1.本發(fā)明涉及真空燒結(jié)爐，具體為一種單體真空燒結(jié)爐。

背景技術(shù)：

2.真空燒結(jié)爐是現(xiàn)代粉末冶金、金屬永磁等行業(yè)廣泛使用的設(shè)備。分為單體式和連續(xù)式（由多個不同功能的單體爐依次連接而成）。

3.單體真空燒結(jié)爐包括一端封閉、一端端面開口的爐殼1，爐殼1內(nèi)有保溫層2形成的一端封閉、一端敞口（敞口與爐殼一端端面上的開口相適配）的加熱室，加熱室內(nèi)壁設(shè)置加熱部件 。爐殼1一端設(shè)置用于封閉開口的插板門3，插板門需配置密封壓緊機(jī)構(gòu)（如，鉸鏈產(chǎn)生側(cè)向力壓緊）。爐殼1上還配置有對加熱室實施抽真空的抽真空系統(tǒng)，和對加熱室進(jìn)行冷卻的氣體循環(huán)冷卻系統(tǒng)；氣體循環(huán)冷卻系統(tǒng)包括固定于加熱室內(nèi)壁的、其上密布有氣孔的環(huán)狀進(jìn)氣管，冷卻氣體經(jīng)環(huán)狀進(jìn)氣管吹入加熱室，熱氣從爐殼1的一端排出，排出的熱氣經(jīng)熱交換器后再經(jīng)環(huán)狀進(jìn)氣管吹入加熱室，而形成冷卻氣體循環(huán)。

4.現(xiàn)有單體真空燒結(jié)爐存在如下缺陷：（1）抽真空系統(tǒng)只有一個抽氣回路。燒結(jié)初期被燒結(jié)產(chǎn)品產(chǎn)生的含蠟氣體（被燒結(jié)產(chǎn)品在燒結(jié)初期釋放出的各種有機(jī)氣體的總稱）只能經(jīng)唯一的抽氣回路抽出，對抽氣回路中的抽真空設(shè)備（真空泵油、管路等）造成腐蝕、污染，而且也無法回收含蠟氣體的有效成分。

5.（2）插板門的密封壓緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜。

6.（3）氣體循環(huán)冷卻系統(tǒng)的圓周進(jìn)氣、軸向排氣，進(jìn)氣和排氣交叉，抵消部分有效流量，風(fēng)阻大，功耗高。熱交換器的管程短（小于0.8mm），流速慢（小于5米/秒）,換熱效率較低。

7.（4）加熱室內(nèi)采用前中后三段控溫，造成加熱室內(nèi)上下溫度偏差較大。

8.（5）供電是在變壓器原邊串聯(lián)雙向晶閘管，單相供電，采用調(diào)壓模式，造成高次諧波污染電網(wǎng)，降低功率因數(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

9.本發(fā)明為克服現(xiàn)有單體真空燒結(jié)爐存在的上述缺陷，提供一種改進(jìn)的單體真空燒結(jié)爐。

10.本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種單體真空燒結(jié)爐，包括一端封閉、一端端面開口的爐殼，爐殼內(nèi)有保溫層形成的加熱室，加熱室內(nèi)壁設(shè)置加熱部件，爐殼一端設(shè)置用于封閉開口的插板門，插板門配置密封壓緊機(jī)構(gòu)；還配置有抽真空系統(tǒng)和氣體循環(huán)冷卻系統(tǒng)。

11.抽真空系統(tǒng)包括開于爐殼上、與加熱室相通的真空口，開于爐殼上、與加熱室相通的脫蠟排氣口，冷凝器，真空泵；真空口用管路經(jīng)第一閥門與真空泵連接；脫蠟排氣口用管路經(jīng)第二閥門與冷凝器的入口連接，冷凝器的出口用管路經(jīng)第三閥門與真空泵連接。

12.插板門的密封壓緊機(jī)構(gòu)包括固定于爐殼開口一端的端面上且位于開口兩側(cè)的垂

直的壓板條，插板門的外端面，即與爐殼的開口一端的端面密封壓緊的面的背面，兩側(cè)邊被壓板條卡壓，插板門沿壓板條被驅(qū)升降，在壓板條與插板門的外端面之間設(shè)置有帶有充排氣口的氣囊。

13.氣體循環(huán)冷卻系統(tǒng)包括進(jìn)風(fēng)管、冷卻風(fēng)機(jī)、出風(fēng)管、換熱器、回風(fēng)管，進(jìn)風(fēng)管的一端從爐殼的柱面上與爐殼內(nèi)的第一空間相通、另一端與冷卻風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口連接，出風(fēng)管的一端從爐殼的柱面上與爐殼內(nèi)的第二空間相通、另一端與換熱器的進(jìn)氣口連接，換熱器的出氣口與回風(fēng)管的一端連接，回風(fēng)管的另一端與冷卻風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)口連接。

14.加熱部件分為四個加熱組件，分別位于加熱室左上角、左下角、右上角、右下角；每組加熱組件包括兩個直角狀的電極支架，兩直角狀的電極支架的對應(yīng)一端之間分別連接一條沿加熱室長度方向分布且與加熱室等長的石墨加熱帶，使得左上角的加熱組件的一條石墨加熱帶位于加熱室上壁中部、另一條石墨加熱帶位于加熱室左壁中部；左下角的加熱組件的一條石墨加熱帶位于加熱室下壁中部、另一條石墨加熱帶位于加熱室左壁中部；右上角的加熱組件的一條石墨加熱帶位于加熱室上壁中部、另一條石墨加熱帶位于加熱室右壁中部；右下角的加熱組件的一條石墨加熱帶位于加熱室下壁中部、另一條石墨加熱帶位于加熱室右壁中部；所有石墨加熱帶的兩端部分的截面積較中間部分的小，以彌補(bǔ)加熱室兩端散熱多造成的溫度差。

15.供電采用如下方式：將380v三相交流電整流成直流，再以igbt作高速開關(guān)，將直流電變?yōu)楦哳l的方波，再經(jīng)以非晶薄帶為鐵心的中頻變壓器，輸出低電壓大電流作為供電電源。

16.本發(fā)明對現(xiàn)有單體真空燒結(jié)爐進(jìn)行了結(jié)構(gòu)改進(jìn)，使單體真空燒結(jié)爐可完成脫蠟工序；插板門的密封壓緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單可靠；氣體循環(huán)冷卻系統(tǒng)風(fēng)阻小、功耗低；加熱室可實現(xiàn)上下控溫且均勻；供電方式更合理。用插板閥代替齒圈壓緊的旋轉(zhuǎn)門，便于密封入爐。

附圖說明

17.圖1為本發(fā)明所述單體真空燒結(jié)爐的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的左視圖——抽真空系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖1的剖視圖——循環(huán)氣體冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖1的俯視圖——整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖1的右視圖——插板門及其密封壓緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖5的俯剖圖；圖7為圖6的局部放大圖；圖8為冷卻系統(tǒng)的換熱器的剖面圖。

18.圖中：1-爐殼，2-保溫層，3-插板門，4-真空口，5-脫蠟排氣口，6-第一閥門，7-真空泵，8-第二閥門，9-冷凝器，10-第三閥門，11-壓板條，12-氣囊，13-充排氣口，14-進(jìn)風(fēng)管，15-冷卻風(fēng)機(jī)，16-出風(fēng)管，17-換熱器，18-回風(fēng)管，19-電極支架，20-石墨加熱帶。

具體實施方式

19.一種單體真空燒結(jié)爐，包括一端封閉、一端端面開口的爐殼1，爐殼1內(nèi)有保溫層2形成的加熱室，加熱室內(nèi)壁設(shè)置加熱部件，爐殼1一端設(shè)置用于封閉開口的插板門3，插板門

配置密封壓緊機(jī)構(gòu)；還配置有抽真空系統(tǒng)和氣體循環(huán)冷卻系統(tǒng)。

20.抽真空系統(tǒng)包括開于爐殼1上、與加熱室相通的真空口4，開于爐殼1上、與加熱室相通的脫蠟排氣口5，冷凝器9，真空泵7；真空口4用管路經(jīng)第一閥門6與真空泵7連接；脫蠟排氣口5用管路經(jīng)第二閥門8與冷凝器9的入口連接，冷凝器9的出口用管路經(jīng)第三閥門10與真空泵7連接。在燒結(jié)初期（脫蠟階段）關(guān)閉第一閥門6，開啟第二、第三閥門8、10，此時，從脫蠟排氣口5經(jīng)第二閥門8、冷凝器9、第三閥門10、真空泵7形成加熱室（爐內(nèi)）的脫蠟抽氣回路，期間，加熱室內(nèi)產(chǎn)生的含蠟氣體的有機(jī)成分在冷凝器9內(nèi)得以冷凝或結(jié)晶，并排出冷凝器。在燒結(jié)階段，關(guān)閉第二、第三閥門8、10，開啟第一閥門6，此時，從真空口4經(jīng)第一閥門6、真空泵7形成加熱室的真空抽氣回路。通過增設(shè)脫蠟抽氣回路并依靠閥門的切換，使單體真空燒結(jié)爐（像連續(xù)真空燒結(jié)爐那樣）具備了脫蠟功能，設(shè)計獨(dú)特新穎。具體實施時，第一閥門6、第二閥門8和第三閥門10選用擋板閥。

21.進(jìn)一步地，爐殼1和保溫層2之間的空間被分隔為相互密閉的三個空間，第一空間：保溫層2左面與爐殼1圍成的空間，第二空間：保溫層2右面和上面與爐殼1圍成的空間，第三空間：保溫層2底面與爐殼1圍成的空間；保溫層2左面開有溝通第一空間和加熱室的氣孔，保溫層2右面開有溝通第二空間和加熱室的氣孔，保溫層2底面開有溝通第三空間和加熱室的氣孔（該氣孔即開于保溫層2底面、用于溝通第三空間和加熱室的氣孔為與加熱室（軸向）等長的條孔）； 脫蠟排氣口5與第三空間相通，真空口4與第二空間相通。這樣，在脫蠟階段，含蠟氣體僅經(jīng)第三空間抽出，第一、第二空間的內(nèi)壁免受含蠟氣體因冷凝而造成的污染。

22.插板門3的密封壓緊機(jī)構(gòu)包括固定于爐殼1開口一端的端面上且位于開口兩側(cè)的垂直的壓板條11，插板門3的外端面，即與爐殼的開口一端的端面密封壓緊的面的背面，兩側(cè)邊被壓板條11卡壓，插板門3沿壓板條11被驅(qū)升降，在壓板條11與插板門3的外端面之間設(shè)置有帶有充排氣口13的氣囊12。這樣，插板門3下降至閉合位置后，氣囊12充氣而密封壓緊插板門3；需提升插板門3時，氣囊12排氣。具體實施時，氣囊12的充排氣口13穿出壓板條11。

23.氣體循環(huán)冷卻系統(tǒng)包括進(jìn)風(fēng)管14、冷卻風(fēng)機(jī)15、出風(fēng)管16、換熱器17、回風(fēng)管18，進(jìn)風(fēng)管14的一端從爐殼1的柱面上與爐殼1內(nèi)的第一空間相通、另一端與冷卻風(fēng)機(jī)15的出風(fēng)口連接，出風(fēng)管16的一端從爐殼1的柱面上與爐殼1內(nèi)的第二空間相通、另一端與換熱器17的進(jìn)氣口連接，換熱器17的出氣口與回風(fēng)管18的一端連接，回風(fēng)管18的另一端與冷卻風(fēng)機(jī)15的進(jìn)風(fēng)口連接。工作時，冷卻氣體從進(jìn)風(fēng)管14吹入爐殼1內(nèi)第一空間，經(jīng)氣孔進(jìn)入加熱室，受熱后的氣體經(jīng)爐殼1內(nèi)的第二空間、出風(fēng)管16進(jìn)入換熱器17，換熱后得到的冷卻氣體經(jīng)回風(fēng)管18進(jìn)入冷卻風(fēng)機(jī)15。該氣體循環(huán)冷卻系統(tǒng)風(fēng)阻小，功耗低，功率由75kw降至11kw 。具體實施時，換熱器17采用列管式換熱器且列管式換熱器內(nèi)的換熱管采用翅片呈放射狀排列的翅片管（如圖8所示），以提高換熱效率。

24.加熱部件分為四個加熱組件，分別位于加熱室左上角、左下角、右上角、右下角；每組加熱組件包括兩個直角狀的電極支架19，兩直角狀的電極支架19的對應(yīng)一端之間分別連接一條沿加熱室長度（軸向）方向分布且與加熱室等長的石墨加熱帶20，使得左上角的加熱組件的一條石墨加熱帶20位于加熱室上壁中部、另一條石墨加熱帶20位于加熱室左壁中部；左下角的加熱組件的一條石墨加熱帶20位于加熱室下壁中部、另一條石墨加熱帶20位于加熱室左壁中部；右上角的加熱組件的一條石墨加熱帶20位于加熱室上壁中部、另一條

石墨加熱帶20位于加熱室右壁中部；右下角的加熱組件的一條石墨加熱帶20位于加熱室下壁中部、另一條石墨加熱帶20位于加熱室右壁中部。如此，加熱室內(nèi)可實現(xiàn)上下控溫且確保加熱室上下溫度均勻。所有石墨加熱帶20的兩端部分的截面積較中間部分的小，以彌補(bǔ)加熱室兩端散熱多造成的溫度差。

25.該單體真空燒結(jié)爐的供電采用如下方式：將380v三相交流電整流成直流，再以igbt作高速開關(guān)，將直流電變?yōu)楦哳l的方波，再經(jīng)以非晶薄帶為鐵心的中頻變壓器，輸出低電壓大電流作為供電電源。該供電電源功率因數(shù)為1，效率大于90%，變壓器體積只是原來的10%，沒有三相不平衡問題。技術(shù)特征：

1.一種單體真空燒結(jié)爐，包括一端封閉、一端端面開口的爐殼(1)，爐殼(1)內(nèi)有保溫層(2)形成的加熱室，加熱室內(nèi)壁設(shè)置加熱部件，爐殼(1)一端設(shè)置用于封閉開口的插板門(3)，插板門配置密封壓緊機(jī)構(gòu)；還配置有抽真空系統(tǒng)和氣體循環(huán)冷卻系統(tǒng)；其特征在于，抽真空系統(tǒng)包括開于爐殼(1)上、與加熱室相通的真空口(4)，開于爐殼(1)上、與加熱室相通的脫蠟排氣口(5)，冷凝器(9)，真空泵(7)；真空口(4)用管路經(jīng)第一閥門(6)與真空泵(7)連接；脫蠟排氣口(5)用管路經(jīng)第二閥門(8)與冷凝器(9)的入口連接，冷凝器(9)的出口用管路經(jīng)第三閥門(10)與真空泵(7)連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單體真空燒結(jié)爐，其特征在于，第一閥門(6)、第二閥門(8)和第三閥門(10)選用擋板閥。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種單體真空燒結(jié)爐，其特征在于，爐殼(1)和保溫層(2)之間的空間被分隔為相互密閉的三個空間，第一空間：保溫層(2)左面與爐殼(1)圍成的空間，第二空間：保溫層(2)右面和上面與爐殼(1)圍成的空間，第三空間：保溫層(2)底面與爐殼(1)圍成的空間；保溫層(2)左面開有溝通第一空間和加熱室的氣孔，保溫層(2)右面開有溝通第二空間和加熱室的氣孔，保溫層(2)底面開有溝通第三空間和加熱室的氣孔；脫蠟排氣口(5)與第三空間相通，真空口(4)與第二空間相通。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種單體真空燒結(jié)爐，其特征在于，開于保溫層(2)底面、用于溝通第三空間和加熱室的氣孔為與加熱室等長的條孔。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單體真空燒結(jié)爐，其特征在于，插板門(3)的密封壓緊機(jī)構(gòu)包括固定于爐殼(1)開口一端的端面上且位于開口兩側(cè)的垂直的壓板條(11)，插板門(3)的外端面，即與爐殼的開口一端的端面密封壓緊的面的背面，兩側(cè)邊被壓板條(11)卡壓，插板門(3)沿壓板條(11)被驅(qū)升降，在壓板條(11)與插板門(3)的外端面之間設(shè)置有帶有充排氣口(13)的氣囊(12)。6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種單體真空燒結(jié)爐，其特征在于，氣體循環(huán)冷卻系統(tǒng)包括進(jìn)風(fēng)管(14)、冷卻風(fēng)機(jī)(15)、出風(fēng)管(16)、換熱器(17)、回風(fēng)管(18)，進(jìn)風(fēng)管(14)的一端從爐殼(1)的柱面上與爐殼(1)內(nèi)的第一空間相通、另一端與冷卻風(fēng)機(jī)(15)的出風(fēng)口連接，出風(fēng)管(16)的一端從爐殼(1)的柱面上與爐殼(1)內(nèi)的第二空間相通、另一端與換熱器(17)的進(jìn)氣口連接，換熱器(17)的出氣口與回風(fēng)管(18)的一端連接，回風(fēng)管(18)的另一端與冷卻風(fēng)機(jī)(15)的進(jìn)風(fēng)口連接。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種單體真空燒結(jié)爐，其特征在于，換熱器(17)采用列管式換熱器且列管式換熱器內(nèi)的換熱管采用翅片呈放射狀排列的翅片管。8.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種單體真空燒結(jié)爐，其特征在于，加熱部件分為四個加熱組件，分別位于加熱室左上角、左下角、右上角、右下角；每組加熱組件包括兩個直角狀的電極支架(19)，兩直角狀的電極支架(19)的對應(yīng)一端之間分別連接一條沿加熱室長度方向分布且與加熱室等長的石墨加熱帶(20)，使得左上角的加熱組件的一條石墨加熱帶(20)位于加熱室上壁中部、另一條石墨加熱帶(20)位于加熱室左壁中部；左下角的加熱組件的一條石墨加熱帶(20)位于加熱室下壁中部、另一條石墨加熱帶(20)位于加熱室左壁中部；右上角的加熱組件的一條石墨加熱帶(20)位于加熱室上壁中部、另一條石墨加熱帶(20)位于加熱室右壁中部；右下角的加熱組件的一條石墨加熱帶(20)位于加熱室下壁中部、另一條石墨加熱帶(20)位于加熱室右壁中部；所有石墨加熱帶(20)的兩端部分的截面積較中間部

分的小，以彌補(bǔ)加熱室兩端散熱多造成的溫度差。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種單體真空燒結(jié)爐，其特征在于，加熱部件分為四個加熱組件，分別位于加熱室左上角、左下角、右上角、右下角；每組加熱組件包括兩個直角狀的電極支架(19)，兩直角狀的電極支架(19)的對應(yīng)一端之間分別連接一條沿加熱室長度方向分布且與加熱室等長的石墨加熱帶(20)，使得左上角的加熱組件的一條石墨加熱帶(20)位于加熱室上壁中部、另一條石墨加熱帶(20)位于加熱室左壁中部；左下角的加熱組件的一條石墨加熱帶(20)位于加熱室下壁中部、另一條石墨加熱帶(20)位于加熱室左壁中部；右上角的加熱組件的一條石墨加熱帶(20)位于加熱室上壁中部、另一條石墨加熱帶(20)位于加熱室右壁中部；右下角的加熱組件的一條石墨加熱帶(20)位于加熱室下壁中部、另一條石墨加熱帶(20)位于加熱室右壁中部；所有石墨加熱帶(20)的兩端部分的截面積較中間部分的小，以彌補(bǔ)加熱室兩端散熱多造成的溫度差。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種單體真空燒結(jié)爐，其特征在于，供電采用如下方式：將380v三相交流電整流成直流，再以igbt作高速開關(guān)，將直流電變?yōu)楦哳l方波，再經(jīng)以非晶薄帶為鐵心的中頻變壓器，輸出低電壓大電流作為供電電源。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明涉及真空燒結(jié)爐，具體為一種單體真空燒結(jié)爐?？朔F(xiàn)有單體真空燒結(jié)爐存在的缺陷。一種單體真空燒結(jié)爐，抽真空系統(tǒng)增設(shè)了脫蠟抽氣回路。插板門的密封壓緊機(jī)構(gòu)包括固定于爐殼開口一端的端面上且位于開口兩側(cè)的垂直的壓板條，在壓板條與插板門的外端面之間設(shè)置有帶有充排氣口的氣囊。氣體循環(huán)冷卻系統(tǒng)的進(jìn)、出風(fēng)從爐殼柱面的兩側(cè)直接進(jìn)出，風(fēng)阻小，功耗低。加熱部件分為四個加熱組件，每組加熱組件包括兩個直角狀的電極支架，兩直角狀的電極支架的對應(yīng)一端之間分別連接一條沿加熱室長度方向分布且與加熱室等長的石墨加熱帶。度方向分布且與加熱室等長的石墨加熱帶。度方向分布且與加熱室等長的石墨加熱帶。

技術(shù)研發(fā)人員：董永安 王月富 霍貴亮 高建星 冀愛華 李會民

受保護(hù)的技術(shù)使用者：江西開源自動化設(shè)備有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2021.12.30

技術(shù)公布日：2022/4/1