一种热处理淬火过程中二氧化碳循环利用装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种热处理淬火过程中二氧化碳循环利用装置及其方法，该循环利用装置包括：一耐压密闭腔体；一与耐压密闭腔体顶部连通的二氧化碳储罐；一与耐压密闭腔体底部连通的二氧化碳回收罐；以及一高压空气系统，其分别与耐压密闭腔体和二氧化碳回收罐顶部连通，用于为耐压密闭腔体和二氧化碳回收罐内的气态、液态或超临界态二氧化碳提供增压、输送和相变转换的高压空气。本发明专利技术提供的热处理淬火过程中二氧化碳循环利用装置及其方法，采用高压空气使超临界或液态的二氧化碳实现了流体的增压及输送和气态二氧化碳向液态的相变转换，回收流程短，回收效率高；减少了压缩机和换热器投入，降低了生产成本，且减少了超临界二氧化碳的用量。

A device and method for recycling carbon dioxide in the process of heat treatment and quenching

The invention provides a carbon dioxide recycling device and method in the process of heat treatment and quenching, the recycling device includes: a pressure tight chamber; a carbon dioxide storage tank connected with the top of the pressure tight chamber; a carbon dioxide recovery tank connected with the bottom of the pressure tight chamber; and a high-pressure air system connected with the pressure tight chamber and carbon dioxide recovery respectively The top of the tank is connected, which is used to provide high-pressure air for pressurization, transportation and transformation of the gaseous, liquid or supercritical carbon dioxide in the pressure tight cavity and the carbon dioxide recovery tank. The device and method for recycling carbon dioxide in the process of heat treatment and quenching adopt high-pressure air to make supercritical or liquid carbon dioxide realize the pressurization and transportation of fluid and the transformation from gaseous carbon dioxide to liquid carbon dioxide, the recovery process is short and the recovery efficiency is high; the input of compressor and heat exchanger is reduced, the production cost is reduced, and the supercritical dioxygen is reduced Amount of carburization.

【技术实现步骤摘要】
一种热处理淬火过程中二氧化碳循环利用装置及其方法
本专利技术涉及热处理
，尤其涉及一种热处理淬火过程中液态或超临界二氧化碳循环利用装置及其方法。
技术介绍
现有的气淬技术大部分以惰性气体作为冷却介质，利用低温的惰性气体流过工件表面的对流传热，实现工件的冷却。与水淬、油淬比较，气淬的的优点是工件冷却均匀变形小，缺点是冷却冷却能力不足。液态或超临界二氧化碳的换热系数很大，可以弥补惰性气体淬火冷却能力不足的问题，是一种比较理想的淬火冷却剂。专利CN106498136A公开了一种高压液态或超临界态淬火的装置，其包括：工作室，内部设有加热设备和冷却设备，并连接有真空泵组；储存罐，设有液态二氧化碳供给口，并连接工作室的液态二氧化碳入口；缓存罐，通过增压回路分别连接工作室和储存罐，还通过循环回路分别连接工作室和储存罐；气体增压机，设于缓存罐的出气口处；第一压力测量器，设于工作室上；温度控制器，设于工作室上，分别连接加热设备和冷却设备。其披露了采用“二氧化碳”作为气冷介质的技术方案，且淬火过程中二氧化碳的增压和循环通过“真空泵组”和“气体增压机”来实现。专利CN109234519A公开了一种冷却可控的热处理生产设备，其包括固熔炉和淬火室，还包括CO2循环供给系统和智能控制系统，所述的淬火室为高压容器，淬火室与CO2循环供给系统通过高压管道连接形成循环；CO2循环供给系统包括依次连接的CO2压缩机、CO2循环储罐、CO2泵、冷凝器和缓冲釜，所述的淬火室的排气口通过高压管道中CO2压缩机连接，淬火室的进气口通过高压管道与缓冲釜连接。该专利同样采用“二氧化碳”作为气冷介质，其在淬火过程中通过“CO2压缩机”和“CO2泵”来实现二氧化碳的增压和循环控制。专利WO2005021805A1公开了一种使用再循环设备的气冷淬火方法，在主管路的旁路上还设有充气罐，该充气罐经由输出到排放口或者输出到所述充气罐的真空泵来从所述室中接收气体；如下使用该充气罐：在所述的一次或多次将室中的内容物部分地排放入第一中间储罐之后，为了将该室中的压力降低到大气压力之下，在如下的一项或多项操作中将容纳在该室中的气体传输到充气罐中：在将充气罐从压缩机或增压机组断开连接的情况下，使用真空泵从充气罐回收该室中的气体，然后在将充气罐从真空泵断开连接的情况下，使用压缩机或增压机组排空充气罐中的气体；所述淬火气体是气体混合物；低压混合模块将气体混合物供应到压缩机或增压机组；所述混合模块包括专用储罐以用于储存合成的新鲜混合物。又如专利CN101824520A公开了一种淬火气体循环利用系统，由氮气瓶、储气罐、淬火工作箱、过滤器、冷却器、空压机、输气管、球阀、调压阀、安全阀、止回阀、排水阀组成。该专利所采用的冷却介质为“氮气”，其主要技术方案是采用通过空压机“将淬火后的氮气进行过滤冷却处理，从而滤掉淬火残渣，并将温度降到一定程度，再经增压后，便完全达到了再次使用的标准”。综上，上述现有热处理淬火过程中，如气态、液态或超临界二氧化碳等冷却介质的回收过程均需要采用压缩机和冷凝机组进行增压维持系统循环，这不可避免的增加了系统的制造成本及维护使用成本。
技术实现思路
本专利技术为解决现有技术中的上述问题，提出一种快速、经济的热处理淬火过程中二氧化碳循环利用装置及其方法，可实现二氧化氧的循环使用和回收，降低了以二氧化碳为淬火介质时系统的制造成本及维护使用成本。本专利技术提供的热处理淬火过程中二氧化碳循环利用装置及其方法，采用高压空气置换超临界态或液态的二氧化碳或气态的二氧化碳，采用高压空气使超临界或液态的二氧化碳实现了流体的增压及输送；以及采用高压空气对气态二氧化碳增压完成气态向液态的相变转换，利用二氧化碳气、液相间压力和液化的临界点关系，将气态转为液态后再加压传输。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术的第一个方面是提供一种热处理淬火过程中二氧化碳循环利用装置，其包括：一用于对其内布置的工件进行加热或热处理的耐压密闭腔体；一与所述耐压密闭腔体顶部连通的二氧化碳储罐，其用于在高压空气增压的作用下向所述耐压密闭腔体输送液态或超临界二氧化碳，以对所述工件进行淬火冷却处理；一与所述耐压密闭腔体底部连通的二氧化碳回收罐，其用于回收所述耐压密闭腔体内增压后的气态、液态或超临界态二氧化碳；以及一高压空气系统，其分别与所述耐压密闭腔体和二氧化碳回收罐顶部连通，用于为所述耐压密闭腔体和二氧化碳回收罐内的气态、液态或超临界态二氧化碳提供增压、输送和/相变转换的高压空气；其中，所述二氧化碳回收罐底部与所述耐压密闭腔体顶部连通，以在所述高压空气增压的作用下，将所述二氧化碳回收罐内回收的液态或超临界二氧化碳输送至所述二氧化碳储罐内进行循环利用。进一步地，在所述的二氧化碳循环利用装置上，所述高压空气系统与所述二氧化碳储罐顶部连通，由所述高压空气系统向所述二氧化碳储罐内提供高压空气，以将所述二氧化碳储罐内的液态或超临界二氧化碳经增压后输送至所述耐压密闭腔体内。进一步地，在所述的二氧化碳循环利用装置上，所述二氧化碳储罐的顶部与所述耐压密闭腔体的底部连通，且与所述二氧化碳回收罐并联布置，以由所述二氧化碳储罐回收或部分回收所述耐压密闭腔体内增压后的气态、液态或超临界态二氧化碳，并在所述高压空气增压的作用下，将所述二氧化碳储罐内回收的液态或超临界二氧化碳输送至所述耐压密闭腔体内进行循环利用。进一步地，在所述的二氧化碳循环利用装置上，所述高压空气系统分别通过管道与所述耐压密闭腔体、二氧化碳回收罐以及所述二氧化碳储罐的顶部连通。进一步地，在所述的二氧化碳循环利用装置上，所述耐压密闭腔体顶部设置有二氧化碳入口，底部设置二氧化碳排出口，所述二氧化碳入口通过管道分别连通所述二氧化碳储罐和所述二氧化碳回收罐的底部；所述二氧化碳排出口通过管道连通所述二氧化碳回收罐的顶部。进一步地，在所述的二氧化碳循环利用装置上，所述耐压密闭腔体为热处理炉，其包括设置于其顶部的风扇、空气排放出口、热电偶和压力表，所述空气排放出口出设置有调压阀。本专利技术的第二个方面是提供一种如所述装置的二氧化碳循环利用方法，包括如下步骤：步骤1，对耐压密闭腔体内的工件进行加热和热处理；步骤2，采用高压空气系统向贮存有液态或超临界二氧化碳的二氧化碳储罐中通入高压空气，将二氧化碳储罐内的液态或超临界二氧化碳压入耐压密闭腔体中对热处理后的工件进行淬火冷却处理；步骤3，当工件的淬火冷却达到预设条件后，采用高压空气系统向耐压密闭腔体中通入高压空气，利用压差及比重差将耐压密闭腔体中的二氧化碳全部压入二氧化碳回收罐内进行回收；步骤4，回收结束后，采用高压空气系统向二氧化碳回收罐中通入高压空气进行增压，将二氧化碳回收罐内回收的二氧化碳全部转为液态或超临界二氧化碳；步骤5，继续采用高压空气系统通入高压空气，将二氧化碳回收罐内的液态或超临界二氧化碳输送至二氧化碳储罐内，重复步骤1-5。进一步地，在所述的二氧化碳循环利本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热处理淬火过程中二氧化碳循环利用装置，其特征在于，包括：/n一用于对其内布置的工件(11)进行加热或热处理的耐压密闭腔体(10)；/n一与所述耐压密闭腔体(10)顶部连通的二氧化碳储罐(20)，其用于在高压空气增压的作用下向所述耐压密闭腔体(10)输送液态或超临界二氧化碳，以对所述工件(11)进行淬火冷却处理；/n一与所述耐压密闭腔体(10)底部连通的二氧化碳回收罐(30)，其用于回收所述耐压密闭腔体(10)内增压后的气态、液态或超临界态二氧化碳；以及/n一高压空气系统(40)，其分别与所述耐压密闭腔体(10)和二氧化碳回收罐(30)顶部连通，用于为所述耐压密闭腔体(10)和二氧化碳回收罐(30)内的气态、液态或超临界态二氧化碳提供增压、输送和/相变转换的高压空气；/n其中，所述二氧化碳回收罐(30)底部与所述耐压密闭腔体(10)顶部连通，以在所述高压空气增压的作用下，将所述二氧化碳回收罐(30)内回收的液态或超临界二氧化碳输送至所述二氧化碳储罐(20)内进行循环利用。/n

【技术特征摘要】
1.一种热处理淬火过程中二氧化碳循环利用装置，其特征在于，包括：
一用于对其内布置的工件(11)进行加热或热处理的耐压密闭腔体(10)；
一与所述耐压密闭腔体(10)顶部连通的二氧化碳储罐(20)，其用于在高压空气增压的作用下向所述耐压密闭腔体(10)输送液态或超临界二氧化碳，以对所述工件(11)进行淬火冷却处理；
一与所述耐压密闭腔体(10)底部连通的二氧化碳回收罐(30)，其用于回收所述耐压密闭腔体(10)内增压后的气态、液态或超临界态二氧化碳；以及
一高压空气系统(40)，其分别与所述耐压密闭腔体(10)和二氧化碳回收罐(30)顶部连通，用于为所述耐压密闭腔体(10)和二氧化碳回收罐(30)内的气态、液态或超临界态二氧化碳提供增压、输送和/相变转换的高压空气；
其中，所述二氧化碳回收罐(30)底部与所述耐压密闭腔体(10)顶部连通，以在所述高压空气增压的作用下，将所述二氧化碳回收罐(30)内回收的液态或超临界二氧化碳输送至所述二氧化碳储罐(20)内进行循环利用。


2.根据权利要求1所述的二氧化碳循环利用装置，其特征在于，所述高压空气系统(40)与所述二氧化碳储罐(20)顶部连通。


3.根据权利要求1所述的二氧化碳循环利用装置，其特征在于，所述二氧化碳储罐(20)的顶部与所述耐压密闭腔体(10)的底部连通，且与所述二氧化碳回收罐(30)并联布置。


4.根据权利要求1所述的二氧化碳循环利用装置，其特征在于，所述高压空气系统(40)分别通过管道与所述耐压密闭腔体(10)、二氧化碳回收罐(30)以及所述二氧化碳储罐(20)的顶部连通。


5.根据权利要求1所述的二氧化碳循环利用装置，其特征在于，所述耐压密闭腔体(10)顶部设置有二氧化碳入口(12)，底部设置有二氧化碳排出口(13)，所述二氧化碳入口(12)分别连通所述二氧化碳储罐(20)和二氧化碳回收罐(30)的底部；所述二氧化碳排出口(13)连通所述二氧化碳回收罐(30)的顶部。


6.根据权利要求1所述的二氧化碳循...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨景峰，
申请(专利权)人：上海颐柏科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31