CN102534145A - 大型筒形工件的淬火冷却装置 - Google Patents

Abstract

一种大型筒形工件的淬火冷却装置包括：槽体；溢流槽，具有溢流管并设置在所述槽体上端；螺旋桨搅拌射流装置，均匀的设置在所述槽体内壁；外喷嘴射流装置，设置在所述大型筒形工件的下方；内喷嘴射流装置，设置在所述大型筒形工件的内部；以及内喷嘴直径调节装置，用于调节内喷嘴射流装置的径向尺寸。本发明着重控制靠近工件表面的水流速度，在保证淬火介质具有高速、均匀的流动的同时降低了能耗。同时，通过设计内喷嘴直径调节装置，可适应不同的筒形工件尺寸，适用性大大增强。另外，所述定位支撑柱的顶端高于淬火介质自由液面，便于观察淬火水槽中心线的实际位置，方便工件浸入淬火液时的工件定位，具有良好的可操作性。

Description

大型筒形工件的淬火冷却装置

技术领域

本发明涉及金属材料热处理领域，尤其涉及一种大型筒形工件的淬火冷却装置。

背景技术

淬火是使工件获得预期的组织和性能而采用的一种热处理工艺。决定淬火质量的重要因素之一是工件周围淬火介质的运动状况。淬火时，若工件周围淬火介质流速过低，则工件冷却速度过慢，无法获得工件所需的组织和性能；若工件周围淬火介质流速不均，则工件冷却速度不均，容易导致工件表面淬火组织不均匀，产生内应力，严重时还会造成变形、开裂等缺陷。

对于上述问题，中、小型淬火水槽常通过设置均流装置来解决，但对于大型淬火水槽，由于淬火介质质量大大增加，中、小型淬火水槽中可行的均流装置移植到大型淬火水槽中，无法满足要求。

中国专利ZL20091010496.2公开了一种大中型锻件的淬火水槽，在淬火水槽的内壁四周和底部分别安装了多个潜水搅拌机。当大中型锻件淬火时，通过变频控制每个潜水搅拌机的转速实现水槽内淬火介质的均匀流动。另外，中国专利ZL200910053753.8公开了一种具有组合式限流板的淬火水槽，该淬火水槽采用了带有流通口的限流板，限流板平放在支架上，支架设置在淬火槽工作区的底部，根据工件的形状、尺寸更换限流板，使淬火介质集中于限流板的流通口向上流向工件所在位置，使工件周围达到较大的流速，从而满足工件淬火要求。

尽管上述两种方法在保证淬火介质的流动状态上具有一定作用，但仍存在一定问题。如前所述，对工件淬火质量产生影响的主要因素之一是工件周围区域介质的流动状况，而非整个槽体内部，即只需保证淬火有效区内介质的流动满足淬火要求即可。但ZL20091010496.2公开的一种大中型锻件的淬火水槽则是以在整个槽体内获得相对均匀的介质流动为目标，所需的潜水搅拌器数量多、能耗大。如需进一步提高淬火介质的流速，则能耗骤增，造价和运行成本很高。中国专利ZL200910053753.8公开的一种具有组合式限流板的淬火水槽则充分考虑了淬火有效区内介质的流动问题，能够使工件周围的淬火介质具有较高、均匀的流速。但在实际生产中，大型工件的淬火主要是利用吊车吊装把工件浸入淬火水槽中，工人在操作时很难保证工件的放入位置与淬火水槽底部限流板上流通口的位置相匹配，实际应用性较差。

故针对现有技术存在的问题，本案设计人凭借从事此行业多年的经验，积极研究改良，于是有了本发明大型筒形工件的淬火冷却装置。

发明内容

本发明是针对现有技术中，现有的淬火装置高能耗、实用性差等缺陷提供一种大型筒形工件的淬火冷却装置。

为了解决上述问题，本发明提供一种大型筒形工件的淬火冷却装置，所述大型筒形工件的淬火冷却装置包括：槽体，用于收容所述大型筒形工件；溢流槽，具有溢流管并设置在所述槽体上端；螺旋桨搅拌射流装置，均匀的设置在所述槽体内壁；外喷嘴射流装置，设置在所述大型筒形工件的下方；内喷嘴射流装置，设置在所述大型筒形工件的内部；以及，内喷嘴直径调节装置，用于调节内喷嘴射流装置的径向尺寸。

可选的，所述螺旋桨搅拌射流装置还包括导流管和设置在所述导流管内的螺旋桨搅拌器。

可选的，所述导流管的下端喷嘴向上呈预设角度倾斜。

可选的，所述预设角度可根据淬火要求及其大型筒形工件的尺寸大小设置。

可选的，所述外喷嘴射流装置还包括：外入口段管路，用于淬火介质输入；外环状管路，具有面向所述大型筒形工件并均匀分布的外喷嘴；以及，外驱动泵，设置在所述外入口段管路与所述外环状管路之间。

可选的，所述内喷嘴射流装置还包括：内入口段管路，用于淬火介质输入；内环状管路，用于淬火介质传输；内驱动泵，设置在所述内入口段管路与所述内环状管路之间；内主管路，相对于所述槽体的中心线周向均匀布置；波纹管，所述波纹管的一端与所述内环状管连通，所述波纹管的另一端与所述内主管路连通；以及，内支管路，具有内喷嘴，并与所述内主管路连通。

可选的，所述内喷嘴呈预设角度向上倾斜。

可选的，所述内喷嘴直径调节装置还包括：定位支撑柱，位于所述槽体的中心线位置处，且所述定位支撑柱的高度高于淬火介质自由液面；油压缸，具有活塞杆，并设置在所述定位支撑柱外侧的不同高度；推杆，所述推杆的一端与所述油压缸的活塞杆连接，所述推杆的另一端与所述内主管路铰接；密封罩，套设在所述油压缸外侧，使所述油压缸与淬火介质隔离；进油管路与出油管路，设置在所述定位支撑柱内，并为所述油压缸提供油料输入与输出路径；支架，固定设置在所述槽体的底部；导轨，固定设置在所述支架上，并与所述内主管路底部固定连接的导轨滑块紧凑滑动设置。

可选的，所述油压缸的数量与所述内喷嘴射流装置中的内主管路的数量相同。

可选的，所述导轨呈“T”型。

可选的，所述定位支撑柱为具有一定厚度的中空管。

可选的，所述外喷嘴所在圆的直径为所述大型筒形工件外径的1.01～1.35倍。

可选的，所述内喷嘴射流装置的最大径向尺寸为所述大型筒形工件内径的1/2～2/3。

综上所述，本发明大型筒形工件的淬火冷却装置着重控制靠近工件表面的水流速度，在保证淬火介质具有高速、均匀的流动的同时可降低能耗。同时，通过设计内喷嘴直径调节装置，可适应不同的筒形工件尺寸，适用性大大增强。另外，所述定位支撑柱的顶端高于淬火介质液面，便于观察淬火水槽中心线的实际位置，方便工件浸入淬火液时的工件定位，具有良好的可操作性。

附图说明

图1所示为本发明大型筒形工件的淬火冷却装置的剖视结构示意图；

图2所示为本发明大型筒形工件的淬火冷却装置的内喷嘴直径调节装置中导轨和导轨滑块沿A向的向视结构示意图。

具体实施方式

为详细说明本发明创造的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合附图予以详细说明。

请参阅图1，图1所示为本发明大型筒形工件的淬火冷却装置1的剖视结构示意图。所述大型筒形工件2可收容在所述大型筒形工件的淬火冷却装置1内，并进行淬火工艺。所述大型筒形工件的淬火冷却装置1包括槽体10，用于收容所述大型筒形工件2；溢流槽11，具有溢流管111并设置在所述槽体10上端；螺旋桨搅拌射流装置12，均匀的设置在所述槽体10内壁；外喷嘴射流装置13，设置在所述大型筒形工件2的下方；内喷嘴射流装置14，设置在所述大型筒形工件2的内部，以及内喷嘴直径调节装置15，用于调节内喷嘴射流装置14的径向尺寸。

其中，所述螺旋桨搅拌射流装置12沿所述槽体10内壁周向均匀布置。所述螺旋桨搅拌射流装置12包括导流管121和设置在所述导流管121内的螺旋桨搅拌器122。所述导流管121的下端喷嘴123向上呈预设角度倾斜。所述预设角度可根据淬火要求及其大型筒形工件2的尺寸大小设置。当所述螺旋桨搅拌器122工作时，所述淬火介质将从所述槽体10的上部进入导流管121，并在所述导流管121的下端喷嘴123处以预设角度向上喷射至所述大型筒形工件2的外壁。

请继续参阅图1，所述外喷嘴射流装置13设置在所述大型筒形工件2的下方。所述外喷嘴射流装置13包括外入口段管路131，用于淬火介质输入；外环状管路132，具有面向所述大型筒形工件2并均匀分布的若干外喷嘴133，以及设置在所述外入口段管路131与所述外环状管路132之间的外驱动泵134。所述外喷嘴133所在圆的直径为所述大型筒形工件2外径的1.01～1.35倍。在外驱动泵134的作用下，淬火介质从介质源(未图示)通过外入口段管路131充入外环状管路132，然后通过外环状管路132上的外喷嘴133射向大型筒形工件2的外壁。

所述内喷嘴射流装置14设置在所述大型筒形工件2的内部。所述内喷嘴射流装置14包括内入口段管路141，用于淬火介质输入；内环状管路142，用于淬火介质传输；内驱动泵143，设置在所述内入口段管路141与所述内环状管路142之间；内主管路144，相对于所述槽体10的中心线周向均布；波纹管145，所述波纹管145的一端与所述内环状管142连通，所述波纹管145的另一端与所述内主管路144连通；内支管路146，具有若干内喷嘴147，并与所述内主管路144连通。所述内喷嘴147呈预设角度向上倾斜。在所述内驱动泵143的作用下，淬火介质从介质源(未图示)通过内入口段管路141充入内环状管路142，之后通过波纹管145进入各个内主管路144，并流经各个内支管路146，最终通过内喷嘴147以预设角度射向大型筒形工件2的内壁。多余的淬火介质在溢流槽11处溢出，通过溢流管111回到介质源。

请继续参阅图1并结合参阅图2，图2所示为本发明大型筒形工件的淬火冷却装置1的内喷嘴直径调节装置15中导轨和导轨滑块沿A向的向视结构示意图。所述内喷嘴直径调节装置15包括定位支撑柱151，位于所述槽体10的中心线位置处，且所述定位支撑柱151的高度高于淬火介质自由液面；油压缸152，具有活塞杆153，并设置在所述定位支撑柱151外侧的不同高度；推杆154，所述推杆154的一端与所述油压缸152的活塞杆153连接，所述推杆154的另一端与所述内主管路144铰接；密封罩155，套设在所述油压缸152外侧，使所述油压缸152与淬火介质隔离；进油管路156与出油管路157，设置在所述定位支撑柱151内，并为所述油压缸152提供油料输入与输出路径；支架158，固定设置在所述槽体10底部；导轨159，固定设置在所述支架158上，并与所述内主管路144底部固定连接的导轨滑块160紧凑滑动设置。所述油压缸152的数量与所述内喷嘴射流装置14中的内主管路144的数量相同。所述导轨159呈“T”型。所述定位支撑柱151为具有一定厚度的中空管。

在将大型筒形工件2利用吊车吊装放入槽体10之前，首先根据大型筒形工件2的内径尺寸启动内喷嘴直径调节装置15，即通过控制进油管路156或出油管路157使所述油压缸152的活塞杆153带动所述推杆154产生水平直线运动，使内主管路144通过所述滑块160在导轨159上滑动，从而调节所述内喷嘴射流装置14的最大径向尺寸。所述内喷嘴射流装置14的最大径向尺寸为所述大型筒形工件2内径的1/2～2/3。

综上所述，本发明大型筒形工件的淬火冷却装置着重控制靠近工件表面的水流速度，在保证淬火介质具有高速、均匀的流动的同时降低了能耗。同时，通过设计内喷嘴直径调节装置，可适应不同的筒形工件尺寸，适用性大大增强。另外，所述定位支撑柱的顶端高于淬火介质液面，便于观察淬火水槽中心线的实际位置，方便工件浸入淬火液时的工件定位，具有良好的可操作性。

本领域技术人员均应了解，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以对本发明进行各种修改和变型。因而，如果任何修改或变型落入所附权利要求书及等同物的保护范围内时，认为本发明涵盖这些修改和变型。

Claims (13)

1.一种大型筒形工件的淬火冷却装置，其特征在于，所述大型筒形工件的淬火冷却装置包括：

槽体，用于收容所述大型筒形工件；

溢流槽，具有溢流管并设置在所述槽体上端；

螺旋桨搅拌射流装置，均匀的设置在所述槽体内壁；

外喷嘴射流装置，设置在所述大型筒形工件的下方；

内喷嘴射流装置，设置在所述大型筒形工件的内部；以及，

内喷嘴直径调节装置，用于调节内喷嘴射流装置的径向尺寸。

2.如权利要求1所述的大型筒形工件的淬火冷却装置，其特征在于，所述螺旋桨搅拌射流装置还包括导流管和设置在所述导流管内的螺旋桨搅拌器。

3.如权利要求2所述的大型筒形工件的淬火冷却装置，其特征在于，所述导流管的下端喷嘴向上呈预设角度倾斜。

4.如权利要求3所述的大型筒形工件的淬火冷却装置，其特征在于，所述预设角度可根据淬火要求及其大型筒形工件的尺寸大小设置。

5.如权利要求1所述的大型筒形工件的淬火冷却装置，其特征在于，所述外喷嘴射流装置还包括：

外入口段管路，用于淬火介质输入；

外环状管路，具有面向所述大型筒形工件并均匀分布的外喷嘴；以及，

外驱动泵，设置在所述外入口段管路与所述外环线管路之间。

6.如权利要求1所述的大型筒形工件的淬火冷却装置，其特征在于，所述内喷嘴射流装置还包括：

内入口段管路，用于淬火介质输入；

内环状管路，用于淬火介质传输；

内驱动泵，设置在所述内入口段管路与所述内环状管路之间；

内主管路，相对于所述槽体的中心线周向均匀布置；

波纹管，所述波纹管的一端与所述内环状管连通，所述波纹管的另一端与所述内主管路连通；以及，

内支管路，具有内喷嘴，并与所述内主管路连通。

7.如权利要求6所述的大型筒形工件的淬火冷却装置，其特征在于，所述内喷嘴呈预设角度向上倾斜。

8.如权利要求1所述的大型筒形工件的淬火冷却装置，其特征在于，所述内喷嘴直径调节装置还包括：

定位支撑柱，位于所述槽体的中心线位置处，且所述定位支撑柱的高度高于淬火介质自由液面；

油压缸，具有活塞杆，并设置在所述定位支撑柱外侧的不同高度；

推杆，所述推杆的一端与所述油压缸的活塞杆连接，所述推杆的另一端与所述内主管路铰接；

密封罩，套设在所述油压缸外侧，使所述油压缸与淬火介质隔离；

进油管路与出油管路，设置在所述定位支撑柱内，并为所述油压缸提供油料输入与输出路径；

支架固定设置在所述槽体的底部；

导轨固定设置在所述支架上，并与所述内主管路底部固定连接的导轨滑块紧凑滑动设置。

9.如权利要求8所述的大型筒形工件的淬火冷却装置，其特征在于，所述油压缸的数量与所述内喷嘴射流装置中的内主管路的数量相同。

10.如权利要求8所述的大型筒形工件的淬火冷却装置，其特征在于，所述导轨呈“T”型。

11.如权利要求8所述的大型筒形工件的淬火冷却装置，其特征在于，所述定位支撑柱为具有一定厚度的中空管。

12.如权利要求1-11任一权利要求所述的大型筒形工件的淬火冷却装置，其特征在于，所述外喷嘴所在圆的直径为所述大型筒形工件外径的1.01～1.35倍。

13.如权利要求1-11任一权利要求所述的大型筒形工件的淬火冷却装置，其特征在于，所述内喷嘴射流装置的最大径向尺寸为所述大型筒形工件内径的1/2～2/3。

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