[发明专利]一种用于真空渗碳过程的变频调速装置及其调速方法

权利要求书

1.一种用于真空渗碳过程的变频调速装置，包括真空渗碳炉和若干自炉外伸入炉内且均布在炉内工作区(2)四周的辐射管(3)，其特征在于，还包括：

一设置于所述真空渗碳炉顶部的变频调速风扇(1)；

一一设置于所述工作区(2)上方、侧方以及下方中心位置用于检测所述工作区(2)相应位置温度的第一热电偶(4)、第二热电偶(5)和第三热电偶(6)；

一一设置于所述工作区(2)上表面、侧表面以及下表面中心位置用于检测所述工作区(2)相应位置炉气气氛的第一热传导探头(7)、第二热传导探头(8)和第三热传导探头(9)；以及

一一设置于所述工作区(2)内工件的上表面、侧表面以及下表面中心位置用于检测所述工件相应位置表面温度的第四热电偶(10)、第五热电偶(11)和第六热电偶(12)；

其中，各热电偶和热传导探头均连接计算机控制系统，所述计算机控制系统根据各热电偶实测各部位的温度以及不同部位的温差和各热传导探头实测各部位的气氛组成以及不同部位的气氛浓度差，调节所述真空渗碳炉内渗碳气体的流量和压力以及调节所述变频调速风扇(1)的转速，以控制工件在深冷过程中的升温、扩散和/或冷却的速度。

2.根据权利要求1所述的用于真空渗碳过程的变频调速装置，其特征在于，所述变频调速风扇(1)的电机连接变频器，通过所述变频器对所述电机进行无级调速。

3.根据权利要求1所述的用于真空渗碳过程的变频调速装置，其特征在于，所述辐射管(3)通过总输送管(13)分别与所述氮气管道(14)和渗碳介质管道(15)连接。

4.根据权利要求1所述的用于真空渗碳过程的变频调速装置，其特征在于，所述辐射管(3)为空心状的电热合金管，其上开设有若干射流孔(19)，且若干所述射流孔(19)等距间隔分布。

5.根据权利要求1所述的用于真空渗碳过程的变频调速装置，其特征在于，所述真空渗碳炉顶部设置有冷却气体管道(16)。

6.根据权利要求1所述的用于真空渗碳过程的变频调速装置，其特征在于，所述真空渗碳炉底部通过抽气管道与真空泵(18)连通，所述抽气管道上装设有电磁阀(17)，所述电磁阀(17)和所述真空泵(18)与所述计算机控制系统连接。

7.根据权利要求1所述的用于真空渗碳过程的变频调速装置，其特征在于，所述真空渗碳炉侧壁和底部分别铰接设置有若干可调节挡板(20)，所述可调节挡板(20)与设置于所述真空渗碳炉外壁的伸缩电机(21)连接。

8.一种如权利要求1-7任一项所述装置的用于真空渗碳过程的变频调速方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，在升温阶段，根据工作区各部分温度信号和辐射管温度对升温过程进行速度调控；通过调节变频调速风扇(1)的转速，减小工作区各部分升温过程的温差，实现热处理炉工作区均匀升温；

S2，进入渗碳阶段后，根据炉内的工作区各部分温度差，并参考工作区各个部分气氛浓度差来进行速度调控，通过调节变频调速风扇(1)的转速，减小工作区各部分升温过程的温差和浓度差，实现各部分均匀渗碳；

S3，进入扩散阶段，根据炉内的工作区各部分温度差，并参考工作区各个部分气氛浓度差来进行速度调控，通过调节变频调速风扇(1)的转速，减小工作区各部分升温过程的温差和浓度差，实现各部分均匀扩散；

S4，经过反复的渗碳-扩散阶段后，进入冷却阶段，根据工件的理想冷却曲线和热电偶实测的温度变化曲线的之间的误差，通过调节变频调速风扇(1)的转速，减小理想冷却曲线与实际冷却曲线之间的误差，实现工件的可控冷却。

9.根据权利要求8所述的用于真空渗碳过程的变频调速方法，其特征在于，在步骤S4中，在冷却阶段，通入一定压力和温度的冷却气体，通过控制变频调速风扇(1)的转速来调节工件的冷却速率，实现工件的可控冷却。

10.根据权利要求8所述的用于真空渗碳过程的变频调速方法，其特征在于，在步骤S1-S4中，所述可调节挡板(20)的安装位置和角度可以根据流体运动的需要改变，结合所述变频调速风扇(1)的变频调速，保证工件表面渗碳的均匀性。