CN109880984B - 容积可变式冷却装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及工件冷却技术领域，具体为一种容积可变式冷却装置；解决了热处理过程中能源浪费以及生产效率得不到提高的问题；具体是利用焊接波纹管优良的压缩比和密封性的特点，通过电机驱动升降实现波纹管的伸长或缩短，进而实现冷却面积的变化，从而达到按照工艺控制的冷却速度要求；可实现在真空腔内的冷却表面积按照工艺要求进行变化，即实现热处理过程节能同时又可以实现生产效率的提高；对于在热处理过程中对工件加热和降温的工序快速切换，既能实现加热过程中冷却能的降低，同时又可以实现在需要降温时的快速降温操作，提高了工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及工件冷却技术领域，具体为一种容积可变式冷却装置。
背景技术
随着科技进步，工业领域热处理炉及真空热处理炉使用量不断增加，在热处理过程中需要对工件进行加热，通过电阻、电感、气氛燃烧等方式，使工件到达工艺要处理的温度，在工艺结束后，需要对工件进行冷却，且有些工艺要求对冷却速度进行控制，传统方式均采取固定式换热器进行工件的冷却，由于换热器安装位置，换热面积，冷却速度相对固定，在不需要冷却阶段其仍然会带走大量的热量，导致生产过程中能耗明显增加，在需要冷却阶段由于其带走热量方式固定，又会导致冷却时间过长，影响工艺周期长，影响生产效率。
发明内容
本发明克服现有技术存在的不足，提供了在工件加工过程中，配合热加工环节的一种容积可变式冷却装置。实现在真空腔内的冷却表面积按照工艺要求进行变化，解决了热处理过程中能源浪费以及生产效率得不到提高的问题。
本发明是通过如下技术方案实现的。
容积可变式冷却装置，包括真空腔体，设置在所述真空腔体内的热源以及冷却模块，所述的冷却模块包括升降架和设置在升降架上的伸缩冷却水装置；所述的升降架包括提升横梁、升降杆和下移动法兰，所述的提升横梁的两端分别与一所述的升降杆的上端相连接，所述的升降杆的下端与所述的下移动法兰相连接，形成矩形框架；所述的提升横梁设置在一直线导轨上，所述的直线导轨的顶端设置有升降电机；所述的真空腔体上连接有一冷却系统连接法兰，所述的升降杆穿过冷却系统连接法兰使升降架的下部设置在所述真空腔体内，上部设置在所述真空腔体外；
所述的伸缩冷却水装置包括进水波纹管和出水波纹管，所述的进水波纹管套置在所述的出水波纹管内，使进水波纹管和出水波纹管之间形成冷却水腔，所述的进水波纹管通过下出水法兰与冷却水腔相连通，所述的进水波纹管一端与下移动法兰密封螺接，另一端与冷却系统连接法兰焊接；所述的出水波纹管两端分别与冷却系统连接法兰和下移动法兰焊接密封；所述的进水波纹管连接有进水口，所述的出水波纹管连接有出水口，所述的冷却水腔与出水口相连通。
进一步的，所述的真空腔体的腔体壁上设置有密封法兰，所述的冷却系统连接法兰安装在密封法兰上。
进一步的，所述的升降杆与所述冷却系统连接法兰之间通过设置在冷却系统连接法兰上的密封圈进行真空密封。
进一步的，所述的直线导轨上设置有连接角板，所述的提升横梁连接在所述的连接角板上。
进一步的，所述的进水口和出水口分别设置在冷却系统连接法兰上并位于真空腔体的外侧。
本发明相对于现有技术所产生的有益效果为。
本发明利用焊接波纹管优良的压缩比和密封性的特点，通过电机驱动升降实现波纹管的伸长或缩短，进而实现冷却面积的变化，从而达到按照工艺控制的冷却速度要求。可实现在真空腔内的冷却表面积按照工艺要求进行变化，即实现热处理过程节能同时又可以实现生产效率的提高。对于在热处理过程中对工件加热和降温的工序快速切换，既能实现加热过程中冷却能的降低，同时又可以实现在需要降温时的快速降温操作，提高了工作效率。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
其中，1为热源，2为真空腔体，3为密封法兰，4为冷却系统连接法兰，5为密封圈，6为升降杆，7为提升横梁，8为升降电机，9为连接角板，10为直线导轨，11为进水口，12为出水口，13为进水波纹管，14为出水波纹管，15为冷却水腔，16为下出水法兰，17为下移动法兰。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，结合实施例和附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。下面结合实施例及附图详细说明本发明的技术方案，但保护范围不被此限制。
如图1所示，容积可变式冷却装置，包括真空腔体2，设置在真空腔体2内的热源1以及冷却模块，冷却模块包括升降架和设置在升降架上的伸缩冷却水装置；所述升降架包括提升横梁7、升降杆6和下移动法兰17，提升横梁7的两端分别连接一个升降杆6的上端，两个升降杆6的下端与下移动法兰17的两端相连接，形成矩形框架；提升横梁7设置在一直线导轨10上，直线导轨10上设置有连接角板9，提升横梁7通过连接角板9与直线导轨10相连接；直线导轨10的顶端设置有升降电机8。
真空腔体2的腔体壁上设置有密封法兰3，真空腔体2通过密封法兰2安装有一个冷却系统连接法兰4，升降杆6穿过冷却系统连接法兰4使升降架的下部设置在真空腔体2内，上部设置在真空腔体2外侧，升降杆6与冷却系统连接法兰4之间通过设置在冷却系统连接法兰4上的密封圈5进行真空密封。
所述的伸缩冷却水装置包括进水波纹管13和出水波纹管14，进水波纹管13套置在出水波纹管14内，使进水波纹管13和出水波纹管14之间形成冷却水腔15，进水波纹管13通过下出水法兰16与冷却水腔15相连通，进水波纹管13一端与下移动法兰17密封螺接，另一端与冷却系统连接法兰4焊接；出水波纹管14两端分别与冷却系统连接法兰4和下移动法兰17焊接密封；进水波纹管13连接有进水口11，出水波纹管14连接有两个出水口12，两侧的冷却水腔15分别与一个出水口12相连通，进水口11和出水口12分别设置在冷却系统连接法兰4上并位于真空腔体2的外侧。
在热处理工艺开始阶段，热源1位于真空腔体2内开始工作，需要减少热量损失，此时，冷却系统需尽可能减少表面积，通过升降电机8的控制，直线导轨10向上运转，连接角板9安装与直线导轨10上，带动提升横梁7和两侧的升降杆6向上移动，升降杆6通过冷却系统连接法兰4上的密封圈5进行真空密封，冷却系统连接法兰4安装在真空腔体2的密封法兰3上，升降杆6的向上移动带动下移动法兰17向上移动，进水波纹管13一端与下移动法兰17密封螺接，另一端与冷却系统连接法兰4焊接，出水波纹管14两端分别与冷却系统连接法兰4和下移动法兰17焊接密封，在向上移动时波纹管受压力作用，排水量增加，进水波纹管13内的冷却水通过冷却水腔15从两个出水口12排出，到达上限为后，升降电机8在检测到上限位开关后停止工作，进水口11和出水口12形成稳定进出水回路。
当热处理结束后，需要提高降温速度时，升降电机8启动，直线导轨10向下运转，带动连接角板9向下移动，进而带动升降横梁7和升降杆6向下移动，下移动法兰17随之向下移动，出水波纹管14和进水波纹管13伸长内部容积变大，出水波纹管14与热区的接触面积增加，导热量增加，冷却速度增加，当下移动法兰17到达最下端位置时，波纹管伸长到最大量，升降电机8在检测到下限位开关后，停止运行，此时冷却系统达到最大冷却速率。
冷却水从进水口11进入，从上向下进入到进水波纹管13，再通过下出水法兰16流至冷却水腔15，自下向上流到出水口12流出。
冷却系统连接法兰4、密封圈5、升降杆6、提升横梁7、升降电机8、连接角板9、直线导轨10、进水口11 、出水口12、进水波纹管13、出水波纹管14、下出水法兰16、下移动法兰17作为冷却系统在安装到密封法兰3之前全部安装到位，系统整体作为一个单元安装到密封法兰3面上。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。
Claims (5)
1.容积可变式冷却装置，其特征在于，包括真空腔体（2），设置在所述真空腔体（2）内的热源（1）以及冷却模块，所述的冷却模块包括升降架和设置在升降架上的伸缩冷却水装置；所述的升降架包括提升横梁（7）、升降杆（6）和下移动法兰（17），所述的提升横梁（7）的两端分别与一所述的升降杆（6）的上端相连接，所述的升降杆（6）的下端与所述的下移动法兰（17）相连接，形成矩形框架；所述的提升横梁（7）设置在一直线导轨（10）上，所述的直线导轨（10）的顶端设置有升降电机（8）；所述的真空腔体（2）上连接有一冷却系统连接法兰（4），所述的升降杆（6）穿过冷却系统连接法兰（4）使升降架的下部设置在所述真空腔体（2）内，上部设置在所述真空腔体（2）外；
所述的伸缩冷却水装置包括进水波纹管（13）和出水波纹管（14），所述的进水波纹管（13）套置在所述的出水波纹管（14）内，使进水波纹管（13）和出水波纹管（14）之间形成冷却水腔（15），所述的进水波纹管（13）通过下出水法兰（16）与冷却水腔（15）相连通，所述的进水波纹管（13）一端与下移动法兰（17）密封螺接，另一端与冷却系统连接法兰（4）焊接；所述的出水波纹管（14）两端分别与冷却系统连接法兰（4）和下移动法兰（17）焊接密封；所述的进水波纹管（13）连接有进水口（11），所述的出水波纹管（14）连接有出水口（12），所述的冷却水腔（15）与出水口（12）相连通。
2.根据权利要求1所述的容积可变式冷却装置，其特征在于，所述的真空腔体（2）的腔体壁上设置有密封法兰（3），所述的冷却系统连接法兰（4）安装在密封法兰（3）上。
3.根据权利要求1所述的容积可变式冷却装置，其特征在于，所述的升降杆（6）与所述冷却系统连接法兰（4）之间通过设置在冷却系统连接法兰（4）上的密封圈（5）进行真空密封。
4.根据权利要求1所述的容积可变式冷却装置，其特征在于，所述的直线导轨（10）上设置有连接角板（9），所述的提升横梁（7）连接在所述的连接角板（9）上。
5.根据权利要求1所述的容积可变式冷却装置，其特征在于，所述的进水口（11）和出水口（12）分别设置在冷却系统连接法兰（4）上并位于真空腔体（2）的外侧。
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