一种散热良好的金属渗碳处理炉用电机风扇论文和设计

全文摘要

本实用新型涉及高温处理炉，公开了一种散热良好的金属渗碳处理炉用电机风扇，解决现有的驱动电机因炉内的高温通过驱动轴传导导致温度过高，发生停机、损坏的问题，其包括驱动电机、受驱动电机的电机轴同轴连接的驱动轴、冷却器和风轮，冷却器包括冷却油箱和导热管；冷却油箱内设置换热油室；导热管一端与换热油室连接，导热管的另一端封闭，导热管包括竖直或竖直方向上倾斜设置的散热段；驱动轴竖直贯穿冷却油箱，驱动轴贯穿油箱处密封连接，驱动轴的下端与风轮同轴连接，驱动轴的上端与驱动电机连接，利用驱动轴自身热量传递驱动导热油循环流动，持续且高效地对驱动轴降温，阻断热量传递至驱动电机，防止驱动电机因高温而过载停机或损坏。

主设计要求

1.一种散热良好的金属渗碳处理炉用电机风扇，包括驱动电机（1）、受驱动电机（1）的电机轴同轴连接的驱动轴（2）、冷却器（3）和风轮（4），其特征在于，所述冷却器（3）包括冷却油箱（31）和导热管（32）；所述冷却油箱（31）内设置换热油室（312）；所述导热管（32）一端与换热油室（312）连接，导热管（32）的另一端封闭，所述导热管（32）包括竖直或竖直方向上倾斜设置的散热段（322）；所述驱动轴（2）竖直贯穿冷却油箱（31），所述驱动轴（2）贯穿油箱处密封连接，所述驱动轴（2）的下端与风轮（4）同轴连接，所述驱动轴（2）的上端与驱动电机（1）连接。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种散热良好的金属渗碳处理炉用电机风扇，其特征在于，所述导热管（32）数量至少为一。

3.根据权利要求1或2所述的一种散热良好的金属渗碳处理炉用电机风扇，其特征在于，所述散热段（322）侧面间隔设置有多个散热翅片（3221）。

4.根据权利要求1或2所述的一种散热良好的金属渗碳处理炉用电机风扇，其特征在于，所述导热管（32）还包括外延段（321），所述外延段（321）水平设置，所述外延段（321）的一端与换热油室（312）的侧面相连通，所述外延段（321）的另一端与散热段（322）的下端相连通。

5.根据权利要求4所述的一种散热良好的金属渗碳处理炉用电机风扇，其特征在于，所述外延段（321）连接换热油室（312）的一端插入换热油室（312）内，且所述外延段（321）插入换热油室（312）内一端的端部与同一竖直高度的驱动轴（2）侧面之间留有空白间隔。

6.根据权利要求5所述的一种散热良好的金属渗碳处理炉用电机风扇，其特征在于，所述外延段（321）插入换热油室（312）内的一端朝向驱动轴（2）的轴心，且所述外延段（321）插入换热油室（312）一端的端部设有换油口（3212），所述换油口（3212）与外延段（321）的长度方向倾斜设置。

7.根据权利要求6所述的一种散热良好的金属渗碳处理炉用电机风扇，其特征在于，所述换热油室（312）内空间呈柱状或盘状。

8.根据权利要求7所述的一种散热良好的金属渗碳处理炉用电机风扇，其特征在于，所述驱动轴（2）位于换热油室（312）内的侧面上设置有若干凸起的侧搅拌筋（21）。

9.根据权利要求1所述的一种散热良好的金属渗碳处理炉用电机风扇，其特征在于，所述冷却器（3）还包括加长套筒（33），所述加长套筒（33）同轴套在驱动轴（2）外侧，所述加长套筒（33）的下端与冷却油箱（31）得到上表面相固定，所述驱动轴（2）的上端穿出加长套筒（33）且与驱动电机（1）的电机轴同轴连接。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及高温处理炉，特别涉及一种散热良好的金属渗碳处理炉用电机风扇。

背景技术

金属渗碳处理炉是一种金属加工中常见的设备，用于将钢件在渗碳介质中加热并保温使碳原子渗入表层。例如授权公告号为CN202936472U的中国专利“一种新型燃气加热箱式渗碳炉后室”，其公开了一种金属渗碳处理炉，从其附图1可知，金属渗碳处理炉包括炉壳、炉衬和燃气加热管。待处理的材料放入炉壳，燃气加热管供热提高炉壳内温度，使待处理的材料在高温下进行渗碳处理。同时金属渗碳处理炉上端还安装有搅拌风扇，搅拌风扇有位于炉壳外的电机驱动，以改善炉内气流流动，使炉内温度更为均匀。

其不足之处在于搅拌风扇的扇叶由驱动轴驱动，驱动轴又是有驱动电机的电机轴驱动或驱动轴即为驱动电机的电机轴，金属渗碳处理炉使用时，炉内的高温通过扇叶-驱动轴-驱动电机的传导路线传传导至驱动电机，使得驱动电机工作温度过高，发生停机、使用寿命降低甚至直接损坏。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种散热良好的金属渗碳处理炉用电机风扇，利用驱动轴自身热量传递驱动导热油循环流动，将驱动轴的热量转移至外界空气，持续且高效地对驱动轴降温，阻断热量传递至驱动电机，防止驱动电机因高温而过载停机或损坏。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种散热良好的金属渗碳处理炉用电机风扇，包括驱动电机、受驱动电机的电机轴同轴连接的驱动轴、冷却器和风轮，所述冷却器包括冷却油箱和导热管；所述冷却油箱内设置换热油室；所述导热管一端与换热油室连接，导热管的另一端封闭，所述导热管包括竖直或竖直方向上倾斜设置的散热段；所述驱动轴竖直贯穿冷却油箱，所述驱动轴贯穿油箱处密封连接，所述驱动轴的下端与风轮同轴连接，所述驱动轴的上端与驱动电机连接。

通过采用上述技术方案，换热油室和导热管内填满导热油，其中换热油室内的导热油包裹驱动轴插入换热油室内的侧面，吸收驱动轴因炉内高温而自驱动轴下端向上传导的热量，同时换热油室内的导热油因吸水热量而升温、体积膨胀、密度减小，与导热管的散热段内的导热油形成密度差，进而热的导热油自导热管与换热油室连接处进入导热管内，趋于向上流动，以进入散热段；

散热段内的导热油与外界空气之间间隔管壁进行间接换热降温，进而密度增大，同时散热管竖直或竖直方向上倾斜设置，使得散热段内冷的密度较大的导热油快速下沉流入换热油室内，对驱动轴继续进行换热降温，形成循环；

由此本实用新型利用驱动轴自身热量传递驱动导热油循环流动，将驱动轴的热量转移至外界空气，持续且高效地对驱动轴降温，阻断热量传递至驱动电机，防止驱动电机因高温而过载停机或损坏。

本实用新型进一步设置为：所述导热管数量至少为一。

通过采用上述技术方案，设置多个导热管，加快对驱动轴换热移热的效率，提高对驱动轴的降温效果。

本实用新型进一步设置为：所述散热段侧面间隔设置有多个散热翅片。

通过采用上述技术方案，散热翅片可加快散热段散热，促进散热段内导热油冷却，加快导热油循环，提高驱动轴降温效果。

本实用新型进一步设置为：所述导热管还包括外延段，所述外延段水平设置，所述外延段的一端与换热油室的侧面相连通，所述外延段的另一端与散热段的下端相连通。

通过采用上述技术方案，设置外延段可使散热段远离冷却油箱，避免冷却油箱周围区域较高温度的空气降低散热段与空气换热效率，提高驱动轴散热效果。

本实用新型进一步设置为：所述外延段连接换热油室的一端插入换热油室内，且所述外延段插入换热油室内一端的端部与同一竖直高度的驱动轴侧面之间留有空白间隔。

通过采用上述技术方案，散热段中冷却后导热油可沿外延段直接流入换热油室中心靠近驱动轴的区域，对驱动轴进行冷却，增大直接与驱动轴侧面接触的导热油与驱动轴之间的温度梯度，进而优化换热油室内的换热，提高换热效率，以增强驱动轴散热效果。

本实用新型进一步设置为：所述外延段插入换热油室内的一端朝向驱动轴的轴心，且所述外延段插入换热油室一端的端部设有换油口，所述换油口与外延段的长度方向倾斜设置。

通过采用上述技术方案，换热油室内的导热油受驱动轴转动影响，沿驱动轴转动方向转动，换油口与外延段的长度方向倾斜设置有利于外延段内导热油流出或进入。其中换油口与驱动轴转动方向相背，可促进导热油进入外延段；其中换油口与驱动轴转动方向不相背，可促进导热油流出外延段。

本实用新型进一步设置为：所述换热油室内空间呈柱状或盘状。

通过采用上述技术方案，有利于换热油室内形成环形的导热流动路径，减少换热油室内死角，使换热油混合均匀温度传导快，增大驱动轴侧面直接接触的换热油与驱动轴之间的换热温度梯度，提高换热效率，以增强驱动轴散热效果。

本实用新型进一步设置为：所述驱动轴位于换热油室内的侧面上设置有若干凸起的侧搅拌筋。

通过采用上述技术方案，侧搅拌筋随驱动轴转动而转动，带动导热油流动，提高换热油混合均匀程度，提高换热效率，以增强驱动轴散热效果。

本实用新型进一步设置为：所述冷却器还包括加长套筒，所述加长套筒同轴套在驱动轴外侧，所述加长套筒的下端与冷却油箱得到上表面相固定，所述驱动轴的上端穿出加长套筒且与驱动电机的电机轴同轴连接。

通过采用上述技术方案，使得驱动电机与冷却油箱之间相间隔，避免驱动电机直接贴靠在冷却油箱外侧带着热量传导，和避免冷却油箱周围温度较高的空气对驱动电机自身散热造成困难。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型利用驱动轴自身热量传递驱动导热油循环流动，将驱动轴的热量转移至外界空气，持续且高效地对驱动轴降温，阻断热量传递至驱动电机，防止驱动电机因高温而过载停机或损坏。

附图说明

图1为金属渗碳处理炉的剖视图；

图2为金属渗碳处理炉用电机风扇的结构示意图；

图3为金属渗碳处理炉用电机风扇的剖视图；

图4为图3在A处体现冷却油箱结构的局部放大图。

附图标记：1、驱动电机；11、联轴器；2、驱动轴；21、侧搅拌筋；3、冷却器；31、冷却油箱；311、底座；312、中环体；3121、穿孔；313、顶座；314、换热油室；32、导热管；321、外延段；3211、密封环件；3212、换油口；322、散热段；3221、散热翅片；33、加长套筒；34、护筒；4、风轮；41、扇叶；5、炉体。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如附图1所示，一种散热良好的金属渗碳处理炉用电机风扇，安装于炉体5顶部，包括有驱动电机1、驱动轴2、冷却器3和风轮4。

如附图2所示，其中风轮4位于炉体5内，包括多片扇叶41，其为现有技术，扇叶41的形状和大小可根据实际情况而定，此处扇叶41数量为四。风扇非本实用新型的创新点，此处不再进一步阐述。

如附图1所示，驱动轴2竖直设置，且贯穿炉体5顶部，其中驱动轴2的下端与风扇同轴固定，固定方式可根据实际情况选择，此处为焊接。

如附图3所示，冷却器3包括冷却油箱31、导热管32、加长套筒33和护筒34。

如附图4所示，其中冷却油箱31呈柱状，包括底座311、中环体312和顶座313，底座311固定于炉体5外侧的上表面上，且底座311和顶座313分别封闭于中环体312轴向的两端。底座311、中环体312和顶座313之间固定且连接处密封，其固定方式可根据实际情况而定，如焊接或底座311、中环体312、顶座313三者为一体设置。

底座311、中环体312和顶座313三者所围区域在冷却油箱31内形成换热油室314。换热油室314为与冷却油箱31的同轴设置的柱状或盘状空间。

同时驱动轴2沿换热油室314轴心贯穿冷却油箱31，贯穿处密封连接，且可根据实际情况选择在贯穿处嵌合安装套接在驱动轴2上的轴承。驱动轴2位于换热油室314内的侧面上设置有若干凸起的侧搅拌筋21，侧搅拌筋21为与驱动轴2轴向平行的长条形，其围绕驱动轴2轴心均匀分布，此处侧搅拌筋21数量为6。

导热管32与换热油室314相连接，且导热管32和换热油箱内均填满有导热油。

如附图3和附图4所示，导热管32的数量可根据实际情况而定，优选导热管32数量大于一，此处导热管32数量为5。导热管32包括外延段321和散热段322。

如附图2所示，外延段321水平设置且围绕换热油室314的轴心均匀分布。

如附图3所示，外延段321的一端贯穿中环体312的侧面插入换热油室314内，且朝向换热油室314的轴心。

如附图4所示，外延段321与换热油室314的贯穿处密封连接，密封方式可根据实际情况而定，此处在外延段321上套有密封环件3211，中环体312侧面开有外延段321穿过的穿孔3121，密封环件3211的内侧面与外延段321的侧面过盈配合，密封环件3211的外侧面与穿孔3121的内侧面过盈配合，实现密封，密封环件3211的材质为耐高温材料，其可根据实际情况而定，如石墨，碳化硅等。

外延段321插入换热油室314的一端端部与驱动轴2的侧面之间存在间隔，并且延长段插入换热油室314一端的端部设置换油口3212，换油口3212与外延段321的长度方向相倾斜设置。当驱动轴2转动时，会带动换热油室314内导热油形成环流，其中换油口3212与驱动轴2转动方向相背时，导热油易进入外延段321；换油口3212与驱动轴2转动方向不相背，外延段321内的导热油易流出外延段321。

散热段322竖直设置或在竖直方向倾斜设置，此处优选为竖直设置。散热段322的外侧还固定有多个换热翅片，换热翅片的形状可根据实际情况而定，如方形，圆形、六边形等，此处圆形且沿散热段322的长度方向等间距套接固定在散热段322的外侧。

如附图4所示，加长套筒33呈管状，轴套在驱动轴2外侧，加长套筒33的下端与冷却油箱31得到上表面相固定，加长套的上端与驱动电机1相固定，加长套筒33的上下端固定连接方式可根据实际情况而定，如螺栓连接或焊接等，此处为螺栓连接。

驱动电机1朝向下，其电机轴与驱动轴2同轴设置。驱动轴2的电机轴与驱动轴2之间还有连轴器。联轴器11其结构为现有技术，故在此在进一步阐述。

本实用新型的工作原理及效果：

换热油室314和导热管32内填满导热油，其中换热油室314内的导热油包裹驱动轴2插入换热油室314内的侧面，吸收驱动轴2因炉内高温而自驱动轴2下端向上传导的热量，同时换热油室314内的导热油因吸水热量而升温、体积膨胀、密度减小，与导热管32的散热段322内的导热油形成密度差，进而热的导热油自导热管32与换热油室314连接处进入导热管32内，趋于向上流动，以进入散热段322；

散热段322内的导热油与外界空气之间间隔管壁进行间接换热降温，进而密度增大，同时散热管竖直或竖直方向上倾斜设置，使得散热段322内冷的密度较大的导热油快速下沉流入换热油室314内，对驱动轴2继续进行换热降温，形成循环；

由此本实用新型利用驱动轴2自身热量传递驱动导热油循环流动，将驱动轴2的热量转移至外界空气，持续且高效地对驱动轴2降温，阻断热量传递至驱动电机1，防止驱动电机1因高温而过载停机或损坏。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

设计图

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