[發明專利]一種深冷處理裝置

有效

• 申請號: 201910767664.3
• 申請日: 2019-08-20
• 公開（公告）號: CN110425819B
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 薄勇;孟帥;陳中正;袁磊;彭欽軍
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: F25D31/00
• 分類號: F25D31/00;C21D1/00
• 代理公司: 北京中政聯科專利代理事務所(普通合伙) 11489
• 代理人: 陳超

本發明公開了一種深冷處理裝置，包括：絕熱容器(1)；冷卻處理容器(1?1)，設置在所述絕熱容器(1)內，與所述絕熱容器(1)的之間留有供冷卻氣體流動的通道(11)，所述冷卻處理容器(1?1)用于容納待處理材料；冷卻氣體的存儲容器(2)，與絕熱容器(1)內的所述通道(11)連通，用于將冷卻氣體輸送至所述通道(11)內。本發明實施方式提供的深冷處理裝置，一方面能有選擇的避免待處理材料污染，另一方面通過氮氣在循環流動的通道內流動，能夠使得冷卻處理容器內的待處理材料溫度分布均勻，避免由于溫度分布不均勻帶來材料上額外的應力分布不均勻，這種間接式均勻冷卻的深冷處理方式保證了良好的處理質量和處理效果。

技術領域

本發明涉及深冷處理領域，尤其是涉及一種深冷處理裝置。

背景技術

深冷處理技術是國內近年來興起的一項新工藝技術，其基本原理是利用冷卻工質將金屬等材料冷卻到低于室溫的某一溫度，一般為-100℃到-196℃，更低溫度時稱為超冷處理。深冷處理的過程可以降低金屬材料中大量殘余的奧氏體，減小晶間拉應力而消除內應力，從而改善尺寸穩定性和材料均勻性，減小形變，提高材料的力學性能和使用壽命。

目前深冷處理技術應用已經遍布航空航天、精密加工、量具、汽車、模具等諸多領域，特別是在一些高精密應用領域，要求零部件具有應力小，形變小，強度大，精度高，壽命長等特點，對零部件的深冷處理過程尤為重要。還有一些特殊用途的材料或者產品，為了滿足其在低溫環境下的使用穩定性和安全性要求，也需要經過深冷處理過程。隨著對深冷處理技術研究的逐步深入，研究范圍已從金屬領域延伸到了非金屬領域，因此該項技術將具有廣泛的應用前景。

現有的深冷處理設備一般都是將待處理材料直接浸泡于冷卻工質中或者采用風機噴射液氮等冷卻工質的方式進行降溫處理，這種方法主要的缺點是冷卻工質直接接觸待處理材料會造成材料污染，影響使用；直接冷卻導致的材料溫度分布不均勻會帶來額外的應力加載；控溫精度差；并且風機在低溫惡劣工況下也容易出現故障高和壽命短等問題。

發明內容

(一)發明目的

本發明的目的是提供一種深冷處理裝置，通過在絕緣容器內設置有冷卻處理容器，且二者之間還設置有供氣體循環流動的通道，通過氣體為冷卻處理容器內的待處理材料降溫，與現有技術相比，待處理材料不與冷卻氣體直接接觸，一方面避免待處理材料污染，另一方面通過氮氣在循環流動的通道內流動，能夠使得冷卻處理容器內的待處理材料溫度分布均勻，避免由于溫度部分不均勻帶來材料上額外的應力分布不均勻。

(二)技術方案

本發明的第一方面，提供了一種深冷處理裝置，包括：絕熱容器；冷卻處理容器，設置在所述絕熱容器內，與所述絕熱容器的之間留有供冷卻氣體流動的通道，所述冷卻處理容器用于容納待處理材料；冷卻氣體的存儲容器，與絕熱容器內的所述通道連通，用于將冷卻氣體輸送至所述通道內。

進一步地，所述絕熱容器還設置有用于供冷卻氣體流出的出口。

進一步地，所述絕熱箱體還設置有冷卻氣體的入口，所述入口與所述存儲容器連通；冷卻處理容器為長方體結構，所述入口與所述出口呈對角線設置。

進一步地，還包括：換熱器，設置在所述存儲容器內；換熱器，一端連通至所述出口，另一端連通至所述通道，用于將從所述出口流出的冷卻氣體冷卻后輸送至所述通道內。

進一步地，所述冷卻處理容器內設置有高純氮氣或高純氦氣，所述冷卻處理容器內還設置有風扇，用于使所述高純氮氣或高純氦氣分布均勻。

進一步地，還包括控制與檢測系統、溫度傳感器和壓力傳感器；溫度傳感器，設置在所述冷卻處理容器內，用于檢測所述冷卻處理容器內的溫度；壓力傳感器，設置在所述冷卻處理容器內，用于檢測所述冷卻處理容器內的壓力；所述控制與檢測系統，用于實時接收所述溫度傳感器和所述壓力傳感器采集的數據并顯示。