真空壓力浸滲系統(tǒng)，氣壓浸滲裝置的設(shè)備用途：用于粉末冶金工件的金屬壓力浸滲處理。材料在真空狀態(tài)下，排除內(nèi)部孔隙內(nèi)的氣體，讓孔隙處于真空狀態(tài)，然后高溫加熱滲入劑，填充孔隙，然后再冷卻固化完成。氣壓浸滲裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)先進(jìn)合理，且具備國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平的可靠的自動(dòng)化控制及監(jiān) 控功能。設(shè)備的配套產(chǎn)品和功能元器件具有國(guó)際先進(jìn)水平，能夠適應(yīng)長(zhǎng)期、穩(wěn)定、可靠的生產(chǎn)需求且設(shè)備的節(jié)能效果好。結(jié)構(gòu)緊湊，操作簡(jiǎn)單，易于維護(hù)。
真空壓力浸滲爐結(jié)構(gòu)形式：
真空壓力浸滲爐為雙室立式形式，由預(yù)熱室、浸滲室、傳動(dòng)系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、平臺(tái)系統(tǒng)、加壓系統(tǒng)、充放氣系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)等組成。
1 真空壓力浸滲系統(tǒng)預(yù)熱室
1）預(yù)熱室爐體結(jié)構(gòu)
a. 爐體采用哈殼式立式前開門結(jié)構(gòu),且為雙層水冷夾套形式，內(nèi)外壁采用碳鋼制作，內(nèi)壁需經(jīng)拋光處理。
b. 爐體上設(shè)置測(cè)溫接口、真空接口、電極接口、充放氣接口等。
c. 爐門為雙層水冷壁結(jié)構(gòu),內(nèi)外壁均采碳鋼制作，內(nèi)壁需經(jīng)拋光處理。門的開啟采用電動(dòng)推拉方式,爐門上有紫銅水冷電極,用于爐門溫區(qū)供電。
d. 爐體與爐門之間采用梯形槽密封結(jié)構(gòu),密封圈容易更換，可保證真空爐的密封性能。
2）預(yù)熱室操作過(guò)程
a. 先將預(yù)熱室坩堝內(nèi)的金屬熔化為液態(tài)，真空下加熱除氣保障其無(wú)氧化、氣孔等缺陷。
b.當(dāng)液態(tài)金屬達(dá)到所需溫度后，氣缸提拉開啟坩堝底部密封塞，同時(shí)打開預(yù)熱室與冷室之間的封閉閥門。當(dāng)預(yù)熱室一定量液體流到浸滲室后，坩堝塞復(fù)位關(guān)閉。閥門打開、液體流入浸滲室，到閥門關(guān)閉的時(shí)間盡量短，控制在 1min 以內(nèi)，閥門開關(guān)要經(jīng)久耐用，金屬液體流道需方便更換。
2真空壓力浸滲系統(tǒng) 浸滲室
1）浸滲室爐體設(shè)計(jì)和制作過(guò)程：
按照用戶提出的真空壓力浸滲罐體的結(jié)構(gòu)、技術(shù)參數(shù)及《鋼制壓力容器GB150》進(jìn)行設(shè)計(jì)。
2）結(jié)構(gòu)形式：
a. 容器設(shè)計(jì)為立式結(jié)構(gòu)。
b. 罐蓋采用液壓開啟結(jié)構(gòu)，油缸選用具有緩沖功能的油缸，以保證開、關(guān)蓋的平穩(wěn)。
c. 罐蓋為錯(cuò)齒法蘭結(jié)構(gòu)鎖緊結(jié)構(gòu)，錯(cuò)齒部位是機(jī)加工成形的。罐蓋為液壓開、合、松、緊，其返回信號(hào)是德國(guó) P+F 接近開關(guān)。
d. 罐口采用唇形氟橡膠密封圈，既可以封真空也可以封壓力，壓力密封更可靠持久。
e. 浸滲罐體上設(shè)置控溫接口、真空接口、充放氣接口、電極接口等，通過(guò)各不同規(guī)格的真空接管及法蘭與真空系統(tǒng)、充放氣系統(tǒng)、水冷電極等連接。浸滲室內(nèi)安裝加熱室，控溫?zé)崤嫉取?
f．浸滲室設(shè)計(jì)可調(diào)節(jié)插針式液體浸入量反饋系統(tǒng)，可以定量控制浸入液體量。
3）材料
a.法蘭、罐體、罐蓋、罐底為 Q345R(罐體內(nèi)壁需經(jīng)拋光處理) b．動(dòng)圈為 16Mn 鍛件 c.其它為 Q235B
4）爐體設(shè)有安全閥，當(dāng)爐內(nèi)氣壓超壓時(shí)自動(dòng)泄放，保證爐體安全。
5）預(yù)熱室熔化液體浸滲到浸滲室內(nèi)工件上，然后通入高壓氬氣（比如 8MPa），使金屬液體充分進(jìn)入工件內(nèi)部。
6）高壓氣體通入及作用到金屬液體的時(shí)間盡量短。
3 空壓力浸滲系統(tǒng)加熱室
1）加熱室分為兩套，一套安裝在預(yù)熱室，一套安裝在浸滲室。立式圓筒型結(jié)構(gòu)，框架為不銹鋼材質(zhì)，通過(guò)調(diào)整架固定于爐體內(nèi)壁，考慮熱膨脹，使加熱室便于維護(hù)和更換。
2）保溫層采用硬質(zhì)石墨氈加軟質(zhì)石墨氈符合結(jié)構(gòu)。
3）絕緣件采用特殊設(shè)計(jì)的 99 陶瓷件，陶瓷件為異形陶瓷件，聯(lián)結(jié)合理，易于拆卸、重裝。
4）預(yù)熱室采用石墨加熱元件，用于工件預(yù)熱，金屬的熔化；浸滲室采用石墨加熱元件，用于將預(yù)熱室熔化的金屬液體在加壓時(shí)達(dá)到所需溫度。
5）每個(gè)加熱室都安裝 1 支雙芯鎢錸型熱電偶，其中 1 路用于實(shí)時(shí)控制反饋，另 1 路用于監(jiān)測(cè)備用。
6）其中引入電極為專門設(shè)計(jì)的紫銅水冷電極。
7）坩堝托架采用高強(qiáng)石墨制做，支架強(qiáng)度好，穩(wěn)定性高，在整個(gè)工作范圍內(nèi)承受最大載荷、及偏心偏重?zé)o變形。
8）預(yù)熱室坩堝采用石墨坩堝（或鎂砂坩堝）。
9）浸滲室坩堝（用戶自備）外配備不銹鋼保護(hù)殼，防止溶液滲漏。
4 氣壓浸滲裝置傳動(dòng)系統(tǒng)：
爐外下蓋升降傳動(dòng)系統(tǒng)由螺旋升降機(jī)、直線滑軌等組成。下爐蓋的升降由電動(dòng)減速機(jī)驅(qū)動(dòng)螺旋升降機(jī)沿直線滑軌平穩(wěn)實(shí)現(xiàn)，在各動(dòng)作節(jié)點(diǎn)位置均設(shè)置位置傳感器及限位措施，保障動(dòng)作安全、平穩(wěn)、可靠。
1）選用英國(guó)力姆泰克的螺旋升降機(jī)，適于承載大的場(chǎng)合。
2）意大利 ROSS 品牌轉(zhuǎn)向器，采用圓弧齒轉(zhuǎn)向裝置，接觸面平滑無(wú)沖擊，噪音小。
3）采用膜片式彈性聯(lián)軸器，傳動(dòng)力矩大，不丟轉(zhuǎn)，升降過(guò)程中由一臺(tái)減速機(jī)帶動(dòng)同步性好。
4）配有印度戈拉公司生產(chǎn)的碟簧，在升降過(guò)程中具有良好的緩沖能力。
5）配有臺(tái)灣上銀生產(chǎn)的直線滑軌副，升降過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)跑偏，抖動(dòng)、卡塞的情況。
6）升降運(yùn)動(dòng)均采用低輸出轉(zhuǎn)速的減速機(jī)，運(yùn)行過(guò)程平穩(wěn)可靠，無(wú)沖擊，定位精確。
5 氣壓浸滲裝置真空系統(tǒng)：
1）真空機(jī)組由三級(jí)系統(tǒng)組成，分別為旋片泵、羅茨泵和擴(kuò)散泵，防揮發(fā)氣氛可拆卸捕集器，高真空高壓隔離閥、波紋管、電磁放氣閥、管路等組成，浸滲室抽真空時(shí)間要短，能在 15min 內(nèi)抽到工作真空度。
2）真空閥門均采用氣動(dòng)閥。該閥門的開啟與閉合均由 PLC 控制，且聯(lián)動(dòng)互鎖，斷電時(shí)閥門自動(dòng)關(guān)閉以保證爐內(nèi)真空度，避免工件氧化。為方便真空檢漏，在真空管路上設(shè)置有真空測(cè)量接口。
3）真空測(cè)量采用數(shù)顯真空計(jì)及配套規(guī)管，該真空計(jì)可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量過(guò)程中的量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換和超程保護(hù)，并可通過(guò) PLC 設(shè)定接點(diǎn)控制、數(shù)據(jù)輸出、故障報(bào)警等多種功能。
4）泵排氣口加裝尾氣過(guò)濾器。
6 氣壓浸滲裝置充放氣系統(tǒng)：
1）包括各個(gè)充氣閥門（自動(dòng)、手動(dòng)）及管路附件等，并且充氣壓力可調(diào)，可實(shí)現(xiàn)快充。
2）出爐前需打開放氣閥卸壓，然后抽真空，松開齒式鎖緊圈，再向爐內(nèi)充入氣體與大氣壓平衡方可打開爐蓋，取出工件或更換坩堝。
3）氣源系統(tǒng)提供 35MPa 鋼瓶 2 瓶，預(yù)留 2 個(gè)氣瓶接口。
7 氣動(dòng)系統(tǒng)：
采用空壓機(jī)提供壓縮空氣，經(jīng)氣動(dòng)三聯(lián)件處理后用于各個(gè)氣動(dòng)閥門的動(dòng)力供給工作。采用進(jìn)口過(guò)濾器、減壓閥、油霧器、壓力表、電磁換向閥、氣動(dòng)接頭、氣動(dòng)管路等。
8 水冷系統(tǒng)
1）用于爐殼、水冷電極、真空機(jī)組等部位的冷卻，由分水裝置、聯(lián)接管道構(gòu)成水冷卻系統(tǒng)。
2）分水裝置設(shè)有進(jìn)回水管、閥門及電接點(diǎn)壓力計(jì)，電接點(diǎn)壓力計(jì)及各路水溫、水流監(jiān)測(cè)與控制部分組成供水欠壓聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)，達(dá)到了保護(hù)設(shè)備有效運(yùn)行
的目的。
3）系統(tǒng)配備自來(lái)水應(yīng)急接口，如電源突然非正常斷電可保證水循環(huán)以小流量繼續(xù)進(jìn)行。
4）水冷系統(tǒng)應(yīng)接入應(yīng)急水系統(tǒng)，市電停供時(shí)可啟動(dòng)，用來(lái)降溫。
5）采用閉式冷卻塔供水。
9 氣壓浸滲裝置電控系統(tǒng)
1）主要功能
電控系統(tǒng)由可編程控制器 PLC、溫控儀、觸摸屏、晶閘管調(diào)壓器、真空計(jì)、電壓電流表、直流穩(wěn)壓電源、空開、接觸器、繼電器、按鈕、指示燈等組成，以實(shí)現(xiàn)供電、控制、記錄、監(jiān)視、報(bào)警保護(hù)功能。系統(tǒng)以 PLC 為運(yùn)算控制核心，對(duì)設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，操作人員通過(guò)工控機(jī)的輸入以及當(dāng)前狀態(tài)的判斷來(lái)產(chǎn)生輸出控制，直接控制由大量的繼電器執(zhí)行。控制系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)和手動(dòng)兩種控制方式并能在線切換。系統(tǒng)配備完善的安全保護(hù)功能，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)異常狀況如水壓、溫度、真空、 充氣壓力等指標(biāo)或者某一部件出現(xiàn)異常，系統(tǒng)會(huì)在觸摸屏以及報(bào)警燈上同時(shí)發(fā)出報(bào)警，并在觸摸屏上詳細(xì)顯示當(dāng)前異常原因。設(shè)備在使用過(guò)程中有完善可靠的自鎖互鎖保護(hù)功能，保證設(shè)備不會(huì)因操作人員誤操作而發(fā)生事故，具體設(shè)定要求有：
a）對(duì)于溫度控制、冷卻水、工藝過(guò)程等均配有可靠的安全及報(bào)警裝置。
b）如電源突然非正常斷電，系統(tǒng)應(yīng)保證水循環(huán)繼續(xù)以小流量進(jìn)行。
c）如電源突然非正常斷電，系統(tǒng)應(yīng)自動(dòng)關(guān)閉真空閥等以保護(hù)爐腔環(huán)境。
d）當(dāng)爐溫達(dá)到超溫控制點(diǎn)時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)切斷爐子電源并報(bào)警。
e）浸滲罐體加熱過(guò)程中真空度不足時(shí)爐子自動(dòng)報(bào)警。
f）預(yù)熱罐體內(nèi)氣壓超過(guò)設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)能夠自動(dòng)卸壓保護(hù)。
g）浸滲罐體內(nèi)氣壓超過(guò)設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)能夠自動(dòng)卸壓保護(hù)。
h）羅茨泵設(shè)起動(dòng)壓強(qiáng)聯(lián)鎖。
i）各真空閥門系統(tǒng)等設(shè)相關(guān)安全聯(lián)鎖。
j）設(shè)總電源缺相的報(bào)警與安全聯(lián)鎖。
2）具體配置
a）低壓電器元件選用法國(guó)施耐德產(chǎn)品，性能可靠，使用壽命長(zhǎng)。
b）控制系統(tǒng)采用德國(guó)西門子可編程控制器 S7 系列產(chǎn)品。可編程序控制器
(PLC)具有工作可靠、操作、維護(hù)簡(jiǎn)單、擴(kuò)展性強(qiáng)、集成度高等優(yōu)點(diǎn)，本系統(tǒng)采用了可編程序控制器可以使電氣系統(tǒng)的可靠性、過(guò)程自動(dòng)化、設(shè)備集成化程度提高，減少了控制線路的連線，簡(jiǎn)化了電氣原理圖，使設(shè)備的調(diào)試、檢修、維護(hù)變得更加簡(jiǎn)單方便，并且通過(guò)預(yù)先編制的程序，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備工作過(guò)程中的手動(dòng)、自動(dòng)控制的切換，提高了設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的安全性、可靠性。
c）溫控儀表為日本山武公司最新產(chǎn)品 SDC36 控溫儀表組成。溫控儀儀表精度等級(jí) 0.1 級(jí)，控溫精度±1℃，測(cè)量誤差小，帶有數(shù)字顯示及升溫 PID 控制及 PID 參數(shù)自動(dòng)整定等功能，主控儀表同時(shí)設(shè)定存儲(chǔ)多條工藝曲線，可實(shí)現(xiàn)多段程序控溫，能夠?qū)崿F(xiàn)在線工藝參數(shù)修改及自動(dòng)溫度跟蹤功能。溫控儀表分別對(duì)加熱室的溫區(qū)進(jìn)行控溫，并保證了在加溫、保溫過(guò)程中爐室內(nèi)溫度的均勻性，提高了產(chǎn)品的加工質(zhì)量。
d）操作系統(tǒng)，選用德國(guó)西門子的觸摸屏，彩色顯示，含通訊接口。用于各個(gè)儀表的實(shí)時(shí)通訊，對(duì)真空度或溫度進(jìn)行記錄、存儲(chǔ)、操控，進(jìn)行人機(jī)對(duì)話。并將工藝控制參數(shù)、工藝升溫曲線參數(shù)、溫度監(jiān)視功能都集中在觸摸屏上進(jìn)行統(tǒng) 一、集中的進(jìn)行設(shè)置、顯示和監(jiān)視，使設(shè)備的設(shè)置和操作變的更加的方便、靈活。安裝控制組態(tài)軟件，組態(tài)軟件選用力控或 MCGS,通過(guò)組態(tài)軟件可完成設(shè)備的功能控制，且組態(tài)軟件備用網(wǎng)絡(luò)接口，將來(lái)可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)總線式的連接控制。
e）每個(gè)加熱室內(nèi)熱電偶均采用一支雙芯 K 型熱電偶，1 路主要控溫，1 路備用監(jiān)測(cè)使用，浸滲室設(shè)置一支軟體工件偶。
f）晶閘管調(diào)壓器選用張家港四通或中亞調(diào)壓器，具有可靠性高，操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便等特點(diǎn)，本系統(tǒng)通過(guò)晶閘管調(diào)壓器輸出低電壓、大電流的加熱電源，提高設(shè)備運(yùn)行效率，保證了操作人員的人身安全。
g）控制柜內(nèi)有冷卻系統(tǒng)，且具有防震功能，保證設(shè)備能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。
10 真空壓力浸滲系統(tǒng)/氣壓浸滲裝置安全及報(bào)警裝置
安全及報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)充分考慮設(shè)備及操作工藝，符合相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、真空設(shè)備行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及 IEC 標(biāo)準(zhǔn)，做到預(yù)警、強(qiáng)制保護(hù)、及時(shí)處理，最大限度的保障設(shè)備和操作人員的安全。
1）對(duì)于溫度控制、冷卻水、工藝過(guò)程等均配有可靠的安全及報(bào)警裝置。 2）如電源突然非正常斷電，應(yīng)人工啟動(dòng)應(yīng)急水保證水循環(huán)繼續(xù)以小流量進(jìn)行。 3）如電源突然非正常斷電，系統(tǒng)應(yīng)自動(dòng)關(guān)閉真空閥等以保護(hù)爐腔環(huán)境。 4）當(dāng)爐溫達(dá)到超溫控制點(diǎn)時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)切斷爐子電源并報(bào)警。 5）爐體加熱過(guò)程中真空度不足時(shí)爐子自動(dòng)報(bào)警。 6）預(yù)熱罐體內(nèi)氣壓超過(guò)設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)能夠自動(dòng)卸壓保護(hù)。 7）浸滲罐體內(nèi)氣壓超過(guò)設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)能夠自動(dòng)卸壓保護(hù)。 8）羅茨泵設(shè)起動(dòng)壓強(qiáng)聯(lián)鎖。 9）各真空閥門系統(tǒng)等設(shè)相關(guān)安全聯(lián)鎖。 10）設(shè)總電源缺相的報(bào)警與安全聯(lián)鎖。 11）設(shè)總進(jìn)水缺水的報(bào)警與安全聯(lián)鎖。 12）爐體上設(shè)有安全閥，爐內(nèi)超壓處動(dòng)泄壓排放。 13）傳動(dòng)各位置設(shè)有到位置傳感器，防止跑偏。 14）設(shè)有齒式鎖緊圈防止下爐蓋意外掉落。 15）鎖緊圈與爐體之間設(shè)有氣動(dòng)安全鎖緊，防止誤操作。 16）關(guān)鍵氣動(dòng)部件配自封式雙電控電磁閥，防止氣壓不穩(wěn)。
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