CN114085963A - 一种气体淬火过程中氮基气氛循环利用装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及氮气循环装置技术领域，具体的说是一种气体淬火过程中氮基气氛循环利用装置，包括高温炉，所述高温炉的一侧设有控制箱，所述高温炉上安装有密封机构，所述控制箱和高温炉之间连接有氮气机构、供气机构和介气机构；通过密封机构的设置进而便于带动方便高温炉门自锁，方便开启的同时提高高温炉的气体密封性，避免气体泄露；通过氮气机构、供气机构以及介气机构的设置方便利用气体之间的密度特性对相应的气体进行会回收，降低热处理的气体使用成本，节约资源。

Description

一种气体淬火过程中氮基气氛循环利用装置及方法
技术领域
本发明涉及氮气循环装置技术领域，具体的说是一种气体淬火过程中氮基气氛循环利用装置及方法。
背景技术
现有的气淬技术大部分以惰性气体作为冷却介质，利用低温的惰性气体流过工件表面，进行对流传热，实现工件的冷却。与水淬、油淬比较，气淬的优点是工件冷却均匀变形小，缺点是冷却能力不足。液态或氮气的换热系数很大，可以弥补惰性气体淬火冷却能力不足的问题，且价格相对便宜很多，是一种比较理想经济的淬火冷却剂。
然而，现有的热处理在使用氮气时，多采用一次性的利用方式，由于氮气提纯较为困难，其经济价值较高，非重复的利用方式不仅造成了浪费且增加了热处理的成本。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供了一种气体淬火过程中氮基气氛循环利用装置及方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种气体淬火过程中氮基气氛循环利用装置，包括高温炉，所述高温炉的一侧设有控制箱，所述高温炉上安装有密封机构，所述控制箱和高温炉之间连接有氮气机构、供气机构和介气机构。
具体的，所述密封机构包括密封门，所述高温炉的一端转动连接有密封门，所述高温炉上滑动连接有卡杆，所述卡杆上抵触有弹簧，所述卡杆上套接有接触套。
具体的，所述卡杆的一侧设有抵触杆，所述抵触杆上固定连接有转轴，所述转轴转动连接高温炉，所述转轴上缠绕有扭簧，所述扭簧的一端卡合在转轴且另一端卡合在高温炉的内壁上。
具体的，所述抵触杆的一端套在卡杆上，所述抵触杆靠近所述卡杆的内部设有接触片，所述密封门抵触在抵触杆上，所述卡杆的一端延伸至高温炉的外部，所述卡杆上卡合有限位杆，所述限位杆转动连接密封门。
具体的，所述氮气机构包括第一储气瓶，所述控制箱的内部设有第一储气瓶，所述第一储气瓶上缠绕有第一固定带，所述第一固定带的两端固定连接控制箱，所述第一储气瓶上连接有第一气管。
具体的，所述第一气管贯穿控制箱且延伸至高温炉的内部，所述控制箱的内部安装有第一气泵、第一电磁阀和第一过滤器，所述第一气泵、第一电磁阀和第一过滤器分别安装在第一气管上。
具体的，所述供气机构包括第二气管，所述控制箱的内部设有第二气管，所述第二气管的一端延伸至高温炉的内部，所述控制箱侧壁上安装有过滤罩。
具体的，所述第二气管的另一端延伸至过滤罩内，所述控制箱的内部设有第二电磁阀、第二电磁阀和第二气泵，所述第二电磁阀和第二气泵安装在第二气管上。
具体的，所述介气机构包括第三气管，所述控制箱的内部安装有第三气管，所述第三气管的一端延伸至高温炉的内部，所述控制箱的一侧固定连接有第二固定带，所述第二固定带上缠绕有第二储气瓶。
具体的，所述第三气管的另一端和第二储气瓶相连，所述控制箱的内部设有第三气泵、第三电磁阀和第二过滤器，所述第三气泵、第三电磁阀和第二过滤器分别安装在第三气管上。
气体淬火过程中氮基气氛循环利用装置的方法，包括以下步骤：
S1：在使用所述高温炉进行热处理时，首先将工件逐一的运输到所述高温炉内进行加热，通过所述密封机构使所述高温炉得到很好的密封效果，避免气体泄露；
S2：然后在加热完毕后，则启动所述氮气机构往所述高温炉内输送氮气，通过氮气的高换热系数特性，使高温的工件迅速冷却，从而造就工件优异的机械性能，消除残余应力和改善金属的切削加工性；
S3：最后为了对高价值的氮气进行回收使用，则开启所述介气机构释放二氧化碳，利用二氧化碳的密度大于氮气的特性，使氮气通过所述氮气机构重新回收，为了对具有经济价值的二氧化碳进行回收，则开启所述供气机构，泵送空气进入所述高温炉内压迫集中二氧化碳气体，使二氧化碳重新回收到所述介气机构内部，进而方便利用气体密度特性逐一进行回收，降低热处理的成本,节约资源。
本发明的有益效果是：
(1)本发明所述的一种气体淬火过程中氮基气氛循环利用装置及方法，高温炉上设有密封机构，通过密封机构的设置进而便于带动方便高温炉门自锁，方便开启的同时提高高温炉的气体密封性，避免气体泄露，即：当需要关闭密封门保持高温炉的密封性时，则直接推动密封门闭合，密封门接触并推动抵触杆偏转，接触套和接触片均采用附着性较强的材料，抵触杆偏转后利用接触片和接触套带动卡杆移动，则卡杆往外部滑动，使得限位杆更加方便接触到卡杆得到限位，当限位杆卡合到限位杆上后，此时接触片已经不在接触接触套，弹簧在自动复位中驱动卡杆收缩，卡杆带动限位杆靠近高温炉，最终使密封门贴合到高温炉的效果更好，从而可以避免高温炉内部的气体泄露或热量流失，提高高温炉的使用效果。
(2)本发明所述的一种气体淬火过程中氮基气氛循环利用装置及方法，控制箱和高温炉之间连接有氮气机构、供气机构和介气机构，通过氮气机构、供气机构以及介气机构的设置方便利用气体之间的密度特性对相应的气体进行会回收，降低热处理的气体使用成本，节约资源，即：在需要往高温炉内部输送氮气使用时，首先开启第一电磁阀、第一气泵和第一过滤器，第一储气瓶内部的氮气被泵送到高温炉的使用，往高温炉的内部输入适量后关闭，氮气热交换热处理的工件，实现工件快速冷却，由于氮气提纯困难，则造就氮气的提纯成本较高，为此需要对氮气进行回收重复使用，在热处理完毕后启动第三电磁阀、第三过滤器和第三气泵，同时启动第一电磁阀和第一过滤器，同时启动第一气泵反向运行，则第二储气瓶内部的气体输送进高温炉的内部，由于二氧化碳大于氮气的密度，则二氧化碳首先会由下往上充满高温炉的空间，第一气泵抽吸被挤兑的氮气，氮气经过第一过滤器的过滤重新回到第一储气瓶的内部存储，从而完成对氮气的回收目的，此时高温炉的内部充满二氧化碳气体，由于二氧化碳气体的也具有一定的经济价值，对二氧化碳再次进行回收又可节省一定的经济支出，则启动第二气泵，将外界空气高压输送进高温炉的内部，由于外界空气的密度大于二氧化碳的，则高压空气将二氧化碳挤压集中在高温炉的底端空间，此时启动第三气泵、第三电磁阀和第二过滤器，从而可以将二氧化碳回收存储到第二储气瓶的内部，进而方便利用不同气体的密度特性对具有经济价值的气体进行逐一的回收，大大降低了热处理的气体使用成本，避免了资源的浪费。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明提供的一种气体淬火过程中氮基气氛循环利用装置及方法的较佳实施例的整体结构的结构示意图；
图2为图1所示的氮气机构、供气机构和介气机构的连接结构示意图；
图3为图1所示的密封机构的结构示意图；
图4为图1所示的A部放大结构示意图；
图5为图1所示的B部放大结构示意图；
图6为本发明提供的气体淬火过程中氮基气氛循环利用装置及方法流程图。
图中：1、高温炉，2、控制箱，3、密封机构，31、密封门，32、限位杆，33、卡杆，34、弹簧，35、接触套，36、抵触杆，37、转轴，38、扭簧，39、接触片，4、氮气机构，41、第一储气瓶，42、第一固定带，43、第一气管，44、第一气泵，45、第一电磁阀，46、第一过滤器，5、供气机构，51、过滤罩，52、第二气管，53、第二气泵，54、第二电磁阀，6、介气机构，61、第二储气瓶，62、第二固定带，63、第三气管，64、第三气泵，65、第三电磁阀，66、第二过滤器。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1-图6所示，本发明所述的一种气体淬火过程中氮基气氛循环利用装置，包括高温炉1，所述高温炉1的一侧设有控制箱2，所述高温炉1上安装有密封机构3，所述控制箱2和高温炉1之间连接有氮气机构4、供气机构5和介气机构6。
具体的，所述密封机构3包括密封门31，所述高温炉1的一端转动连接有密封门31，所述高温炉1上滑动连接有卡杆33，所述卡杆33上抵触有弹簧34，所述卡杆33上套接有接触套35。
具体的，所述卡杆33的一侧设有抵触杆36，所述抵触杆36上固定连接有转轴37，所述转轴37转动连接高温炉1，所述转轴37上缠绕有扭簧38，所述扭簧38的一端卡合在转轴37且另一端卡合在高温炉1的内壁上。
具体的，所述抵触杆36的一端套在卡杆33上，所述抵触杆36靠近所述卡杆33的内部设有接触片39，所述密封门31抵触在抵触杆36上，所述卡杆33的一端延伸至高温炉1的外部，所述卡杆33上卡合有限位杆32，所述限位杆32转动连接密封门31；所述高温炉1上设有密封机构3，通过所述密封机构3的设置进而便于带动方便高温炉门自锁，方便开启的同时提高所述高温炉1的气体密封性，避免气体泄露，节省资源，即：当需要关闭所述密封门31保持所述高温炉1的密封性时，则直接推动所述密封门31闭合，所述密封门31接触并推动所述抵触杆36偏转，所述接触套35和所述接触片39均采用附着性较强的材料，所述抵触杆36偏转后利用所述接触片39和所述接触套35带动所述卡杆33移动，则所述卡杆33往外部滑动，使得所述限位杆32更加方便接触到所述卡杆33得到限位，当所述限位杆32卡合到所述限位杆32上后，此时所述接触片39已经不在接触所述接触套35，所述弹簧34在自动复位中驱动所述卡杆33收缩，所述卡杆33带动所述限位杆32靠近所述高温炉1，最终使所述密封门31贴合到所述高温炉1的效果更好，从而可以避免所述高温炉1内部的气体泄露或热量流失，提高所述高温炉1的使用效果。
具体的，所述氮气机构4包括第一储气瓶41，所述控制箱2的内部设有第一储气瓶41，所述第一储气瓶41上缠绕有第一固定带42，所述第一固定带42的两端固定连接控制箱2，所述第一储气瓶41上连接有第一气管43。
具体的，所述第一气管43贯穿控制箱2且延伸至高温炉1的内部，所述控制箱2的内部安装有第一气泵44、第一电磁阀45和第一过滤器46，所述第一气泵44、第一电磁阀45和第一过滤器46分别安装在第一气管43上。
具体的，所述供气机构5包括第二气管52，所述控制箱2的内部设有第二气管52，所述第二气管52的一端延伸至高温炉1的内部，所述控制箱2侧壁上安装有过滤罩51。
具体的，所述第二气管52的另一端延伸至过滤罩51内，所述控制箱2的内部设有第二电磁阀54、第二电磁阀54和第二气泵53，所述第二电磁阀54和第二气泵53安装在第二气管52上。
具体的，所述介气机构6包括第三气管63，所述控制箱2的内部安装有第三气管63，所述第三气管63的一端延伸至高温炉1的内部，所述控制箱2的一侧固定连接有第二固定带62，所述第二固定带62上缠绕有第二储气瓶61。
具体的，所述第三气管63的另一端和第二储气瓶61相连，所述控制箱2的内部设有第三气泵64、第三电磁阀65和第二过滤器66，所述第三气泵64、第三电磁阀65和第二过滤器66分别安装在第三气管63上；所述控制箱2和高温炉1之间连接有氮气机构4、供气机构5和介气机构6，通过所述氮气机构4、所述供气机构5以及所述介气机构6的设置方便利用气体之间的密度特性对相应的气体进行会回收，降低热处理的气体使用成本，节约资源，即：在需要往所述高温炉1内部输送氮气使用时，首先开启所述第一电磁阀45、所述第一气泵44和所述第一过滤器46，所述第一储气瓶41内部的氮气被泵送到所述高温炉1的使用，往所述高温炉1的内部输入适量后关闭，氮气热交换热处理的工件，实现工件快速冷却，由于氮气提纯困难，则造就氮气的提纯成本较高，为此需要对氮气进行回收重复使用，在热处理完毕后启动所述第三电磁阀65、第三过滤器66和所述第三气泵64，同时启动所述第一电磁阀45和所述第一过滤器46，同时启动所述第一气泵44反向运行，则所述第二储气瓶61内部的气体输送进所述高温炉1的内部，由于二氧化碳大于氮气的密度，则二氧化碳首先会由下往上充满所述高温炉1的空间，所述第一气泵44抽吸被挤兑的氮气，氮气经过所述第一过滤器46的过滤重新回到所述第一储气瓶41的内部存储，从而完成对氮气的回收目的，此时所述高温炉1的内部充满二氧化碳气体，由于二氧化碳气体的也具有一定的经济价值，对二氧化碳再次进行回收又可节省一定的经济支出，则启动所述第二气泵53，将外界空气高压输送进所述高温炉1的内部，由于外界空气的密度大于二氧化碳的，则高压空气将二氧化碳挤压集中在所述高温炉1的底端空间，此时启动所述第三气泵64、所述第三电磁阀65和所述第二过滤器66，从而可以将二氧化碳回收存储到所述第二储气瓶61的内部，进而方便利用不同气体的密度特性对具有经济价值的气体进行逐一的回收，大大降低了热处理的气体使用成本，避免了资源的浪费。
气体淬火过程中氮基气氛循环利用装置的方法，包括以下步骤：
S1：在使用所述高温炉1进行热处理时，首先将工件逐一的运输到所述高温炉1内进行加热，通过所述密封机构3使所述高温炉1得到很好的密封效果，避免气体泄露；
S2：然后在加热完毕后，则启动所述氮气机构4往所述高温炉1内输送氮气，通过氮气的高换热系数特性，使高温的工件迅速冷却，从而造就工件优异的机械性能，消除残余应力和改善金属的切削加工性；
S3：最后为了对高价值的氮气进行回收使用，则开启所述介气机构6释放二氧化碳，利用二氧化碳的密度大于氮气的特性，使氮气通过所述氮气机构4重新回收，为了对具有经济价值的二氧化碳进行回收，则开启所述供气机构5，泵送空气进入所述高温炉1内压迫集中二氧化碳气体，使二氧化碳重新回收到所述介气机构6内部，进而方便利用气体密度特性逐一进行回收，降低热处理的成本,节约资源。
本发明在使用时，当需要关闭密封门31保持高温炉1的密封性时，则直接推动密封门31闭合，密封门31接触并推动抵触杆36偏转，接触套35和接触片39均采用附着性较强的材料，抵触杆36偏转后利用接触片39和接触套35带动卡杆33移动，则卡杆33往外部滑动，使得限位杆32更加方便接触到卡杆33得到限位，当限位杆32卡合到限位杆32上后，此时接触片39已经不在接触接触套35，弹簧34在自动复位中驱动卡杆33收缩，卡杆33带动限位杆32靠近高温炉1，最终使密封门31贴合到高温炉1的效果更好，从而可以避免高温炉1内部的气体泄露或热量流失，提高高温炉1的使用效果；在需要往高温炉1内部输送氮气使用时，首先开启第一电磁阀45、第一气泵44和第一过滤器46，第一储气瓶41内部的氮气被泵送到高温炉1的使用，往高温炉1的内部输入适量后关闭，氮气热交换热处理的工件，实现工件快速冷却，由于氮气提纯困难，则造就氮气的提纯成本较高，为此需要对氮气进行回收重复使用，在热处理完毕后启动第三电磁阀65、第三过滤器66和第三气泵64，同时启动第一电磁阀45和第一过滤器46，同时启动第一气泵44反向运行，则第二储气瓶61内部的气体输送进高温炉1的内部，由于二氧化碳大于氮气的密度，则二氧化碳首先会由下往上充满高温炉1的空间，第一气泵44抽吸被挤兑的氮气，氮气经过第一过滤器46的过滤重新回到第一储气瓶41的内部存储，从而完成对氮气的回收目的，此时高温炉1的内部充满二氧化碳气体，由于二氧化碳气体的也具有一定的经济价值，对二氧化碳再次进行回收又可节省一定的经济支出，则启动第二气泵53，将外界空气高压输送进高温炉1的内部，由于外界空气的密度大于二氧化碳的，则高压空气将二氧化碳挤压集中在高温炉1的底端空间，此时启动第三气泵64、第三电磁阀65和第二过滤器66，从而可以将二氧化碳回收存储到第二储气瓶61的内部，进而方便利用不同气体的密度特性对具有经济价值的气体进行逐一的回收，大大降低了热处理的气体使用成本，避免了资源的浪费。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种气体淬火过程中氮基气氛循环利用装置，其特征在于，包括高温炉(1)，所述高温炉(1)的一侧设有控制箱(2)，所述高温炉(1)上安装有密封机构(3)，所述控制箱(2)和高温炉(1)之间连接有氮气机构(4)、供气机构(5)和介气机构(6)。
2.根据权利要求1所述的一种气体淬火过程中氮基气氛循环利用装置，其特征在于：所述密封机构(3)包括密封门(31)，所述高温炉(1)的一端转动连接有密封门(31)，所述高温炉(1)上滑动连接有卡杆(33)，所述卡杆(33)上抵触有弹簧(34)，所述卡杆(33)上套接有接触套(35)。
3.根据权利要求2所述的一种气体淬火过程中氮基气氛循环利用装置，其特征在于：所述卡杆(33)的一侧设有抵触杆(36)，所述抵触杆(36)上固定连接有转轴(37)，所述转轴(37)转动连接高温炉(1)，所述转轴(37)上缠绕有扭簧(38)，所述扭簧(38)的一端卡合在转轴(37)且另一端卡合在高温炉(1)的内壁上。
4.根据权利要求3所述的一种气体淬火过程中氮基气氛循环利用装置，其特征在于：所述抵触杆(36)的一端套在卡杆(33)上，所述抵触杆(36)靠近所述卡杆(33)的内部设有接触片(39)，所述密封门(31)抵触在抵触杆(36)上，所述卡杆(33)的一端延伸至高温炉(1)的外部，所述卡杆(33)上卡合有限位杆(32)，所述限位杆(32)转动连接密封门(31)。
5.根据权利要求1所述的一种气体淬火过程中氮基气氛循环利用装置，其特征在于：所述氮气机构(4)包括第一储气瓶(41)，所述控制箱(2)的内部设有第一储气瓶(41)，所述第一储气瓶(41)上缠绕有第一固定带(42)，所述第一固定带(42)的两端固定连接控制箱(2)，所述第一储气瓶(41)上连接有第一气管(43)。
6.根据权利要求5所述的一种气体淬火过程中氮基气氛循环利用装置，其特征在于：所述第一气管(43)贯穿控制箱(2)且延伸至高温炉(1)的内部，所述控制箱(2)的内部安装有第一气泵(44)、第一电磁阀(45)和第一过滤器(46)，所述第一气泵(44)、第一电磁阀(45)和第一过滤器(46)分别安装在第一气管(43)上。
7.根据权利要求1所述的一种气体淬火过程中氮基气氛循环利用装置，其特征在于：所述供气机构(5)包括第二气管(52)，所述控制箱(2)的内部设有第二气管(52)，所述第二气管(52)的一端延伸至高温炉(1)的内部，所述控制箱(2)侧壁上安装有过滤罩(51)。
8.根据权利要求7所述的一种气体淬火过程中氮基气氛循环利用装置，其特征在于：所述第二气管(52)的另一端延伸至过滤罩(51)内，所述控制箱(2)的内部设有第二电磁阀(54)、第二电磁阀(54)和第二气泵(53)，所述第二电磁阀(54)和第二气泵(53)安装在第二气管(52)上。
9.根据权利要求1所述的一种气体淬火过程中氮基气氛循环利用装置，其特征在于：所述介气机构(6)包括第三气管(63)，所述控制箱(2)的内部安装有第三气管(63)，所述第三气管(63)的一端延伸至高温炉(1)的内部，所述控制箱(2)的一侧固定连接有第二固定带(62)，所述第二固定带(62)上缠绕有第二储气瓶(61)，所述第三气管(63)的另一端和第二储气瓶(61)相连，所述控制箱(2)的内部设有第三气泵(64)、第三电磁阀(65)和第二过滤器(66)，所述第三气泵(64)、第三电磁阀(65)和第二过滤器(66)分别安装在第三气管(63)上。
10.根据权利要求9所述的一种气体淬火过程中氮基气氛循环利用装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：在使用所述高温炉(1)进行热处理时，首先将工件逐一的运输到所述高温炉(1)内进行加热，通过所述密封机构(3)使所述高温炉(1)密封避免气体泄露；
S2：然后在加热完毕后，则启动所述氮气机构(4)往所述高温炉(1)内输送氮气，通过氮气的高换热系数特性，使高温的工件迅速冷却；
S3：最后为了对氮气进行回收使用，则开启所述介气机构(6)释放二氧化碳，利用二氧化碳的密度大于氮气的特性，使氮气通过所述氮气机构(4)重新回收，为了对二氧化碳进行回收，则开启所述供气机构(5)，泵送空气进入所述高温炉(1)内压迫集中二氧化碳气体，使二氧化碳重新回收到所述介气机构(6)内部，利用气体密度特性逐一进行回收。
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