CN111041168B - 一种用于提高立式真空高压气淬设备冷却均匀性的风冷系统 - Google Patents

一种用于提高立式真空高压气淬设备冷却均匀性的风冷系统 Download PDF

Info

Publication number
CN111041168B
CN111041168B CN201911366713.9A CN201911366713A CN111041168B CN 111041168 B CN111041168 B CN 111041168B CN 201911366713 A CN201911366713 A CN 201911366713A CN 111041168 B CN111041168 B CN 111041168B
Authority
CN
China
Prior art keywords
air
door
closed space
cooling
volute
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201911366713.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111041168A (zh
Inventor
陆文林
徐跃明
丛培武
杜春辉
王赫
何龙祥
王同
薛丹若
杨广文
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China National Machinery Institute Group Beijing Electromechanical Research Institute Co.,Ltd.
Original Assignee
Beijing Research Institute of Mechanical and Electrical Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Research Institute of Mechanical and Electrical Technology filed Critical Beijing Research Institute of Mechanical and Electrical Technology
Priority to CN201911366713.9A priority Critical patent/CN111041168B/zh
Publication of CN111041168A publication Critical patent/CN111041168A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111041168B publication Critical patent/CN111041168B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/62—Quenching devices
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/56—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering characterised by the quenching agents
    • C21D1/613—Gases; Liquefied or solidified normally gaseous material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/74—Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material
    • C21D1/767—Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material with forced gas circulation; Reheating thereof

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Furnace Details (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于提高立式真空高压气淬设备冷却均匀性的风冷系统，包括风机、叶轮、蜗壳、导风罩、换热器、上小隔热屏、出风道、回风道、风门I、风门II、上封板、下封板、下小隔热屏等。其中：导风罩与换热器相联，用于将流经换热器的冷却气体导入蜗壳入口；出风道与蜗壳出口相联，用于引出蜗壳流出的气体；风门I安装于出风道内，风门I由气缸驱动，可实现进风方向的切换；风门II安装于回风道内，风门II由气缸驱动，可实现回风方向的切换。该风冷系统可实现冷却气流对工件的上下交替喷风冷却，能大大缩小工件两端的温差，进而提高工件组织、性能的均匀性，减少工件变形。

Description

一种用于提高立式真空高压气淬设备冷却均匀性的风冷系统
技术领域
本发明涉及一种立式真空高压气淬设备，尤其涉及一种用于提高立式真空高压气淬设备冷却均匀性的风冷系统，可实现气流上下交替冷却。
背景技术
热处理是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的服役性能，充分发挥材料潜力的一种工艺技术。真空高压气淬是近年来发展起来的一种热处理技术，其采用高纯氮气或氩气等惰性气体作为淬火冷却介质，具有清洁、无污染、无需后续清洗、淬火强度易于调节、工件变形小等优点，在航空航天、军工、汽车等领域长径比较小的工件处理方面得到广泛应用，并取得较好效果。
但对于长径比较大的工件进行处理时，仍存在组织均匀性差、变形大的问题，影响工件的使用性能。主要原因在于：目前处理长径比较大的零件所使用的立式真空高压气淬设备通常采用气流单向冷却的风冷系统，即冷却气流从一侧进入吹向工件，由另一侧流出，直至工件完全冷却。在冷却过程中，由于工件两端冷速不同，使工件两端产生温差，导致工件整体组织性能不均匀，工件产生变形。该温差对于长径比较小的工件影响较小，但对于长径比较大的工件影响明显，造成工件两端组织、性能的不均匀，热处理变形难以控制。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于提高立式真空高压气淬设备冷却均匀性的风冷系统。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的用于提高立式真空高压气淬设备冷却均匀性的风冷系统，包括风机、叶轮、蜗壳、导风罩、换热器、上小隔热屏、出风道、回风道、风门I、风门II、上封板、下封板、下小隔热屏；
所述换热器、上小隔热屏和上封板围成上部封闭空间，其上开有与所述回风道相联的入口，流经所述回风道的气体经所述上部封闭空间进入换热器；
所述上小隔热屏、上封板和炉胆上盖围成中部封闭空间，作为进风/回风的转换腔室，其上开有与所述出风道和回风道相联的入口；
所述下封板、下小隔热屏、炉门、炉胆壳体和炉胆下盖围成下部封闭空间，作为回风/进风的转换腔室，其上开有与出风道和回风道相联的入口；
所述出风道有一个进风口和两个出风口，其中进风口与所述蜗壳的出口相联，两个出风口分别与所述中部封闭空间和下部封闭空间相联，所述风门I安装于出风道内，所述风门I由气缸推动，实现冷却气流在两个出风口间进行切换，从而改变进风方向；
所述回风道有两个进风口和一个出风口，其中两个进风口分别与所述下部封闭空间和中部封闭空间相联，出风口与所述上部封闭空间相联，所述风门II安装于回风道内，风门II由气缸推动，实现冷却气流在两个进风口间进行切换，从而改变出风方向。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的用于提高立式真空高压气淬设备冷却均匀性的风冷系统，通过风门I、II的切换，可实现冷却气流对工件的上下交替冷却，这能大大缩小工件两端的温差，进而提高工件组织、性能的均匀性，减少工件变形。
附图说明
图1为本发明实施例提供的用于提高立式真空高压气淬设备冷却均匀性的风冷系统自上而下冷却示意图；
图2为本发明实施例的气流自下而上冷却示意图。
图中：
1.风机，2.叶轮，3.蜗壳，4.导风罩，5.换热器，6.上小隔热屏，7.出风道，8.回风道，9.风门I，10.风门II，11.上封板，12.下封板，13.下小隔热屏。
具体实施方式
下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
本发明的用于提高立式真空高压气淬设备冷却均匀性的风冷系统，其较佳的具体实施方式是：
包括风机、叶轮、蜗壳、导风罩、换热器、上小隔热屏、出风道、回风道、风门I、风门II、上封板、下封板、下小隔热屏；
所述换热器、上小隔热屏和上封板围成上部封闭空间，其上开有与所述回风道相联的入口，流经所述回风道的气体经所述上部封闭空间进入换热器；
所述上小隔热屏、上封板和炉胆上盖围成中部封闭空间，作为进风/回风的转换腔室，其上开有与所述出风道和回风道相联的入口；
所述下封板、下小隔热屏、炉门、炉胆壳体和炉胆下盖围成下部封闭空间，作为回风/进风的转换腔室，其上开有与出风道和回风道相联的入口；
所述出风道有一个进风口和两个出风口，其中进风口与所述蜗壳的出口相联，两个出风口分别与所述中部封闭空间和下部封闭空间相联，所述风门I安装于出风道内，所述风门I由气缸推动，实现冷却气流在两个出风口间进行切换，从而改变进风方向；
所述回风道有两个进风口和一个出风口，其中两个进风口分别与所述下部封闭空间和中部封闭空间相联，出风口与所述上部封闭空间相联，所述风门II安装于回风道内，风门II由气缸推动，实现冷却气流在两个进风口间进行切换，从而改变出风方向。
所述蜗壳有一个入口和多个出口，所述导风罩与所述换热器相联，所述出风道与所述蜗壳出口相联，流经所述换热器的冷却气体经所述导风罩导入所述蜗壳入口，所述蜗壳出口流出的气体进入所述出风道。
所述叶轮为离心式叶轮，安装于所述蜗壳内，其与所述风机输出轴相联。
所述换热器为管翅式换热器。
所述风门I和风门II的切换采用平移或旋转方式。
所述风门I和风门II按照预先设定的时间进行切换，或根据负载热电偶所测得的工件上下两端温度差进行切换，从而实现冷却气流对工件的上下交替喷风冷却。
所述出风道的上端和下端分别安装有所述风门I。
所述回风道内的上端和下端分别安装有所述风门II。
本发明的用于提高立式真空高压气淬设备冷却均匀性的风冷系统，在冷却过程中通过风门I、II的切换，可实现冷却气流对工件的上下交替冷却，这能大大缩小工件两端的温差，进而提高工件组织、性能的均匀性，减少工件变形。
具体实施例：
如图1所示，当出风道7内的风门I9和回风道8内的风门II10处于图示位置时，出风道7的出风口F1开启，出风道7的出风口F2关闭，同时回风道8的进风口F3开启，回风道8的进风口F4关闭。在此情况下冷却时，风机1转动带动叶轮2高速旋转，冷却气体经叶轮2压缩后由蜗壳3出口流出，进入出风道7，经出风口F1进入中部封闭空间，由炉胆上盖风孔自上而下吹向工件进行热交换，之后气体由炉胆下盖风孔流出进入下部封闭空间，经回风道8进风口F3进入回风道8，由回风道出风口流出进入上部封闭空间，气体经换热器5冷却后，经导风罩4进入蜗壳3入口，形成自上而下冷却的回路。
如图2所示，当出风道7内的风门I9和回风道8内的风门II10处于图示位置时，出风道7的出风口F2开启，出风道7的出风口F1关闭，同时回风道8的进风口F3关闭，回风道8的进风口F4开启。在此情况下冷却时，风机1转动带动叶轮2高速旋转，冷却气体经叶轮2压缩后由蜗壳3出口流出，进入出风道7，经出风口F2进入下部封闭空间，由炉胆下盖风孔自下而上吹向工件进行热交换，之后气体由炉胆上盖风孔流出进入中部封闭空间，经回风道8进风口F4进入回风道8，由回风道出风口流出进入上部封闭空间，气体经换热器5冷却后，经导风罩4进入蜗壳3入口，形成自下而上冷却的回路。
冷却过程中，通过对风门I9和风门II10的切换，可实现冷却气流对工件自上而下和自下而上交替喷风冷却。风门可以按照预先设定的时间进行切换，或根据负载热电偶所测得的工件上下两端温度差进行切换。通过上述过程的循环往复，保证工件在整个高压气淬过程中的冷却均匀。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种用于提高立式真空高压气淬设备冷却均匀性的风冷系统，其特征在于，包括风机（1）、叶轮（2）、蜗壳（3）、导风罩（4）、换热器（5）、上小隔热屏（6）、出风道（7）、回风道（8）、风门I（9）、风门II（10）、上封板（11）、下封板（12）、下小隔热屏（13）；
所述换热器（5）、上小隔热屏（6）和上封板（11）围成上部封闭空间，其上开有与所述回风道（8）相连的入口，流经所述回风道（8）的气体经所述上部封闭空间进入换热器（5）；
所述上小隔热屏（6）、上封板（11）和炉胆上盖围成中部封闭空间，作为进风/回风的转换腔室，其上开有与所述出风道（7）相连的入口和回风道（8）相连的出口；
所述下封板（12）、下小隔热屏（13）、炉门、炉胆壳体和炉胆下盖围成下部封闭空间，作为回风/进风的转换腔室，其上开有与所述出风道（7）相连的入口和回风道（8）相连的出口；
所述出风道（7）有一个进风口和两个出风口（F1和F2），其中进风口与所述蜗壳（3）的出口相连，两个出风口（F1和F2）分别与所述中部封闭空间和下部封闭空间相连，所述风门I（9）安装于出风道（7）内，所述风门I（9）由气缸推动，实现冷却气流在两个出风口（F1和F2）间进行切换，从而改变进风方向；
所述回风道（8）有两个进风口（F3和F4）和一个出风口，其中两个进风口（F3和F4）分别与所述下部封闭空间和中部封闭空间相连，出风口与所述上部封闭空间相连，所述风门II（10）安装于回风道（8）内，风门II（10）由气缸推动，实现冷却气流在两个进风口（F3、F4）间进行切换，从而改变出风方向；
所述蜗壳（3）有一个入口和多个出口，所述导风罩（4）与所述换热器（5）相连，所述出风道（7）与所述蜗壳（3）出口相连，流经所述换热器（5）的冷却气体经所述导风罩（4）导入所述蜗壳（3）入口，所述蜗壳（3）出口流出的气体进入所述出风道（7）；
所述叶轮（2）为离心式叶轮，安装于所述蜗壳（3）内，其与所述风机（1）输出轴相连；
所述换热器（5）为管翅式换热器；
所述风门I和风门II的切换采用平移或旋转方式；
所述风门I（9）和风门II（10）按照预先设定的时间进行切换，或根据负载热电偶所测得的工件上下两端温度差进行切换，从而实现冷却气流对工件的上下交替喷风冷却；
所述出风道（7）的上端和下端分别安装有所述风门I（9），分别用于所述出风道（7）的两个出风口（F1和F2）的打开或关闭；
所述回风道（8）的上端和下端分别安装有所述风门II（10），分别用于所述回风道（8）的两个进风口（F3和F4）的打开或关闭。
CN201911366713.9A 2019-12-26 2019-12-26 一种用于提高立式真空高压气淬设备冷却均匀性的风冷系统 Active CN111041168B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911366713.9A CN111041168B (zh) 2019-12-26 2019-12-26 一种用于提高立式真空高压气淬设备冷却均匀性的风冷系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911366713.9A CN111041168B (zh) 2019-12-26 2019-12-26 一种用于提高立式真空高压气淬设备冷却均匀性的风冷系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111041168A CN111041168A (zh) 2020-04-21
CN111041168B true CN111041168B (zh) 2021-07-16

Family

ID=70240235

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911366713.9A Active CN111041168B (zh) 2019-12-26 2019-12-26 一种用于提高立式真空高压气淬设备冷却均匀性的风冷系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111041168B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113604635B (zh) * 2021-07-27 2023-05-09 中国华电科工集团有限公司 一种用于太阳能集热器制造系统的回火设备及其回火方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090123707A (ko) * 2008-05-28 2009-12-02 주식회사 엔케이 고압가스용기의 자동담금질장치
CN204325431U (zh) * 2014-12-12 2015-05-13 大连爱信金属制品有限公司 一种双室气冷真空炉
CN106048162A (zh) * 2016-07-28 2016-10-26 上海先越冶金技术股份有限公司 一种冷室高压气淬的结构
CN108642255A (zh) * 2018-06-04 2018-10-12 北京机电研究所有限公司 一种可实现气流上下交替切换的真空高压气淬炉炉胆结构

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090123707A (ko) * 2008-05-28 2009-12-02 주식회사 엔케이 고압가스용기의 자동담금질장치
CN204325431U (zh) * 2014-12-12 2015-05-13 大连爱信金属制品有限公司 一种双室气冷真空炉
CN106048162A (zh) * 2016-07-28 2016-10-26 上海先越冶金技术股份有限公司 一种冷室高压气淬的结构
CN108642255A (zh) * 2018-06-04 2018-10-12 北京机电研究所有限公司 一种可实现气流上下交替切换的真空高压气淬炉炉胆结构

Also Published As

Publication number Publication date
CN111041168A (zh) 2020-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111041168B (zh) 一种用于提高立式真空高压气淬设备冷却均匀性的风冷系统
CN111286589B (zh) 一种气流可上下交替的卧式真空高压气淬炉用风冷系统
CN203080019U (zh) 无料框方式风冷式淬火装置
CN218646017U (zh) 一种烧结炉
CN205403462U (zh) 一种用于软磁铁氧体烧结高温气体的冷却装置及系统
CN111041172A (zh) 一种用于卧式真空高压气淬的风冷系统
CN201956806U (zh) 低流阻电机用空空冷却器
CN101608869B (zh) 一种电极焙烧炉强制冷却方法及装置
CN109579546A (zh) 一种双级冷却炉
CN201638907U (zh) 电池电芯冷却干燥箱
CN103290196A (zh) 一种对钢管进行正火冷却的方法
CN219301273U (zh) 一种真空炉
CN203373393U (zh) 一种热处理用快冷装置
CN107287395A (zh) 一种台车式退火炉
CN208087677U (zh) 一种铝型材生产线可控式冷却装置
CN201992971U (zh) 一种硅钢烘干炉冷却设备
CN106500503A (zh) 多功能真空炉
CN220206313U (zh) 一种真空炉出风结构及真空炉风冷系统
CN217517013U (zh) 一种高温常压气氛炉强制对流装置
CN212649974U (zh) 一种机房的散热结构
CN216192505U (zh) 一种自动化真空热处理设备
CN212109257U (zh) 电热鼓风干燥箱
CN220224223U (zh) 一种工件加工用正火冷却装置
CN218443354U (zh) 一种急冷炉的风道结构
CN220624580U (zh) 一种液压泥炮加工用降温装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: 100083 No. 18 clear road, Haidian District, Beijing

Patentee after: China National Machinery Institute Group Beijing Electromechanical Research Institute Co.,Ltd.

Address before: 100083 No. 18 clear road, Haidian District, Beijing

Patentee before: BEIJING Research Institute OF MECHANICAL & ELECTRICAL TECHNOLOGY