一種離子氮化爐水冷卻裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種離子氮化爐水冷卻裝置，包括冷水主管、回流主管、基座冷水管、微單元入口、微單元、微單元出口、冷水支管、回流支管、基座、水膽夾層、爐體、循環(huán)泵、氨氣進(jìn)口、抽排氣口、陰極組件、爐頂組件和單元；所述的水膽夾層分隔成多個扇形單元結(jié)構(gòu)，所述單元為擁有獨(dú)立的冷水循環(huán)系統(tǒng)與回流系統(tǒng)，所述單元內(nèi)設(shè)置有具有微單元入口和微單元出口的多個微單元結(jié)構(gòu)；所述微單元是在各個單元的扇形區(qū)域內(nèi)沿水平方向分隔的水膽小區(qū)域，所述冷水支管與微單元入口相通；所述回流支管與微單元出口相通；本新型冷卻效率好，溫度控制精度高，零部件氮化效果好，氮化層均勻，各項(xiàng)性能指標(biāo)符合要求。
【專利說明】一種離子氮化爐水冷卻裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種金屬零部件熱處理技術(shù)與設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種金屬表面滲氮設(shè)備，特別涉及一種離子氮化爐水冷卻裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]氮化處理可顯著提高金屬零部件及模具表面的硬度、耐磨性、抗咬合性、抗腐蝕性能和抗疲勞性能。由于滲氮溫度較低，一般在500-650°C范圍內(nèi)進(jìn)行，滲氮時零件或模具芯部沒有發(fā)生相變，因此模具滲氮后變形較小；實(shí)踐證明，經(jīng)氮化處理后的零件或模具使用壽命顯著提高，因此氮化處理已經(jīng)在生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。
[0003]滲氮分為普通滲氮和離子滲氮，離子滲氮是在充以含氮?dú)怏w的低真空爐體內(nèi)把金屬工件作為陰極，爐體為陽極，通電后介質(zhì)中的氮?dú)湓釉诟邏褐绷麟妶鱿卤浑婋x，在陰陽極之間形成等離子區(qū)。如附圖3-2所示，現(xiàn)有離子氮化爐存在的問題在于:氮化爐內(nèi)溫差大，金屬零件或模具氮化效果不均勻，兩端氮化質(zhì)量低于中間，外圈氮化質(zhì)量低于里圈，氮化質(zhì)量相差很大，對于高精度零部件或模具來說，氮化不均勻會大大降低了零部件或模具的使用壽命。為解決這一問題，過去大多是提高保溫溫度來補(bǔ)償?shù)模Y(jié)果并不理想，且易出現(xiàn)變形、膨脹。
[0004]專利號CN1789477A公開了一種節(jié)能離子氮化爐，爐體設(shè)有保溫屏和外冷卻罩；專利號CN202265601U公開了一種真空氮化爐，由爐體、底座和陰極盤構(gòu)成，爐體內(nèi)設(shè)置有隔熱屏。上述專利提高了保溫和補(bǔ)償效果；但是離子氮化爐關(guān)鍵問題是對溫度的控制問題，而控制爐內(nèi)溫度的方法就是冷卻效率與冷卻精度控制問題，因?yàn)闊o論如何的保溫與補(bǔ)償溫度，如果不能有效的、精確的控制爐內(nèi)的溫度就不可能從根本上解決爐內(nèi)溫度差異化或梯度變化太大的難題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種離子氮化爐水冷卻裝置，分析一下離子氮化爐溫度控制精度與效率問題，本質(zhì)上說是水膽夾層冷卻時進(jìn)入的冷水底部引入，夾層中冷水的循環(huán)效率不好，不能有效的、均勻的、可控的來實(shí)現(xiàn)對爐內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)功能；調(diào)節(jié)溫度的靈敏度不高，溫度變化到溫度得到控制或復(fù)恢到工藝狀態(tài)的時間太長，因此也間接造成離子氮化爐氮化零部件的保溫時間過長，不僅浪費(fèi)能耗，也同時影響零部件氮化的效果；所述本實(shí)用新型針對氮化爐的水膽冷卻夾層進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化，以便提高水膽夾層的冷卻效率和調(diào)控精度。
[0006]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:一種離子氮化爐水冷卻裝置，包括冷水主管、回流主管、基座冷水管、微單元入口、微單元、微單元出口、冷水支管、回流支管、基座、水膽夾層、爐體、循環(huán)泵、氨氣進(jìn)口、抽排氣口、陰極組件、爐頂組件和單元，其特征在于:
[0007]所述的離子氮化爐水冷卻裝置由水膽夾層、冷水系統(tǒng)、微單元系統(tǒng)和回流系統(tǒng)構(gòu)成；所述的水膽夾層按整體夾層的鐘罩形面分隔成多個扇形單元結(jié)構(gòu)，所述單元為擁有獨(dú)立的冷水循環(huán)系統(tǒng)與回流系統(tǒng)，所述單元內(nèi)設(shè)置有多個微單元結(jié)構(gòu)，所述的微單元具有微單元入口和微單元出口，所述的微單元出口與相鄰單元中間的附于水膽夾層外側(cè)的回流支管相連通，所述的回流支管與設(shè)置于爐體底部的回流主管相連通，所述的回流主管環(huán)繞爐體底部，所述的回流主管與冷卻塔或冷水機(jī)組相通。
[0008]冷水源由循環(huán)泵提供驅(qū)動力，從爐體底部的冷水主管進(jìn)入，所述的冷水主管水平方向環(huán)繞爐體底部，分別與各個單元的冷水支管連通，所述的冷水支管從爐底部的環(huán)形冷水主管沿豎向設(shè)置于水膽夾層的外側(cè)，所述冷水支管與相鄰的二組單元中的各個微單元結(jié)構(gòu)中的微單元入口相連通；冷卻水從冷水主管流入冷水支管，再流入每個微單元的微單元入口，進(jìn)入每個微單元中，對微單元中的水膽夾層進(jìn)行冷卻；冷卻之后的水，經(jīng)過微單元出口流入回流支管中，再經(jīng)過回流支管，進(jìn)入回流主管中，由回流主管將回流水引入冷卻塔或冷水機(jī)組，重新冷卻后循環(huán)使用。
[0009]所述的微單元是在各個單元的扇形區(qū)域內(nèi)沿水平方向分隔的水膽小區(qū)域，各個微單元中與冷水支管通過微單元入口相連通，所述的微單元入口設(shè)置于微單元區(qū)域的最低位置；各個微單元中與回流支管通過微單元出口相連通，所述的微單元出口設(shè)置于微單元區(qū)域的最高位置。
[0010]所述的冷水支管與相鄰的二個單元區(qū)中的各組微單元入口相通，并為相鄰的各組微單元提供冷卻水源；所述的回流支管與相鄰的單元區(qū)中的各組微單元出口相通，并為相鄰的各組微單元提供回流通道；豎向附著于水膽夾層上的冷水支管與回流支管，在所述的水膽夾層外側(cè)相鄰各個區(qū)單元交界處交替設(shè)置，并且所述的冷水支管與回流支管分別與環(huán)繞于爐底部的冷水主管、回流主管相連通。
[0011]所述的基座也按照爐體水膽夾層的方式，進(jìn)行單元分區(qū)，并設(shè)置相應(yīng)的微單元結(jié)構(gòu)進(jìn)行冷卻與循環(huán)，由基座冷水管供冷水源。
[0012]所述的水膽夾層單元分區(qū)至少為二個，所述的單元中微單元的數(shù)量至少為二個；如附圖3為六個單元分區(qū)的結(jié)構(gòu)圖，附圖4為8個單元分區(qū)的結(jié)構(gòu)圖，圖5為12個單元的結(jié)構(gòu)圖。
[0013]所述的離子氮化爐水冷卻裝置將冷卻塔或冷水機(jī)組的冷水水源，經(jīng)過冷水主管輸送到冷水支管，再經(jīng)過微單元入口，將冷卻水直接輸送到水膽的微單元中，這樣水膽任何一個微單元結(jié)構(gòu)中，均都能夠獲得相同溫度的冷卻水用于爐體內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)，從而確保了水膽各處的溫度調(diào)節(jié)與控制精度，而在微單元結(jié)構(gòu)中的回流水，通過微單元出口進(jìn)入回流支管，立刻就能夠迅速的撤離水膽層的冷卻區(qū)，并經(jīng)過回流支管進(jìn)入回流主管，再到冷卻塔或冷水機(jī)組參與循環(huán)之中。
[0014]所述的離子氮化爐水冷卻裝置中，相應(yīng)的單元分區(qū)數(shù)量越多，微單元的分區(qū)數(shù)量越多，相應(yīng)的微單元結(jié)構(gòu)的區(qū)域面積就越小，整體水膽夾層的冷卻效果就越好，整體冷卻夾層的冷卻精度就越高，對整體離子氮化爐的溫度梯度控制就越容易實(shí)現(xiàn)。
[0015]通過上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型技術(shù)方案有益效果是:整體爐體的冷卻效率得到提升，對溫度的控制精度得到提高；由于采用了冷卻水直接輸送到每一個微單元的結(jié)構(gòu)之中，確保了每一個微單元中的冷卻水都是直接來自于冷卻塔或冷水機(jī)組，而回流水能夠立即從冷卻水膽的各個微單元中撤離出來，并回流到循環(huán)中去，不至于重新影響水膽夾層的進(jìn)一步冷卻，因此本技術(shù)方案可以高效率的發(fā)揮對爐體的冷卻作用，同時對爐體內(nèi)的溫度控制可以實(shí)現(xiàn)高精度聯(lián)運(yùn)，進(jìn)一步的通過調(diào)節(jié)冷卻塔或冷水機(jī)組的基礎(chǔ)水溫，對離子氮化爐的溫度調(diào)節(jié)與控制可達(dá)到高效率和高精度的工藝要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0017]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例所公開的一種離子氮化爐水冷卻裝置單元結(jié)構(gòu)上水圖示意圖；
[0018]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例所公開的一種離子氮化爐水冷卻裝置單元結(jié)構(gòu)下水圖示意圖；
[0019]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例所公開的一種離子氮化爐水冷卻裝置6單元分布圖示意圖；
[0020]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例所公開的一種離子氮化爐水冷卻裝置8單元分布圖示意圖；
[0021]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例所公開的一種離子氮化爐水冷卻裝置12單元分布圖； [0022]圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例所公開的一種離子氮化爐水冷卻裝置離子氮化爐結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖中數(shù)字和字母所表示的相應(yīng)部件名稱:
[0024]1.冷水主管 2.回流主管 3.基座冷水管 4.微單元入口
[0025]5.微單元 6.微單元出口 7.冷水支管 8.回流支管
[0026]9.基座10.水膽夾層 11.爐體12.循環(huán)泵
[0027]13.氨氣進(jìn)口 14.抽排氣口 15.陰極組件 16.爐頂組件
[0028]17.單元
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0030]根據(jù)圖1、圖2、圖3、圖4、圖5和圖6，本實(shí)用新型提供了一種離子氮化爐水冷卻裝置，包括冷水主管1、回流主管2、基座冷水管3、微單元入口 4、微單元5、微單元出口 6、冷水支管7、回流支管8、基座9、水膽夾層10、爐體11、循環(huán)泵12、氨氣進(jìn)口 13、抽排氣口 14、陰極組件15、爐頂組件16和單元17，其特征在于:
[0031]所述的離子氮化爐水冷卻裝置由水膽夾層10、冷水系統(tǒng)、微單元5系統(tǒng)和回流系統(tǒng)構(gòu)成；所述的水膽夾層10按整體夾層的鐘罩形面分隔成多個扇形單元17結(jié)構(gòu)，所述單元17為擁有獨(dú)立的冷水循環(huán)系統(tǒng)與回流系統(tǒng)，所述單元17內(nèi)設(shè)置有多個微單元5結(jié)構(gòu)，所述的微單元5具有微單元入口 4和微單元出口 6，所述的微單元出口 6與相鄰單元17中間的附于水膽夾層10外側(cè)的回流支管8相連通，所述的回流支管8與設(shè)置于爐體11底部的回流主管2相連通，所述的回流主管2環(huán)繞爐體11底部，所述的回流主管2與冷卻塔或冷水機(jī)組相通。
[0032]冷水源由循環(huán)泵12提供驅(qū)動力，從爐體11底部的冷水主管I進(jìn)入，所述的冷水主管I水平方向環(huán)繞爐體11底部，分別與各個單元17的冷水支管7連通，所述的冷水支管7從爐底部的環(huán)形冷水主管I沿豎向設(shè)置于水膽夾層10的外側(cè)，所述冷水支管7與相鄰的二組單元17中的各個微單元5結(jié)構(gòu)中的微單元入口 4相連通；冷卻水從冷水主管I流入冷水支管4，再流入每個微單元5的微單元入口 4，進(jìn)入每個微單元5中，對微單元5中的水膽夾層10區(qū)域進(jìn)行冷卻；冷卻之后的水，經(jīng)過微單元出口 6流入回流支管8中，再經(jīng)過回流支管8，進(jìn)入回流主管2中，由回流主管2將回流水引入冷卻塔或冷水機(jī)組，重新冷卻后循環(huán)使用。
[0033]所述的微單元5是在各個單元的扇形區(qū)域內(nèi)沿水平方向分隔的水膽小區(qū)域，各個微單元5中與冷水支管7通過微單元入口 4相連通，所述的微單元入口 4設(shè)置于微單元5區(qū)域的最低位置；各個微單元5中與回流支管8通過微單元出口 6相連通，所述的微單元出口 6設(shè)置于微單元區(qū)域的最高位置。
[0034]所述的冷水支管7與相鄰的二個單元區(qū)中的各組微單元入口 4相通，并為相鄰的各組微單元5提供冷卻水源；所述的回流支管8與相鄰的單元區(qū)中的各組微單元出口 6相通，并為相鄰的各組微單元5提供回流通道；豎向附著于水膽夾層10上的冷水支管7與回流支管8，在所述的水膽夾層10外側(cè)相鄰各個區(qū)單元17交界處交替設(shè)置，并且所述的冷水支管7與回流支管8分別與環(huán)繞于爐底部的冷水主管1、回流主管2相連通。
[0035]所述的基座9也按照爐體11的水膽夾層10的方式，進(jìn)行單元分區(qū)，并設(shè)置相應(yīng)的微單元結(jié)構(gòu)進(jìn)行冷卻與循環(huán)，由基座冷水管3供冷水源。
[0036]所述水膽夾層10單元17分區(qū)至少為二個；
[0037]優(yōu)選的，所述的水膽夾層10的單元17分區(qū)為六個單元17區(qū)，如附圖2_1為六個單元分區(qū)的結(jié)構(gòu)圖；
[0038]所述的單元中微單元的數(shù)量至少為二個；
[0039]優(yōu)選的，所述的微單元數(shù)量為10個；
[0040]實(shí)施例附圖4為8個單元17分區(qū)的結(jié)構(gòu)圖；優(yōu)選的，所述的微單元數(shù)量為8個。
[0041]實(shí)施例附圖5為12個單元17分區(qū)的結(jié)構(gòu)圖；優(yōu)選的，所述的微單元數(shù)量為6個。
[0042]所述的離子氮化爐水冷卻裝置將冷卻塔或冷水機(jī)組的冷水水源，經(jīng)過冷水主管I輸送到冷水支管7，再經(jīng)過微單元入口 4，將冷卻水直接輸送到水膽的微單元5中，這樣水膽任何一個微單元5結(jié)構(gòu)中，均都能夠獲得相同溫度的冷卻水用于爐體11內(nèi)溫度的調(diào)節(jié)，從而確保了水膽夾層10各處的溫度調(diào)節(jié)與控制精度，而在微單元5結(jié)構(gòu)中的回流水，通過微單元出口 6進(jìn)入回流支管8，立刻就能夠迅速的撤離水膽夾層10的冷卻區(qū)，并經(jīng)過回流支管8進(jìn)入回流主管2，再到冷卻塔或冷水機(jī)組參與循環(huán)之中。
[0043]所述的離子氮化爐水冷卻裝置中，相應(yīng)的單元17分區(qū)數(shù)量越多，微單元5的分區(qū)數(shù)量越多，相應(yīng)的微單元5結(jié)構(gòu)的區(qū)域面積就越小，整體水膽夾層10的冷卻效果就越好，整體冷卻水膽夾層10的冷卻精度就越高，對整體離子氮化爐的溫度梯度控制就越容易實(shí)現(xiàn)。[0044]本實(shí)用新型實(shí)施的有益效果是:整體爐體11的冷卻效率得到提升，對溫度的控制精度得到提高；因此提高了零部件氮化的效果，提高了零部件的各項(xiàng)性能；由于采用了冷卻水直接輸送到每一個微單元5的結(jié)構(gòu)之中，確保了每一個微單元5中的冷卻水都是直接來自于冷卻塔或冷水機(jī)組，而回流水能夠立即從冷卻水膽的各個微單元5中撤離出來，并回流到循環(huán)中去，不至于重新影響水膽夾層10的進(jìn)一步冷卻，因此本技術(shù)方案可以高效率的發(fā)揮對爐體11的冷卻作用，同時對爐體11內(nèi)的溫度控制可以實(shí)現(xiàn)高精度聯(lián)運(yùn)，進(jìn)一步的通過調(diào)節(jié)冷卻塔或冷水機(jī)組的基礎(chǔ)水溫，對離子氮化爐的溫度調(diào)節(jié)與控制可達(dá)到高效率和高精度的工藝要求。
[0045]對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種離子氮化爐水冷卻裝置，其特征在于，包括冷水主管、回流主管、基座冷水管、微單元入口、微單元、微單元出口、冷水支管、回流支管、基座、水膽夾層、爐體、循環(huán)泵、氨氣進(jìn)口、抽排氣口、陰極組件、爐頂組件和單元；所述的離子氮化爐水冷卻裝置由水膽夾層、冷水系統(tǒng)、微單元系統(tǒng)和回流系統(tǒng)構(gòu)成；所述的水膽夾層按整體夾層的鐘罩形面分隔成多個扇形單元結(jié)構(gòu)，所述單元為擁有獨(dú)立的冷水循環(huán)系統(tǒng)與回流系統(tǒng)，所述單元內(nèi)設(shè)置有多個微單元結(jié)構(gòu)，所述的微單元具有微單元入口和微單元出口，所述的微單元是在各個單元的扇形區(qū)域內(nèi)沿水平方向分隔的水膽小區(qū)域，各個微單元中與冷水支管通過微單元入口相連通，所述的微單元入口設(shè)置于微單元區(qū)域的最低位置；各個微單元中與回流支管通過微單元出口相連通，所述的微單元出口設(shè)置于微單元區(qū)域的最高位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種離子氮化爐水冷卻裝置，其特征在于，所述的冷水主管水平方向環(huán)繞爐體底部，分別與各個單元的冷水支管連通，所述的冷水支管從爐底部的環(huán)形冷水主管沿豎向設(shè)置于水膽夾層的外側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種離子氮化爐水冷卻裝置，其特征在于，所述的冷水支管與相鄰的二個單元區(qū)中的各組微單元入口相通，并為相鄰的各組微單元提供冷卻水源；所述的回流支管與相鄰的單元區(qū)中的各組微單元出口相通，并為相鄰的各組微單元提供回流通道；豎向附著于水膽夾層上的冷水支管與回流支管，在所述的水膽夾層外側(cè)相鄰各個區(qū)單元交界處交替設(shè)置，并且所述的冷水支管與回流支管分別與環(huán)繞于爐底部的冷水主管、回流主管相連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種離子氮化爐水冷卻裝置，其特征在于，所述水膽夾層單元分區(qū)至少為二個，所述單元中微單元的數(shù)量至少為二個。
【文檔編號】F27D1/12GK203758264SQ201420006382
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年1月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月6日
【發(fā)明者】沈業(yè)清, 沈業(yè)錄, 金偉才 申請人:昆山尤特威熱處理有限公司