установка для термообработки изделий

Формула изобретения

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ТЕРМООБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ, содержащая параллельно установленные вертикальные печь и камеру охлаждения с внутренними цилиндрическими тоннелями для расположения в них установленных друг на друга контейнеров с изделиями, фиксирующие собачки, расположенные в нижней части печи и контактирующие с нижним контейнером, средство транспортировки контейнеров в печи и в камере охлаждения в виде механизмов возвратно-поступательного перемещения, средство транспортировки контейнеров из печи в камеру охлаждения, размещенное над ними, средство транспортировки контейнеров на позиции загрузки в печь и с позиции выгрузки из камеры охлаждения, отличающаяся тем, что камера охлаждения выполнена с установленными в нижней ее части фиксирующими собачками, контактирующими с нижним контейнером, печь и камера охлаждения выполнены с расположенными в верхней части вертикальными кольцевыми выступами, средство перемещения контейнеров из печи в камеру охлаждения выполнено в виде размещенного между печью и камерой охлаждения манипулятора с подъемно-поворотной рукой с кольцевым захватом, имеющим установленные по окружности поворотные собачки, ориентированные к центру захвата и имеющие возможность взаимодействия с кольцевыми вертикальными выступами, а средство транспортировки контейнеров с позиции загрузки в печь и с позиции выгрузки из камеры охлаждения выполнено в виде карусели с попарно ортогонально расположенными штангами с кольцевыми держателями и привода вращения карусели в плоскости, перпендикулярной продольным осям печи и камеры охлаждения, при этом штанги установлены с возможностью поворота и фиксации относительно их собственной оси.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена механизмом выгрузки изделий из контейнера, выполненным в виде руки с кольцевым прижимом, имеющей возможность вертикального перемещения и поворота относительно собственной оси.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к оборудованию для термообработки изделий, в частности для термообработки порошков редких металлов, например пятиокиси ниобия.

Известно устройство для термообработки изделий, содержащее печь и охладитель, также между печью и охладителем и средства удержания изделий внутри печи и охладителя. Однако конструкция устройства не позволяет обрабатывать на нем материал, имеющий вид порошка на всех стадиях обработки, включая конечную. Это обусловлено тем, что средство, транспортирующее обрабатываемое изделие внутри печи, предназначено также для сжатия изделия в пресс-форме для обеспечения спекания его в процессе термообработки.

Цель изобретения обработка порошкового материала в контейнерах от стадии загрузки его в контейнер до конечной стадии выгрузки обрабатываемого порошка.

Указанная цель достигается за счет того, что в установке для термообработки изделий, содержащей параллельно установленные вертикальные печь и камеру охлаждения с внутренними цилиндрическими тоннелями для расположения в них установленных друг на друга контейнеров с изделиями, фиксирующие собачки, расположенные в нижней части печи и в камере охлаждения в виде механизмов возвратно-поступательного перемещения, средство транспортировки контейнеров из печи в камеру охлаждения, размещенное над ними, средство транспортировки контейнеров на позицию загрузки в печь и с позиции выгрузки из камеры охлаждения, камера охлаждения выполнена с установленными в нижней ее части фиксирующими собачками, контактирующими с нижним контейнером. Печь и камера охлаждения выполнены с расположенными в верхней части вертикальными кольцевыми выступами. Средство перемещения контейнеров из печи в камеру охлаждения выполнено в виде размещенного между печью и камерой охлаждения манипулятора с подъемно-поворотной рукой с кольцевым захватом, имеющим установленные по окружности поворотные собачки, ориентированные к центру захвата и имеющие возможность взаимодействия с кольцевыми вертикальными выступами. Средство транспортировки контейнеров с позиции загрузки в печь и с позиции выгрузки из камеры охлаждения выполнено в виде карусели с попарно ортогонально расположенными штангами с кольцевыми держателями и привода вращения карусели в плоскости, перпендикулярной продольным осям печи и камеры охлаждения. Штанги установлены с возможностью поворота и фиксации относительно их собственной оси. Установка для термообработки изделий может быть снабжена механизмом выгрузки изделий из контейнеров, выполненным в виде руки с кольцевым прижимом, имеющей возможность вертикального перемещения поворота вокруг собственной оси.

На фиг. 1 представлена компоновочная схема установки; на фиг. 2 исходная позиция перед вводом очередного контейнера в печь; на фиг. 3 то же, перед выводом верхнего контейнера из печи; на фиг. 4 то же, после установки очередного контейнера в охладитель; на фиг. 5 то же, перед выводом нижнего контейнера из охладителя; на фиг. 6 то же, перед поворотом контейнера на выгрузку обработанного изделия.

Установка для термообработки изделий включает закрепленные на основании вертикально расположенные печь 1 и охладитель 2, внутренние пространства которых выполнены в виде цилиндрических тоннелей, а также карусель 3 с приводом 4 ее вращения. Карусель 3 расположена над печью 1 и охладителем 2 и снабжена четырьмя попарно ортогональными штангами 5 с кольцевыми держателями 6. Штанги 5 установлены в карусели 3 с возможностью вращения вокруг собственных осей, а также фиксации, например, с помощью шарикового фиксатора 7 (фиг. 6). Кольцевые держатели 6 снабжены каждый расположенным снаружи выступом 8 (фиг. 6). Геометрические оси внутренних пространств печи 1 и охладителя 2 параллельны оси вращения карусели 3 и проектируются на окружность, описываемую геометрическими центрами кольцевых держателей 6 при вращении карусели 3. Под печью 1 ниже плоскости перемещения кольцевых держателей 6 расположен механизм 9 возвратно-поступательного перемещения (например в виде пневмоцилиндра) с поддоном 10. Геометрическая ось внутреннего пространства печи 1 и направление перемещения ведомого звена механизма возвратно-поступательного перемещения 9 совпадают. Под охладителем 2 аналогичным образом расположен механизм 11 возвратно-поступательного перемещения (например в виде пневмоцилиндра) с поддоном 12. Диаметрально противоположно механизму 9 возвратно-поступательного перемещения расположен механизм выгрузки обработанных изделий с толкателем 13 (например в виде пневмоцилиндра) с вращателем 14, на руке 15 которого выше плоскости перемещения кольцевых держателей 6 закреплен кольцевой прижим 16, снабженный выступом 17. Диаметрально противоположно механизму 11 возвратно-поступательного перемещения выше плоскости перемещения кольцевых держателей 6 расположен питатель 18 обрабатываемых изделий (например порошка редких металлов). В верхней части установки расположен манипулятор 19 с рукой 20, на которой закреплен кольцевой схват 21, снабженный равномерно расположенными по окружности и закрепленными на осях собачками 22 (фиг. 3). Зона обслуживания манипулятора 19 расположена над печью 1 и охладителем 2. Манипулятор 19 обеспечивает подъем и опускание руки 20, а также ее поворот в плоскости, перпендикулярной геометрическим осям внутренних пространств печи 1 и охладителя 2.

Печь 1 содержит концентрично расположенные термоизолирующий кожух 23, нагреватель 24 (например индуктор) и защитный экран 25, выполненный например, из кварцевого стекла (фиг. 2). В верхней части печи 1 концентрично геометрической оси ее внутреннего пространства закреплен вертикальный кольцевой выступ 26 (фиг. 3), а в нижней ее части равномерно по окружности закреплены на осях собачки 27 (фиг. 2). Охладитель 2 выполнен, например, в виде замкнутой полости с входным 28 и выходным 29 патрубками, которые связаны линиями с насосной станцией для подвода и отвода охлаждающего агента (фиг. 4, 5). В верхней части охладителя 2 концентрично геометрической оси его внутреннего пространства закреплен вертикальный кольцевой выступ 30, а в нижней части равномерно по окружности закреплены на осях собачки 31, имеющие каждая выступы 32 и 33. Центры масс собачек относительно осей их вращения расположены со стороны, противоположной выступам 32, 33. В печи 1 и охладителе 2 расположены установленные друг на друга контейнеры 34 для обрабатываемых изделий (например порошка редких металлов), заполняющие по высоте все пространство внутри печи 1 и охладителя 2.

Установка для термообработки изделий работает следующим образом. Столб контейнеров 34 с находящимися в них изделиями (например порошком редких металлов) удерживается в печи 1 собачками 27, контактирующими с уступом нижнего контейнера 34, а в охладителе 2 собачками 31, которые выступом 32 также контактируют с уступом нижнего контейнера 34. На позиции загрузки из питателя 18 осуществляется заполнение обрабатываемыми изделиями пустого контейнера 34, расположенного в кольцевом держателе 6. В это время на позиции ввода в печь 1 в кольцевом держателе 6 расположен уже заполненный контейнер 34. Механизм 9 возвратно-поступательного перемещения, перемещая поддон 10, а вместе с ним и вновь заполненный контейнер 34, выводит последний из кольцевого держателя 6 и перемещает весь столб контейнеров 34, находящихся в печи 1, вверх. Одновременно с этим уступ вводимого контейнера 34 поднимает собачки 27. После пропускания столба контейнеров 34 собачки 27 под собственным весом занимают прежнее положение. Обратное движение механизма возвратно-поступательного перемещения 9 приводит к опусканию столба контейнеров 34 и опиранию нижнего (введенного) контейнера 34 уступом на собачки 27. При этом верхний контейнер 34 располагается за пределами печи 1, а рука 20 манипулятора 19 расположена над печью 1 таким образом, что собачки 22 опираются на вертикальный кольцевой выступ 26, не мешая проходу столба контейнеров 34 вверх из печи 1. Далее рука 20 манипулятора 19 поднимается, что обусловливает опускание собачек 22 под собственным весом, ввод их под уступ верхнего контейнера 34 и тем самым фиксацию его в кольцевом схвате 21. Дальнейшим подъемом, поворотом и опусканием руки 20 контейнер 34 перемещается к охладителю 2 и устанавливается на верхний из столба контейнеров, находящихся в охладителе 2. Перемещение руки 20 вниз приводит к опиранию собачек 22 на вертикальный кольцевой выступ 30 в то их положение, при котором они не мешают проходу столба контейнеров 34 внутри охладителя 2. Вывод нижнего контейнера 34 из охладителя 2 осуществляется следующим образом. Перемещение механизма возвратно-поступательного перемещения 11 через кольцевой держатель 6 приводит к подъему столба контейнеров 34, при этом под собственным весом собачки 31 поворачиваются и выступ 32 выходит из-под уступа нижнего контейнера 34. Таким образом столб контейнеров 34 опирается только на поддон 12. Обратное движение механизма 11 возвратно-поступательного перемещения сопровождается вводом нижнего контейнера 34 в кольцевой держатель 6, а также поворотом собачек 31 в исходное положение за счет взаимодействия уступа вводимого контейнера 34 с выступом 33 собачек 31. Вследствие этого нижний контейнер 34 (из оставшегося столба контейнеров) вновь оказывается опертым своим уступом на выступы 32 собачек 31, а выведенный контейнер 34 остается в кольцевом держателе 6. Манипулятор 19 возвращает руку 20 в положение над печью 1 (фиг. 3). Дальнейшая транспортировка контейнера 34, выведенного из охладителя 2, на позицию разгрузки обработанных изделий осуществляется поворотом карусели 3 до расположения кольцевого держателя 6 с выведенным контейнером 34 под кольцевым прижимом 16. Опусканием толкателя 13 осуществляется прижим контейнера 34 к кольцевому держателю 6 кольцевым прижимом 16, а взаимодействием выступа 8 на кольцевом держателе 6 с выступом 17 на кольцевом прижиме 16 достигается надежная фиксация контейнера 34. Включением вращателя 14 преодолевается усилие фиксации шарикового фиксатора 7 и осуществляется поворот кольцевого держателя 6 совместно с контейнером 34 вокруг собственной оси штанги 5 на выгрузку охлажденных обработанных изделий. Обратным поворотом вращателя 14 штанга 5 фиксируется шариковым фиксатором 7 в прежнем положении, а подъемом толкателя 13 опорожненный контейнер 34 освобождается от контакта с кольцевым прижимом 16. Дальнейшим поворотом карусели 3 опорожненный контейнер 34 перемещается на позицию загрузки под питатель 18. Далее процесс повторяется. Таким образом, обрабатываемые изделия проходят термообработку и охлаждение, находясь в контейнерах 34, пошагово перемещающихся через печь 1 и охладитель 2 от позиции загрузки до позиции разгрузки. Установка работает в автоматическом режиме. Конкретные характеристики циклограммы, а также интенсивность теплоизлучения нагревателя 24 и интенсивность теплоотбора охладителя 2 определяются заданными технологическими требованиями для каждого вида обрабатываемых изделий. Размещение средства транспортировки контейнеров 34 (механизма 9 возвратно-поступательного перемещения) вне зоны нагрева обрабатываемых изделий повышает надежность и долговечность установки. Одновременность процессов вывода и ввода контейнеров 34 в печь 1, а также одновременность процессов выгрузки и загрузки обрабатываемых изделий в контейнеры 34 обусловливают высокую производительность установки.