CN103898276B - 热处理收料装置 - Google Patents

Abstract

一种热处理收料装置，用以解决以往热处理物件无法被顺畅导送以致降低热处理效率的问题，该热处理收料装置包含：一个循环管路，具有一个处理区及一个回流区，冷却液与物件于该处理区中进行热交换，该处理区的两端分别为一个接料部及一个开口，该回流区的一端与该开口相对，另一端连接该接料部；一个滤料盒，设于该开口处，该滤料盒设有一个第一滤网；及一个加压件，连通该循环管路并设于该回流区，用以加压该冷却液，使该冷却液在该循环管路中循环流动。

Description

热处理收料装置

技术领域

本发明是关于一种热处理收料装置，特别是一种以冷却液对物件进行冷却调质的热处理收料装置。

背景技术

所谓热处理(heat treatment)是通过控制温度与调整冷却速率来改变材料特性；一般来说，热处理的对象以固态金属居多。更详言之，金属材料在微观结构下具有很多细小的晶体称为晶粒，晶粒的大小、组成可谓影响金属机械性质的最具决定性的因素，热处理即为控制金属微观结构下的扩散速率与冷却速率，以获得所需的机械性质(例如：硬度、应力-应变性质、韧性、延性、弹性等)。

举例而言，针对如机械材料、五金零件、汽机车零件等小型的物件的热处理，其工艺中包含了将高温(约200℃)的小型物件投入相对低温(约50～80℃)的冷却液中冷却调质，及收集油冷后的小型物件以便进行后续工艺。

请参照图1，是目前用以油冷及收集小型物件的热处理收料装置9，该现有的热处理收料装置9大致上包含一入料槽91、一油槽92、一输送台93及一集料槽94；该入料槽91的开口与该油槽92相对，该输送台93的一端伸入该油槽92中的底部，另一端与该集料槽94相对，且该输送台93的表面设有一可循环转动的输送带931。

据此，该入料槽91可导送待油冷的小型物件进入该油槽92中降温冷却，再由该输送台93伸入于该油槽92中的一端承接油冷后的小型物件，并通过该输送台93的输送带931将该些小型物件带离该油槽92，及导入该集料槽94中收集。

只是，由于该现有的热处理收料装置9的输送台93通常选用具有磁性或密织式的输送带931，因此若热处理的小型物件是由非磁性材料制成时，在导送小型物件离开油槽92的过程中，将因无法被磁吸而时常发生小型物件滑落堆积的问题；即使不考虑磁吸的问题，该些小型零件也常因为与输送带931之间的摩擦力不足而滑落堆积，从而影响该现有的热处理收料装置9的作业效率。

再者，当欲热处理的小型物件的体积小至微型时，例如微型螺丝、齿轮等钟表零件，往往因其重量不足而悬浮在油槽92中，不会落在输送带931上，从而无法被导送离开油槽92。另一方面，大容积的油槽92需要填注大量的冷却液才能作业，无论是作业时冷却液温度控制的成本，或是换冷却液时的成本，都是相当大的负担。

除前述现有的热处理收料装置9之外，中国台湾公告第M431733号《热处理炉的油水分离装置》专利案也使用类似装置对物件进行热处理，故同样具有上述缺点；基于上述原因，现有的热处理收料装置确实有加以改善的必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种热处理收料装置，可通用于磁性或非磁性物件的热处理，并使物件可被顺畅导送以维持热处理效率。

本发明的次一目的是提供一种热处理收料装置，可确实导送及收集热处理后的物件，使物件不会悬浮或堆积于油槽中。

本发明的再一目的是提供一种热处理收料装置，可大量减少冷却液的用量，以节省成本。

为达到前述目的，本发明所运用的技术内容包含有：

一种热处理收料装置，用以对物件进行热处理，该热处理收料装置包含：一个循环管路，供冷却液流动，该循环管路具有︰一个处理区，供该冷却液与该物件进行热交换，该处理区的两端分别为一个接料部及一个开口，以分别供该物件进入及离开该循环管路；及一个回流区，一端与该处理区的开口相对并形成一个扩径段，另一端为一个入液部并连接该处理区的接料部；一个滤料盒，设于该开口处，该滤料盒设有一个第一滤网；及一个加压件，连通该循环管路并设于该回流区的扩径段与入液部之间，用以加压该冷却液，使该冷却液在该循环管路中循环流动。

其中，该循环管路的处理区可以设有一个加速段，该加速段可以呈倒圆锥状的螺旋管形态，该接料部设置于该倒圆锥状的螺旋管的上端。

其中，该循环管路的处理区还可以在该加速段与该开口之间设有一个减速段，该循环管路在该减速段处呈倒U状。

该热处理收料装置可另设有一个供料筒，该供料筒设有一个出料口，该出料口连接该处理区的接料部。

该热处理收料装置可另设有一个冷却模块，该冷却模块具有一个冷却管，该冷却管可以绕设于该供料筒的外周面，或是绕设于该循环管路。

其中，该滤料盒的底部可以与该扩径段相对，该扩径段邻接该滤料盒处的横截面积等于或大于该滤料盒底部的横截面积。

其中，该回流区的扩径段可以设有一个第二滤网。

本发明的热处理收料装置可借助在循环管路中循环流动的冷却液，兼具冷却及导引物件流动的功能，因此无论是磁性或非磁性的物件，均可由该热处理收料装置进行热处理，且不考虑磁吸力及摩擦力的问题而顺畅导送物件，不会有物件易堆积于运载路程中的问题，具有维持热处理效率的功效。

再且，有别于现有需被动地待物件沉积于输送带才能将物件带离油槽，本发明的热处理收料装置可借助在循环管路中循环流动的冷却液主动地导引物件流动，并确实将冷却液与物件均导入滤料盒中以滤出物件，因此无论物件的重量是否可克服冷却液所提供的浮力，该物件均能确实地被导出收集而不会残留在该循环管路中，故能进一步地维持热处理的效率。

本发明的热处理收料装置，仅需将冷却液填充于循环管路中，不必如现有须于大容积的油槽中填注大量的冷却液，故可大量减少冷却液的用量，无论是作业时冷却液温度控制的成本，或是更换冷却液时的成本均得以大幅下降。

附图说明

图1：现有的热处理收料装置的结构示意图。

图2：本发明较佳实施例的结构示意图。

【主要元件符号说明】

〔本发明〕

1  循环管路

1a 处理区

1b 回流区

11 接料部

12 开口

13 加速段

14 减速段

15 扩径段

16 入液部

2  滤料盒

21 第一滤网

22 枢轴

3  加压件

4  供料筒

41 出料口

5  集料槽

6  第二滤网

7  冷却模块

71 冷却管

8  温度感测器

〔现有技术〕

9  热处理收料装置

91 入料槽

92 油槽

93 输送台

931输送带

94 集料槽。

具体实施方式

为让本发明的上述及其他目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举本发明的较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：

请参照图2所示，本发明较佳实施例的热处理收料装置包含有一循环管路1、一滤料盒2及一加压件3，该循环管路1是用以容装及输送冷却液循环流动的管体，该冷却液可选择为水或油，用以冷却相对高温的物件，该滤料盒2设于该循环管路1，该加压件3则用以加压该冷却液，使该冷却液能在该循环管路1中循环流动。

该循环管路1大致上可分为相连接的一处理区1a及一回流区1b，冷却液与待降温的物件在该处理区1a中进行热交换，并在离开该处理区1a时，由该滤料盒2拦留降温后的物件，冷却液则通过该滤料盒2并进入该回流区1b，以流动返回该处理区1a而重复循环利用。

更详言之，该循环管路1在该处理区1a的两端分别为一接料部11及一开口12，该接料部11是用以承接待投入冷却液中降温的物件；也就是说，待降温的物件是从该接料部11进入该循环管路1，借助在该循环管路1中循环流动的冷却液推动或拉引物件，使物件顺畅地流动于该循环管路1中，并与冷却液进行热交换而冷却。

该处理区1a的开口12与该滤料盒2相对，使夹带有冷却后物件的冷却液可流入该滤料盒2中，使冷却后的物件离开该循环管路1的处理区1a，并由该滤料盒2拦挡、收集；在本实施例中，为避免冷却液四处喷溅，该开口12较佳选择设置于该循环管路1的一侧管壁，使冷却液与物件不会朝无法预期的方向飞溅，可减少冷却液的损耗量。

在本实施例中，为便于集中收集且有序地对该循环管路1的处理区1a内部供料，该热处理收料装置可选择在邻近该接料部11处设置一供料筒4，该供料筒4设有一出料口41，该出料口41连接该处理区1a的接料部11；该供料筒4较佳呈倒锥状，且该出料口41设于该供料筒4的底部，以便该供料筒4中的物件能够顺畅地通过该出料口41，而由该接料部11进入该循环管路1的处理区1a中。

此外，该循环管路1的处理区1a可设有一加速段13，使初落入该处理区1a中的物件可加速离开该接料部11处，避免物件堵塞于该接料部11。在本实施例中，该加速段13可选择为呈倒圆锥状的螺旋管形态，而该接料部11设置于该倒圆锥状的螺旋管的上端，据以通过降低压力与位能的方式提升流速，使物件快速通过，并使物件在进入该加速段13后，能够与冷却液均匀搅拌，产生恒温作用，避免过热而使物件晶粒粗大从而影响其机械性质；同时，也通过螺旋形态的设计，在不额外占据过多设置空间的前提下，延长物件在该加速段13中流动的路径，使物件可确实完成降温的作业。

另，该循环管路1的处理区1a还可以在该加速段13的末端与该开口12之间设有一减速段14，该循环管路1在该减速段14处可以概呈倒U状，以通过骤升循环路径的方式，快速地减缓从该加速段13中流出的冷却液与物件的流速，使冷却液与物件流至该开口12处时的流速不会过快，从而能够有效减少冷却液泼溅的情况。

该循环管路1的回流区1b的一端与该处理区1a的开口12相对并形成一扩径段15，另一端为一入液部16并连接该处理区1a的接料部11，使通过该滤料盒2的冷却液可由该回流区1b流回该处理区1a而重复循环再利用。其中，该循环管路1在该扩径段15处呈管径较大的形态，并与该滤料盒2的底部相对，使该扩径段15邻接该滤料盒2处的横截面积等于或大于该滤料盒2底部的横截面积，以确保该循环管路1的扩径段15可确实承接通过该滤料盒2的冷却液，避免冷却液的流失并维持作业环境的整洁。

该滤料盒2设于该循环管路1的开口12处，该滤料盒2设有一第一滤网21，并与该循环管路1的扩径段15相接，该第一滤网21的网目小于在冷却液中流动降温的物件，且该第一滤网21较佳设于该滤料盒2的底部；据此，该滤料盒2可承接从该开口12处流出的冷却液与物件，并由该第一滤网21将物件拦留在该滤料盒2中，使冷却液通过该第一滤网21而流入该循环管路1的扩径段15，以重复循环使用。

另，在本实施例中，该滤料盒2可设有一枢轴22，从而能够在该滤料盒2盛装收集预设重量的物件后，由该枢轴22带动该滤料盒2相对于该循环管路1产生枢转，以翻出该循环管路1的开口12，将该滤料盒2中的物件倒入一邻设于该循环管路1的集料槽5后，再翻转回原位置，以承接下一批降温后的物件。举例而言，该滤料盒2可设有一重量感测器，并电连接一控制器，以于该重量感测器感知该滤料盒2达预设重量值时，通过该控制器控制该枢轴22旋转，以自动翻转该滤料盒2。

其中，可以计算每批物件从该循环管路1的接料部11流至该滤料盒2所需的时间，以从该供料筒4处分批供料，使该滤料盒2收集完整批物件而产生翻转时，直至该滤料盒2翻回原位前，该循环管路1中都没有残留的物件流动，以避免有物件未被该滤料盒2所收集而流入该循环管路1的扩径段15；前述控制方式是熟悉该项技术领域者可以理解及据以实施的，只是该控制方式非为本发明所欲保护的标的，故于此不再详述。但为以防万一，该回流区1b的扩径段15中仍较佳设有一第二滤网6，以拦挡未由该滤料盒2所收集的物件。

该加压件3设于该回流区1b的扩径段15与入液部16之间，该加压件3可以为一般常见的泵并连通该循环管路1，该加压件3较佳设于邻近该入液部16处，以对即将循环流回该处理区1a的冷却液加压，从而辅助加速该处理区1a的加速段13中的冷却液，使初落入该接料部11处的物件能够更容易地被拉引或推动流向该滤料盒2。

该热处理收料装置可另设有一冷却模块7，用以控制冷却液维持于预设温度，防止该循环管路1中的冷却液因与物件热交换而过度升温。在本实施例中，该冷却模块7具有一冷却管71，该冷却管71可选择绕设于该循环管路1，以由该冷却模块7直接控制该循环管路1中的冷却液温度。于另一实施例中，该冷却管71可选择绕设于该供料筒4的外周面，使该供料筒4保持低温，及在该供料筒4的内部提供一低温环境，以于高温物件投入该供料筒4时，由相对低温的供料筒4与相对高温的物件进行热交换，使物件在投入该供料筒4后至落入该循环管路1前已大幅降低温度；另外，一温度感测器8可设置于该循环管路1，并与该冷却模块7电连接，用以检测该循环管路1中冷却液的温度，于该温度感测器8感测到冷却液的温度高于预设值时，致动该冷却模块7运作，以由该冷却管71降低该冷却液或供料筒4的温度。

据由前述结构，由前一制程所提供的高温物件可被投入该供料筒4中，通过该出料口41以由该接料部11落入该循环管路1的处理区1a中，并由该循环管路1中的冷却液拉引带入该处理区1a的加速段13，使物件与冷却液均匀搅拌而充分热交换；随即于物件与冷却液进入该处理区1a的减速段14时降低流速，再流入该滤料盒2中，由该第一滤网21将物件拦留在该滤料盒2中，并于该滤料盒2收集预设重量的物件后，使该滤料盒2相对于该循环管路1产生枢转，以将该滤料盒2中的物件倒入该集料槽5中收集；通过该第一滤网21的冷却液则由该扩径段15流入该循环管路1的回流区1b，最后由该加压件3加压，使冷却液由该入液部16注回该循环管路1的处理区1a，以不断地在该循环管路1中循环流动。

综上所述，本发明的热处理收料装置可借助在循环管路中循环流动的冷却液，兼具冷却及导引物件流动的功能，因此无论是磁性或非磁性的物件，均可由该热处理收料装置进行热处理，且不考虑磁吸力及摩擦力的问题而顺畅导送物件，不会有物件易堆积于运载路程中的问题，具有维持热处理效率的功效。

再且，有别于现有需被动地待物件沉积于输送带才能将物件带离油槽，本发明的热处理收料装置可借助在循环管路中循环流动的冷却液主动地导引物件流动，并确实将冷却液与物件均导入滤料盒中以滤出物件，因此无论物件的重量是否可克服冷却液所提供的浮力，该物件均能确实地被导出收集而不会残留在该循环管路中，故能进一步地维持热处理的效率。

本发明的热处理收料装置，仅需将冷却液填充于循环管路中，不必如现有须于大容积的油槽中填注大量的冷却液，故可大量减少冷却液的用量，无论是作业时冷却液温度控制的成本，或是更换冷却液时的成本均得以大幅下降。

只是以上所述的，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施范围；故，凡依本发明申请专利范围及创作说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (7)

1.一种热处理收料装置，用以对物件进行热处理，其特征在于，该热处理收料装置包含：

一个供冷却液流动的循环管路，该循环管路具有︰

一个供该冷却液与物件进行热交换的处理区，该处理区的两端分别为一个接料部及一个开口，以分别供该物件进入及离开该循环管路；及

一个回流区，一端与该处理区的开口相对并形成一个扩径段，另一端为一个入液部，该入液部连接该处理区的接料部；

一个滤料盒，设于该开口处，该滤料盒设有一个第一滤网；及

一个用以加压该冷却液的加压件，连通该循环管路并设于该回流区的扩径段与入液部之间，使该冷却液在该循环管路中循环流动；其中，该循环管路的处理区设有一个加速段，该加速段是呈倒圆锥状的螺旋管形态，该接料部设置于该倒圆锥状的螺旋管的上端。

2.如权利要求1所述的热处理收料装置，其特征在于，该循环管路的处理区在该加速段与该开口之间设有一个减速段，该循环管路在该减速段处呈倒U状。

3.如权利要求1所述的热处理收料装置，其特征在于，另设有一个供料筒，该供料筒设有一个出料口，该出料口连接该处理区的接料部。

4.如权利要求3所述的热处理收料装置，其特征在于，另设有一个冷却模块，该冷却模块具有一个冷却管，该冷却管绕设于该供料筒的外周面。

5.如权利要求1所述的热处理收料装置，其特征在于，该滤料盒的底部与该扩径段相对，该扩径段邻接该滤料盒处的横截面积等于或大于该滤料盒底部的横截面积。

6.如权利要求1所述的热处理收料装置，其特征在于，该回流区的扩径段设有一个第二滤网。

7.如权利要求1所述的热处理收料装置，其特征在于，另设有一个控制流动于该循环管路中的冷却液温度的冷却模块，该冷却模块设有一个冷却管，该冷却管绕设于该循环管路。