CN1125257A - 淬火，特别是钢管或类似物的淬火方法和装置 - Google Patents

Abstract

在一种淬火，特别是钢管或类似物的淬火方法中，管(T)借助至少沿外周面的涡旋冷却液流冷却，冷却液流至少带有绕钢管的循环运动，按照本发明该涡旋冷却液流绕管外表面的周向循环运动分量和在管轴向上的运动分量。实施该方法的装置具有一容器，该容器具有至少一个外部冷却液流供应源，和冷却液流的排放孔。所述供应源产生相对于管的周向流动。排放孔设在容器一端，其尺寸可保证使外部冷却液流产生相对于管(T)的轴向运动分量。

Description

淬火，特别是钢管或类似物的 淬火方法和装置

本发明涉及淬火，特别是钢管或类似物的淬火方法和装置。

在按照本发明的方法中，例如，钢管借助至少沿其外表面，绕其循环的涡旋冷却液流而被淬火。

有一种上述种类的已知方法，其中，只是在绕整个管的周向上使冷却液循环，而在管的轴向上冷却液却没有运动分量。

这种循环的目的是限制水蒸汽泡的形成，从而保证冷却液和管的外表面之间的连续接触，以促进冷却作用。

本发明的目的是提供一种淬火，特别是钢管的淬火方法，通过这种方法可以增进冷却液在被淬火零件上的冷却作用，从而改善淬火方法。

为完成上述目的，在按照本发明的淬火，特别是钢管或类似物的淬火方法中，借助至少一个带有绕外表面周向的循环运动分量和在管的轴向上的运动分量的涡旋冷却液流使钢管淬火。

外部冷却液流在被淬火的管的整个长度上延伸。

按照一种改进，为冷却管的外表面提供了多条冷却液流，这些冷却液流是同时的，流动速率是相互独立可调的，这些冷却液流，其喷出的部位轴向地沿管分布，每条冷却液流相关于管的一系列预定轴向部分之一。

为管的内表面最好还提供一条冷却液流，与一条或多条外部冷却液流是同时的，而且具有周向循环分量和轴向运动分量。

内部冷却液流可混有气流如空气流。

本发明的另一个目的是提供实施上述方法的装置，该装置包括装放被淬火的管或零件的容器，配有至少一个外部冷却液流供应源，其绕着管的外表面或至少绕着管壳的一局部轴向部分，以及从所述容器排放所述冷却液流的出口，还设有将所述管或零件引入所述容器的装置，和将其取出容器的装置。

管外的冷却流供应源(一个或多个)的设置使其可产生绕管的整个外壳面循环的，沿周向的冷却液流，而在容器的一个轴向端设有一排放孔，对于任何规定的管径来说，使绕管外侧的冷却液流通过该排放孔排出，从而使每个冷却液的周向流在管的轴向，在所述排放孔的方向上产生一分量。

本发明也涉及构成从属权利要求主题的进一步改善上述方法和装置的其它特征。

通过参照以下附图，以举例的和非限定性的方式对推荐实施例的详细描述，可以更清楚地理解本发明的具体特征和由其得到的优点。

图1是按照本发明的冷却钢管的装置和平面图；

图2是通过图1所示的淬火容器的横截面图；

图3表示图1和2所示的淬火容器的放大横截面和产生外部周向冷却液流的装置；

图4表示向冷却管外部供应冷却液流的装置；

图5表示关于将待淬火的管送至淬火容器的输送器的转送臂的细节；

图6所示轴向剖视图表示设有将冷却液从淬火容器中排出的排放孔的端部。

淬火装置，特别是钢管T的淬火装置包括一个容器1，待淬火的管一次一根地放入其中。顶部敞口的容器1具有一个敞口的，角度大于180°的圆形截面，其内放有钢管的横向支承肋2，支承肋2在内则具有U形轮廓。在容器的一侧设有转送管T的装置，该装置从输送线3收集管并将管转送至输送槽4。管T被送至侧向相临于且平行于容器1的收集位置。转送装置收集管并借助对准件105使其对准，以便在放置于输送槽4的瞬间使管精确地平行于容器的纵轴线。输送槽4具有向着容器1倾斜的滚动表面104，该表面104终止于所述面对容器1的侧边，该侧边与支承肋2的横向分支在竖直方向上对准，位于容器1上方一定高度上。按照图示实施例，转送装置由多余转送臂5构成，臂5的安装使其可绕一条平行于容器1的纵轴线的公共轴线摆动，该摆动轴线位于输送线3和倾斜的滚动表面4的入口端之间。具体来说，臂5的安装使其在一条公共传动轴6上，在若干位置上分布，这些位置与输送线3的辊103和横向肋204错开，横向肋204的边缘构成倾斜的滚动面104，横向肋204与容器1中的管的支承肋2连接成一件。

在臂5的自由端，以枢轴的方式铰接着管的支承架205，支承架205是凹形的，具体来说，具有V形上部形状。管的支承架205可绕平行于容器1的纵轴线的一条轴线摆动。每个支承架205与将其在相应臂5的摆动过程中保持于面向上的水平位置的装置配合动作，所述装置包括一对滑轮或齿轮7和8，滑轮或齿轮7和8连接皮带或链条9，所述一个齿轮7是静止的并可相对于轴6转动，而另一个齿轮则固定在一支承轴10上可随其转动，轴10可自由转动地装在臂5的自由端，管支承架205固定在轴10上。

在相对于转送运动的前端，以及如必要也在后端，管支承架205具有构成对准件105的突起的止动器。

因此，在转送相对于支承架205的凹形壳的尺寸来说是小直径的管时，所述管可以支承在精确地平行于容器1的位置上。这就可以保证管在滚动部分104之后以倾斜的位置落入容器1。这样，管T可基本同时与所有的支承肋2接触，以避免出现变形的危险。

滚动部分104的稍许倾斜是可调的，以便保证在管T自由落入容器过程中保持最小的水平运动分量。这使管T可在管支承肋2的U形空腔的公差极限之内，基本垂向地下落，以防止管撞击所述管支承肋2的相对的垂向分叉而造成变形。

如图2和3所示，管支承肋2包括静止的横向肋12，肋12带有U形向上敞口的凹面，在肋12之间装有构成卸出支架的摆动肋13，摆动肋13呈钩形，即，在管送入侧无U形之垂向叉的局部U形。摆动肋13构成在容器1中管T的实际下部支承，在其用于卸出淬火后的管的卸出侧具有在容器1之外的延长部分113。摆动肋13安装在平行且共轴的轴14上，轴14与容器1平行，摆动肋13可借助一个或多个液缸15绕轴14转动。摆动肋13的形状使得在其抬高的位置上，淬火后的管T′可借助重力在由多条肋16构成的倾斜卸出面(类似于输送槽4)上滚动而转送，由与容器1的送入侧的转送装置基本相似的转送装置5′收集管T′。

在容器1中的静止肋12将冷却水流的输送腔分成多个轴向部分，冷却水流覆盖容器1的整个圆形壁及其整个轴向长度，而且由壁17划定朝向容器1内部的边界，壁17的形状使其具有多个与分别相切于管T的方向垂直的部分117。壁17的所述部分117基本在容器1的整个轴向长度上延伸，每个部分117具有轴向的一排孔217，从中喷出冷却液流，因而冷却液流的方向基本与管T的外壳面相切。切向流G的组合产生绕管T的周向冷却液流，它对于两个静止助12之间的每个轴向部分来说是独立的。在容器1的周向上最好还分成多个腔118，每个腔118分别供应冷却液，如标号19所示。容器1的敞开的上侧可从外侧由一个盖20或由多个沿容器1分布成一排的接续的盖封闭，其横向部分呈与上述周向流互补的圆的一部分。除了起到挡溅板的作用外，盖20还构成冷却液周向流的偏转表面。在容器1的一端，在基本与管T重合的位置上设有一个用于排放冷却液的孔101，其截面大于或稍大于可放置在容器1中最大直径的管。排放孔101(图6)可由一盖21开闭，盖21可摆动地安装并由一缸22操纵。排放孔101与一排放管23连通。因此，位于容器1的各轴向部分中且静止肋12分界的冷却液周向流又获得一个相对于管T和容器1轴向的分量。这能使冷却在冷却液的动态流动下进行，冷却液连续更换，冷却液与管面有更好的接触，从而有助于改善淬火作用。

盖21可使排放孔关闭，从而在装入管T时可维持在容器1中的一定液面高度，这有利于缓和管T在垂向落入容器1时的冲击。

管T也可在承受外部冷却液流的同时承受内部冷却液流。为此，在容器1的与排放孔101相对的一端设有喷射装置25。

喷射装置25借助轴向滑动可与管T的相应端相连接和分离。喷射装置25具有一喷射端26，其形状呈相应于设备可处理的管的最小直径和最大直径的漏斗形，并插入管T的相应端部。

喷射装置25具有一圆柱形管状体125，放置时其轴线与容器1的轴对准，并且轴向可滑动地受到支承，在容器1的相应端部的导向装置27中有一密封。在圆筒形腔中由螺旋壁128形成冷却液的共轴的螺旋管28，螺旋壁128由同心的管状杆29支承。同心的管状杆29借助螺旋壁128固定于管状体125，在管状体125外侧的杆29的后端连接于为喷射装置25轴向运动而设的双动液缸30。液缸30的杆130借助一止动盘31连接于管状杆29，止动盘31借助弹性的环形减震器33与横向止动壁32相互作用，以吸收冲击，使冲击均匀地分布在整个盘31上。

管状杆29的内部通道与一个气源如空气源连通，而其面对容器1的端部共轴地终止于漏斗形喷射端26内，终止位置稍在喷射端的端部之前。

为了冷却管的内表面，喷射装置25相对管轴向移动，将喷射端26插入所述管的有关的终端内。可以混有及最好混有气流的冷却液流通过管状杆29送入管T的内部，冷却液流呈螺旋形，换言之，其运动具有周向分量和轴向分量。所述冷却液流也通过喷射装置相对端的排放孔101从容器1排出。

从以上描述可以看出，管可以被内部冷却液流和外部冷却液流冷却，每种冷却液流都具有沿管壁相应侧的周向分量和轴向分量。另外，上述两种冷却液流都不是由容器中存在的冷却液的相同体的简单的再循环流构成，而是新冷却液的均衡状态流，这种液流可以是在一封闭的液体回路中的。在该回路中热交换器对从容器1排放的液体进行冷却，被处理的管的表面总是与新冷却液处在动态条件下。

虽然内部冷却液流，其流动速率及可与其同时提供的混和气体的参数只可进行一次调整，但是外部冷却液流却可分别在由静止肋12界定的管的每个轴向部分上，对其局部流动速率进行调整。这样就可以根据管壁轴向的厚度变化来调整淬火作用，从而保证对管的最佳淬火效果。

Claims (18)

1.一种淬火特别是钢管或类似物的淬火方法，其中，钢管是借助于至少沿所述钢管外表面的涡旋冷却液流淬火的，所述冷却液流具有绕所述钢管的循环运动，其特征在于：所述钢管是借助至少一涡旋冷却液流淬火的，所述冷却液流具有绕所述钢管外表面的周向循环运动分量，并具有相对于所述钢管的轴向上的运动分量。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的外部的冷却液流在被淬火的钢管(T)的整个长度上延伸。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：布置有多条所述钢管外表面的冷却液流，这些冷却液流是同时的，其流动速度是相互独立地可调整的，其喷出的部位轴向地沿管分布，各冷却液流与钢管的多个接续的预定轴向部分相关。

4.如前述一个或多个权利要求所述的方法，其特征在于：还布置有所述钢管内表面的冷却液流，它可以是和外部冷却液流同时的、并具有一周向循环运动分量和一轴向运动分量。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：所述内部冷却液流混有气流如空气流。

6.实施前述一个或多个权利要求所述方法的装置，它包括装放被淬火钢管(T)或零件的一个容器(1)；提供绕钢管(T)外表面或至少绕钢管(T)一个轴向部分的外部冷却液流的供应源(18，217)；从所述容器(1)排放所述冷却液流的排放孔(101)，以及将钢管(T)装入容器(1)的装置(5)和将钢管(T)从容器(1)取出的装置(13)，其特征在于：在钢管(T)外部的冷却液流的供应源(18，217)的放置使其可产生绕钢管(T)外表面循环的，周向的冷却液流，而在容器(1)的一个轴向端设有一排放孔(101)，使得对于任何规定的钢管(T)的直径来说，绕钢管(T)外侧的冷却液流可通过该排放孔(101)排出，从而对于各周向冷却液流来说，可产生在相对钢管(T)的轴向上的，在所述排放孔(101)方向上的流动分量。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于：沿所述容器(1)的整个周向壁设有供应冷却液的空腔，所述空腔在容器(1)内表面上的分界壁(17)具有相互间基本等角分布的，成排的喷孔(217)或喷嘴，其轴线的方向(G)与在容器(1)中的钢管(T)的外表面基本相切。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于：所述空腔的内部分界壁(17)具有锯齿形截面，具有其上制有喷孔(217)或喷嘴的部分(117)，每个所述部分的延伸方向垂直于钢管(T)的外表面的相应的切向。

9.如权利要求7或8所述的装置，其特征在于：所述空腔分隔成分开的轴向部分，每个轴向部分可单独地供应冷却液。

10.如权利要求9所述的的装置，其特征在于：所述空腔由静止的横向肋(12)分成轴向部分，所述肋(12)局部地，大致地延伸至容器(1)内的钢管(T)。

11.如权利要求7至10中一项或多项所述的装置，其特征在于：所述空腔在容器的周向上分成多个腔(18)，向每个腔(18)单独地供送冷却液。

12.如权利要求6至11中任一项所述的装置，其特征在于：静止肋(12)呈U形以容纳容器(1)内的管(T)。

13.如前述一项或多项权利要求所述的装置，其特征在于：排放孔(101)可借助一个盖(21)打开和闭合，其直径相对于在容器(1)中放置的最大管径而确定以便保证冷却液通过排放孔的排放。

14.如前述一项或多项权利要求所述的装置，其特征在于：将管(T)送入容器(1)的装置包括一条输送槽(4)，管(T)靠重力在其上滚动，所述输送槽(4)具有朝着容器(1)向下倾斜的滚动表面(104)，所述表面(104)终止于一条基本直的边缘，所述边缘在容器(1)的U形壳的相应横向边缘垂向上方一预定距离处，所述滚动表面(104)是倾斜的以便使管(T)自由落在容器(1)的管的出口侧的过程中的水平运动分量减至最小。

15.如权利要求14所述的装置，其特征在于：设有件(105)，其与输送槽(4)的入口端的管(T)对准，并使管(T5)的纵轴线精确地平行于容器(1)的纵轴线。

16.如权利要求15所述的装置，其特征在于：设有多条转送臂(5)，它们可同时且同步地绕平行于容器(1)的纵轴线的一条公共轴线从由输送线(3)收集管(T)的收集位置摆动至将管(T)排放在输送槽(4)的斜面(104)的入口侧的排放位置，每条转送臂(5)设有一铰接的上支承架(205)，起码在支承架(205)面对容器(1)那一侧的端部上，支承架(205)设有止动突起(105)以便使管(T)与容器(1)对准。

17.如权利要求16所述的装置，其特征在于：转送臂(5)的支承架(205)具有管(T)的凹支承面，该支承面在管(T)的横向上最好呈V形，并且有止动突起(105)，以便在相应于V形的臂自由端的两端部对准。

18.如前述一个或多项权利要求所述的装置，其特征在于：在容器(1)的与排放孔(101)相对的那一端上，与容器(1)配置有喷射装置(25)，其用于为管(T)的管壁内表面喷射冷却液流，这些装置(25)是可卸式地连接的，面对容器(1)中的管(T)的终止部有一密封。

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