專利名稱：一種熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統及平衡置換方法
技術領域：
本發明涉及一種熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統及平衡置換方法，屬于金屬熱處理設備技術領域。
背景技術：
真空爐被作為熱處理行業設備更新換代的裝備之一，其重要原因是真空爐處理的產品零件表面光亮、少無氧化、性能好、精度高，真空爐生產運行中易實現節能、降耗、減污，屬于清潔生產裝備，符合當今環保的要求。真空中氣體分子極少，分子的自由程變大， 因此可以生產出常壓下無法得到的輕稀有金屬、難熔金屬、稀有金屬及其它特種合金材料坐寸ο
與傳統冶金相比真空冶金具有低能耗、回收率高、無污染、經濟效益好等優勢，故越來越受到人們的重視。但真空冶金過程的研究在很大程度上依賴于真空冶煉設備的開發。隨著真空冶金技術的不斷發展，真空冶煉設備需要不斷的完善，提高自動化程度，使真空冶煉設備向智能化，集成化方向發展。溫度是金屬冶煉的重要工藝參數，在金屬冶煉過程中，對溫度的精確控制往往決定了產品的質量。隨著電子、計算機和網絡技術的發展，自動化控制系統經歷了組合式模擬控制系統、集中式數字控制系統、分布式控制系統，發展到現場總線控制系統和以太網系統階段。控制系統的發展呈現出向分散化、網絡化、智能化發展的方向。其中，尤以生產過程自動化、儀表監控診斷等方面網絡化趨勢最為顯著。分布式控制就是本地計算機通過網絡系統對遠端設備進行監測與控制，包括設備的數據采集、監控和維護。系統分布式控制是大型設備安全穩定運行的關鍵技術之一，也是提高機電系統工作效率和可靠性，進行預知維修及預知管理的基礎。
熱處理用真空爐處理的表面光潔度要求高的工件，通常要求前清洗要非常的干凈，但由于受到清洗設備清洗能力、工件本身形狀等多方面的因 素，很難將工件表面清洗干凈。工件在高溫加熱時，表面的油汽、水汽和其它污物都揮發出來，在高溫下與工件表面發生化學反應，從而污染工件表面，使處理的工件質量不合格或性能得不到有效的提升。發明內容
鑒于上述現有技術存在的問題，提出了本發明。
因此，本發明要解決的其中之一的技術問題是，如何克服現有技術中熱處理用真空爐處理的表面光潔度要求高的工件清洗設備清洗能力不足的缺陷。
為解決上述技術問題，本發明提供了如下技術方案
一種熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統，包括進氣系統和排氣系統，
所述進氣系統包括進氣管道，所述進氣管道上設置有控制裝置；
所述排氣系統包括排氣管道，所述排氣管道上設置有抽取真空裝置；
所述熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統還包括一密閉空間，所述進氣系統和所述排氣系統通過所述密閉空間相連接。
作為本發明所述熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統的一種優選方案，其中所述進氣管道上還設置有質量流量控制器。
作為本發明所述熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統的一種優選方案，其中所述控制裝置包括減壓閥、電控通斷閥、傍路流量控制閥以及主路流量控制閥。
作為本發明所述熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統的一種優選方案，其中所述排氣管道上還設置有氣體過濾器。
作為本發明所述熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統的一種優選方案，其中所述排氣管道上還設置有控制裝置，所述控制裝置包括電控通斷閥和傍路流量控制閥。
作為本發明所述熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統的一種優選方案，其中所述抽取真空裝置為真空泵。
另外，本發明進一步要解決的技術問題是，如何利用熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統對工件進行清理平衡置換的問題。
為解決上述技術問題，本發明提供了如下技術方案一種利用熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統的平衡置換方法，首先將所述密閉空間抽成高真空狀態，當熱處理用真空爐加熱的密閉空間真空度達到高真空時，向其內沖入一定壓力的惰性氣體；然后控制進氣系統的進氣量以及排氣系統的排氣量，使得進氣速率和排氣速率基本相等，從而實現了氣體的平衡置換。
作為本發明所述熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統的平衡置換方法的一種優選方案，其中所述進氣系統的進氣量通過設置質量流量控制器進行實時控制輸入。
作為本發明所述熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統的平衡置換方法的一種優選方案，其中所述排氣系統的排氣量通過設置流量控制閥進行控制。
本發明熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統能夠保證熱處理用真空爐處理的工件在加熱時揮發出來的油氣、污物等不斷被置換出加熱的密閉空間，保證了對表面光潔度要求高的工件質量合格；同時，在整個加熱過程中，能夠始終保持爐內惰性氣體的壓力維持在一個穩定的數值。其提供了一種熱處理用真空爐的爐氣平衡置換系統，能夠對密閉空間內的氣體進行不斷的置換，同時保持壓力的平衡。
本發明同時提供一種相應的平衡置換方法，其具有如下優點
(I)保證設備的穩定運行，提高運行效率；
(2)減少故障率，保證安全性，延長設備的使用壽命；
(3)控制方式靈活，控制質量提高，產品質量明顯改善；
(4)自動化控制，`減輕勞動強度，提高管理水平。


圖1是本發明一個實施例熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統的結構示意圖。
具體實施方式
下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
圖中，排氣系統1、進氣系統2以及密閉空間3 ;排氣系統I包括真空泵101、波紋管102、電控通斷閥103、傍路流量控制閥104、擋板閥105和氣體過濾器106 ;進氣系統2包括進氣管道201、減壓閥202、質量流量控制器203、電控通斷閥204、傍路流量控制閥205、玻璃轉子流量計206、傍路電控通斷閥207、主路流量控制閥208、主路電控通斷閥209和波紋管 210。
如圖1所示，在該實施例中，該熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統，包括了進氣系統2和排氣系統1，所述進氣系統2包括進氣管道201，所述進氣管道201上設置有控制裝置以及質量流量控制器203，此處，質量流量控制器203能夠根據PLC發出的指令精確地控制惰性氣體輸入的流量。
其中，進氣管道201上設置的控制裝置為減壓閥202、電控通斷閥204、傍路流量控制閥205、玻璃轉子流量計206、傍路電控通斷閥207、主路流量控制閥208以及主路電控通斷閥209。
所述排氣系統I包括排氣管道，所述排氣管道上設置有抽取真空裝置，在此實施例中，該抽取真空裝置為真空泵101 ;所述排氣管道上還設置有氣體過濾器106，用以過濾掉污濁物；所述排氣管道上還設置有控制裝置，所述控制裝置為電控通斷閥103、傍路流量控制閥104以及擋板閥105。
所述進氣系統2和所述排氣系統I通過所述密閉空間3相連接。當熱處理用真空爐加熱的密閉空間3真空度達到高真空時，再向其內沖入一定壓力的惰性氣體，此時密閉空間內的壓力狀態是即有一定的壓力，同時又處于真空狀態。這樣的狀態，有利于加熱時油氣的蒸發(真空狀態，油氣的飽和蒸汽壓降低，易揮發)，同時又有利于氣體的置換循環。更重要的是要使的密閉空間3內的惰性氣體要被不斷的置換，同時還要保持密閉空間3的壓力穩定，這樣對表面質量要求高的工件最終才能合格。
此系統包含三部分組成，進氣系統2、排氣系統I和密閉空間3。當進氣系統2向密閉空間3內的進氣量與排氣系統從密閉空間內的抽氣量相等時，就能維持密閉空間處于一個恒定的壓力。其中排氣系統的排氣量可以通過設置流量控制閥手動控制排氣速率，當排氣速率確定后，進氣系統的進氣量可以通過設置質量流量控制器進行實時控制輸入，使得進氣速率和排氣速率基本相等，從而實現了氣體的置換和壓力保持。
進氣系統2向熱處理用真空爐的密閉空間3內通過不同的流量向其中沖入惰性氣體，排氣系統I不斷的從密閉空間3內向外抽出被工件揮發出來的油氣等污染的惰性氣體。
排氣系統I通過真空泵101從密閉空間3中不斷地抽出被工件揮發出來的油氣等污染的惰性氣體，惰性氣體先經過氣體過濾器106將惰性氣體中的固體污物等過濾掉，然后經過擋板閥105、電控通斷閥103和波紋管102，最終被真空泵101排出。其中傍路流量控制閥104可用于調節真空泵101從密閉空間3中排出氣體的速率，真空泵101的排氣速率是恒定的，關閉電控通斷閥103，則惰性 氣體從傍路流量控制閥104中流經，傍路流量控制閥104的開度大小決定了真空泵101排出氣體的多少。
進氣系統2中惰性 氣體通過進氣管路201、主路流量控制閥208、主路電控通斷閥 209和波紋管2010向密閉空間3中快速大流量地沖入惰性氣體，當快要到達設定壓力值時， 主路電控通斷閥209關閉，再由減壓閥202、質量流量控制器203、電控通斷閥204和波紋管 210組成的微流量控制管路向密閉空間3中沖入惰性氣體，直至到達設定壓力值，其中質量流量控制器203能夠根據PLC發出的指令精確地控制惰性氣體輸入的流量。傍路流量控制閥205、玻璃轉子流量計206和傍路電控通斷閥207是作為質量流量控制器203組成的微流量控制管路的備用支路，當質量流量控制器203出現故障時，為了不使生產中斷而使用傍路替代，通過傍路流量控制閥205手動控制流量的大小。
當密閉空間3的真空度達到高真空時，再向密閉空間3內沖入一定壓力的惰性氣體，比如說O. 5Bar，這樣的壓力，即是真空，有利于加熱時油氣的蒸發，同時又有一定的壓力，有利于氣體的置換循環。當進氣系統2向密閉空間內的進氣量與排氣系統I從密閉空間3內的抽氣量相等時，就能維持密閉空間3處于一個恒定的壓力。其中排氣系統I的排氣量可以通過傍路流量控制閥104手動調節，當排氣速率確定后，進氣系統2的進氣量可以通過質量流量控制器203進行實時控制輸入，使得進氣速率和排氣速率基本相等，從而實現了氣體的置換和壓力保持。
應說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。
權利要求
1.一種熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統，包括進氣系統(2)和排氣系統(1)，所述進氣系統(2)包括進氣管道，所述進氣管道(201)上設置有控制裝置；所述排氣系統(1)包括排氣管道，所述排氣管道上設置有抽取真空裝置；其特征在于所述熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統還包括一密閉空間(3)，所述進氣系統(2)和所述排氣系統(1)通過所述密閉空間(3)相連接。
2.如權利要求1所述的熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統，其特征在于所述進氣管道(201)上還設置有質量流量控制器(203 )。
3.如權利要求2所述的熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統，其特征在于所述質量流量控制器(203)能夠根據PLC發出的指令精確地控制惰性氣體輸入的流量。
4.如權利要求1所述的熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統，其特征在于所述控制裝置包括減壓閥(202)、電控通斷閥(204)、傍路流量控制閥(205)以及主路流量控制閥 (208)。
5.如權利要求1所述的熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統，其特征在于所述排氣管道上還設置有氣體過濾器(106)。
6.如權利要求1所述的熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統，其特征在于所述排氣管道上還設置有控制裝置，所述控制裝置包括電控通斷閥(103 )和傍路流量控制閥(104 )。
7.如權利要求1所述的熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統，其特征在于所述抽取真空裝置為真空泵(101)。
8.一種利用如權利要求1所述的熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統的平衡置換方法， 其特征在于首先將所述密閉空間(3)抽成高真空狀態，當熱處理用真空爐加熱的密閉空間(3)真空度達到高真空時，向其內沖入一定壓力的惰性氣體；然后控制進氣系統(2)的進氣量以及排氣系統(1)的排氣量，使得進氣速率和排氣速率基本相等，從而實現了氣體的平衡置換。
9.如權利要求8所述的平衡置換方法，其特征在于所述進氣系統(2)的進氣量通過設置質量流量控制器(203)進行實時控制輸入。
10.如權利要求8所述的平衡置換方法，其特征在于所述排氣系統(1)的排氣量通過設置流量控制閥進行控制。
全文摘要
本發明公開了一種熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統及平衡置換方法，該熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統，包括進氣系統和排氣系統，所述進氣系統包括進氣管道，所述進氣管道上設置有控制裝置；所述排氣系統包括排氣管道，所述排氣管道上設置有抽取真空裝置；所述熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統還包括一密閉空間，所述進氣系統和所述排氣系統通過所述密閉空間相連接。本發明熱處理用真空爐爐氣平衡置換系統能夠保證熱處理用真空爐處理的工件在加熱時揮發出來的油氣、污物等不斷被置換出加熱的密閉空間，保證了對表面光潔度要求高的工件質量合格；同時，在整個加熱過程中，能夠始終保持爐內惰性氣體的壓力維持在一個穩定的數值。
文檔編號C21D1/773GK103031417SQ20121058979
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月29日 優先權日2012年12月29日
發明者楊曄, 陳紅進 申請人:江蘇豐東熱技術股份有限公司