CN112011673A - 一种全自动恒温热处理生产线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种全自动恒温热处理生产线，其包括：加热炉、淬火池、淬火水池水温调节系统和三维叉车，加热炉的数量为多个，加热炉设置有能够打开和关闭的舱门；三维叉车包括能在竖直方向和水平方向上移动的升降叉车，三维叉车在热处理导轨上移动，升降叉车能够进入加热炉和淬火池内；多个加热炉沿热处理导轨设置且均位于热处理导轨的同一侧；多个淬火池依次排列设置在热处理导轨所在地面之下，多个淬火池与多个加热炉一一对应；淬火水池水温冷却调节系统包括外循环冷却机构和内循环机构，外循环冷却机构与淬火池相连，内循环机构设置在淬火池内。本发明采用三维叉车对工件进行运输、淬火和冷却，可以达到对工件热处理的全自动。

Description

一种全自动恒温热处理生产线

技术领域

本发明涉及金属冶炼领域，尤其涉及一种全自动恒温热处理生产线。

背景技术

热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺，淬火是热处理中常规的处理步骤，是用于改变金属的金相，以获得不同性能的金属制品。但是在现有技术中，对大工件进行淬火时，目前的生产线没有很好地自动化效果，操作过程和操作步骤繁琐，给操作者带来不便的同时还不能达到很好的淬火效果。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种全自动恒温热处理生产线，其解决了现有热处理生产线操作繁琐复杂的技术问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括一种全自动恒温热处理生产线，其包括：

加热炉，所述加热炉的数量为多个，所述加热炉设置有能够打开和关闭的舱门，所述加热炉能够对炉内的工件进行加热；

三维叉车，所述三维叉车包括能在竖直方向和水平方向上移动的升降叉车，所述三维叉车在热处理导轨上移动，所述升降叉车能够进入所述加热炉和所述淬火池内；所述热处理导轨成对设置且相互平行，多个所述加热炉沿所述热处理导轨设置且均位于所述热处理导轨的同一侧；

淬火池，所述淬火池内能够容纳冷却水，所述淬火池的数量为多个，多个所述淬火池依次排列设置在所述热处理导轨所在地面之下，多个所述淬火池与多个所述加热炉一一对应；

淬火水池水温调节系统，所述淬火水池水温冷却调节系统包括外循环冷却机构和内循环机构，所述外循环冷却机构与所述淬火池相连，所述内循环机构设置在所述淬火池内。

优选地，所述外循环冷却机构包括第一冷却塔和第二冷却塔，所述第一冷却塔与所述淬火池相连，所述第二冷却塔通过冰蓄冷装置与所述淬火池相连。

优选地，所述冰蓄冷装置包括槽体和双工况冷水装置，所述槽体内设置有多个冰蓄冷槽，所述冰蓄冷槽内设置有换热盘管，所述换热盘管通过所述双工况冷水装置与所述第二冷却塔相连，所述冰蓄冷槽与所述淬火池相连。

优选地，所述内循环机构包括多个并排设置在所述淬火池的内壁上的循环管以及设置于所述循环管内能够旋转的搅拌叶轮。

优选地，多个所述循环管均布于所述淬火池的相对的两侧，相对两侧的所述出水管的出水口相对设置。

优选地，所述三维叉车还包括成对且相互平行的行走导轨，所述行走导轨上设置有能够在所述热处理导轨上行走的多个行走轮，所述行走轮的运动方向与所述行走导轨的延伸方向垂直，所述行走导轨相对的侧面均设置有齿条导轨；所述齿轮导轨的延伸方向与所述行走导轨的延伸方向相同；所述升降叉车可移动地设置在所述行走导轨上，所述升降叉车设置有成对且可转动的行走齿轮，所述行走齿轮与所述齿条导轨相啮合。

优选地，成对的所述行走齿轮之间设置有行走电机和传动机构，所述行走电机通过传动机构带动行走齿轮转动。

优选地，所述传动机构包括连接箱、成对的传动轴、成对的转向箱，所述行走电机通过所述连接箱带动成对的所述传动轴旋转，传动轴通过转向箱一一对应带动所述行走齿轮转动。

优选地，所述全自动恒温热处理生产线还包括载货导轨以及可移动地设置于所述载货导轨上的载货板，所述载货导轨延伸方向与所述热处理导轨垂直，所述载货导轨设置在所述热处理导轨的两端。

优选地，所述舱门能够在所述加热炉上升降。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：本发明的全自动恒温热处理生产线，由于采用三维叉车对工件进行运输、淬火和冷却，相对于现有技术而言，其可以无需人力对工件进行搬运，达到了对工件热处理的全自动。

进一步地，淬火池的中的内循环机构将冷却水从淬火池底部循环到淬火池顶部，保证工件内部和周围的冷却水温度能够一样。同时，在淬火池外部通过外循环冷却机构不断将淬火池内的冷却水循环到第一冷却塔或冰蓄冷装置中，将冷却水的温度降低，使得淬火池中冷却水的温度始终保持在25°以下。内循环机构配合外循环冷却机构，可以保证工件内部和周围的水温始终保持在25°以下，达到最好的淬火效果。

附图说明

图1为本发明的全自动恒温热处理生产线的实施例的立体图；

图2为本发明的外循环冷却机构结构示意图；

图3为图2中槽体的俯视图；

图4为图1中的淬火池的俯视图；

图5为图4中的淬火池的在D-D处的剖视图；

图6为图1中的三维叉车的结构示意图；

图7为图1中的三维叉车的主示意图；

图8为图7中的A处的放大图。

【附图标记说明】

1：加热炉；2：热处理导轨；3：淬火池；4：三维叉车；5：舱门；

10：板式换热器；11：第一冷却塔；12：第二冷却塔；13：双工况冷水装置；14：槽体；15：冰蓄冷槽；16：换热盘管；17：循环管；18：搅拌叶轮；

20：行走导轨；21：行走轮；22：齿条导轨；23：行走齿轮：24：升降叉车；25：行走电机；26：连接箱；27：传动轴；28：转向箱；30：第二滚轮；31：第三滚轮；32：载货板；33：载货导轨。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。其中，本文所提及的“上”、“下”......等方位名词以图2的定向为参照。

为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

参照图1，本发明提供一种全自动恒温热处理生产线，其包括：加热炉1、热处理导轨2、淬火池3、三维叉车4和淬火水池水温调节系统。加热炉1的数量为多个，加热炉1设置有能够打开和关闭的舱门5，加热炉1能够对炉内的工件进行加热；加热炉1为现有可容纳大工件的加热炉1，用于对大工件进行加热。热处理导轨2成对设置且相互平行，多个加热炉1沿热处理导轨2设置且均位于热处理导轨2的同一侧；并排设置的加热炉1可以同时处理多个大工件的加热，且互不干涉。淬火池3内能够容纳冷却水，淬火池3的数量为多个，多个淬火池3依次排列设置在热处理导轨2所在地面之下，多个淬火池3与多个加热炉1一一对应。在优选的实施方案中，每一个淬火池3对应一个加热炉1，当工件在加热炉1加热之后，可以无需过多移动工件，将工件从加热炉1取出之后，直接放入淬火池3进行淬火，可以保证淬火的及时性，进而保证大工件淬火的质量。

三维叉车4包括能在竖直方向和水平方向上移动的升降叉车24，三维叉车4能够在热处理导轨2上移动，升降叉车24能够进入加热炉1和淬火池3内。三维叉车4用于运输大工件，并能够在三维空间的两两相互垂直的三个方向(X方向、Y方向和Z方向)进行移动，三维叉车4可直接通过载物齿叉起大工件，并在竖直方向和水平移动。

淬火水池水温冷却调节系统包括外循环冷却机构和内循环机构，外循环冷却机构与淬火池相连，内循环机构设置在淬火池内。水循环冷却系统用于将淬火池内部的水循环到外部冷却塔上进行冷却，内循环机构则是将淬火池中的水从淬火池底部循环到淬火池顶部，达到淬火池内部水温的一个恒定。

在优选的实施方式中，通过升降叉车24将位于热处理导轨一端的待处理工件抬起，并在热处理导轨2上移动，同时舱门5打开，升降叉车24向加热炉1移动，将工件放入加热炉1中后，舱门5关闭对工件进行加热。此时，升降叉车24可以继续将待处理工件运送到其他加热炉1中，也可以在工件热处理后，将处理后的工件从加热炉1中取出后，同时升降叉车24往下运动，将加热后的工件送入淬火池3中进行淬火。在淬火完成后，将工件从淬火池3中升起，并继续在热处理导轨上运动，将淬火完成的工件放置在热处理导轨的另一端。

其中，通过淬火水池水温冷却调节系统中的外循环冷却机构和内循环机构来调节淬火池中的水温，来保证工件淬火的温度恒定。外循环冷却机构不断将淬火池的水循环到外部冷却塔进行冷却，同时配合内循环机构来保证正在淬火的工件周围的水不断循环，防止热积累的现象。外循环冷却机构配合内循环机构使得工件周围的水温恒定不变，且在25°以下，使得工件的过冷度能够保证。

另外，三维叉车4能够快速地将工件从加热炉中取出，并立即放入淬火池中进行淬火。使用三维叉车4能够使得工件出仓和入水的时间大大缩短，保证了工件淬火的质量。同时使用三维叉车4能够保证每一个工件出仓和入水的时间一样，进而保证每个工件的生产工艺和环境一致。

进一步地，参照图2，外循环冷却机构包括第一冷却塔11和第二冷却塔12，第一冷却塔11与淬火池3相连，第二冷却塔12通过冰蓄冷装置与淬火池3相连，此为外循环。在本实施方式中，第二冷却塔12用于冰蓄冷装置中的冷却剂，进而保证与淬火池3冷却水热交换的冷水的温度。当室外温度比较低时，通过第一冷却塔11直接冷却淬火池3中的冷却水，来保证淬火池3中冷却水的温度基本恒定不变。

当室外温度过高时，冰蓄冷装置在夜晚的时候开启制冷，并将制冷的冷量储存在冰蓄冷装置中，在白天的时候，冰蓄冷装置将冷量送入淬火池3，同时双工况冷水装置13也不断产生制冷产生冷量，进而保证淬火池3中冷却水的温度基本恒定不变。

其中，参照图2和图3，冰蓄冷装置包括槽体14和双工况冷水装置13，槽体14内设置有多个冰蓄冷槽15，冰蓄冷槽15内设置有换热盘管16，换热盘管16通过双工况冷水装置13与第二冷却塔12相连，冰蓄冷槽15与淬火池3相连。第二冷却塔12用于冷却双工况冷水装置13的制冷剂，同时双工况冷水装置13制冷产生冷量，并将冷量存储在冰蓄冷槽15中。淬火池3中冷却水在冰蓄冷槽15中循环，将冷量带走，保障淬火池3中冷却水的温度基本恒定不变。

另外，在其他优选的实施方式中，冰蓄冷装置还可以包括板式换热器10，槽体14与板式换热器10相连，板式换热器10与淬火池3相连；板式换热器10由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种高效换热器。各种板片之间形成薄矩形通道，通过板片进行热量交换。在本实施方案中，板式换热器10用于将蓄冰制冷机组中的冷水与淬火池3中的冷却水进行热交换，进而对淬火池3中的冷却水进行降温，进而保证淬火池3中冷却水的温度恒定。通过板式换热器10可以调节进入淬火池3冷量，相对于淬火池3的水直接在槽体14内进行热交换，可避免冷量的浪费。

进一步地，参见图4和图5，淬火池3内设置有内循环机构，内循环机构包括多个并排设置在淬火池3的内壁上的循环管17以及设置于循环管17内能够旋转的搅拌叶轮18。其中，多个循环管17均布于淬火池3的相对的两侧，相对两侧的出水管的出水口相对设置。

在优选的实施方式中，内循环机构包括多个并排设置在淬火池3的内壁上的循环管17，循环管17内设置有水循环组件；水循环组件包括设置在循环管17内的能够旋转的搅拌叶轮18，循环管17的入水口低于冷却水的液面，循环管17的出水口位于淬火池3的底部，循环管17包括相互垂直连接的入水管和出水管，入水管与淬火池3的侧壁平行，出水管与淬火池3的底部平行，入水口位于入水管上，出水口位于出水管上。

另外，淬火池3内的冷却水通过水循环组件中的搅拌叶轮18的旋转，使得冷却水在循环管17内流动，将冷却水通过入水管从入水口进入，在从出水管上的出水口流出，进而将淬火池3上端的水通过循环管17流入到淬火池3底部，达到淬火池3内冷却水的循环流动。当大工件放入淬火池3也进行淬火时，大工件的内部空腔内的冷却水也同时进行循环流动，进而保证了大工件在淬火时各处的温度的均衡，相对于现有技术而言，其可以防止大工件进行淬火时产生热累积的现象，以使得工件各个部分的性能均衡，达到了保证工件加工质量的目的。

其中，冷却水从相对两侧的出水口排出后，在淬火池3中间合流并向上移动，之后在淬火池3上端重新进入入水口，再一次进行循环，此为内循环。大工件在淬火时，冷却水在大工件的腔室中间合流并向上移动，使得大工件内部也能够有冷却水的循环流动，保证大工件内部淬火时水温的均衡。

在本实施方式中，在工件淬火导致工件周围水温上升，淬火池的中的内循环机构将冷却水从淬火池底部循环到淬火池顶部，首先保证工件内部和周围的冷却水温度能够一样。进一步地，在淬火池外部通过外循环冷却机构不断将淬火池内的冷却水循环到第一冷却塔或冰蓄冷装置中，将冷却水的温度降低，使得淬火池中冷却水的温度始终保持在25°以下。内循环机构配合外循环冷却机构，可以保证工件内部和周围的水温始终保持在25°以下，达到最好的淬火效果。

进一步地，参见图6至图8，参见图三维叉车4还包括成对且相互平行的行走导轨20，行走导轨上设置有能够在热处理导轨2上行走的多个行走轮21，行走轮21的运动方向与行走导轨20的延伸方向垂直，行走导轨20相对的侧面均设置有齿条导轨22；齿轮导轨的延伸方向与行走导轨的延伸方向相同；升降叉车24可移动地设置在行走导轨20上，升降叉车24设置有成对且可转动的行走齿轮23，行走齿轮23与齿条导轨22相啮合。行走导轨20用于三维叉车4在向加热炉1方向上的移动，用于升降叉车24往加热炉1内放置工件。同时行走导轨通过行走轮21在热处理导轨2上移动，进而带动升降叉车24在热处理导轨2上移动到不同的加热炉1或运输工件。

升降叉车24通过升降装置在行走导轨20上升降，通过升降装置，升降叉车24能够用于三维叉车4在沿淬火池3方向上的移动，其升降装置可以为现有的升降装置，如液压升降，气动升降，齿轮升降等均可。

其中，成对的行走齿轮23之间设置有行走电机25和传动机构，行走电机25通过传动机构带动行走齿轮23转动。通过一个行走电机25带动成对的行走齿轮23可以保证成对的行走齿轮23速度相同，进而使得升降叉车24的速度稳定。

进一步地，传动机构包括连接箱26、成对的传动轴27、成对的转向箱28，行走电机25通过连接箱26带动成对的传动轴27旋转，传动轴27通过转向箱28一一对应带动行走齿轮23转动。在优选的实施方式中，行走电机25垂直于行走导轨设置在升降叉车24上，并通过连接箱26连接成对的传动轴27，连接箱26内部为蜗轮蜗杆，将行走电机25的转动转向传给转向箱28，转向箱28内部也为蜗轮蜗杆，将传动轴27的转动再次转向传给行走齿轮23并带动行走齿轮23转动。

进一步地，升降叉车24通过第一滚轮组在行走导轨的上端面移动，升降叉车24还设置有成对的第二滚轮组，第二滚轮组沿着行走导轨的侧面移动。第一滚轮组用于升降叉车24在行走导轨上的移动，第二滚轮组在行走导轨侧面的移动则是提供一个Z轴方向的支撑力给升降叉车24，防止第一滚轮组在行走导轨上脱轨。

其中，第一滚轮组包括多个设置在升降叉车24的底部的第一滚轮，第二滚轮组包括成对的第二滚轮30，成对的第二滚轮30一一对应位于行走导轨相对的两个侧面上。成对的第二滚轮30在三维叉车4做沿着X轴方向的运动时，能将升降叉车24抵在行走导轨上，防止第一滚轮在惯性下脱离行走导轨。

进一步地，升降叉车24还设置有第三滚轮组，第三滚轮组沿行走导轨的下端面移动。第三滚轮组用于在三维叉车4沿Z轴方向移动时提供一个Z轴方向的支撑力给升降叉车24，防止第一滚轮组脱轨。

其中，第三滚轮组包括支架和第三滚轮31，支架包括相互垂直的连接板和支撑板，连接板与行走导轨相连，第三滚轮31设置在支撑板上。通过连接板和支撑板使得第三滚轮31不会影响第一滚轮和第二滚轮30的运动。

其中，全自动恒温热处理生产线还包括载货导轨33以及可移动地设置于载货导轨33上的载货板32，载货导轨33延伸方向与热处理导轨2垂直，载货导轨33设置在热处理导轨2的两端。载货板32可以在载货导轨上移动到不同的地方，既可以方便待处理的工件卸货和装货，也可以方便三维叉车4对工件的运输。

进一步地，舱门5能够在加热炉1上升降。升降的舱门5能够不妨碍三维叉车4的运动。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”，可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”，可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”，可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种全自动恒温热处理生产线，其特征在于，其包括：

加热炉，所述加热炉的数量为多个，所述加热炉设置有能够打开和关闭的舱门，所述加热炉能够对炉内的工件进行加热；

三维叉车，所述三维叉车包括能在竖直方向和水平方向上移动的升降叉车，所述三维叉车在热处理导轨上移动，所述升降叉车能够进入所述加热炉和所述淬火池内；所述热处理导轨成对设置且相互平行，多个所述加热炉沿所述热处理导轨设置且均位于所述热处理导轨的同一侧；

淬火池，所述淬火池内能够容纳冷却水，所述淬火池的数量为多个，多个所述淬火池依次排列设置在所述热处理导轨所在地面之下，多个所述淬火池与多个所述加热炉一一对应；

淬火水池水温调节系统，所述淬火水池水温冷却调节系统包括外循环冷却机构和内循环机构，所述外循环冷却机构与所述淬火池相连，所述内循环机构设置在所述淬火池内。

2.如权利要求1所述的全自动恒温热处理生产线，其特征在于：所述外循环冷却机构包括第一冷却塔和第二冷却塔，所述第一冷却塔与所述淬火池相连，所述第二冷却塔通过冰蓄冷装置与所述淬火池相连。

3.如权利要求2所述的全自动恒温热处理生产线，其特征在于：所述冰蓄冷装置包括槽体和双工况冷水装置，所述槽体内设置有多个冰蓄冷槽，所述冰蓄冷槽内设置有换热盘管，所述换热盘管通过所述双工况冷水装置与所述第二冷却塔相连，所述冰蓄冷槽与所述淬火池相连。

4.如权利要求1-3任意一项所述的全自动恒温热处理生产线，其特征在于：所述内循环机构包括多个并排设置在所述淬火池的内壁上的循环管以及设置于所述循环管内能够旋转的搅拌叶轮。

5.如权利要求4所述的全自动恒温热处理生产线，其特征在于：多个所述循环管均布于所述淬火池的相对的两侧，相对两侧的所述出水管的出水口相对设置。

6.如权利要求1-3任意一项所述的全自动恒温热处理生产线，其特征在于：所述三维叉车还包括成对且相互平行的行走导轨，所述行走导轨上设置有能够在所述热处理导轨上行走的多个行走轮，所述行走轮的运动方向与所述行走导轨的延伸方向垂直，所述行走导轨相对的侧面均设置有齿条导轨；所述齿轮导轨的延伸方向与所述行走导轨的延伸方向相同；所述升降叉车可移动地设置在所述行走导轨上，所述升降叉车设置有成对且可转动的行走齿轮，所述行走齿轮与所述齿条导轨相啮合。

7.如权利要求6所述的全自动恒温热处理生产线，其特征在于：成对的所述行走齿轮之间设置有行走电机和传动机构，所述行走电机通过传动机构带动行走齿轮转动。

8.如权利要求7所述的全自动恒温热处理生产线，其特征在于：所述传动机构包括连接箱、成对的传动轴、成对的转向箱，所述行走电机通过所述连接箱带动成对的所述传动轴旋转，传动轴通过转向箱一一对应带动所述行走齿轮转动。

9.如权利要求1-3任意一项所述的全自动恒温热处理生产线，其特征在于：所述全自动恒温热处理生产线还包括载货导轨以及可移动地设置于所述载货导轨上的载货板，所述载货导轨延伸方向与所述热处理导轨垂直，所述载货导轨设置在所述热处理导轨的两端。

10.如权利要求1-3任意一项所述的全自动恒温热处理生产线，其特征在于：所述舱门能够在所述加热炉上升降。

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