本發(fā)明涉及一種金屬熱處理設(shè)備，具體涉及一種利用惰性氣體保護(hù)的罩式光亮退火爐。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的罩式光亮退火爐通常由內(nèi)罩、加熱罩、冷卻罩及底座等組成，內(nèi)罩通過法蘭及密封圈與底座壓緊在一起，產(chǎn)品裝于充滿惰性氣體的內(nèi)罩中，通過一臺攪拌風(fēng)機(jī)對罩內(nèi)氣體進(jìn)行攪拌。加熱罩內(nèi)側(cè)裝有加熱器，通過輻射加熱內(nèi)罩的外壁，再通過內(nèi)罩的內(nèi)壁加熱裝罩內(nèi)的工件，當(dāng)加熱與保溫完成后吊走加熱罩，再通過冷卻罩對內(nèi)罩進(jìn)行冷卻，從而使內(nèi)罩中的產(chǎn)品冷卻。這種經(jīng)典的模式存在以下問題：（1）工件的加熱必須先輻射加熱內(nèi)罩，只有內(nèi)罩加熱后才能加熱工件，這樣加熱效率不高且加熱罩到內(nèi)罩的溫度梯度較大，致使加熱器必須長時間處在較高的工作溫度，因而能效較低；（2）內(nèi)罩內(nèi)的風(fēng)機(jī)僅起到攪拌的作用，并沒有形成強(qiáng)制對流的風(fēng)，因此，內(nèi)罩內(nèi)的空氣流動是無序的，不利于提高工件溫度均勻性及溫度精度；（3）內(nèi)罩與底座的連接面積較大，并且通常需要水冷，導(dǎo)致漏熱較多；（4）內(nèi)罩上部工作溫度高，下部工作溫度低，熱差較大，因而導(dǎo)致內(nèi)罩與底座的密封可靠性不高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種可抽高真空、惰性氣體快速有序循環(huán)的高能效罩式光亮退火爐。本發(fā)明公開了一種罩式光亮退火爐，包括下爐體和密封壓接于其上方的上爐體，兩爐體的內(nèi)徑一致，下爐體內(nèi)布置有支柱，支柱的上端連接有水平布置的底座板，工件置于底座板上通過筒型罩體罩住，上爐體罩于筒型罩體外，下爐體的底部連接有循環(huán)風(fēng)機(jī)，筒型罩體和上爐體之間的空腔中布置有加熱體，爐體內(nèi)布置有冷卻水管，下爐體的底部連接有惰性氣體進(jìn)氣閥、頂部連接有重力安全閥，下爐體的下端有支撐架；使加熱體發(fā)熱，通過循環(huán)風(fēng)機(jī)強(qiáng)制爐體內(nèi)形成循環(huán)風(fēng)來加速工件的加熱升溫過程，加熱升溫和保溫過程完成后，往冷卻水管中通入冷卻水將爐體內(nèi)的熱量帶走使工件冷卻。作為優(yōu)選，所述上爐體和下爐體的內(nèi)壁均為不銹鋼板，上爐體壁體的下端面和下爐體壁體的上端面均為不銹鋼板，內(nèi)壁不銹鋼板的厚度大于端面的不銹鋼板厚度。爐體內(nèi)壁采用2-4mm厚的不銹鋼板，以保證強(qiáng)度。端面采用0.5-1mm的不銹鋼板，以減小傳熱面積。作為優(yōu)選，所述上爐體和下爐體之間通過分別連接于兩爐體端部外壁的法蘭壓接，兩法蘭之間設(shè)置有內(nèi)外兩個橡膠的密封圈，內(nèi)密封圈為耐高溫密封圈，外側(cè)的密封圈硬度大于內(nèi)側(cè)密封圈的硬度，內(nèi)側(cè)密封圈的直徑大于外側(cè)密封圈的直徑；上爐體下端法蘭的連接面為平面，下爐體上端法蘭的連接面有兩個用于嵌裝兩密封圈的環(huán)形槽，兩密封圈的上部位于環(huán)形密封槽外。真空密封主要由內(nèi)側(cè)的密封圈保證，外側(cè)的大密封圈硬一些，上爐體的重量主要由它支撐，同時與內(nèi)側(cè)的密封圈之間形成一個壓力差，從而可以更好的保障爐內(nèi)真空。進(jìn)一步的，所述上爐體和下爐體的壁體之間設(shè)置有熱氣擋圈，下爐體的內(nèi)壁和上端面交界處設(shè)置有厚度大于內(nèi)壁厚度的不銹鋼圓環(huán)，熱氣擋圈的下部嵌裝于不銹鋼圓環(huán)中。熱氣擋圈的設(shè)置一方面可以減少熱量的損失，另一方滿可以延長橡膠密封圈的使用壽命。作為優(yōu)選，所述發(fā)熱體沿所述筒型罩體的高度方向布置，筒型罩體的上方和下爐體中分別布置有所述冷卻水管。作為優(yōu)選，所述筒型罩體的上端和底座板上分別布置有貫穿厚度的通風(fēng)孔；底座板的下側(cè)連接有鍋底型的下集風(fēng)罩，下集風(fēng)罩的底部中心位置處有集風(fēng)孔。作為優(yōu)選，所述循環(huán)風(fēng)機(jī)包括電機(jī)和葉輪，電機(jī)的輸出軸和葉輪軸之間通過帶傳動連接，葉輪位于下爐體內(nèi)，葉輪軸包括中空段和實(shí)心段，實(shí)心段的內(nèi)端與葉輪連接為一體、外端與中空段焊接為一體，中空段通過連接于所述支撐架上的筒座安裝固定，筒座為兩端封閉的圓筒體，葉輪軸穿過圓筒體內(nèi)端和外端的端板處分別連接有調(diào)心滾子軸承和雙列圓錐滾子軸承，兩軸承分別通過分別固定于相應(yīng)端板內(nèi)側(cè)的軸承座安裝固定；圓筒體的外壁布置有散熱片，圓筒體的外壁和所述支撐架之間還連接有加強(qiáng)筋板。葉輪軸的皮帶輪安裝段為錐形度，皮帶輪的軸向中心有相應(yīng)的錐形孔，皮帶輪的外端和葉輪軸之間通過壓板及緊固螺釘安裝固定；葉輪的安裝位置對應(yīng)所述下集風(fēng)罩底部的集風(fēng)孔處。進(jìn)一步的，所述葉輪軸和所述筒座外端端板之間連接有動密封組件，動密封組件包括密封蓋、多個接觸式密封圈和一個動密封圈，密封蓋與通過外端端板之間通過螺釘緊固，密封蓋的中心位置處有用于葉輪軸穿過的安裝孔，多個接觸式密封圈依次嵌裝于安裝孔的側(cè)壁，動密封圈嵌裝于安裝孔的外端，接觸式密封圈為矩形標(biāo)準(zhǔn)動密封圈，動密封圈為矩形密封環(huán)及其外端中心的錐形密封舌的整體件，葉輪軸對應(yīng)錐形密封舌處為錐度大于錐形密封舌錐度的錐段，錐形密封舌的外端孔徑與葉輪軸的相應(yīng)位置處外徑一致；葉輪軸上對應(yīng)密封蓋和動密封圈的矩形密封環(huán)的外側(cè)連接有螺母，動密封圈的錐形密封舌伸入螺母的中心孔中。進(jìn)一步的，所述葉輪軸的內(nèi)腔中有送風(fēng)管，送風(fēng)管的外端連接有送風(fēng)機(jī)，送風(fēng)管的內(nèi)端管壁上開設(shè)有送風(fēng)孔，冷風(fēng)從送風(fēng)孔中進(jìn)入葉輪軸與送風(fēng)管之間的間隙中后排出。作為優(yōu)選，所述下爐體對應(yīng)所述葉輪軸的安裝位置處連接有不銹鋼管，所述葉輪軸從不銹鋼管中穿過，不銹鋼管內(nèi)對應(yīng)下爐體底板厚度位置處填塞有保溫棉，葉輪軸的中空段的近實(shí)心段端填塞有保溫棉，葉輪軸的實(shí)心段穿過不銹鋼管處和下爐體底板內(nèi)側(cè)之間連接有熱氣擋圈。本發(fā)明在下爐體中設(shè)置由支柱和底座板組成的裝料底座，將底座板上的工件用筒型罩體罩住，上爐體再罩于筒型罩體外，同時在筒型罩體的上側(cè)和底座板上布置集風(fēng)孔，筒型罩體和上爐體之間形成風(fēng)道，在風(fēng)道中設(shè)置加熱體，筒型罩體相當(dāng)于導(dǎo)風(fēng)罩，通過下爐體底部的循環(huán)風(fēng)機(jī)使?fàn)t體內(nèi)強(qiáng)制形成循環(huán)風(fēng)，加熱時通過強(qiáng)風(fēng)直接把發(fā)熱體的熱量帶走并沿風(fēng)道把熱量送到待加熱的工件上完成熱交換，當(dāng)達(dá)到工藝溫度并保溫完成后，加熱停止，在冷卻水管中通入冷卻水，循環(huán)風(fēng)再把高溫工件上的熱量帶走實(shí)現(xiàn)冷卻。由于強(qiáng)風(fēng)把發(fā)熱體上的熱量直接帶走，因而熱效率高且加熱速度快，同時保證發(fā)熱體的工作溫度較低因而壽命長。另外，由于冷卻水直接把系統(tǒng)內(nèi)的熱量帶走，因而冷卻速度快冷卻效率也較高。為了使循環(huán)風(fēng)道的流動效果更好，從而對工件的加熱功效更高，在底座板的下側(cè)連接鍋底型的下集風(fēng)罩，并在鍋底處開設(shè)集風(fēng)孔，將循環(huán)風(fēng)機(jī)的葉輪安裝位置對應(yīng)于集風(fēng)孔處，這樣循環(huán)風(fēng)從經(jīng)葉輪攪拌后分別從筒型罩體和上爐體之間的通道往上后經(jīng)筒型罩體上端的通風(fēng)孔進(jìn)入筒型罩體內(nèi)加熱工件，然后從底座板上的通風(fēng)孔進(jìn)入集風(fēng)罩中，最后從集風(fēng)罩底部的集風(fēng)孔處經(jīng)葉輪再攪拌后循環(huán)流動。附圖說明圖1為本發(fā)明的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1中的A部放大示意圖。圖3為循環(huán)風(fēng)機(jī)的安裝固定放大示意圖。圖4為圖3中的A部放大示意圖。具體實(shí)施方式如圖1所示，本發(fā)明公開了一種罩式光亮退火爐，包括下爐體1和密封壓接于其上方的上爐體2，兩爐體的內(nèi)徑一致，下爐體1的下端有支撐架3。上爐體2和下爐體1的內(nèi)壁均為不銹鋼板，上爐體2壁體的下端面和下爐體1壁體的上端面均為不銹鋼板，內(nèi)壁不銹鋼板的厚度大于端面的不銹鋼板厚度。上爐體和下爐體內(nèi)壁的不銹鋼板選用厚度為2~4mm，兩端面的不休鋼板選用厚度為0.5~1mm。上爐體內(nèi)壁外的保溫材料采用保溫棉，下爐體內(nèi)壁外的保溫材料采用保溫磚。如圖1、圖2所示，上爐體2和下爐體1之間通過分別連接于兩爐體外壁的法蘭壓接，兩法蘭之間設(shè)置有內(nèi)密封圈4和外密封圈5，兩密封圈均為橡膠密封圈，內(nèi)密封圈4為耐高溫密封圈，外密封圈5的硬度大于內(nèi)密封圈4的硬度，內(nèi)密封圈4的直徑大于外密封圈5的直徑。上爐體2下端法蘭的連接面為平面，下爐體1上端法蘭的連接面有兩個用于嵌裝兩密封圈的環(huán)形槽，兩密封圈的上部位于環(huán)形密封槽外。內(nèi)密封圈4軟一些，耐溫高，真空密封主要由它保證，外密封圈5硬一些，上爐體2的重量主要由它支撐，同時外密封圈5與內(nèi)密封圈4之間形成一個壓力差，從而可以更好的保障內(nèi)密封圈4所能保障的爐內(nèi)真空。上爐體2和下爐體1的壁體之間還設(shè)置有熱氣擋圈6，下爐體1的內(nèi)壁和上端面交界處設(shè)置有厚度大于內(nèi)壁厚度的不銹鋼圓環(huán)7，熱氣擋圈6的下部嵌裝于不銹鋼圓環(huán)7中。熱氣擋圈的設(shè)置一方面避免熱損失，另一方面避免影響內(nèi)密封圈的使用用壽命。熱氣擋圈6可采用石棉制作。如圖1所示，下爐體1的爐底有保護(hù)氣體進(jìn)氣閥JQF，用來向爐內(nèi)充入保護(hù)氣體，上爐體2的頂部有重力安全閥AQF，通過重力安全閥AQF控制爐內(nèi)形成微正壓。當(dāng)然，兩者的安裝位置可以互換。下爐體1內(nèi)布置有支柱8，支柱8的上端連接有水平布置的底座板9，支柱8和底座板9組成裝料平臺。工件置于底座板9上通過筒型罩體10罩住，筒型罩體10位于上爐體2的內(nèi)側(cè)，筒形罩體10與上爐體2在制作時通過連接柱（圖1中未畫出連接柱）連為一體，這樣上爐體和筒形罩體可一次吊裝到位。筒型罩體10和上爐體2之間的空腔中布置有加熱體11，發(fā)熱體11沿筒型罩體10的高度方向布置。筒型罩體10的上方和下爐體1中分別布置有冷卻水管12，下爐體1中的冷卻水管12布置于支柱8的外側(cè)。筒型罩體10的上端和底座板9分別布置有貫穿厚度的集風(fēng)孔。底座板9的下側(cè)連接有鍋底型的下集風(fēng)罩13，下集風(fēng)罩13的底部中心位置處有集風(fēng)孔。如圖3所示，下爐體1的底部連接有循環(huán)風(fēng)機(jī)，循環(huán)風(fēng)機(jī)包括電機(jī)14和葉輪15，電機(jī)14的輸出軸和葉輪軸16之間通過帶傳動連接，葉輪15位于下爐體1內(nèi)，葉輪軸16包括中空段161和實(shí)心段162，實(shí)心段的內(nèi)端與葉輪15連接為一體、外端與中空段焊接為一體，中空段通過連接于支撐架3上的筒座TZ安裝固定，筒座TZ為兩端封閉的圓筒體TZ1，葉輪軸16穿過圓筒體TZ1內(nèi)端和外端的端板處分別連接有調(diào)心滾子軸承17和雙列圓錐滾子軸承18，兩軸承分別通過分別固定于相應(yīng)端板內(nèi)側(cè)的軸承座安裝固定。葉輪15的安裝位置對應(yīng)下集風(fēng)罩13底部的集風(fēng)孔處。圓筒體TZ1的外壁布置有散熱片TZ2，圓筒體TZ1的外壁和支撐架3之間還連接有加強(qiáng)筋板TZ3。如圖3、圖4所示，葉輪軸16和筒座TZ外端端板之間連接有動密封組件，動密封組件包括密封蓋19、三個接觸式密封圈20和一個動密封圈21，密封蓋19與通過外端端板之間通過螺釘緊固，密封蓋20的中心位置處有用于葉輪軸16穿過的安裝孔，三個接觸式密封圈20依次嵌裝于安裝孔的側(cè)壁，動密封圈21嵌裝于安裝孔的外端，接觸式密封圈20為矩形標(biāo)準(zhǔn)動密封圈，動密封圈21為矩形密封環(huán)及其外端中心的錐形密封舌的整體件，葉輪軸16對應(yīng)錐形密封舌處為錐度大于錐形密封舌錐度的錐段，錐形密封舌的外端孔徑與葉輪軸16的相應(yīng)位置處外徑一致。葉輪軸16上對應(yīng)密封蓋19和動密封圈21的矩形密封環(huán)外側(cè)連接有螺母22，動密封圈21的錐形密封舌伸入螺母22的中心孔中。螺母22的外側(cè)有行程開關(guān)25。抽真空時，由于內(nèi)側(cè)壓力低，動密封圈21的錐形密封舌在大氣壓的作用下緊貼葉輪軸表面實(shí)現(xiàn)密封。常態(tài)下螺母22并不壓緊錐形密封舌，而是下退到與行程開關(guān)25接觸，當(dāng)密封得不到保障準(zhǔn)備抽真空時，操作者先將螺母22向上擰緊通過螺母22內(nèi)的錐面把錐形密封舌壓緊在葉輪軸16上，當(dāng)真空抽完并在爐內(nèi)通入惰性氣體并使?fàn)t內(nèi)維持正壓后，必須把螺母22松開下行到與行程開關(guān)25接觸，此時葉輪軸16方可轉(zhuǎn)動。葉輪軸16的內(nèi)腔中有送風(fēng)管23，送風(fēng)管21的外端連接有送風(fēng)機(jī)24，送風(fēng)管24的內(nèi)端管壁上開設(shè)有送風(fēng)孔，冷風(fēng)從送風(fēng)孔中進(jìn)入葉輪軸16與送風(fēng)管23之間的間隙中后排出。下爐體1對應(yīng)葉輪軸16的安裝位置處連接有不銹鋼管26，葉輪軸16從不銹鋼管26中穿過，不銹鋼管26內(nèi)對應(yīng)下爐體1底板厚度位置處填塞有保溫棉，葉輪軸16的中空段的近實(shí)心段端填塞有保溫棉，葉輪軸16的實(shí)心段穿過不銹鋼管處和下爐體底板內(nèi)側(cè)之間連接有熱氣擋圈。本發(fā)明在下爐體中設(shè)置由支柱和底座板組成的裝料底座，底座板上的工件正好被筒型罩體罩住，上爐體與筒型罩體在制作時通過連接柱連接為一體，同時在筒型罩體的上側(cè)和底座板上布置集風(fēng)孔，筒型罩體和上爐體之間形成風(fēng)道，在風(fēng)道中設(shè)置加熱體，筒型罩體相當(dāng)于導(dǎo)風(fēng)罩，通過下爐體底部的循環(huán)風(fēng)機(jī)使?fàn)t體內(nèi)強(qiáng)制形成循環(huán)風(fēng)，加熱時通過強(qiáng)風(fēng)直接把發(fā)熱體的熱量帶走并沿風(fēng)道把熱量送到待加熱的工件上完成熱交換，當(dāng)達(dá)到工藝溫度并保溫完成后，加熱停止，在冷卻水管中通入冷卻水，循環(huán)風(fēng)再把高溫工件上的熱量帶走實(shí)現(xiàn)冷卻。由于強(qiáng)風(fēng)把發(fā)熱體上的熱量直接帶走，因而熱效率高且加熱速度快，同時保證發(fā)熱體的工作溫度較低因而壽命長。另外，由于冷卻水直接把系統(tǒng)內(nèi)的熱量帶走，因而冷卻速度快冷卻效率也較高。為了使循環(huán)風(fēng)道的流動效果更好，從而對工件的加熱功效更高，在底座板的下側(cè)連接鍋底型的下集風(fēng)罩，并在鍋底處開設(shè)集風(fēng)孔，將循環(huán)風(fēng)機(jī)的葉輪安裝位置對應(yīng)于集風(fēng)孔處，這樣循環(huán)風(fēng)從經(jīng)葉輪攪拌后分別從筒型罩體和上爐體之間的通道往上后經(jīng)筒型罩體上端的通風(fēng)孔進(jìn)入筒型罩體內(nèi)加熱工件，然后從底座板上的通風(fēng)孔進(jìn)入集風(fēng)罩中，最后從集風(fēng)罩底部的集風(fēng)孔處經(jīng)葉輪再攪拌后循環(huán)流動。循環(huán)風(fēng)的走向如圖1中箭頭所示。