CN108213639A - 一种钎焊炉保温循环系统 - Google Patents

Abstract

一种钎焊炉保温循环系统，包括炉体、循环管道和加热部，循环管道设于炉体的外部，并连接于炉体的入口与出口之间；炉体与循环管道之间设有动力装置；所述加热部的两端连接循环管道；加热部加热后的气体由动力装置经循环管道引入工件的内腔，经换热后的气体从出口再次流至循环管道内，对工件进行循环加热；所述循环管道的外部套设有密封的保温套管。本发明具有效率高，轻量化，保温效果好，故障检测效率高，安全性高，工件受热或受冷均匀，适用范围广等优点。

Description

一种钎焊炉保温循环系统

技术领域

本发明涉及钎焊技术领域，特别是一种钎焊炉保温循环系统。

背景技术

现有的钎焊炉对中空的工件进行加热或冷却时，分别采用不同的设备或装置对工件的表面进行加热、冷却，且通常炉体内要设置多个腔室，如加热腔和冷却腔，使得炉体结构复杂，体积大，重量大，成本高。另外，工件表面通常采用电热元件进行辐射式加热，加热慢，工件表面受热不均匀，加热完毕后需要再将工件输送至冷却腔冷却，不能一次性完成加热和冷却，大大提高工作时间，降低效率。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种效率高，轻量化，保温效果好，故障检测效率高，安全性高，工件受热或受冷均匀，适用范围广的钎焊炉保温循环系统。

本发明的技术方案是：一种钎焊炉保温循环系统，包括炉体、循环管道和加热部，循环管道设于炉体的外部，并连接于炉体的入口与出口之间；炉体与循环管道之间设有动力装置；所述加热部的两端连接循环管道；加热部加热后的气体由动力装置经循环管道引入工件的内腔，经换热后的气体从出口再次流至循环管道内，对工件进行循环加热；所述循环管道的外部套设有密封的保温套管。

本发明具有以下优点：

（1）效率高：仅通过向炉体内引入热气体，就可对工件一次性完成加热，缩短了工件处理时间，且气体不断循环加热，热利用率高；

（2）轻量化：通过将加热部和循环管道设于炉体的外部，能够节省炉体内的其它部件或结构设计，炉体内无需设置任何腔室，只需放置工件即可，炉体的体积可以设计的更小，大大提高轻量化；

（3）保温效果好：通过在循环管道的外部套设密封的保温套管，一方面能够防止循环管道受到外界环境影响造成温度不均匀，保温套管能够使得气体受热均匀，进而使得工件受热均匀，不仅能够降低加热部的电耗，还能缩短钎焊时间；另一方面，能够防止循环管道散发的热量对外界环境造成影响；

（4）工件受热均匀：通过将热气体充入工件内腔，相比对工件的外表面采用辐射加热或冷却的方式而言，一方面能够缩短加热时间；另一方面，热气体能够直接充满工件内腔，使工件受热更均匀，不大大提高工件处理质量；

（5）适用范围广：从工件的内腔进气进行加热，能够适用于不同形状的工件，如弧形或其它异形结构，相比现有通过压板压紧进行加热或冷却，若工件形状异形，则不易压紧，本发明能够大大提高钎焊质量。

进一步，所述保温套管与循环管道之间设有隔离腔，保温套管上设有用于检测隔离腔压力的压力探测器以及控制阀。之所以设置压力探测器以及控制阀，是因为热气循环管道内的气体容易受热膨胀，压力探测器通过检测隔离腔内的压力变化，来检测管道是否漏气，并确保是否会发生保爆炸，从而保护环境安全，当压力增大至上限值时，控制阀就会释放压力。

进一步，所述压力探测器为压力表或压力传感器；所述控制阀为真空阀或安全阀；所述控制阀与压力探测器的数量相同，并且控制阀的安装位置设于压力探测器安装位置的一侧。压力表可直接读取压力数值；压力传感器通常将压力信号发送给中央处理器，并在显示屏上显示压力数值；为了简化程序，本发明优选压力表来检测隔离腔内的压力。真空阀的密封效果比安全阀好，能够防止氧气进入隔离腔，因此本发明优选真空阀。

进一步，还包括冷却部，所述冷却部与加热部各自连接一条循环管道，独立工作，互不影响；或者所述加热部和冷却部连接在一条循环管道的两条支路上，即加热部支路和冷却部支路,加热部支路和冷却部支路上均设有阀门；或者所述加热部和冷却部连接在一条循环管道的两条支路上，即加热部支路和冷却部支路，加热部支路和冷却部支路的相接处设有前切换阀和后切换阀，进行热气通道和冷气通道的切换。其中，前切换阀和后切换阀优选为三通阀。

可以理解的是，本发明可以仅是对工件的内腔引入热气体进行加热，冷却方式不限定是否采用冷气体对工件内腔进行冷却的方式；当然本发明优选先采用热气体对工件内腔进行加热，再采用冷气体对工件内腔进行冷却，效果最佳，大大提高工件的处理速度，提高钎焊质量，降低次品率。

进一步，所述压力探测器包括：

第一压力探测器，设于动力装置出口处的保温套管上，动力装置设于炉体的出口与循环管道之间；

第二压力探测器，设于加热器出口处的的保温套管上；

第三压力探测器，设于炉体入口处的保温套管上。

之所以将压力探测器分布于不同的位置，是因为这几处位置可能存在温差大的现象，一方面说明保温套管可能存在漏气导致温度不均匀，另一方面说明各个阀门存在漏气导致温度不均匀，通过压力探测器，能够检测出各个位置是否存在故障，从而排除故障，提高温度均匀性，进而提高工件钎焊质量，缩短钎焊时间，降低加热部电耗。

其中，动力装置可以是高温引风机或高温泵等。

进一步，所述阀门或者前切换阀、后切换阀均设于密闭腔体内，密闭腔体的两侧连接循环管道和保温套管，所述密闭腔体处设有第五压力探测器。之所以将各个阀设于密闭腔体内，是为了提高保温性和密封性。通过压力探测器能够检测各个阀是否存在故障，从而排除故障。

进一步，所述冷却部支路在连接冷却部入口的那部分管道上设有所述保温套管，该部分的保温套管上设有第六压力探测器以及控制阀。在冷却部的入口处设置保温套管，是为了防止加热后的气体在进入冷却器之前，将热量散发至外界环境中而造成影响；通过第六压力探测器能够检测该部分的管道是否漏气等。

进一步，所述炉体上设有点火口，加热部出口处的循环管道与点火口之间管道连接有泄爆装置。点火口处能够通过电子点火器点火，来检测钎焊炉内是否存在氧气，从而排除氧气，使炉腔处于非氧环境下。泄爆装置能够防止炉体或循环管道内的气体掺杂有易燃气体，从而在高温环境下产生爆炸，造成人员伤亡和财产损失，一旦产生爆炸，泄爆装置能够自动泄压，提高安全系数。

进一步，点火口与泄爆装置连接的那部分管道上设有所述保温套管，该部分的保温套管上设有第七压力探测器以及控制阀。从而防止加热后的气体将热量散发至外界环境中而造成影响；通过第七压力探测器能够检测该部分的管道是否漏气。

进一步，所述工件在靠近炉体出口的那一端的上下侧与炉体的炉腔之间设有隔板。隔板能够将工件与炉体出口之间的空隙进行密封，从而确保气体只能从工件的内腔中流入炉体出口，而不能从工件的上下间隙中流出，这样，能够大大降低次品率，提高气体利用率。

进一步，气体为氮气、氢气、氩气、空气中的一种或几种混合气体。

进一步，所述工件为能使气体从其内部流入和流出的中空结构。

进一步，所述加热部为加热器，冷却部为冷却器。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图；

图2是本发明实施例1加保温套管后的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

实施例1

如图1和图2所示：一种钎焊炉保温循环系统，包括炉体1，炉体1内设置工件2，工件2为能使气体从其内部流入和流出的中空结构。炉体1的外部设有加热器3和冷却器4，加热器3和冷却器4通过循环管道5连接炉腔的入口11和出口12，加热器3和冷却器4连接在一条循环管道5的两条支路上，即加热器支路51和冷却器支路52，加热器支路51和冷却器支路52的两端相接处设有前电动三通阀53和后电动三通阀54，进行热气通道和冷气通道的切换，并且前电动三通阀53和后电动三通阀54的阀门开度可调，从而能够调节气体的流量。加热器支路51的循环管道外部套设有密封的保温套管8。炉体的出口后侧与循环管道5之间设有引风机6，强制进行气体循环，且气体的流速可通过引风机6的转速调控。

保温套管8与加热器支路51的循环管道之间设有隔离腔81，保温套管8上设有用于检测隔离腔81压力的压力表以及真空阀。前电动三通阀53和后电动三通阀54均设于密闭腔体9内，密闭腔体9的两侧连接循环管道5和保温套管8。冷却部支路52在连接冷却器入口的那部分管道上也套设有保温套管8，即冷却器入口与后电动三通阀54之间的那部分管道上套设有保温套管8。

具体地，引风机6出口处的保温套管8上设有压力表PD1和真空阀VA1，压力表PD1用于检测引风机出口处的压力；后电动三通阀54的密闭腔体9处设有压力表PD2和真空阀VA2，压力表PD2用于检测密闭腔体处的压力；冷却器入口与后电动三通阀54之间的保温套管上设有压力表PD3和真空阀VA3，压力表PD3用于检测冷却器入口处的压力；加热器出口处的保温套管上设有压力表PD4和真空阀VA4，压力表PD4用于检测加热器出口处的压力；前电动三通阀53的密闭腔体处设有压力表PD5和真空阀VA5，压力表PD5用于检测密闭腔体处的压力；炉体入口处的保温套管上设有压力表PD6和真空阀VA6，压力表PD6用于检测炉体入口11处的压力。

炉体1上设有点火口13，加热部出口处的循环管道与点火口13之间管道连接有泄爆装置7。泄爆装置7上设有泄压门，一旦泄爆压力高于泄压门，就会将泄压门顶开，从而达到泄爆目的。点火口13的下端设有电子点火器，通过控制电子点火器自动点火，能够排除炉体1内的氧气，使炉腔处于非氧环境下进行钎焊。炉体1的下部还设有抽真空口15；炉体1的侧部设有气体输入口16。

点火口13与泄爆装置7连接的那部分管道上套设有保温套管8，该部分的保温套管8上设有压力表PD7和真空阀VA7，压力表PD7用于检测炉体1的泄爆压力。

本实施例的加热器3能够将气体变成热气体，冷却器4能够将气体变成冷气体，再通过引风机6将热气体或冷气体沿循环管道5引至炉腔内，流入工件2的内腔。工件2在靠近出口12的那一端的上下侧与炉腔之间设有隔板14，隔板14能够将工件2与炉体出口之间的空隙进行密封，从而确保气体只能从工件2的内腔中流入出口12，而不能从工件2的上下侧间隙中流出，这样，能够大大降低次品率。气体经出口12流入至循环管道5，形成循环通道。

本实施例的工件2具体为管芯式复合板，管芯式复合板包括上面板、下面板和设于二者之间的管芯层，管芯层由若干个管体间隔排列组成，管体可以是圆管或多边形管。现在要对管芯式复合板进行钎焊，使得管芯层与上面板、下面板之间钎焊成一体。本实施例的钎料采用铜基。本实施例的气体为氮气，氮气通过高纯氮气罐输送至引风机6的的入气口处。

本实施例的工作原理为：

（1）将待钎焊的管芯式复合板置于炉腔内；

（2）向炉腔内通入保护气体，使管芯式复合板处于非氧环境下，通入保护气体后，通过控制电子点火器自动点火，排除炉体内的氧气，使炉腔真正处于非氧环境中，提高安全性能；

（3）开启加热器，并控制前电动三通阀的E端和后电动三通阀的A端分别切换至出气口D端和B端，使循环管道形成热气通道；

（4）氮气经引风机引至加热器，并经加热器加热后变成热氮进入加热器支路，再沿加热器支路进入炉体的入口，热氮进入炉腔后，在引风机的动力作用下，热氮进入管芯式复合板的管芯层，在各个管体的间隙中流动，进行加热，使钎料熔化并渗入上面板、下面板、管体的基体孔隙中，将管芯层与上面板、下面板之间钎焊成一体；并且热氮从各个管体的间隙中流出至加热器支路内，经引风机强制在加热器支路内循环流动；

在此过程中，压力表PD1~ PD7实时检测所在位置处隔离腔的压力值，供操作人员了解循环管道的压力情况，如果一旦有某一处的压力值过大，超过上限值时，该位置处的真空阀就会被气压顶开，自动泄压，保护环境安全。如果检测到该处管道的压力小于下限值，则说明管道漏气，需要进行故障排查。压力表PD1~ PD7的设置能够让操作人员迅速定位到存在漏气的位置处，快速排除故障。

（5）钎焊完成后，对管芯式复合板冷却，即：关闭加热器，并控制前电动三通阀的E端和后电动三通阀的A端分别切换至出气口F端和C端，使循环管道形成冷气通道；

（6）氮气经引风机引至冷却器，并经冷却器冷却后变成冷氮进入冷却器支路，再沿冷却器支路进入炉体入口，冷氮进入炉腔后，在引风机的动力作用下，冷氮进入管芯式复合板的管芯层，在各个管体的间隙中流动，对钎焊后的管芯式复合板进行降温成型，冷氮在冷却器支路内循环流动，直至降温至出炉标准。

此外，本实施例的加热器可以是直接加热至目标温度，也可以逐级加热，即先对管芯式复合板进行预热，再逐步升高温度，以保证管芯式复合板受热平稳，既能保证加热效率，又能保证钎焊质量。

实施例2

与实施例1的区别在于，加热器和冷却器连接在一条循环管道的两条支路上，即加热器支路和冷却器支路，加热器的入口处设有第一电动阀，冷却器的入口处设有第二电动阀，且两个电动阀的阀门开度均可调。当控制第一电动阀开启时，循环管道形成热气通道；当控制第二电动阀开启时，循环管道形成冷气通道。

加热器支路上套设有密封的保温套管，冷却部支路在连接冷却器入口的那部分管道上也套设有保温套管。两个电动阀均设于密闭腔体内，密闭腔体的两侧连接循环管道和保温套管。

引风机出口处的保温套管上、密闭腔体处、冷却器入口处的保温套管上、加热器出口处的保温套管上、炉体入口处的保温套管上均设有压力表和真空阀。

其它结构同实施例1。

实施例3

与实施例1或实施例2的区别在于，加热器和冷却器各自连接一条循环管道，即加热器管道和冷却器管道，加热器管道设于炉体的上侧，冷却器管道设于炉体的下侧，两条管道独立工作，互不影响，两条管道分别连接炉腔的入口和出口，加热器管道和冷却器管道各自连接引风机，将气体输送至管道内。

加热器的入口处设有第三电动阀，冷却器的入口处设有第四电动阀。

保温套管、压力表和真空阀的设置同实施例2。

其它结构同实施例1。

实施例4

与实施例1或实施例2的区别在于，氮气由氢气代替。

其它结构同实施例1或实施例2。

实施例5

与实施例1或实施例2的区别在于，氮气由氮气与纯净空气的混合气代替。

其它结构同实施例1或实施例2。

实施例6

与实施例1或实施例2的区别在于，本实施例的工件具体为管芯式复合板，管芯式复合板包括上面板、下面板和设于二者之间的管芯层，管芯层由若干个管体间隔排列组成，管体为内部中空的封闭式结构，管体可以是槽型管、工字型管、角型管、T型管、弧形管或一字型管；管体与上面板、下面板之间钎焊相接。

其它结构同实施例1或实施例2。

实施例7

与实施例1或实施例2的区别在于，工件为中空的弧形结构。

其它结构同实施例1或实施例2。

实施例8

与实施例1的区别在于，工件竖直放置，通过夹持机构夹持工件，使工件悬空于炉腔内，工件的上下两侧面通透，使得气体从工件的上下两侧面进入空间的内腔，实现循环式加热和冷却。

其它结构同实施例1或实施例2。

综上所述，本发明具有以下优点：

（1）效率高：仅通过向钎焊炉内引入热气体和冷气体，就可对工件一次性完成加热和冷却，缩短了工件处理时间；

（2）轻量化：通过将加热部和冷却部设于炉体的外部，能够节省炉体内的其它部件或结构设计，炉体内无需设置任何腔室，只需放置工件即可，炉体的体积可以设计的更小，大大提高轻量化；

（3）保温效果好：通过在循环管道的外部套设密封的保温套管，一方面能够防止循环管道受到外界环境影响造成温度不均匀，保温套管能够使得气体受热均匀，进而使得工件受热均匀，不仅能够降低加热部的电耗，还能缩短钎焊时间；另一方面，能够防止循环管道散发的热量对外界环境造成影响；

（4）故障检测效率高：通过在不同位置处设置压力探测器，能够让操作人员迅速定位到存在漏气的位置处，快速排除故障；

（5）安全性高：热气体或冷气体不断循环式的流动，不易使炉腔内产生较大的压力，提高安全性能；通过设置控制阀，能够对隔离腔及时泄压，提高安全系数；通过在炉体上设有点火口，能够检测钎焊炉内是否存在氧气，从而排除氧气，使炉腔处于非氧环境下；通过设置泄爆装置，能够防止炉体或循环管道内的气体掺杂有易燃气体，从而在高温环境下产生爆炸，造成人员伤亡和财产损失，一旦产生爆炸，泄爆装置能够自动泄压，提高安全系数；

（6）工件受热或受冷均匀：通过将热气体或冷气体充入工件内腔，相比对工件的外表面采用辐射加热或冷却的方式而言，一方面能够缩短加热或冷却时间；另一方面，热气体或冷气体能够直接充满工件内腔，使工件受热或受冷更均匀，大大提高工件钎焊质量；

（7）适用范围广：从工件的内腔进气进行加热和冷却，能够适用于不同形状的工件，如弧形或其它异形结构，相比现有通过压板压紧进行加热或冷却，若工件形状异形，则不易压紧，本发明能够大大提高钎焊质量。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种钎焊炉保温循环系统，其特征在于，包括炉体、循环管道和加热部，循环管道设于炉体的外部，并连接于炉体的入口与出口之间；炉体与循环管道之间设有动力装置；所述加热部的两端连接循环管道；加热部加热后的气体由动力装置经循环管道引入工件的内腔，经换热后的气体从出口再次流至循环管道内，对工件进行循环加热；所述循环管道的外部套设有密封的保温套管。

2.根据权利要求1所述的钎焊炉保温循环系统，其特征在于，所述保温套管与循环管道之间设有隔离腔，保温套管上设有用于检测隔离腔压力的压力探测器以及控制阀。

3.根据权利要求2所述的钎焊炉保温循环系统，其特征在于，所述压力探测器为压力表或压力传感器；所述控制阀为真空阀或安全阀；所述控制阀与压力探测器的数量相同，并且控制阀的安装位置设于压力探测器安装位置的一侧。

4.根据权利要求1或2或3所述的钎焊炉保温循环系统，其特征在于，还包括冷却部，所述冷却部与加热部各自连接一条循环管道，独立工作，互不影响；或者所述加热部和冷却部连接在一条循环管道的两条支路上，即加热部支路和冷却部支路,加热部支路和冷却部支路上均设有阀门；或者所述加热部和冷却部连接在一条循环管道的两条支路上，即加热部支路和冷却部支路，加热部支路和冷却部支路的相接处设有前切换阀和后切换阀，进行热气通道和冷气通道的切换。

5.根据权利要求4所述的钎焊炉保温循环系统，其特征在于，所述压力探测器包括：

第一压力探测器，设于动力装置出口处的保温套管上，动力装置设于炉体的出口与循环管道之间；

第二压力探测器，设于加热器出口处的的保温套管上；

第三压力探测器，设于炉体入口处的保温套管上。

6.根据权利要求5所述的钎焊炉保温循环系统，其特征在于，所述阀门或者前切换阀、后切换阀均设于密闭腔体内，密闭腔体的两侧连接循环管道和保温套管，所述密闭腔体处设有第五压力探测器。

7.根据权利要求4所述的钎焊炉保温循环系统，其特征在于，所述冷却部支路在连接冷却部入口的那部分管道上设有所述保温套管，该部分的保温套管上设有第六压力探测器以及控制阀。

8.根据权利要求1或2或3所述的钎焊炉保温循环系统，其特征在于，所述炉体上设有点火口，加热部出口处的循环管道与点火口之间管道连接有泄爆装置。

9.根据权利要求8所述的钎焊炉保温循环系统，其特征在于，所述点火口与泄爆装置连接的那部分管道上设有所述保温套管，该部分的保温套管上设有第七压力探测器以及控制阀。

10.根据权利要求1或2或3所述的钎焊炉保温循环系统，其特征在于，所述工件在靠近炉体出口的那一端的上下侧与炉体的炉腔之间设有隔板；或者气体为氮气、氢气、氩气、空气中的一种或几种混合气体；或者所述工件为能使气体从其内部流入和流出的中空结构。