CN113278783A - 一种液位和温度自动调节控制的半浸水槽、系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于钢管热处理技术领域，具体涉及一种液位和温度自动调节控制的半浸水槽、系统及方法。本发明的半浸水槽包括槽体、水位调整装置、液位装置、液温装置、冲渣换热机构和旋转装置安装机构；槽体的侧壁上部设置有槽体水位开口，槽体水位开口处设置水位调整装置；液位装置和液温装置分别连接在槽体的内部；冲渣换热机构设置在槽体的底部；旋转装置安装机构设置在槽体内的中部；槽体的尾部设置有挡水箱。本发明适用的钢管壁厚在5mm～60mm的淬火，钢管淬后的马氏体组织大于95％，淬后直线度和椭圆度满足车丝要求。本发明保证水位动平衡，实现了“半浸”工艺，本发明能对水槽内的淬火水温度进行调节控制，保证钢管淬火的冷却速度。

Description

一种液位和温度自动调节控制的半浸水槽、系统及方法
技术领域
本发明属于钢管热处理技术领域，具体涉及一种液位和温度自动调节控制的半浸水槽、系统及方法。
背景技术
现有技术中常用的钢管热处理调质工艺有三种淬火方式：环形淬火、外淋淬火和槽内淬火，这三种淬火方式分别适用于薄壁管、中壁管和厚壁管的钢管。因次，在针对不同壁厚的钢管进行淬火工艺时，需要采用不同的设备和工艺来完成，比较繁琐。
发明内容
本发明提供了一种液位和温度自动调节控制的半浸水槽、系统及方法，以实现淬火水槽液位和温度的自动调节控制，保证水位动平衡，实现“半浸”工艺，同时，能对水槽内的淬火水温度进行调节控制，保证钢管淬火的冷却速度，从而实现一个装置适用于各种壁厚的钢管淬火。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种液位和温度自动调节控制的半浸水槽，包括槽体、冲渣放空机构、水位调整装置、液位装置、液温装置、冲渣换热机构和旋转装置安装机构；所述的槽体的侧壁上部设置有槽体水位开口，槽体水位开口处设置水位调整装置；所述的液位装置和液温装置分别连接在槽体的内部；所述的冲渣放空机构设置在槽体的两相对侧壁上；所述的旋转装置安装机构设置在槽体内的中部；槽体的尾部设置有挡水箱。
所述的冲渣换热机构包括冲渣管路、放空管路和换热层；所述的冲渣管路和放空管路分设在槽体底部的两相对侧壁上；换热层用于调节槽体内液体温度，设置在槽体底面上。
所述的冲渣管路包括冲渣管和冲渣阀；所述冲渣管的一端置于槽体内底部，冲渣管的另一端置于槽体外；所述冲渣阀设置在位于槽体外的冲渣管上。
所述的放空管路包括放空管和放空阀；所述放空管的一端置于槽体内底部，放空管的另一端置于槽体外；所述放空阀设置在位于槽体外的放空管上。
所述的槽体的底部从冲渣换热机构的冲渣管路到放空管路由高到低倾斜设置。
所述的水位调整装置包括带位移传感器的连杆升降驱动、连杆升降机构和水位挡板；所述水位挡板连接在连杆升降机构上部；所述带位移传感器的连杆升降驱动与连杆升降机构连接。
一种液位和温度自动调节控制的半浸水槽的半浸淬火系统，至少包括一种液位和温度自动调节控制的半浸水槽，还包括控制器；所述的控制器分别与冲渣管路上的冲渣阀、放空管路上的放空阀、水位调整装置上的带位移传感器的连杆升降驱动、液位装置、旋转装置安装机构和液温装置电信号连接。
一种液位和温度自动调节控制的半浸水槽的半浸淬火系统的淬火方法，包括如下步骤：
步骤一：淬火水流进入槽体，槽体液位上升对钢管进行半浸淬火；通过液位装置获取水位数据，通过液温装置获取水温数据，当水位数据超过预设值进入步骤二，当水温数据不符合预设值进入步骤三；
步骤二：控制器给水位调整装置中的带位移传感器的连杆升降驱动发送启动信号，带位移传感器的连杆升降驱动带动连杆升降机构调整水位挡板位置，从而调整水位挡板和槽体水位开口的开口度，淬火水从槽体水位开口流出；
步骤三：当淬火后的升温水流入槽体水温上升超出预设工艺温度，控制器给放空阀和冲渣阀发送打开指令，放出升温水并注入冷却水，调整槽体内的液温，当槽体内水温达到预设工艺要求，控制器给放空阀和冲渣阀发送关闭指令。
有益效果：
(1)本发明适用的钢管壁厚可在5mm～60mm的较大范围，钢管淬后的金相和全壁厚硬度分析得出马氏体组织都大于95％，淬后直线度和椭圆度满足车丝要求。
(2)本发明用于控制淬火水槽液位，保证水位动平衡，实现了“半浸”工艺，是实现“半浸淬火”的核心。
(3)本发明能对水槽内的淬火水温度进行调节控制，保证钢管淬火的冷却速度。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚的了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例进行详细说明。
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获得其他的附图。
图1是本发明结构俯视图；
图2是图1的p向视图；
图3是图1的A-A剖视图。
图中：1-槽体；2-冲渣管路；3-放空管路；4-水位调整装置；5-液位装置；6-液温装置；101-型钢；102-钢板；103-冲渣换热机构；104-旋转装置安装机构；105-挡水箱；106-槽体水位开口；201-冲渣管；202-冲渣阀；301-放空管；302-放空阀；401-带位移传感器的连杆升降驱动；402-连杆升降机构；403-水位挡板。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚的了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下通过本发明的较佳实施例进行详细说明。
具体实施方式
下面将结合实施例，对本发明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做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。
实施例一：
参照图1所示的一种液位和温度自动调节控制的半浸水槽，包括槽体1、冲渣放空机构、水位调整装置4、液位装置5、液温装置6、冲渣换热机构103和旋转装置安装机构104；所述的槽体1的侧壁上部设置有槽体水位开口106，槽体水位开口106处设置水位调整装置4；所述的液位装置5和液温装置6分别连接在槽体1的内部；所述的冲渣放空机构设置在槽体1的两相对侧壁上；所述的旋转装置安装机构104设置在槽体1内的中部；槽体1的尾部设置有挡水箱105。
在具体应用时，槽体1中的液位由液位装置5实时反馈，淬火水流入槽体1水位上升，水位调整装置4调整槽体水位开口106的开口度，淬火水从槽体水位开口106流出，液位装置5实时反馈液位形成闭环控制，调整槽体1水的液位处于动态平衡。
槽体1水的温度由液温装置6实时反馈，淬火后的升温水流入槽体1水温上升超出工艺温度，放空管路3打开放出升温水，冲渣管路2打开注入冷却水，通过放空管路3、冲渣管路2与液温装置6实时反馈温度形成闭环控制，调整槽体1水的液温达到工艺要求范围。通过放空管路3、冲渣管路2打开配合可以对槽体1底部的氧化铁皮进行冲刷，也可以对槽体1内的水位进行粗调。
本实施例中的槽体1由型钢101和钢板102等整体拼焊组成，水槽1通过底座钢板焊接在基础上。本实施例中的旋转装置安装机构104为现有技术，它用于安装现有技术中的旋转装置；挡水箱105用于遮挡钢管内的淬火水，防止飞溅。
本发明适用的钢管壁厚壁厚在5mm～60mm的较大范围，钢管淬后的马氏体组织都大于95％，淬后直线度和椭圆度满足车丝要求。本发明用于控制淬火水槽液位，保证水位动平衡，实现了“半浸”工艺，本发明能对水槽内的淬火水温度进行调节控制，保证钢管淬火的冷却速度。
本实施例中的液位装置5采用的是现有技术的液位仪，本实施例中的液温装置6采用的是现有技术的测温仪。
实施例二：
参照图1所示的一种液位和温度自动调节控制的半浸水槽，在实施例一的基础上，所述的冲渣换热机构103包括冲渣管路2、放空管路3和换热层；所述的冲渣管路2和放空管路3分设在槽体1底部的两相对侧壁上；换热层用于调节槽体1内液体温度，设置在槽体1底面上。
进一步的，所述的冲渣管路2包括冲渣管201和冲渣阀202；所述冲渣管201的一端置于槽体1内底部，冲渣管201的另一端置于槽体1外；所述冲渣阀202设置在位于槽体1外的冲渣管201上。
进一步的，所述的放空管路3包括放空管301和放空阀302；所述放空管301的一端置于槽体1内底部，放空管301的另一端置于槽体1外；所述放空阀302设置在位于槽体1外的放空管301上。
在具体应用时，槽体1水的温度由液温装置6实时反馈，淬火后的升温水流入槽体1内水温上升超出工艺温度，放空阀302打开放出升温水，冲渣阀202打开注入冷却水，通过放空阀302和冲渣阀202的阀开度和液温装置6实时反馈温度形成闭环控制，通过冲渣换热机构103调整槽体1水的液温达到工艺要求范围。通过放空阀302和冲渣阀202打开配合，可以在冲渣换热机构103对槽体底部的氧化铁皮进行冲刷，也可以对水位进行粗调。
实施例三：
参照图1所示的一种液位和温度自动调节控制的半浸水槽，在实施例一或实施例一的基础上，所述的槽体1的底部从冲渣换热机构103的冲渣管路2到放空管路3由高到低倾斜设置。
在实际使用时，槽体1的底部采用本技术方案，便于在冲渣换热机构103流水换热和冲渣。
实施例四：
参照图1所示的一种液位和温度自动调节控制的半浸水槽，在实施例一的基础上，所述的水位调整装置4包括带位移传感器的连杆升降驱动401、连杆升降机构402和水位挡板403；所述水位挡板403连接在连杆升降机构402上部；所述带位移传感器的连杆升降驱动401与连杆升降机构402连接。
在实际使用时，槽体1水的液位由液位装置5实时反馈，淬火水流入槽体1内水位上升，水位调整装置4通过带位移传感器的驱动401带动连杆升降机构402调整水位挡板403与槽体水位开口106的开口度，淬火水从槽体水位开口106处流出，液位装置5实时反馈液位形成闭环控制，调整槽体1水的液位处于动态平衡。
实施例五：
一种液位和温度自动调节控制的半浸水槽的半浸淬火系统，至少包括一种液位和温度自动调节控制的半浸水槽，还包括控制器；所述的控制器分别与冲渣管路2上的冲渣阀202、放空管路3上的放空阀302、水位调整装置4上的带位移传感器的连杆升降驱动401、液位装置5、旋转装置安装机构104和液温装置6电信号连接。
在实际使用时，通过控制器与冲渣管路2上的冲渣阀202、放空管路3上的放空阀302、水位调整装置4上的带位移传感器的连杆升降驱动401、液位装置5、旋转装置安装机构104和液温装置6的配合，自动实现了对淬火槽体1液位的动态平衡控制，并对淬火水的工艺温度也进行了控制，保证了钢管淬火的冷却速度。
实施例六：
一种液位和温度自动调节控制的半浸水槽的半浸淬火系统的淬火方法，包括如下步骤：
步骤一：淬火水流进入槽体1，槽体1液位上升对钢管进行半浸淬火；通过液位装置5获取水位数据，通过液温装置6获取水温数据，当水位数据超过预设值进入步骤二，当水温数据不符合预设值进入步骤三；
步骤二：控制器给水位调整装置4中的带位移传感器的连杆升降驱动401发送启动信号，带位移传感器的连杆升降驱动401带动连杆升降机构402调整水位挡板403位置，从而调整水位挡板403和槽体水位开口106的开口度，淬火水从槽体水位开口106流出；
步骤三：当淬火后的升温水流入槽体1水温上升超出预设工艺温度，控制器给放空阀302和冲渣阀202发送打开指令，放出升温水并注入冷却水，调整槽体1内的液温，当槽体1内水温达到预设工艺要求，控制器给放空阀302和冲渣阀202发送关闭指令。
在实际使用时，本发明不仅能够控制淬火水槽液位的动态平衡，还能够控制淬火水的工艺温度，保证了钢管淬火的冷却速度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
在不冲突的情况下，本领域的技术人员可以根据实际情况将上述各示例中相关的技术特征相互组合，以达到相应的技术效果，具体对于各种组合情况在此不一一赘述。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)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。
以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽的范围。依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种液位和温度自动调节控制的半浸水槽，其特征在于：包括槽体(1)、水位调整装置(4)、液位装置(5)、液温装置(6)、冲渣换热机构(103)和旋转装置安装机构(104)；所述的槽体(1)的侧壁上部设置有槽体水位开口(106)，槽体水位开口(106)处设置水位调整装置(4)；所述的液位装置(5)和液温装置(6)分别连接在槽体(1)的内部；所述的冲渣换热机构(103)设置在槽体(1)的两相对侧壁上；所述的旋转装置安装机构(104)设置在槽体(1)内的中部；槽体(1)的尾部设置有挡水箱(105)。
2.如权利要求1所述的一种液位和温度自动调节控制的半浸水槽，其特征在于：所述的冲渣换热机构(103)包括冲渣管路(2)、放空管路(3)和换热层；所述的冲渣管路(2)和放空管路(3)分设在槽体(1)底部的两相对侧壁上；换热层用于调节槽体(1)内液体温度，设置在槽体(1)底面上。
3.如权利要求2所述的一种液位和温度自动调节控制的半浸水槽，其特征在于：所述的冲渣管路(2)包括冲渣管(201)和冲渣阀(202)；所述冲渣管(201)的一端置于槽体(1)内底部，冲渣管(201)的另一端置于槽体(1)外；所述冲渣阀(202)设置在位于槽体(1)外的冲渣管(201)上。
4.如权利要求2所述的一种液位和温度自动调节控制的半浸水槽，其特征在于：所述的放空管路(3)包括放空管(301)和放空阀(302)；所述放空管(301)的一端置于槽体(1)内底部，放空管(301)的另一端置于槽体(1)外；所述放空阀(302)设置在位于槽体(1)外的放空管(301)上。
5.如权利要求1-4任意一项所述的一种液位和温度自动调节控制的半浸水槽，其特征在于：所述的槽体(1)的底部从冲渣换热机构(103)的冲渣管路(2)到放空管路(3)由高到低倾斜设置。
6.如权利要求1所述的一种液位和温度自动调节控制的半浸水槽，其特征在于：所述的水位调整装置(4)包括带位移传感器的连杆升降驱动(401)、连杆升降机构(402)和水位挡板(403)；所述水位挡板(403)连接在连杆升降机构(402)上部；所述带位移传感器的连杆升降驱动(401)与连杆升降机构(402)连接。
7.一种液位和温度自动调节控制的半浸水槽的半浸淬火系统，其特征在于：至少包括如权利要求1-6任意一项所述的一种液位和温度自动调节控制的半浸水槽，还包括控制器；所述的控制器分别与冲渣管路(2)上的冲渣阀(202)、放空管路(3)上的放空阀(302)、水位调整装置(4)上的带位移传感器的连杆升降驱动(401)、液位装置(5)、旋转装置安装机构(104)和液温装置(6)电信号连接。
8.如权利要求7所述的一种液位和温度自动调节控制的半浸水槽的半浸淬火系统的淬火方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：淬火水流进入槽体(1)，槽体(1)液位上升对钢管进行半浸淬火；通过液位装置(5)获取水位数据，通过液温装置(6)获取水温数据，当水位数据超过预设值进入步骤二，当水温数据不符合预设值进入步骤三；
步骤二：控制器给水位调整装置(4)中的带位移传感器的连杆升降驱动(401)发送启动信号，带位移传感器的连杆升降驱动(401)带动连杆升降机构(402)调整水位挡板(403)位置，从而调整水位挡板(403)和槽体水位开口(106)的开口度，淬火水从槽体水位开口(106)流出；
步骤三：当淬火后的升温水流入槽体(1)水温上升超出预设工艺温度，控制器给放空阀(302)和冲渣阀(202)发送打开指令，放出升温水并注入冷却水，调整槽体(1)内的液温，当槽体(1)内水温达到预设工艺要求，控制器给放空阀(302)和冲渣阀(202)发送关闭指令。
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