技术领域
[0001] 本
发明涉及真空炉技术领域，具体涉及一种应用干式
螺杆泵的真空炉。
背景技术
[0002] 随着我国工业尤其是
汽车工业的蓬勃发展，对粉末
冶金产品的需求越来越高，要求也越来越高，
粉末冶金产品制备过程中的制粉、还原、压制以及
烧结等工艺都要用到粉末冶金炉。在粉末冶金过程和金属材料
热处理中广泛使用真空炉，其中真空炉按真空度分可分为低真空炉、高真空炉和超高真空炉；同时在制药和化工行业也需要使用到真空炉，适用于蒸馏、干燥和脱气等场合。
[0003] 真空是指压
力较常压小的任何气态空间。完全没有任何物质的空间被认为是“绝对真空”，但实际上是不存在的。因此气压越低，真空度就越高，低气压和高真空表达的意思相同；
[0004] 真空就是抽气和排气的过程，通常我们把用物理方法产生真空的设备称为抽气机，
真空泵，或者简称泵。泵或真空系统在工作足够时间后能够达到的最低压力称为极限真空，各类真空泵由于本身机构和设计的原因，所能够获得的真空度都具有一定性质；
[0005] 在真空炉中常用工艺需要的真空度为中真空度，国家标准(GB3163-1982)将真空度划分为低真空、中真空、高真空和超高真空四个区域，在真空炉密封情况下想要获得中真空就需要真空泵，而我们常用的真空泵油如下几类：
[0006] 旋片机械真空泵、罗茨泵、油扩散泵，滑
阀泵、
水环泵等，这一类泵中罗茨泵腔及
转子工作时为干式无油，对被抽气体中的粉尘，水
蒸汽不敏感，油蒸汽污染真空系统的情况比油扩散泵、油封机械泵要少的多。
[0007] 中国
专利CN208171033U公开了一种真空炉的抽真空系统，包括第一罗茨
风机、第二罗茨风机、过滤装置和真空炉连接管，所述第一罗茨风机与所述第二罗茨风机
串联，所述过滤装置分别连接第二罗茨风机和真空炉连接管，所述真空炉连接管进口端连接真空炉的
炉膛，所述过滤装置用于过滤飞尘。该实用新型通过设置过滤装置，以及在过滤装置内相互
挤压地设置若干根直径为60mm～80mm的
棉芯，使得对真空炉抽真空处理时，烧结炉内的飞尘以及重金属杂质在过滤装置处被隔阻，从而不会带这些杂质进入到第一罗茨风机和第二罗茨风机内而损坏罗茨风机，提高了整个抽真空系统的安全性，延长了系统的使用寿命；
[0008] 该专利公开的抽真空系统使用了两个罗茨真空泵串联，罗茨真空泵是干式真空泵，受到粉尘、水蒸气的影响较低；但是，罗茨真空泵一般情况下不能在常压下启动，除非启动
电机的功率相当大，但大功率启动电机对泵的运行有伤害，所以罗茨真空泵不能单独使用，必须与
前级泵组成机组使用，所以该专利公开的一种真空炉的抽真空系统使用两个罗茨真空泵串联会对泵的寿命将产生极大的伤害，该抽真空系统故障率高、寿命短。
[0009] 中国专利CN203875340U公开了一种
金属粉末真空烧结炉，包括炉座及固定在其上的烧结炉；炉体内设有内
隔热门、
石墨储料箱、
滑轮、托架和出气管；抽真空装置包括真空管、
气动高真空
挡板阀、第一
波纹管减震器、罗茨真空泵、第二波纹管减震器、旋片式真空泵、真空泵机座和排气管。该金属粉末真空烧结炉的优点是结构新颖，
密封性能和保温性能好，抽真空装置使用时
稳定性好；
[0010] 常用的真空系统的设计是罗茨泵和油封式真空泵的机组，该专利公开的金属粉末真空烧结炉使用的旋片式真空泵正是油封式真空泵，此真空机组虽然能满足所需要的真空度，但是对被抽真空的环境要求很苛刻，不能用于含有大量水蒸气及粉尘气体的场合；
[0011] 在粉末冶金行业，真空炉中的产品往往含有大量的粉尘和水蒸气等添加剂，若粉末、水蒸气等含量过高，则会被抽入真空机组中从而与油封式真空泵内的油发生反应，导致泵组因为被污染而无法继续使用，需要更换泵腔内的油才能继续使用；
[0012] 在制药和化工行业中也有着同样的问题，在蒸馏、干燥和脱气等场合往往会产生大量的水蒸气甚至是
腐蚀性气体，从而快速污染前级泵腔内的油；频繁更换泵腔内的油会极大地增加成本，同时降低工作效率。
[0013] 所以需要找到一种能够与真空泵类似的干式泵作为真空泵的前级泵，组成干式的真空系统，用于复杂的真空炉的环境。
发明内容
[0014] 本发明的目的在于提供一种应用干式螺杆泵的真空炉，该真空炉结构合理，通过前级泵驱动罗茨真空泵或分子真空泵启动，寿命长、故障率低，同时解决了传统真空泵机组的泵腔内含有油的问题，适用于产生大量粉尘和水蒸气的粉末冶金、制药和化工等工艺。
[0015] 为达此目的，本发明采用以下技术方案：
[0016] 提供一种应用干式螺杆泵的真空炉，包括有炉体总成、保温套、发热体、真空系统、水冷装置和充气装置，保温套和发热体固定安装在炉体总成上，真空系统和水冷装置设置在炉体总成的外侧，真空系统、水冷装置和充气装置的工作端均与炉体总成的内部连通，真空系统包括有中真空干式真空泵、干式螺杆真空泵和真空计，中真空干式真空泵的输入端和炉体总成的内部连通，干式螺杆真空泵的输入端和中真空干式真空泵的输出端连通，真空计固定安装在炉体总成上并且真空计的工作端置于炉体总成的内部。
[0017] 作为一种应用干式螺杆泵的真空炉的一种优选方案，真空系统还包括有气动式三通阀和真空管路，气动式三通阀的第一工作端安装在炉体总成的侧面并与炉体总成的内部连通，气动式三通阀的第二工作端与大气连通，气动式三通阀的第三工作端通过真空管路依次与中真空干式真空泵和干式螺杆真空泵顺序连通。
[0018] 作为一种应用干式螺杆泵的真空炉的一种优选方案，中真空干式真空泵为罗茨真空泵。
[0019] 作为一种应用干式螺杆泵的真空炉的一种优选方案，中真空干式真空泵为分子真空泵。
[0020] 作为一种应用干式螺杆泵的真空炉的一种优选方案，真空计为高真空电离真空计。
[0021] 作为一种应用干式螺杆泵的真空炉的一种优选方案，保温套置于炉体总成的内部，发热体置于保温套的内部。
[0022] 作为一种应用干式螺杆泵的真空炉的一种优选方案，中真空干式真空泵和干式螺杆真空泵内部涂有防腐涂层。
[0023] 作为一种应用干式螺杆泵的真空炉的一种优选方案，包括有
炉壳、
炉盖和开盖机构，炉壳为顶部开口的筒状壳体，炉盖罩盖在炉壳顶部的开口处，开盖机构固定安装在炉壳的旁侧，开盖机构的工作端与炉盖固定连接；
[0024] 开盖机构包括有
力臂、直线
驱动器和旋转启动器，力臂的一端与炉盖的顶端固定连接，力臂的另一端水平向
外延伸并悬空于炉壳的外侧，直线驱动器可水平旋转地安装在炉壳的侧面，直线驱动器的工作端竖直向上设置并与力臂的悬空端固定连接，旋转启动器的工作轴与直线驱动器的旋
转轴通过
滚子链传动连接。
[0025] 作为一种应用干式螺杆泵的真空炉的一种优选方案，保温套包括有侧面保温套和顶部保温套，侧面保温套为底部开口的圆筒形状，侧面保温套顶部开设有同轴的通孔，通孔为上底朝下设置的圆台形状通孔，顶部保温套可拆卸地安装在侧面保温套的顶端，顶部保温套与通孔契合；顶部保温套的直径大于发热体的直径，顶部保温套和炉盖固定连接；
[0026] 保温套包括有自外向内逐层连接的不锈
钢壳体、
碳酸
铝纤维毡和石墨碳毡，
不锈钢壳体、碳酸铝纤维毡和石墨毡之间通过石墨板固定连接。
[0027] 作为一种应用干式螺杆泵的真空炉的一种优选方案，发热体包括有上石墨圈、下石墨圈和石墨棒，石墨棒共有十二个，石墨棒环绕保温套的轴线均布，上石墨圈安装在石墨棒的顶端，下石墨圈安装在石墨棒的底端，上石墨圈间断性地连接相邻的两个石墨棒，下石墨圈连接未通过上石墨圈连接的两个石墨棒。
[0028] 本发明的有益效果：
[0029] 工作前，通过开盖机构开启炉盖，将待加热的物体置入发热体内部，然后通过开盖机构将炉盖罩盖在炉壳上，接着气动式三通阀连通真空管路和炉体总成内部，干式螺杆真空泵启动对炉体总成进行抽真空，通过真空计读数确定炉体总成内部的真空度达到低真空度之后，启动中真空干式真空泵对炉体总成进行进一步抽真空，直到炉体总成内部达到中真空；
[0030] 工作时，气动式三通阀切断炉体总成和真空管路之间的连通，中真空干式真空泵和干式螺杆真空泵关闭，然后接通连通至发热体的
电路，通过低压大
电流使得发热体发热，对发热体内部的物体进行加热，使其烧结或蒸馏，同时在部分工艺中，还需要开启充气装置，使得炉体总成内部充满保护气体，从而使得发热体内部的物体在保护气氛下烧结；
[0031] 工作后，气动式三通阀连通炉体总成和大气，炉体总成内部解除真空，大气通过气动式三通阀进入炉体总成内部，随后水冷装置对炉体总成内部进行冷却，再通过开盖机构开启炉盖，工作人员再将发热体内部的物体取出。
[0032] 1、该真空炉解决了传统真空泵机组的泵腔内含有油的问题，适用于产生大量粉尘和水蒸气的粉末冶金、制药和化工等工艺；
[0033] 2、该真空炉结构合理，通过前级泵驱动罗茨真空泵或分子真空泵启动，寿命长、故障率低。
附图说明
[0034] 为了更清楚地说明本发明
实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0035] 图1是本发明实施例所述的一种应用干式螺杆泵的真空炉的立体图一；
[0036] 图2是本发明实施例所述的一种应用干式螺杆泵的真空炉的侧视图；
[0037] 图3是本发明实施例所述的一种应用干式螺杆泵的真空炉的俯视图；
[0038] 图4是本发明实施例所述的一种应用干式螺杆泵的真空炉的立体图二；
[0039] 图5是本发明实施例所述的一种应用干式螺杆泵的真空炉的部分结构正视图；
[0040] 图6是图5的A-A处剖视图；
[0041] 图7是图6的B处局部放大图；
[0042] 图8是本发明实施例所述的一种应用干式螺杆泵的真空炉的部分结构立体分解图；
[0043] 图9是本发明实施例所述的一种应用干式螺杆泵的真空炉的部分结构立体图；
[0044] 图10是本发明实施例所述的一种应用干式螺杆泵的真空炉的发热体立体图；
[0045] 图中：
[0046] 1、炉体总成；1a、炉壳；1b、炉盖；1c、开盖机构；1c1、力臂；1c2、直线驱动器；1c3、旋转启动器；
[0047] 2、保温套；2a、侧面保温套；2a1、通孔；2b、顶部保温套；
[0048] 3、发热体；3a、上石墨圈；3b、下石墨圈；3c、石墨棒；
[0049] 4、真空系统；4a、中真空干式真空泵；4b、干式螺杆真空泵；4c、真空计；4d、气动式三通阀；4e、真空管路；
[0050] 5、水冷装置；
[0051] 6、充气装置。
具体实施方式
[0052] 下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
[0053] 其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
[0054] 本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若出现术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”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发明和简化描述，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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0055] 在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“连接”等指示部件之间的连接关系，该术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0056] 参照图1至图10所示的一种应用干式螺杆泵的真空炉，包括有炉体总成1、保温套2、发热体3、真空系统4、水冷装置5和充气装置6，保温套2和发热体3固定安装在炉体总成1上，真空系统4和水冷装置5设置在炉体总成1的外侧，真空系统4、水冷装置5和充气装置6的工作端均与炉体总成1的内部连通，真空系统4包括有中真空干式真空泵4a、干式螺杆真空泵4b和真空计4c，中真空干式真空泵4a的输入端和炉体总成1的内部连通，干式螺杆真空泵
4b的输入端和中真空干式真空泵4a的输出端连通，真空计4c固定安装在炉体总成1上并且真空计4c的工作端置于炉体总成1的内部。
[0057] 炉体总成1用于放置待烧结的金属粉末或待蒸馏的药液与化学溶液；
[0058] 保温套2用于对炉体总成1进行保温；
[0059] 发热体3用于对炉体总成1进行加热；
[0060] 真空系统4用于对炉体总成1进行抽真空；
[0061] 水冷装置5用于对炉体总成1内部进行冷却；
[0062] 充气装置6用于向炉体总成1内部充入保护气体，部分生产工艺中可能需要产品在保护气体的氛围下烧结；
[0063] 其中干式螺杆真空泵4b是利用一对相互齿合的螺杆，在
泵壳中作同步高速反向旋转而产生的吸气和排气作用，两螺杆经精细动平衡，由
轴承支撑，安装在泵壳中，螺杆与螺杆之间都有一定间隙，因此泵工作时相互之间没有摩擦运转平稳、噪音低，
工作腔无需
润滑油，因此干式螺杆泵能抽除含有大量水蒸气及粉尘的气体场合，能够作为油封式真空泵的替代品；
[0064] 由于干式螺杆真空泵4b的抽真空效率低，只能实现低真空的效果，所以还需要和中真空干式真空泵4a串联组成中真空干式真空机组，干式螺杆真空泵4b作为中真空干式真空泵4a的前级泵，从而实现粉末冶金行业需要的中真空效果；干式真空机组无油，对被抽气体中的粉尘、水蒸汽不敏感，油蒸汽污染真空机组的情况比油扩散泵、油封机械泵少，可提高产品
质量、减少成本、提高效率。
[0065] 真空系统4还包括有气动式三通阀4d和真空管路4e，气动式三通阀4d的第一工作端安装在炉体总成1的侧面并与炉体总成1的内部连通，气动式三通阀4d的第二工作端与大气连通，气动式三通阀4d的第三工作端通过真空管路4e依次与中真空干式真空泵4a和干式螺杆真空泵4b顺序连通。
[0066] 工作前，气动式三通阀4d连通真空管路4e和炉体总成1内部，干式螺杆真空泵4b启动对炉体总成1进行抽真空，通过真空计4c读数确定炉体总成1内部的真空度达到低真空度之后，启动中真空干式真空泵4a对炉体总成1进行进一步抽真空，直到炉体总成1内部达到中真空；
[0067] 工作时，气动式三通阀4d切断炉体总成1和真空管路4e之间的连通，中真空干式真空泵4a和干式螺杆真空泵4b关闭；
[0068] 工作后，气动式三通阀4d连通炉体总成1和大气，炉体总成1内部解除真空。
[0069] 中真空干式真空泵4a为罗茨真空泵。
[0070] 罗茨真空泵和干式螺杆真空泵串联组成真空机组，可以在炉体总成1中实现国家标准中划分的中真空，并且真空机组干式无油，适用于粉末冶金行业。
[0071] 中真空干式真空泵4a为分子真空泵。
[0072] 分子真空泵和干式螺杆真空泵串联组成真空机组，可以在炉体总成1中实现国家标准中划分的高真空，并且真空机组干式无油，适用于粉末冶金行业中对真空度要求更高的部分。
[0073] 真空计4c为高真空电离真空计。
[0074] 真空计4c用于测量炉体总成1内部的真空度，真空计4c的量程位于国家标准中划分的高真空区域，适用于中真空和高真空的环境；并且工作人员还可以通过真空计4c直接对炉体总成1进行检漏，将酒精、乙醚或丙
酮涂于被检处，只需几秒钟即可直接通过真空计4c的读数变化得到被检处是否泄露的结论，效率很高。
[0075] 保温套2置于炉体总成1的内部，发热体3置于保温套2的内部。
[0076] 真空炉分外热式和内热式两种，将保温套2置于炉体总成1的内部同时发热体3置于保温套2的内部则可以制造内热式真空炉，内热式真空炉不受炉罐的限制，可以制造大型高温炉；并且易于实现全过程的自动化，工作中无污染、环境好、操作安全；而且炉热惯性小，加热和冷却工序循环短，热效率高，生产效率也高；并且炉温均匀性好，
工件加热均匀、
变形微小，产品质量好。
[0077] 中真空干式真空泵4a和干式螺杆真空泵4b内部涂有防腐涂层。
[0078] 中真空干式真空泵4a和干式螺杆真空泵4b组成无油干式真空机组，不产生
废油和油烟，节能环保，同时受到水蒸气和粉尘的影响较小，在内部涂上防腐涂层之后，还可以减少腐蚀性气体的影响，特别适用于制药、化工工艺中的产品蒸馏、干燥和脱气等场合，该无油干式真空机组不受制药产生的水蒸气和化工产生的腐蚀性气体的影响。
[0079] 包括有炉壳1a、炉盖1b和开盖机构1c，炉壳1a为顶部开口的筒状壳体，炉盖1b罩盖在炉壳1a顶部的开口处，开盖机构1c固定安装在炉壳1a的旁侧，开盖机构1c的工作端与炉盖1b固定连接；
[0080] 开盖机构1c包括有力臂1c1、直线驱动器1c2和旋转启动器1c3，力臂1c1的一端与炉盖1b的顶端固定连接，力臂1c1的另一端水平向外延伸并悬空于炉壳1a的外侧，直线驱动器1c2可水平旋转地安装在炉壳1a的侧面，直线驱动器1c2的工作端竖直向上设置并与力臂1c1的悬空端固定连接，旋转启动器1c3的工作轴与直线驱动器1c2的
旋转轴通过滚子链传动连接。
[0081] 直线驱动器1c2为
液压缸，旋转启动器1c3为安装有减速器的
伺服电机，炉体总成1需要开盖时，直线驱动器1c2驱动力臂1c1带动炉盖1b向上升起从而脱离炉壳1a，随后旋转启动器1c3启动通过滚子链驱动直线驱动器1c2的固定部旋转，从而使得炉盖1b旋转移动到炉壳1a的旁侧。
[0082] 保温套2包括有侧面保温套2a和顶部保温套2b，侧面保温套2a为底部开口的圆筒形状，侧面保温套2a顶部开设有同轴的通孔2a1，通孔2a1为上底朝下设置的圆台形状通孔，顶部保温套2b可拆卸地安装在侧面保温套2a的顶端，顶部保温套2b与通孔2a1契合；顶部保温套2b的直径大于发热体3的直径，顶部保温套2b和炉盖1b固定连接；
[0083] 顶部保温套2b被通孔2a1限制了相对于侧面保温套2a轴线径向方向上的移动，同时顶部保温套2b被通孔2a1限制了沿着自身重力方向上的移动，从而使得在重力作用下顶部保温套2b自然地罩盖在侧面保温套2a的开口处；
[0084] 炉盖1b开盖时，直线驱动器1c2驱动炉盖1b升起同时带动顶部保温套2b脱离侧面保温套2a向上运动，从而使得工作人员可以将待加热的物料通过通孔2a1置入到发热体3的内部；
[0085] 保温套2包括有自外向内逐层连接的不锈钢壳体、碳酸铝纤维毡和石墨碳毡，不锈钢壳体、碳酸铝纤维毡和石墨毡之间通过石墨板固定连接。
[0086] 通过石墨板连接三层石墨碳毡，再往石墨碳毡外侧包裹两层碳酸铝纤维毡，最后在最外层包裹一层不锈钢，即可形成坚固耐用的良好保温套。
[0087] 发热体3包括有上石墨圈3a、下石墨圈3b和石墨棒3c，石墨棒3c共有十二个，石墨棒3c环绕保温套2的轴线均布，上石墨圈3a安装在石墨棒3c的顶端，下石墨圈3b安装在石墨棒3c的底端，上石墨圈3a间断性地连接相邻的两个石墨棒3c，下石墨圈3b连接未通过上石墨圈3a连接的两个石墨棒3c。
[0088] 发热体3与外界电路电连接，通入低压大电流使得发热体3发热。
[0089] 本发明的工作原理：
[0090] 工作前，通过开盖机构1c开启炉盖1b，将待加热的物体置入发热体3内部，然后通过开盖机构1c将炉盖1b罩盖在炉壳1a上，接着气动式三通阀4d连通真空管路4e和炉体总成1内部，干式螺杆真空泵4b启动对炉体总成1进行抽真空，通过真空计4c读数确定炉体总成1内部的真空度达到低真空度之后，启动中真空干式真空泵4a对炉体总成1进行进一步抽真空，直到炉体总成1内部达到中真空；
[0091] 工作时，气动式三通阀4d切断炉体总成1和真空管路4e之间的连通，中真空干式真空泵4a和干式螺杆真空泵4b关闭，然后接通连通至发热体3的电路，通过低压大电流使得发热体3发热，对发热体3内部的物体进行加热，使其烧结或蒸馏，同时在部分工艺中，还需要开启充气装置6，使得炉体总成1内部充满保护气体，从而使得发热体3内部的物体在保护气氛下烧结；
[0092] 工作后，气动式三通阀4d连通炉体总成1和大气，炉体总成1内部解除真空，大气通过气动式三通阀4d进入炉体总成1内部，随后水冷装置5对炉体总成1内部进行冷却，再通过开盖机构1c开启炉盖1b，工作人员再将发热体3内部的物体取出。
[0093] 需要
声明的是，上述具体实施方式仅仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员应该明白，还可以对本发明做各种
修改、等同替换、变化等等。但是，这些变换只要未背离本发明的精神，都应在本发明的保护范围之内。另外，本
申请说明书和
权利要求书所使用的一些术语并不是限制，仅仅是为了便于描述。
