[其他]極性可變的節能輝光離子爐

無效

• 申請號: 86201704
• 申請日: 1986-03-25
• 公開（公告）號: CN86201704U
• 公開（公告）日: 1987-03-25
• 發明（設計）人: 邵渭漁
• 申請（專利權）人: 邵渭漁
• 主分類號: C21D1/38
• 分類號: C21D1/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型涉及一種改進的輝光離子爐，是在熱處理技術領域中用途廣泛，具有效大經濟效益和技術價值的設備。

輝光離子爐在國外發達國家于六十年代中期推廣應用，前期主要用于滲氮，近期朝多功能方向發展。我國從六十年代中期開始研制輝光離子滲氮爐，七十年代中期推廣應用于生產，七十年代后期，有了輝光離子多元共滲爐，近年來，不少單位對現有輝光離子爐加以改造用于輝光離子滲碳工藝試驗，並有不少單位在研制輝光離子滲碳爐。

至今為止，國內外的輝光離子爐，均采用夾層水冷式冷壁結構，其目的是縮短工藝完成后工件的降溫時間，保持爐壁的耐壓強度，保護真空密封結構，加速工件散熱以增大輸入功率而加強離子轟擊。在能源緊缺的當代，以能耗來換取工件自然降溫時間是不經濟的，實踐亦已證明，輸入功率的大小對工藝過程並無多大的影響，增大輸入功率而又加速工件散熱不僅徒然耗能，還會因電壓提高而影響輝光放電的穩定性。

現有輝光離子爐的觀察窗擋板的運動是由傳動軸直接帶動，圍繞傳動軸作旋轉圓周運動，其運動軌跡占據了很大一部份真空室有效容積。

現有輝光離子爐，未設輔助加熱器的爐，零件溫度極不均勻，溫差大至上百度。設置了輔助加熱器的爐，其加熱器均系電阻加熱器，結構復雜，易出故障，並需配備專用的輔助電源，造價增大了三分之一，輔助加熱器又占據了很大的一部份真空室有效容積。

現有輝光離子爐未設置防觸電裝置，××省機械科學研究所曾發生了一件操作人員被料盤上的高壓電當場擊斃的事故。

本實用新型的目的是提供一種結構合理，節能、高效、零件溫度均勻，能準確測量與自動控制溫度，保證產品質量，使用性能穩定，可實現多種化學熱處理和光亮退火，微氧化淬火等熱處理工藝過程的專用和多用的輝光離子爐。

本實用新型的解決方案是：

1.在爐體真空室內設置了一個筒狀輔助電極，這個輔助電極和料盤的極性可變，在電源系統中設置了一套輔助電極和料盤的極性變換裝置，當輔助電極和料盤均作為陰極工作時，輔助電極電路和料盤電路成為並聯電路，互不干擾，可分別控制，因而可以實現對爐溫分上下兩段測量與自動控制。

2.將爐頂和爐腰的夾層水冷式結構改為空氣自然冷卻的單層真空壁，在真空室內的頂部和底部設置了餅狀保溫結構，腰部設置了筒狀保溫結構，保溫結構的厚度以能使爐壁溫度下降到60℃為原則，保溫結構的內殼層成為熱壁，保溫材料選用耐火纖維制品，中低溫爐用硅酸鋁纖維制品，高溫爐用高鋁耐火纖維制品，保溫結構的內壁用耐熱鋼薄板制作，對于真空密封橡膠件所在部位，采用局部冷卻的方式設置圍繞密封橡膠件所在部位的局部冷卻水路。

3.在爐體的底盤和爐腰法蘭處及電源系統極性變換裝置的盒形件活動門和門框上，設置了開爐及開門時能自動斷電的裝置。

4.設置了安裝在底盤上的彈性萬向輸電裝置和萬向料盤支座。

5.對穿過爐體真空壁的軸類零件與軸套之間的間隙密封，將軸向密封形式轉變為平面法蘭密封，這種轉變通過在軸穿出端專門設計了一個用于平面法蘭密封的二臺面，此二臺面和軸套外端面在同一平面內（對于軸與軸套需絕緣的場合，絕緣套外端面也在這個平面內），以一塊環形真空橡膠板對間隙實行平面法蘭密封。

6.對觀察窗擋板的開閉運動，由原來的以傳動軸直接帶動擋板繞傳動軸作旋轉圓周運動改變為通過一端裝有手輪的傳動軸，裝在傳動軸另一端的齒輪、和齒輪嚙合的齒條、固定裝在齒條上的擋板，以轉動手輪，使擋板沿真空壁移動。

其優點在于：

1.節能，和現有同類設備比較，預計可節電百分之四十以上。

2.高效，在開爐的初始階段，以輔助電極作陰極，料盤作陽極，用輔助電極作熱源加熱工件，溫度能短時內上升到500℃，使工件上的油污、水份揮發干凈，繼而以輔助電極作陽極，料盤工件作陰極施加高壓對工作進行打弧清理，由于工件本身已無油污、水份，加之在陽極的近距離包圍之中，因而打弧過程極短，很快進入輝光放電階段，此時又將輔助電極作陰極，工件在自身和輔助電極的雙重加熱下，升溫快而均勻，迅速進入保溫階段，從開爐到保溫，以滲氮為例，整個過程的時間將縮短四小時。

3.由于分下上兩段分別控溫，加之輔助電極大幅度的增加了輝光放電的表面積，在保溫階段可以用較低的電壓和較小的電流密度得到足夠的功率，因而有效的改善了工件溫度的均勻性，保證了產品質量

4.使用電壓的降低以及輸電裝置、托盤支座、密封形式的改革，提高了設備工作的穩定性，為不同另件混合裝爐提供了可能性。