离拉料杆7上的拉钩71 ；(8)开启电机II 22驱动丝杠机构II带动出料装置的载物盒支架II 21向上移动致使步骤(5)的下一层支架与拉料杆7平齐；(9)开启电机1122驱动齿轮齿条机构使载物盒支架1121向右移动至与拉料杆7 相接触；(10)重复上述步骤( - (9)，直到进料装置载物盒支架I每一层上放置载物盒反应完成并全部转移到出料装置的载物盒支架II上。本实施例中反应室为一个，所以即是三室结构真空气氛炉，由于本真空气氛炉的反应室可以是一个或以上，相应的本系统也可以应用于三室或多室真空气氛炉。
权利要求
1.一种成批进出料系统，其特征在于该系统由进料装置和出料装置组成，其中进料装置包括一个载物盒支架I，该载物盒支架I的层数为两层或以上，还包括有一个电机I，该电机I可以驱动丝杠机构I带动进料装置的载物盒支架I上下移动；其中出料装置也包括一个载物盒支架II，该载物盒支架II的层数与进料装置载物盒支架I的层数一致，还包括有一个电机II，该电机II不但可以驱动丝杠机构II带动出料装置的载物盒支架II上下运动，还可以驱动齿轮齿条机构带动出料装置的载物盒支架II水平移动。
2.根据权利要求1所述的成批进出料系统，其特征在于所述的丝杠机构I包括与电机相连接的联轴器，丝杠副可以上下移动。
3.根据权利要求2所述的成批进出料系统，其特征在于所述的齿轮齿条机构包括与联轴器相连的齿轮齿条副，该齿轮齿条副可以沿水平导向装置在水平方向左右移动。
4.一种成批进出料方法，其特征在于，使用权利要求1-3中所述的任一成批进出料系统，包括如下步骤(1)在进料装置载物盒支架I的每一层上都放置一个装有待反应物料的载物盒；(2)开启电机I驱动丝杠机构I带动载物盒支架I使最底层上放置的载物盒与推料杆平齐；(3)推料杆将载物盒支架I最底层上载物盒推入反应室中后，推料杆退回；(4)丝杠机构I带动载物盒支架I向下移动，使位于倒数第二层上的载物盒与推料杆平齐；(5)拉料杆将已经反应完成的载物盒从反应室中拉出至出料载物盒支架II的最顶层上；(6)开启电机II驱动丝杠机构II带动出料装置的载物盒支架II向下移动；(7)开启电机II驱动齿轮齿条机构使载物盒支架II向左移动，此时载物盒完全脱离拉料杆上的拉钩；(8)开启电机II驱动丝杠机构II带动出料装置的载物盒支架II向上移动致使步骤 (5)的下一层支架与拉料杆平齐；(9)开启电机II驱动齿轮齿条机构使载物盒支架II向右移动至与拉料杆相接触；(10)重复上述步骤O)_(9)，直到进料装置载物盒支架I每一层上放置载物盒反应完成并全部转移到出料装置的载物盒支架II上。
全文摘要
本发明公开了一种成批进出料系统及其成批进出料方法，该系统由进料装置和出料装置组成，其中进料装置包括一个多层载物盒支架I，还包括有一个电机I，该电机I可以驱动丝杠机构I带动进料装置的载物盒支架I上下运动；出料装置也包括一个多层载物盒支架II，该支架的层数与进料装置支架I的层数一致，还包括有一个电机II，该电机II不但可以驱动丝杠机构II带动出料装置的载物盒支架II上下运动，还可以驱动齿轮齿条机构带动出料装置的载物盒支架II水平运动。通过本发明所公开的成批进出料系统实现了多室真空气氛炉的连续生产，避免了现有的真空气氛炉在装取料过程中需要不断的抽真空，大大提高了生产效率。
文档编号F27D3/00GK102445083SQ201110425610
公开日2012年5月9日 申请日期2011年12月19日 优先权日2011年12月19日
发明者刘思佳, 吴俊平, 孟阿兰, 李镇江, 王勇 申请人:青岛丰东热处理有限公司, 青岛科技大学