CN111363892A - 一种热处理冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种热处理冷却装置，涉及热处理技术领域。热处理冷却装置包括两个冷却室和两个送料装置，每一冷却室内设有用于容纳冷却介质的冷却池，冷却室开设有进料口和出料口，其中，第一冷却池中的冷却介质为冷却水，第二冷却池中的冷却介质为冷却油，且第一冷却室的出料口与第二冷却室的进料口连通；两个送料装置分别设置在第一冷却池和第二冷却池内，送料装置具有用于承载工件的承载面，承载面具有竖直向移动的活动行程以及自进料口向出料口移动的活动行程。本发明提供的热处理冷却装置，可根据热处理不同工艺以及工件的质量要求来选择冷却速度，节约成本，冷却方式多样。

Description

一种热处理冷却装置

技术领域

本发明涉及热处理技术领域，特别涉及一种热处理冷却装置。

背景技术

热处理是指材料在固态下，通过加热、保温和冷却的手段，以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺。冷却是热处理工艺过程中不可缺少的步骤，冷却方法因工艺不同而不同，主要是控制冷却速度。一般退火的冷却速度最慢，目前退火一般是在炉壁内通入水，利用低温的水吸收炉体的热量再排放出炉体；淬火的冷却速度较快，一般都是将工件直接浸入到淬火介质(水或油)中。

并且即使是淬火时，为了保证工件质量，不同温度阶段需要的冷却速度也不一样，如图1所示，根据理想淬火的冷却温度可知，冷却速度需要先快后慢，如果选用的淬火介质为水时，虽然冷却能力较强，但在Ms点附近冷却速度过快，影响质量；如果淬火介质是油，Ms点附近冷却缓慢，可有效降低变形和开裂倾向，但高温区冷却能力较低，影响工件质量。但目前热处理冷却装置的冷却速度较为单一，一般退火、淬火需选用不同的冷却装置，操作繁琐、成本较高，且不满足工件质量要求较高时的冷却速度变化要求。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种热处理冷却装置，旨在解决现有的热处理冷却装置的冷却速度较为单一的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种热处理冷却装置，包括：

两个冷却室，每一所述冷却室内设有用于容纳冷却介质的冷却池，所述冷却室开设有进料口和出料口，其中，所述第一冷却池中的所述冷却介质为冷却水，所述第二冷却池中的所述冷却介质为冷却油，且所述第一冷却室的出料口与所述第二冷却室的进料口连通；以及，

两个送料装置，分别设置在所述第一冷却池和所述第二冷却池内，所述送料装置具有用于承载工件的承载面，所述承载面具有竖直向移动的活动行程以及自所述进料口向所述出料口移动的活动行程。

可选地，每一所述冷却室上部设有喷淋头，用以向所述冷却室内喷淋所述冷却介质。

可选地，所述承载面具有竖直向移动的活动行程，而具有位于所述冷却介质液面之下的浸没位置，以及高于所述液面的初始位置；

每一所述冷却池的侧壁上还设有排放口，所述排放口位于所述浸没位置的水平高度与所述冷却介质液面的水平高度之间。

可选地，所述热处理冷却装置还包括冷却介质储存池和水泵，所述冷却介质储存池的出口与所述水泵连接，所述水泵与所述喷淋头连接，所述排放口与所述冷却介质储存池的入口连接。

可选地，所述排放口和所述冷却介质储存池之间还设有冷凝器，所述冷凝器的一端与所述排放口相连接，另一端与所述冷却介质储存池的入口连接。

可选地，所述热处理冷却装置还包括多个喷水管，多个所述喷水管设置在所述冷却室内，且多个所述喷水管的出水口沿所述冷却池的周向间隔设置于所述冷却池的内壁。

可选地，多个所述喷水管的出水口的水平高度与所述浸没位置的水平高度相当。

可选地，所述冷却池的周缘到中心的方向为第一方向，所述喷水管具有喷水头，所述喷水头均朝向所述第一方向的同一侧设置。

可选地，所述送料装置包括：

机架；

输送辊道，所述输送辊道设于所述机架，用以输送工件自所述进料口向所述出料口移动；以及，

升降机构，所述升降机构安装在所述冷却池的底部，且与所述机架连接，用于驱使所述机架在竖直方向上移动。

本发明的技术方案中，通过设置两个冷却室和两个送料装置，且每个冷却室设有用于容纳冷却介质的冷却池，第一冷却池中的冷却介质为冷却水，第二冷却池的冷却介质为冷却油；送料装置具有用于承载工件的承载面，承载面具有竖直向移动的活动行程以及自所述进料口向所述出料口移动的活动行程。当退火工艺时，承载面的活动行程为自进料口向出料口移动的水平活动行程，即承载面位于冷却介质液面之上，并且可根据工件的材质需要的不同的退火速度，选择在冷却介质为水的冷却室冷却或者冷却介质为油的冷却室冷却；当淬火工艺时，若工件质量要求较低，则根据工件材质，通过承载面的竖直向移动行程，选择将工件浸入冷却水或冷却油中快速冷却，工件质量要求较高时，先浸入冷却水中冷却再浸入冷却油中冷却，满足工件较高的质量要求。因此，本发明提供的热处理冷却装置，可根据热处理不同工艺以及工件的质量要求来选择冷却速度，节约成本，冷却方式多样。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为理想淬火的冷却温度图；

图2为本发明提供的热处理冷却装置的一实施例的示意图。

图3为图2中喷水管的俯视示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

目前热处理冷却装置的冷却速度较为单一，一般退火、淬火需选用不同的冷却装置，操作繁琐、成本较高，且不满足工件质量要求较高时的冷却速度变化要求。鉴于此，本发明提出一种热处理冷却装置，解决了现有热处理装置冷却速度较为单一的问题。图2为本发明提供的热处理冷却装置的一实施例的示意图。

请参阅图2，本发明提供的热处理冷却装置，包括两个冷却室1和两个送料装置2，每一冷却室1内设有用于容纳冷却介质的冷却池12，冷却室1开设有进料口和出料口，其中，第一冷却池12a中的冷却介质为冷却水，第二冷却池12b中的冷却介质为冷却油，且第一冷却室1a的出料口与第二冷却室1b的进料口连通；两个送料装置2分别设置在第一冷却池12a和第二冷却池12b内，送料装置2具有用于承载工件的承载面，承载面具有竖直向移动的活动行程以及自进料口向出料口移动的活动行程。

在一实施例中，送料装置2将工件从进料口输送进第一冷却池12a，然后承载面竖直向下运动至浸没在冷却水中，冷却到一定温度后(即温度在Ms点处，不同工件，温度不同，依据实际情况而定)，承载面在送料装置2的作用下竖直向上运动到第一冷却室进料口100与第一冷却室出料口101的水平高度上，然后自第一冷却室进料口100向第一冷却室出料口101水平方向移动至第二冷却室1b，然后承载面竖直向下运动至浸没在冷却油中，冷却至室温，再在送料装置2作用下竖直向上运动到第二冷却室进料口110与第二冷却室出料口111的水平高度上，最后自第二冷却室进料口110向第二冷却室出料口111的水平方向移动至冷却室1外，冷却结束。此种冷却方式多用于对工件质量要求较高的淬火工艺处理。

在一实施例中，送料装置2将工件从进料口输送进第一冷却池12a，然后承载面竖直向下运动至浸没在冷却水中，冷却到室温后，承载面在送料装置2的作用下竖直向上运动到第一冷却室进料口100和第一冷却室出料口101的水平高度上，然后水平输送第二冷却室1b，再一直输送至冷却室1外，冷却结束。此种冷却方式多用于对工件质量要求较低，且工件需要较快冷却速度的淬火处理。工件需要较慢冷却速度的淬火处理时，将工件输送至第二冷却池12b内，浸入油内冷却，原理与只浸入水冷却的过程相似，在此不做赘述。

在一实施例中，冷却介质的液面的水平高度低于进料口和出料口，承载面的活动行程为自进料口向出料口水平移动的活动行程，工件与冷却介质不接触，工件的冷却通过冷却池12的冷却介质吸收冷却室1的热量来冷却。具体实施时，可根据工件的材质所需的冷却速度，来选择对应的冷却介质进行冷却。此种冷却方式多用于热处理退火工艺的冷却。

进一步地，每一冷却室1上部设有喷淋头12，用以向冷却室1内喷淋冷却介质。喷淋头12向冷却室1内喷淋冷却介质，同时使承载面在竖直向上不移动，即承载面位于冷却介质液面之上。通过喷淋冷却介质来冷却，此种冷却速度比工件直接浸没冷却介质的冷却方式慢，比工件不与冷却介质接触，通过冷却介质吸收冷却室1的热量的冷却速度快，可以用于热处理回火工艺的冷却。具体将工件于第一冷却室1a喷淋冷却水进行冷却，还是位于第二冷却室1b喷淋冷却油进行冷却，可根据工件的材质来选择合适的冷却介质，并且还可通过调节喷淋头12喷淋冷却介质的流速和容量来调节冷却速度。

在一实施例中，工件浸没于冷却池12的冷却介质后，由于工件温度过高与工件接触的冷却介质会快速升温。因此，冷却池12设置喷淋头12喷淋冷却介质还可以冷却冷却室1内的冷却介质。

进一步地，承载面具有竖直向移动的活动行程，而具有位于所述冷却介质液面之下的浸没位置，以及高于所述液面的初始位置，请参阅图2，第一冷却池12a的承载面即处于浸没位置，第二冷却池12b的承载面即处于初始位置；每一冷却池12的侧壁上还设有排放口16，根据热水上升冷水下降原理，将排放口16设于浸没位置的水平高度与冷却介质液面的水平高度之间。因此，冷却室1可以通过喷淋头12喷淋温度较低的冷却介质，同时从排放口16排出由于与工件接触而温度较高的冷却介质，从而使冷却室1内的冷却介质温度较为稳定，以此保证工件冷却速度，进而保证工件质量。

热处理冷却装置还包括冷却介质储存池14和水泵15，冷却介质储存池14的出口142与水泵15连接，水泵15与喷淋头12连接，排放口16与冷却介质储存池14的入口141连接，以此形成冷却介质循环系统。水泵15提供动力，将冷却介质储存池14的冷却介质运输至喷淋头12，冷却介质可以循环利用，节约成本。

为了使喷淋头12喷淋的冷却介质温度稳定，排水口和冷却介质储存池14之间还设有冷凝器17，冷凝器17的一端与排放口16连接，对排放口16排出的温度较高的冷却介质进行冷却，然后输入至冷却介质储存池14待用。

在另一实施例中，热处理冷却装置还包括多个喷水管121，多个喷水管121在所述冷却室1内，且多个喷水管的出水口沿冷却池12的周向间隔设置于冷却池12的内壁，用以热处理冷却处理时，向冷却池12内喷入冷却介质从而降低冷却池12的温度。

进一步地，多个喷水管121的出水口的水平高度和浸没位置的水平高度相当。需要说明的是，此处相当的意思是相等以及约等于，即出水口的水平高度与浸没位置的水平高度一样。将出水口设于此处，可以使刚喷出的冷却介质与工件接触，冷却速度较快。请参阅图3，冷却池12的周缘到中心的方向为第一方向，喷水管121具有喷水头122，喷水头122均朝向第一方向的同一侧设置。需要说明的是，此处喷水头122朝向第一方向的同一侧设置即喷水头122都在第一方向的左侧或右侧设置。由于冷却处理时，与工件接触的冷却介质会快速升温，并将金属包裹起来，而其他的冷却介质难以快速的与其接触，此处喷水头122的设置，使喷水头122喷出的冷却介质能形成一个漩涡，促进浸没位置各个地方冷却介质的流动，也就是冷却介质在工件周围的流动，使工件周围的冷却介质温度较低且稳定。

本发明对送料装置2的具体实施方式不做限制，只要满足承载面可以在水平向和竖直向移动即可。在一实施例中，送料装置2包括机架21、输送辊道22和升降机构23，输送辊道22设于机架21，用以输送工件自进料口向出料口移动，升降机构23安装在冷却池12的底部，且与机架21连接，用于驱使工件在竖直方向上移动。输送辊道22由电机(图中未示出)、传动轴(图中未示出)和若干个辊筒(图中未示出)组成，通过电机驱动辊筒转动实现工件的输送，升降机构23可通过设置电动伸缩杆实现。输送辊道22在水平方向的移动以及升降机构23在竖直方向的移动在本领域都属于常规技术手段，在此不多做解释。需要说明的是，第一冷却池12a和第二冷却池12b除冷却介质不同，其余装置和结构以及原理都相同。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种热处理冷却装置，其特征在于，包括：

两个冷却室，每一所述冷却室内设有用于容纳冷却介质的冷却池，所述冷却室开设有进料口和出料口，其中，所述第一冷却池中的所述冷却介质为冷却水，所述第二冷却池中的所述冷却介质为冷却油，且所述第一冷却室的出料口与所述第二冷却室的进料口连通；以及，

两个送料装置，分别设置在所述第一冷却池和所述第二冷却池内，所述送料装置具有用于承载工件的承载面，所述承载面具有竖直向移动的活动行程以及自所述进料口向所述出料口移动的活动行程。

2.如权利要求1所述的热处理冷却装置，其特征在于，每一所述冷却室上部设有喷淋头，用以向所述冷却室内喷淋所述冷却介质。

3.如权利要求2所述的热处理冷却装置，其特征在于，所述承载面具有竖直向移动的活动行程，而具有位于所述冷却介质液面之下的浸没位置，以及高于所述液面的初始位置；

每一所述冷却池的侧壁上还设有排放口，所述排放口位于所述浸没位置的水平高度与所述冷却介质液面的水平高度之间。

4.如权利要求3所述的热处理冷却装置，其特征在于，所述热处理冷却装置还包括冷却介质储存池和水泵，所述冷却介质储存池的出口与所述水泵连接，所述水泵与所述喷淋头连接，所述排放口与所述冷却介质储存池的入口连接。

5.如权利要求4所述的热处理冷却装置，其特征在于，所述排放口和所述冷却介质储存池之间还设有冷凝器，所述冷凝器的一端与所述排放口相连接，另一端与所述冷却介质储存池的入口连接。

6.如权利要求1所述的热处理冷却装置，其特征在于，所述热处理冷却装置还包括多个喷水管，多个所述喷水管设置在所述冷却室内，且多个所述喷水管的出水口沿所述冷却池的周向间隔设置于所述冷却池的内壁。

7.如权利要求6所述的热处理冷却装置，其特征在于，多个所述喷水管的出水口的水平高度与所述浸没位置的水平高度相当。

8.如权利要求7所述的热处理冷却装置，其特征在于，所述冷却池的周缘到中心的方向为第一方向；

所述喷水管具有喷水头，所述喷水头均朝向所述第一方向的同一侧设置。

9.如权利要求1所述的热处理冷却装置，其特征在于，所述送料装置包括：

机架；

输送辊道，所述输送辊道设于所述机架，用以输送工件自所述进料口向所述出料口移动；以及，

升降机构，所述升降机构安装在所述冷却池的底部，且与所述机架连接，用于驱使所述机架在竖直方向上移动。

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