CN114608317B - 一种带有能量回收再利用***的隧道炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带有能量回收再利用***的隧道炉，包括依次连接的进入段、炉胆体、能量回收段、出口段，所述能量回收段包括冷却通道体、设置于冷却通道体外部的能量回收区，所述进入段包括进入通道体、设置于进入通道体外部的能量利用区，所述能量回收区和能量利用区之间设置有用于输送导热介质的能量输送体，所述能量回收区具有用于输入导热介质的介质进入口，所述能量利用区具有用于排出导热介质的介质排出口，所述介质进入口或介质排出口设置有用于驱动导热介质流动的动力件。本发明提供了能够对能量进行回收利用，达到更好节能效果的一种带有能量回收再利用***的隧道炉。

Description

一种带有能量回收再利用***的隧道炉

技术领域

本发明涉及隧道炉领域，尤其是涉及一种带有能量回收再利用***的隧道炉。

背景技术

隧道炉常用于对工件产品进行热加工，包括但不限于钎焊、热处理和烧结等，参照图7所示，大部分隧道炉的工艺曲线基本都由升温、保温、降温三个阶段组成，工件从进口段进入炉胆内部进行加热升温，在升温过程中，由加热元件提供热量，在保温阶段对工件保持一定的温度，在降温过程中一般会运用导热介质进行热交换冷却。

常用的水冷却的方式中，冷却水直接将处理完的工件的热量带走，造成能源浪费。

发明内容

为了对导热介质的能量进行回收再利用，本申请提供一种带有能量回收再利用***的隧道炉。

本申请提供一种带有能量回收再利用***的隧道炉采用如下的技术方案：

一种带有能量回收再利用***的隧道炉，包括依次连接的进入段、炉胆体、能量回收段、出口段，所述能量回收段包括冷却通道体、设置于冷却通道体外部的能量回收区，所述进入段包括进入通道体、设置于进入通道体外部的能量利用区，所述能量回收区和能量利用区之间设置有用于输送导热介质的能量输送体，所述能量回收区具有用于输入导热介质的介质进入口，所述能量利用区具有用于排出导热介质的介质排出口，所述介质进入口或介质排出口设置有用于驱动导热介质流动的动力件。

可选的，所述能量输送体包括输送通道体、设置于输送通道体外部的输送保温层，所述输送通道体连通于能量回收区和能量利用区。

可选的，所述输送通道体穿设于炉体，所述输送保温层置于炉体内且包覆于输送通道体的外部。

可选的，所述能量回收区和能量利用区均包括设置于进入通道体外部或冷却通道体外部的换热腔体、连接于换热腔体内壁的导流板、设置于换热腔体外壁的换热保温层，所述换热腔体和进入通道体外部、换热腔体和冷却通道体外部之间均形成有换热区，所述导流板螺旋设置于换热区内。

可选的，所述导流板包括沿其螺旋方向依次设置的多块导流分段板，每块导流分段板均连接于通道体的外壁和换热腔体的内壁之间，相邻导流分段板之间相抵接。

可选的，所述介质进入口处和能量回收区连接于能量输送体的位置处均设置有能量回收温度传感器，所述介质排出口和能量利用区连接于能量输送体的位置处均设置有能量利用温度传感器。

可选的，所述动力件为变频风机，所述变频风机的进风口连通于介质排出口，所述变频风机被配置为用于根据介质进入口和能量回收区连接于能量输送***置处的温度差来调节风速。

可选的，所述能量回收区和炉胆体之间设置有冷却段，所述出口段和冷却段的外壁均设置有用于循环冷却介质的冷却腔体。

可选的，所述导流板包括呈螺旋的骨架体、套设于骨架体外部的膨胀件，所述膨胀件设置有连通于外部的连通阀，所述连通阀为单向阀。

可选的，所述导流板具有弹性，所述导流板与换热腔体内壁之间、所述导流板与冷却通道体外壁或进入通道体外壁之间均设置有弹性密封层，所述导流板的一端设置有流通体，所述流通体通过介质进入口或介质排出口使换热区与外部连通，所述流通体连接有滑动件，所述滑动件密封滑动连接于换热腔体的外部，所述滑动件在换热腔体外壁滑动使流通体带动导流板伸缩。

综上所述，其一：针对隧道炉的工艺曲线特性，将空气作为导热介质通入能量回收区，导热介质在呈螺旋的换热区内流动，和冷却通道体内仍具有较高温度的工件进行充分的热交换，导热介质温度上升，导热介质由能量输送体输送到能量利用区，温度较高的导热介质在能量利用区的换热区内流动，并且与进入通道体内的工件进行热交换，使工件能够进行预热，在进入到炉胆体之前可以升到一定的温度，从而能够降低炉胆体内加热元件的热负荷，降低能量消耗，起到节能的效果。

其二：利用呈螺旋的导流板，可以增长换热路径和增大换热面积，减少导流的死角，使导热介质可以充分地进行热交换，提升热交换的效果。

其三：利用变频风机，可以根据各个点的温度值来调整风机的功率，适用不同的预热或冷却的需求，同时，通过监测各个点的温度值和变频风机的功率能够测算总体的能量回收利用情况。

附图说明

图1是本实施例1一种带有能量回收再利用***的隧道炉的示意图。

图2是本实施例1一种带有能量回收再利用***的隧道炉主要用于展示能量利用区和能量回收区的剖视图。

图3是本实施例2一种带有能量回收再利用***的隧道炉主要用于展示能量利用区和能量回收区的剖视图。

图4是本实施例3一种带有能量回收再利用***的隧道炉主要用于展示能量利用区和能量回收区的剖视图。

图5是本实施例4一种带有能量回收再利用***的隧道炉主要用于展示能量利用区和能量回收区的剖视图。

图6是本实施例5一种带有能量回收再利用***的隧道炉主要用于展示能量利用区和能量回收区的剖视图。

图7是本实施例1的工艺曲线图。

附图标记说明：

1、进入段；11、进入通道体；12、能量利用区；2、炉胆体；3、能量回收段；31、冷却通道体；32、能量回收区；4、出口段；5、输送装置；6、能量输送体；61、输送通道体；62、输送保温层；71、换热腔体；72、导流板；721、导流分段板；722、骨架体；723、膨胀件；724、单向阀；73、换热保温层；8、介质进入通道；81、介质进入口；9、介质排出通道；91、介质排出口；10、动力件；13、加热元件；14、冷却段；15、冷却腔体；16、安装槽；17、密封条；；18、弹性密封层；19、流通体；20、密封环；21、滑动件；22、滑动槽；23、固定件；24、定位孔。

具体实施方式

以下结合附图对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种带有能量回收再利用***的隧道炉。

实施例1

一种带有能量回收再利用***的隧道炉，参照图1，包括依次连接的进入段1、炉胆体2、能量回收段3、出口段4以及输送装置5，能量回收段3包括冷却通道体31、设置于冷却通道体31外部的能量回收区32，冷却通道体31的两端分别连接于炉胆体2和出口段4，进入段1包括进入通道体11、设置于进入通道体11外部的能量利用区12，进入通道体11与炉胆体2远离能量回收段3的一端相连接，在能量回收区32和能量利用区12之间设置有用于输送导热介质的能量输送体6，导热介质在能量回收区32和高温的工件进行热交换而温度上升，高温的导热介质通过能量输送体6通入到能量利用区12，使工件在进入炉胆体2之前能够进行预热。

炉胆体2为马弗，炉胆体2具有用于工件通过的通道，炉胆体2的长度方向一般为水平。炉胆体2的两端均具有法兰盘，炉胆体2的外层为由硅酸铝保温棉制成的保温层，在炉胆体2内沿其长度方向设置有多个加热元件13，加热元件13为电加热丝，加热元件13通过改变脉冲信号来调整加热元件13的加热温度。

进入通道体11朝向炉胆体2的一端具有法兰盘，通过法兰盘，进入通道体11和炉胆体2的一端固定连接。进入通道体11可以与炉胆体2在同一直线上呈水平，进入通道体11也可以呈倾斜，与炉胆体2之间呈一定角度，由输送装置5将冷态的工件从进入通道体11中送入。

冷却通道体31朝向炉胆体2的一端也具有法兰盘，通过法兰盘，冷却通道体31和炉胆体2的一端固定连接。冷却通道体31一般呈水平。出口段4通过法兰盘固定连接于冷却通道体31远离炉胆体2的一端，出口段4可以呈倾斜，输送装置5将工件从出口段4远离炉胆体2的一端送出。

参照图1和图2，能量回收区32和能量利用区12均包括设置于进入通道体11外部或冷却通道体31外部的换热腔体71、连接于换热腔体71内壁的导流板72、设置于换热腔体71外壁的换热保温层73，换热腔体71和进入通道体11、冷却通道体31的截面呈方形或圆形，换热腔体71的截面形状大于进入通道体11、冷却通道体31的截面形状，换热腔体71设置于进入通道体11或冷却通道体31的***。换热腔体71和进入通道体11、换热腔体71和冷却通道体31外部之间均形成有换热区，导流板72呈螺旋且设置于换热区内。

导流板72的两侧分别连接于换热腔体71内壁和进入通道体11或冷却通道体31的外壁，导流板72使换热区内形成一条螺旋的换热通道，供导热介质在其中流动。

在能量回收区32的换热腔体71远离炉胆体2的一端设置有介质进入通道8，介质进入通道8连通于换热区，并且介质进入通道8具有一个连通于外部的介质进入口81。在能量利用区12的换热腔体71远离炉胆体2的一端设置有介质排出通道9，介质排出通道9连通于换热区，介质排出通道9具有一个连通于外部的介质排出口91。能量回收区32的换热腔体71和能量利用区12的换热腔体71在靠近炉胆体2的一端均具有一个与能量输送体6连通的连通口。

参照图1所示，能量输送体6包括输送通道体61、设置于输送通道体61外部的输送保温层62，输送通道体61连通于能量回收区32和能量利用区12的连通口，在另一种实施方式中，输送通道体61穿设于炉体，输送保温层62置于炉体内且包覆于输送通道体61的外部，则输送保温层62能够直接应用于炉胆体2的保温。

在介质排出通道9处安装有动力件10，动力件10选用变频风机，变频风机的进风口连通于介质排出口91，通过变频风机使外部低温的空气能够进入到能量回收区32，再经由能量输送体6、能量利用区12，从介质排出口91排出。

为了能够监测温度，介质进入口81处和能量回收区32连接于能量输送体6的位置处均设置有能量回收温度传感器，介质排出口91和能量利用区12连接于能量输送体6的位置处均设置有能量利用温度传感器。通过两个能量回收温度传感器可以监测导热介质在进入能量回收区32时的温度和经过能量回收区32之后的温度，通过测算两个温度差能够得知能量回收效率。两个能量回收温度传感器均电连接有一控制器，控制器也同时电连接于变频风机，两个能量回收温度传感器分别电连接于控制器的信号输入端，能量回收温度传感器将其检测到的温度值实时传输至控制器，控制器用于对两个能量回收温度传感器所传输过来的温度值进行差值比较计算，并且控制器内有一建立好的数据库，数据库中存有多组一一对应的温度范围值和变频风机的频率，当两个能量回收温度传感器的差值处于其中一个温度范围值内时，控制器则调取数据库中对应的变频风机的频率来控制变频风机达到相应的频率，从而改变风速实现不同速度的冷却。

通过测算两个能量利用温度传感器的温度差值能够测算工件的预热温度，从而能够降低加热元件13的热负荷，降低能量消耗。参照图7所示，图中进口段的虚线为常规的工艺曲线，进口段的实线为本实施例的工艺曲线，能够在进入炉胆体2内部之前进行预热，使加热元件13的能耗降低。

实施例2

一种带有能量回收再利用***的隧道炉，参照图1和图3，与实施例1的不同之处在于，为了便于安装导流板72，导流板72包括沿其螺旋方向依次设置的多块导流分段板721，并且在进入通道体11和冷却通道体31的外壁以及换热腔体71的内壁均开设有呈螺旋的安装槽16，在安装槽16相对的两个侧壁上均嵌设有密封条17，导流分段板721相对的两侧壁分别抵接于密封条17。为了提升相邻导流分段板721之间的密封性，在相邻两块导流分段板721之间设置有密封件，密封件呈长条形，密封件的两侧均具有一个用于卡嵌导流分段板721侧壁的凹槽，密封件的两端分别抵接在上下两条安装槽16的底壁，从而提升密封性能。

实施例3

一种带有能量回收再利用***的隧道炉，参照图4所示，与实施例1的不同之处在于，能量回收区32和炉胆体2之间设置有冷却段14，在冷却段14和出口段4的外壁均设置有冷却腔体15，冷却腔体15具有进口和出口，进口和出口分别通过管道连接，并且在管道中可以通入冷却水，从而能够根据实际产品的工艺曲线来选择增加冷却段14的数量或者在出口段4中通冷却循环水。

实施例4

一种带有能量回收再利用***的隧道炉，参照图5，与实施例1的不同之处在于，导流板72包括呈螺旋的骨架体722、套设于骨架体722外部的膨胀件723，膨胀件723设置有连通于外部的连通阀，连通阀为只能向内导通的单向阀724，膨胀件723具有形变能力，膨胀件723与骨架体722的上下边沿相固定，并且膨胀件723抵接于换热腔体71的内壁和进入通道体11或冷却通道体31的外壁。当工件的冷却速度需要变慢一些时，打开连通阀，使外部的空气能够进入到膨胀件723中，使膨胀件723的体积增大，从而使呈螺旋的换热空间减小，使导热介质通过的量减少。

实施例5

一种带有能量回收再利用***的隧道炉，与实施例1的不同之处在于，参照图6，导流板72呈螺旋且具有弹性，导流板72的一端固定连接于冷却通道体31或进入通道体11靠近炉胆体2的一端外壁，在无外力下，导流板72会相互靠近而螺距减小。导流板72的截面呈圆形，导流板72的外部均设置有弹性密封层18，弹性密封层18抵接于导流板72与换热腔体71内壁之间，也设置于导流板72与冷却通道体31或进入通道体11外壁之间，弹性密封层18和换热腔体71内壁、冷却通道体31外壁、进入通道体11外壁均呈密封滑动连接。导流板72远离炉胆体2的一端设置有流通体19，流通体19穿设于换热腔体71和换热保温层73（图6中未展示），并且介质进入口81开设于能量回收区32的流通体19，介质排出口91开设于能量利用区12的流通体19，流通体19通过介质进入口81或介质排出口91使导流板72最远离炉胆体2部分的换热区与外部连通。流通体19一体成型有密封环20，密封环20的外壁滑动抵接于换热腔体71的内壁，同时滑动抵接于冷却通道体31或进入通道体11的外壁。流通体19连接有与换热腔体71长度方向呈平行的滑动件21，滑动件21密封滑动连接于换热腔体71外部的滑动槽22内，滑动件21在换热腔体71外壁滑动使流通体19带动导流板72伸缩，从而改变导流板72的螺距，使导热介质通过的量产生变化。在滑动件21上穿设有固定件23，在换热腔体71的滑动槽22底壁沿换热腔体71的长度方向开设有多个用于穿设固定件23底部的定位孔24。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种带有能量回收再利用***的隧道炉，其特征在于：包括依次连接的进入段（1）、炉胆体（2）、能量回收段（3）、出口段（4），所述能量回收段（3）包括冷却通道体（31）、设置于冷却通道体（31）外部的能量回收区（32），所述进入段（1）包括进入通道体（11）、设置于进入通道体（11）外部的能量利用区（12），所述能量回收区（32）和能量利用区（12）之间设置有用于输送导热介质的能量输送体（6），所述能量回收区（32）具有用于输入导热介质的介质进入口（81），所述能量利用区（12）具有用于排出导热介质的介质排出口（91），所述介质进入口（81）或介质排出口（91）设置有用于驱动导热介质流动的动力件（10）；所述能量回收区（32）和能量利用区（12）均包括设置于进入通道体（11）外部或冷却通道体（31）外部的换热腔体（71）、连接于换热腔体（71）内壁的导流板（72）、设置于换热腔体（71）外壁的换热保温层（73），所述换热腔体（71）和进入通道体（11）外部、换热腔体（71）和冷却通道体（31）外部之间均形成有换热区，所述导流板（72）螺旋设置于换热区内；所述导流板（72）包括呈螺旋的骨架体（722）、套设于骨架体（722）外部的膨胀件（723），所述膨胀件（723）设置有连通于外部的连通阀，所述连通阀为单向阀（724）。

2.根据权利要求1所述的一种带有能量回收再利用***的隧道炉，其特征在于：所述能量输送体（6）包括输送通道体（61）、设置于输送通道体（61）外部的输送保温层（62），所述输送通道体（61）连通于能量回收区（32）和能量利用区（12）。

3.根据权利要求2所述的一种带有能量回收再利用***的隧道炉，其特征在于：所述输送通道体（61）穿设于炉胆体（2），所述输送保温层（62）置于炉胆体（2）内且包覆于输送通道体（61）的外部。

4.根据权利要求3所述的一种带有能量回收再利用***的隧道炉，其特征在于：所述导流板（72）包括沿其螺旋方向依次设置的多块导流分段板（721），每块导流分段板（721）均连接于通道体的外壁和换热腔体（71）的内壁之间，相邻导流分段板（721）之间相抵接。

5.根据权利要求1所述的一种带有能量回收再利用***的隧道炉，其特征在于：所述介质进入口（81）处和能量回收区（32）连接于能量输送体（6）的位置处均设置有能量回收温度传感器，所述介质排出口（91）和能量利用区（12）连接于能量输送体（6）的位置处均设置有能量利用温度传感器。

6.根据权利要求1所述的一种带有能量回收再利用***的隧道炉，其特征在于：所述动力件（10）为变频风机，所述变频风机的进风口连通于介质排出口（91），所述变频风机被配置为用于根据介质进入口（81）和能量回收区（32）连接于能量输送体（6）位置处的温度差来调节风速。

7.根据权利要求1所述的一种带有能量回收再利用***的隧道炉，其特征在于：所述能量回收区（32）和炉胆体（2）之间设置有冷却段（14），所述出口段（4）和冷却段（14）的外壁均设置有用于循环冷却介质的冷却腔体（15）。

8.根据权利要求4所述的一种带有能量回收再利用***的隧道炉，其特征在于：所述导流板（72）具有弹性，所述导流板（72）与换热腔体（71）内壁之间、所述导流板（72）与冷却通道体（31）外壁或进入通道体（11）外壁之间均设置有弹性密封层（18），所述导流板（72）的一端设置有流通体（19），所述流通体（19）通过介质进入口（81）或介质排出口（91）使换热区与外部连通，所述流通体（19）连接有滑动件（21），所述滑动件（21）密封滑动连接于换热腔体（71）的外部，所述滑动件（21）在换热腔体（71）外壁滑动使流通体（19）带动导流板（72）伸缩。