一种应用于氢气炉的高效内循环快冷系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种坡莫合金的热处理设备，尤其涉及一种应用于氢气炉的高效内循环快冷系统。该快冷系统包括设于氢气炉内部的热交换器和风机，以及设于所述氢气炉外部的气缸，所述氢气炉内设有用于对软磁材料进行热处理的工作区，所述工作区顶部设有进气口，所述进气口处设有风门，所述气缸的活塞杆与风门连接以带动风门开启和关闭，所述工作区底部设有出气口，所述热交换器和风机依次设于所述出气口下方；所述氢气炉的内侧壁与所述工作区、热交换器和风机之间均存在间隙，各个所述间隙共同构成第一风道。本系统提高了设备的冷却速度，气体的冷却循环不占用炉体外部环境面积，且结构简单，使用方便，能较好地满足热处理工艺对冷却速率的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于氢气炉的高效内循环快冷系统
本技术涉及一种坡莫合金的热处理设备，尤其涉及一种应用于氢气炉的高效内循环快冷系统。
技术介绍
近年来，高速发展的轨道交通，以及电动汽车等新能源装置的大力推广，给高频电源的发展带来了巨大的市场。坡莫合金作为高频电源中一种很好的软磁材料，得到了广泛的应用。为了使坡莫合金达到最佳的磁性能，需对其进行特殊的热处理工艺，即使用氢气高温退火，以提高坡莫合金的起始磁导率。氢气保护炉即是对这种软磁材料进行高温退火的热处理设备。目前，市场上通常使用的氢气炉，带快冷系统的较少，且大多是外循环，占地面积大，冷却速度相对较慢，效率低下。而能在几分钟内将炉内温度迅速冷却，并且满足客户工艺要求成为市场迫切的需求。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本技术要解决的技术问题是解决现有氢气炉不能快速冷却的问题。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本技术提供了一种应用于氢气炉的高效内循环快冷系统，其包括设于氢气炉内部的热交换器和风机，以及设于所述氢气炉外部的气缸，所述氢气炉内设有用于对软磁材料进行热处理的工作区，所述工作区顶部设有进气口，所述进气口处设有风门，所述气缸的活塞杆与风门连接以带动风门开启和关闭，所述工作区底部设有出气口，所述热交换器和风机依次设于所述出气口下方；所述氢气炉的内侧壁与所述工作区、热交换器和风机之间均存在间隙，各个所述间隙共同构成第一风道以使所述出气口排出的气体依次穿过热交换器和风机后，再依次经由所述第一风道和进气口进入工作区内。进一步地，所述工作区底部设有第二风道，所述出气口排出的气体经由所述第二风道进入所述热交换器以进行热交换。进一步地，本系统还包括用于为所述风机提供动力的电机，所述电机位于所述氢气炉的下方。进一步地，所述氢气炉底部外侧壁上设有磁流体，所述风机通过所述磁流体与电机连接，以达到密封氢气炉底部外侧壁的效果。进一步地，所述电机与磁流体之间为传动连接。进一步地，所述电机与磁流体上各自设有皮带轮，所述皮带轮之间通过皮带进行传动连接。进一步地，所述工作区的外壁由反射屏构成，即工作区的进气口和出气口均开设在相应的反射屏上。进一步地，所述进气口与出气口相对设置。进一步地，所述气缸设于所述氢气炉的炉盖上，且所述气缸的活塞杆与进气口垂直设置。进一步地，所述热交换器为翅片式换热器。具体的，所述翅片式换热器采用铜制翅片式结构，翅片为圆形，位于换热管外侧，且与换热管为一体，通过轧制而成，可有效加大换热器的换热面积；由工作区出气口排出的气体经该翅片式换热器的进风口进入，然后流经翅片后，由该翅片式换热器的出风口进入风机；冷却水采取下进上出的方式进出该翅片式换热器，即冷却水通过该翅片式换热器的进水管进入该翅片式换热器下排的换热管，与流经翅片的待冷却气体进行热交换后，冷却水在该翅片式换热器的集水盒中汇合，再由上排的换热管流进该翅片式换热器的出水管，最后排出炉体外部。(三)有益效果本技术的上述技术方案具有以下有益效果：1、本技术的高效内循环快冷系统设置了热交换器、风机和气缸，工作区设有进气口和出气口；在对工作区设备进行冷却时，气缸提拉炉顶的风门，打开进气口，使工作区内部与外部(该外部即炉壁与工作区外壁之间的空间)形成循环通道，风机快速旋转以在热交换器下方形成低气压区，工作区内的高热气体由出气口流出并流入热交换器，过程中气体通过与热交换器内冷却水换热的方式将热量传到炉体外部去，进而得到冷却，冷却后的低温气体再经由风机和第一风道上升至炉体内部的上方，通过工作区的进气口再次进入工作区内，完成单次循环。整个循环过程中，气体流经高热的工作区，将工作区内工件的热量带走，后气体流经热交换器，与热交换器内的冷却水进行热交换，气体将热量传递给冷却水，通过冷却水将热量传递到炉体外部去。冷却后的气体流经第一风道后由工作区进气口再次进入工作区内时对工作区进行再次冷却，由此使得工作区工件在一定时间内快速冷却下来，若按上述方式进行多次循环，则可进一步提高冷却效果。因此，本系统提高了设备的冷却速度和冷却效率，而且气体的冷却循环在炉体内进行，不占用炉体外部环境面积，整套系统结构简单，还可以通过调整风机的转速来调整冷却速率，因而使用起来既方便又灵活，能较好地满足热处理工艺对冷却速率的要求。2、本技术的工作区进气口和出气口相对设置，使气体的流通更加顺畅，进一步提高了设备的冷却效果。3、本技术的风机通过磁流体与电机连接，即以磁流体来密封风机与电机在炉体壁上的连接处，因而可以达到密封氢气炉底部外侧壁的效果，不会因为风机与电机的连接而影响氢气炉的密闭性。附图说明图1为本技术实施例所述高效内循环快冷系统的工作原理示意图(侧视图)，箭头代表气体流向；图2为本技术实施例所述高效内循环快冷系统的结构示意图(侧视图)；图3为本技术实施例所述热交换器的结构示意图(侧视图)；图4为本技术实施例所述风机与电机的结构示意图(侧视图)；其中，1、炉体；2、热交换器；3、风机；4、气缸；5、电机；6、工作区；7、工作区的进气口；8、风门；9、气缸的活塞杆；10、工作区的出气口；11、第一风道；12、第二风道；13、磁流体；14、皮带轮；15、皮带；16、反射屏；17、炉盖；18、翅片；19、换热管；20、进风口；21、出风口；22、进水管；23、集水盒；24、出水管。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本技术，但不能用来限制本技术的范围。在本技术的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。如图1～图4所示，本实施例提供了一种应用于氢气炉的高效内循环快冷系统，其包括设于氢气炉炉体1内部的热交换器2和风机3，以及设于氢气炉炉体1外部的气缸4和位于氢气炉炉体1下方用于为风机3提供动力的电机5，氢气炉炉体1内设有用于对软磁材料进行热处理的工作区6，工作区6顶部设有进气口7，进气口7处设有风门8，气缸的活塞杆9与风门8连接以带动风门8开启和关闭，工作区6底部设有出气口10，热交换器2和风机3依次设于出气口10下方；氢气炉的内侧壁与工作区6、热交换器2和风机3之间均存在间隙，各个间隙共同构成第一风道11以使出气口10排出的气体依次穿过热交换器2和风机3后，再依次经由第一风道11和进气口7进入工作区6内。进一步地，工作区6底部设有第二风道12，出气口10排出的气体经由第二风道12进入热交换器2以进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于氢气炉的高效内循环快冷系统，其特征在于，包括设于氢气炉内部的热交换器和风机，以及设于所述氢气炉外部的气缸，所述氢气炉内设有用于对软磁材料进行热处理的工作区，所述工作区顶部设有进气口，所述进气口处设有风门，所述气缸的活塞杆与风门连接以带动风门开启和关闭，所述工作区底部设有出气口，所述热交换器和风机依次设于所述出气口下方；所述氢气炉的内侧壁与所述工作区、热交换器和风机之间均存在间隙，各个所述间隙共同构成第一风道以使所述出气口排出的气体依次穿过热交换器和风机后，再依次经由所述第一风道和进气口进入工作区内。

【技术特征摘要】
1.一种应用于氢气炉的高效内循环快冷系统，其特征在于，包括设于氢气炉内部的热交换器和风机，以及设于所述氢气炉外部的气缸，所述氢气炉内设有用于对软磁材料进行热处理的工作区，所述工作区顶部设有进气口，所述进气口处设有风门，所述气缸的活塞杆与风门连接以带动风门开启和关闭，所述工作区底部设有出气口，所述热交换器和风机依次设于所述出气口下方；所述氢气炉的内侧壁与所述工作区、热交换器和风机之间均存在间隙，各个所述间隙共同构成第一风道以使所述出气口排出的气体依次穿过热交换器和风机后，再依次经由所述第一风道和进气口进入工作区内。2.根据权利要求1所述的高效内循环快冷系统，其特征在于，所述工作区底部设有第二风道，所述出气口排出的气体经由所述第二风道进入所述热交换器。3.根据权利要求1所述的高效内循环快冷系统，其特征在于，还包括用于为所述风机提供动力的电机，...

【专利技术属性】
技术研发人员：舒立杰，林帅，
申请(专利权)人：北京北方华创真空技术有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11