CN103525994B - 一种双介质控温冷却器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双介质控温冷却器，包括内管、外套管、喷嘴和进气管，内管的内壁沿其长度方向设有一条连续状螺旋凸台，外套管套在内管外，外套管上设有与空腔连通的进水口和出水口；其中喷嘴连接接在内管的一端，进气管包括主管和支管，主管的一端连接在内管远离喷嘴的另一端，支管的一端接入到主管内，另一端连接空气放大器，支管上空气放大器的接入口处设有与其内部连通的水滴口，水滴口上接有水滴管；本发明所设计一种双介质控温冷却器能够替代高压水冷却和空气冷却方式、功耗小且冷却效率高。

Description

一种双介质控温冷却器

技术领域

本发明涉及一种冷却器，特别是生产热处理高强钢材所使用的一种双介质控温冷却器。

背景技术

目前，国内外对于热处理高强钢材控制冷却的方式主要采用高压水冷却的淬回火方式或者是通过压缩空气冷却方式冷却，但上述两者冷却方式均存在缺陷：采用高压水冷却直接接触钢材的表面，其表面冷速过大容易产生淬火组织（马氏体），严重影响钢材的性能，采用压缩空气冷却方式即风机冷却，所需风机的功率大，耗能高，而冷却速率慢，导致钢材达不到高强度的性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺点，提供一种能够替代高压水冷却和空气冷却方式、功耗小且冷却效率高的双介质控温冷却器。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种双介质控温冷却器，包括内管、外套管、喷嘴和进气管，内管的内壁沿其长度方向设有一条连续螺旋状凸台，连续螺旋状凸台与内管的内壁之间形成水雾流道，外套管套在内管外，其内壁与内管的外壁之间具有空腔，外套管上设有与空腔连通的进水口和出水口，空腔形成冷却水通道；外套管两端通过紧固件与内管密封连接，紧固件包括端盖和螺母，内管两端的外壁设有螺纹，端盖和螺母依次与内管螺纹连接，螺母紧固在端盖靠近外侧，端盖的内侧设有与外套管的管壁相对应的凹槽，外套管两端通过密封垫与内管的两端的端盖具有的凹槽过盈配合；喷嘴连接在内管的一端，进气管包括主管和支管，主管的一端连接在内管远离喷嘴的另一端，支管的一端接入到主管内，另一端连接空气放大器，支管上空气放大器的接入口处设有与其内部连通的水滴口，水滴口上接有水滴管。

这样，通过设置空气放大器和水滴管可以将接入压缩空气和冷却水后形成水雾，内管的内壁的连续螺旋状凸台形成的流道可以产生高压高速的水雾气流，通过喷嘴直接冷却高强钢材的表面，从而避免采用高压水冷却和压缩空气冷却的缺陷；另外，外套管与内管的装配关系简单巧妙，保证了使用效果；再则，外套管与内管形成的空腔不断的注入冷却水，冷却各个部件，从而达到延长双介质控温冷却器的使用寿命且节约成本的效果，一举两得。

本发明的进一步限定技术方案是：

前述的双介质控温冷却器，喷嘴内部由与内管的连接处向外逐渐扩大，呈喇叭状。

前述的双介质控温冷却器，支管至少设有两根，并从不同方向倾斜接入主管内，各支管在主管外圆周上均匀分布，各支管与主管的轴线成30-45度角夹角。

前述的双介质控温冷却器，水滴口至少设有两个且水滴口的切口与支管的轴线成30-50度夹角。

前述的双介质控温冷却器，内管与主管及喷嘴都螺纹连接。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

⑴通过空气放大器，将压缩空气流量放大到25倍以上，由于支管和主管的轴线成30-45度夹角，引导空气进入螺旋管的流量最大，冷却作用最明显，具有节能和增强冷却效果。

⑵高压高速的水雾在经过内管内壁上设有螺旋凸台的作用下，转化成高压高速的水雾气流并反复作用在钢材的表面，大大增强了冷却能力，达到冷却的效果。

⑶水经过水滴管，管口处的水滴极易形成细雾状，经高压高速的压缩空气形成水雾状喷射到钢材上，极大地提高了钢材的冷却效果，同时降低车间的温度。

⑷根据工艺要求，可以自动调节进水量和进气量，达到自动化控制的要求和满足不同工艺的要求。 

⑸外套管与内管之间形成的空腔设有冷却水，可以冷却内管，起到有效保护冷却管同时冷却其他各部件的作用，延长双介质控温冷却器的使用寿命，节约成本。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为图1中A部分的局部放大视图；

其中：1-内管，2-外套管，3-喷嘴，4-进气管，5-凸台，6-空腔，7-进水口，8- 出水口，9-主管，10-支管，11-空气放大器，12-水滴口，13-端盖，14-螺母。

具体实施方式

下面结合附图1和附图2，对本发明做进一步的详细说明：

实施例1

如图1和图2所示，本实施例提供的一种双介质控温冷却器，包括内管1、外套管2、喷嘴3和进气管4，内管1的内壁沿其长度方向设有一条连续状螺旋凸台5，外套管2套在内管1外，其内壁与内管1的外壁之间具有空腔6，外套管2上设有与空腔6连通的进水口7和出水口8；喷嘴3连接接在内管1的一端，进气管4包括主管9和支管10，主管9的一端连接在内管1远离喷嘴3的另一端，支管10的一端接入到主管9内，另一端连接空气放大器11，支管10上空气放大器11的接入口处设有与其内部连通的水滴口12，水滴口12上接有水滴管；还包括外套管2两端通过紧固件与内管1密封连接，紧固件包括端盖13和螺母14，内管1两端的外壁设有螺纹，端盖13和螺母14依次与内管1螺纹连接，螺母14紧固在端盖13靠近外侧，端盖13的内侧设有与外套管2的管壁相对应的凹槽，外套管2两端通过密封垫与内管1的两端的端盖13具有的凹槽过盈配合；支管10设有两根，并从不同方向倾斜接入主管9内，各支管10在主管9外圆周上均匀分布，各支管10与主管9的轴线成45度角；水滴口12设有两个且水滴口12的切口与支管10的轴线成30度夹角；内管1与主管9及喷嘴3都通过螺纹连接。

本实施例工作时：空气放大器11的进气口和水滴管的进水口分别接入压缩空气和冷却水后，空气经过空气放大器11放大，同时水从水滴管通过水滴口12进入进气管4中，空气和水滴在高压高速的状态形成水雾，并且沿着内管1内壁上的螺旋凸台形成高压高速的水雾气流，通过喷嘴3直接冷却高强钢材的表面，从而避免采用高压水冷却和压缩空气冷却的缺陷；同时外套管2进水口7接入冷却水水后，外套管2与内管1形成的冷却空腔6不断的注入冷却水，冷却各个部件，从而达到延长双介质控温冷却器的使用寿命且节约成本的效果。

采用了上述的技术方案，替代高压水冷却和空气冷却方式，避免了采用高压水冷却直接接触钢材的表面，其表面冷速过大容易产生淬火组织（马氏体），严重影响钢材的性能；同时也避免了采用压缩空气冷却方式即风机冷却，所需风机的功率大，耗能高，而冷却速率慢，导致钢材达不到高强度的性能，而且有利于自动化控制的实现。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (5)

1.一种双介质控温冷却器，其特征在于：包括内管(1)、外套管(2)、喷嘴(3)和进气管(4)，所述内管(1)的内壁沿其长度方向设有一条连续螺旋状凸台(5)，所述连续螺旋状凸台(5)与内管(1)的内壁之间形成水雾流道，所述外套管(2)套在所述内管(1)外，其内壁与内管(1)的外壁之间具有空腔(6)，所述外套管(2)上设有与所述空腔(6)连通的进水口(7)和出水口(8)，所述空腔形成冷却水通道；

所述外套管(2)两端通过紧固件与所述内管(1)密封连接，所述紧固件包括端盖(13)和螺母(14)，所述内管(1)两端的外壁设有螺纹，所述端盖(13)和螺母(14)依次与所述内管(1)螺纹连接，所述螺母(14)紧固在所述端盖(13)靠近外侧，所述端盖(13)的内侧设有与所述外套管(2)的管壁相对应的凹槽，所述外套管(2)两端通过密封垫与内管(1)的两端的端盖(13)具有的凹槽过盈配合；

所述喷嘴(3)连接在所述内管(1)的一端，所述进气管(4)包括主管(9)和支管(10)，所述主管(9)的一端连接在所述内管(1)远离喷嘴(3)的另一端，所述支管(10)的一端接入到所述主管(9)内，另一端连接空气放大器(11)，所述支管(10)上空气放大器(11)的接入口处设有与其内部连通的水滴口(12)，所述水滴口(12)上接有水滴管。

2.根据权利要求1所述双介质控温冷却器，其特征在于：所述喷嘴(3)内部由与内管(1)的连接处向外逐渐扩大，呈喇叭状。

3.根据权利要求1所述双介质控温冷却器，其特征在于：所述支管(10)至少设有两根，并从不同方向倾斜接入所述主管(9)内，各支管(10)在所述主管(9)外圆周上均匀分布，各支管(10)与主管(9)的轴线成30-45度角。

4.根据权利要求1所述双介质控温冷却器，其特征在于：所述水滴口(12)至少设有两个且水滴口(12)的切口与所述支管(10)的轴线成30-50度夹角。

5.根据权利要求1或2所述双介质控温冷却器，其特征在于：所述内管(1)与所述主管(9)及喷嘴(3)都螺纹连接。