CN113308595A - 一种滚筒淬火机构 - Google Patents
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Abstract
发明公开了一种滚筒淬火机构，属于热加工处理设备领域，它包括隔热壳，包括由内到外设有的内壳、隔热层和外壳，用于提供一个密封隔热的腔体，隔热壳上分别设有进料口和出料口；螺旋杆，安装在隔热壳的内部，螺旋杆的旋转轴内安装有电热管用于加热；驱动电机，驱动电机的输出端与螺旋杆的驱动端连接，用于驱动螺旋杆旋转传送物料；喷淋装置，安装在加热壳的上端，用于螺旋杆上加热后的工件喷洒冷却液，做淬火处理。发明提供一种滚筒淬火机构，同时具备加热和淬火两个功能，无需操作人员搬运工件即可完成淬火工艺。
Description
技术领域
本发明涉及热加工处理设备领域，更具体地说，涉及一种滚筒淬火机构。
背景技术
淬火，可以提高金属工件的硬度及耐磨性，因而广泛用于各种工、模、量具及要求表面耐磨的零件；通过淬火与不同温度的回火配合，可以大幅度提高金属的强度、韧性及疲劳强度，并可获得这些性能之间的配合以满足不同的使用要求。以铝合金小型零部件的淬火工艺为例，铝合金螺丝快速退火：加热350～370℃；随材料有效厚度不同，保温时间30～120min；空或水冷；铝合金螺丝完全退火：加热390～430℃；随材料有效厚度不同，保温时间30～120min；以30～50℃/h速度随炉冷至300℃下，再空冷。
现有技术中，对于铝合金材料进行中低温淬火的加工工艺中，大多采用人工分步操作，其效率低下，步骤繁琐；或者采用流水线型分步操作，其占地面积大，增加了企业的用地成本。本发明则是针对以上问题，提出了一种滚筒淬火机构，同时具备加热和淬火两个功能，无需操作人员搬运工件即可完成淬火工艺。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种滚筒淬火机构，同时具备加热和淬火两个功能，无需操作人员搬运工件即可完成淬火工艺。
本发明所采取的技术方案是：提供一种滚筒淬火机构，包括隔热壳，包括由内到外设有的内壳、隔热层和外壳，用于提供一个密封隔热的腔体，隔热壳上分别设有进料口和出料口；螺旋杆，安装在隔热壳的内部，螺旋杆的旋转轴内安装有电热管用于加热；驱动电机，驱动电机的输出端与螺旋杆的驱动端连接，用于驱动螺旋杆旋转传送物料；喷淋装置，安装在加热壳的上端，用于螺旋杆上加热后的工件喷洒冷却液，做淬火处理。
采用以上结构后，螺旋杆可以一边在隔热壳内输送待加工的金属工件，一边对金属工件进行加热处理，并且金属工件在螺旋杆上的螺旋槽的驱动下，不断翻滚搅拌，使得金属工件受热更加均匀；由喷淋装置喷洒冷却液在加热后的金属工件上，金属工件间的相互碰撞，使得金属工件上形成的过热蒸汽薄膜能够块速破裂，增加冷却速度。金属工件淬火后从出料口处排出，在整个加热淬火的过程当中，无需操作人员搬运工件即可完成。
作为优选，所述隔热壳内由喷淋装置的设置有无分为淬火区和加热区，所述电热管仅对加热区进行加热作业；通过以上设置，提高了电热管的有效加热功率，避免了电热管在淬火区反复升温和被降温，节约能源。
作为优选，所述螺旋杆的旋转轴内安装有冷却管，冷却管内装有循环液且循环液在冷却管内循环流动，对螺旋杆做冷却处理；通过以上设置，为螺旋杆提供了一种降温机制，避免电热管失控制得螺旋杆温度不能下降。
作为优选，所述进料口和/或出料口安装有闭合盖，用于密封进料口和/或出料口；通过以上设置，使得隔热壳内部腔体能够密封，降低了热量的散失，有利于待加工金属的热吸收。
作为优选，所述隔热壳的底端设有出液口，用于排出多余的冷却液；出液口的设置避免了冷却液的累积，影响到待加工金属的淬火效果。
作为优选，所述螺旋杆上的螺旋叶片表面设有防滑槽；防滑槽的设置能够增加螺旋叶片表面的摩擦力，使得螺旋杆在低转速的情况下依旧能输送物料。
作为优选，所述喷淋装置包括进水管和喷淋头，进水管与喷淋头的输入端连接，所述隔热壳上安装有固定杆，进水管上连接有折叠卡扣，且折叠卡扣与固定杆活动卡接，喷淋头输出端的表面上设有绝热层；喷淋头在固定杆上上下可调节，使得隔热层上设有的用于喷淋的窗口能够开闭合，供淬火时产生的蒸汽排出。
作为优选，所述喷淋头能够密封住隔热层上设有的用于喷淋的窗口；整个隔热层的密封，有利于待加工金属的前期升温。
附图说明
图1发明中喷淋装置密封隔热壳时的结构示意图；
图2发明密封装置开启时的结构示意图；
图3发明中密封装置的结构示意图；
图4发明中螺旋杆侧面的结构示意图。
图中标号说明：
其中1、驱动电机；2、螺旋杆；3、内壳；4、隔热层；5、外壳；6、喷淋装置；61、进水管；62、折叠卡扣；63、固定杆；64、喷淋头；65、绝热层；7、电热管；8、进料口； 9、出料口；10、闭合盖；11、出液口；12、冷却管。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电气连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明中的物料即为待加工的金属工件。待加工的金属工件在加热区的加热时间、温度受到金属工件本身的材料、大小、形状等因素决定的。但本发明主要是针对中低温淬火工艺。例如铝合金材质的工件最高淬火温度在900℃以内。受限于本发明中电热管7的热传导方式，本淬火机构主要是针对1000℃一下的金属工件进行淬火作业。对应的，螺旋杆2、喷淋头64等选用的材料，其承受温度也用与加工温度相对应。
如图1所示，在隔热壳的内部横向设有螺旋杆2，驱动电机1安装在隔热壳的左侧，且驱动电机1的输出端通过皮带连接的形式与螺旋杆2的旋转轴的左端连接，用于驱动螺旋杆2转动。隔热壳的左上角设有进料口8，隔热壳的右侧下方设有出料口9隔热壳包括内壳3、外壳5和安装在内壳3与外壳5之间的隔热层4。内壳3和隔热层4需要承受一千摄氏度以内的温度，所以内壳3选用314不锈钢材料，隔热层4选用硅酸铝耐火材料。
螺旋杆2可分为旋转杆和螺旋叶片两个部分，在旋转杆的内部中安装有电热管7和冷却管12，电热管7通电加热后经由热传导，将热量传送至螺旋杆2的外部中去。在隔热壳的上端右侧设有喷淋装置6，在隔热壳的下端右侧设有出液口11，喷淋装置6可以密封住隔热层4上设有的用于喷淋的窗口。喷淋装置6将隔热壳的内部分为淬火区和加热区两个部分，即喷淋装置6的下方以及下方右侧均为淬火区，其余部分为加热区，对应的在加热区内部的电热管7靠近螺旋杆2的表面，用于将电热管7产生的热量主要传递到加热区中去。
如图2所示，图2中的喷淋装置6位于用于喷淋的窗口的上方，使得该窗口呈开启状态。
如图3所示，图3为喷淋装置6的结构示意图，进水管61的一端外接冷却液管路，其另一端与喷淋头64的输入端连接，喷淋头64的输出端为其底部排列的多个输出孔。在隔热壳的上表面上竖向安装固定杆63，在进水管61上安装有折叠卡扣62，折叠卡扣62 与固定杆63活动连接，即折叠卡扣62即可以在固定杆63上上下移动调节，又可以折叠旋转喷淋头64喷淋的角度。在喷淋头64的底表面上设有绝热层65，绝热层65可以采用氧化铝陶瓷纤维材料，用来防止喷淋头64受热变形。
如图4所示，在螺旋杆2上的螺旋叶片表面设有防滑槽，十根电热管7在螺旋杆2的旋转轴内呈现环形分布，且在螺旋杆2的旋转轴内环形分布有十根冷却管12，冷却管12 外接冷却罐，在管路中填充循环液，用来吸收电热管7产生的热量。
以铝合金螺丝淬火为例，本发明的工作步骤如下：
首先关闭进料口8和出料口9处的闭合盖10，转动折叠卡扣62，并沿着固定杆63向下移动喷淋头64，使得喷淋头64闭合隔热层4上设有的用于喷淋的窗口，使得隔热壳与螺旋杆2之间的空腔呈现密封状态。之后接通电热管7，电热管7对该空腔内进行加热，直至温度稳定在390～430℃之间。再打开驱动电机1，驱动电机1工作带螺旋杆2旋转作业，打开进料口8，并向其内部投放待加工的铝合金螺丝。之后驱动电机1慢速工作，在一些示例中，驱动电机1间接性工作，使得铝合金螺丝在隔热壳内保温80分钟。保温80 分钟后，经过螺旋杆2的输送，铝合金螺丝进入到淬火区，之后喷淋头64向上升起，并向下喷淋冷却液，冷却液对铝合金螺丝的淬火冷却速度在60℃/s以上.冷却液采用水，因为水的粘度小、热容量大，蒸发热快，冷却能力强，而且使用非常方便、经济，淬火加热的制品在水中冷却可以分为三个阶段：靠前阶段为膜状沸腾阶段：当炽热制品与冷却液刚接触时，在其表面立即形成一层不均匀的过热蒸汽薄膜，它很牢固，导热性不好，使制品的冷却速度降低，但是铝合金螺丝随着螺旋杆2的滚动输送而发生搅拌，铝合金螺丝之间相互摩擦使得过热蒸汽薄膜能够加速被破开。第二阶段为气泡沸腾阶段。当蒸汽薄膜破坏时，靠近金属表面的液体产生剧烈的沸腾，发生强烈的热交换。第三阶段为热量对流阶段，冷却液的循环，或制品左右摆动、或上下移动，增加制品表面与水产生对流的热交换，以提高冷却速度。而冷却液受热蒸发的热气由用于喷淋的窗口排出。多余的以液体形式的冷却液从出液口11排出，经过淬火处理的铝合金螺丝从出料口9排出。
在一些示例中，在用于喷淋的窗口的上方设有抽气机，用于抽吸淬火时产生的蒸汽，防止蒸汽散失在厂房中，腐蚀设备。
在一些示例中，仅在进料口8处安装有闭合盖10。
在一些示例中，仅在出料口9处安装有闭合盖10。
以上就发明较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化，凡在发明独立要求的保护范围内所作的各种变化均在发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种滚筒淬火机构，其特征在于：包括
隔热壳，包括由内到外设有的内壳、隔热层和外壳，用于提供一个密封隔热的腔体，隔热壳上分别设有进料口和出料口；
螺旋杆，安装在隔热壳的内部，螺旋杆的旋转轴内安装有电热管用于加热；
驱动电机，驱动电机的输出端与螺旋杆的驱动端连接，用于驱动螺旋杆旋转传送物料；
喷淋装置，安装在加热壳的上端，用于螺旋杆上加热后的工件喷洒冷却液，做淬火处理。
2.根据权利要求1所述的一种滚筒淬火机构，其特征在于：所述隔热壳内由喷淋装置的设置有无分为淬火区和加热区，所述电热管仅对加热区进行加热作业。
3.根据权利要求1所述的一种滚筒淬火机构，其特征在于：所述螺旋杆的旋转轴内安装有冷却管，冷却管内装有循环液且循环液在冷却管内循环流动，对螺旋杆做冷却处理。
4.根据权利要求1所述的一种滚筒淬火机构，其特征在于：所述进料口和/或出料口安装有闭合盖，用于密封进料口和/或出料口。
5.根据权利要求1所述的一种滚筒淬火机构，其特征在于：所述隔热壳的底端设有出液口，用于排出多余的冷却液。
6.根据权利要求1所述的一种滚筒淬火机构，其特征在于：所述螺旋杆上的螺旋叶片表面设有防滑槽。
7.根据权利要求1-6任一所述的一种滚筒淬火机构，其特征在于：所述喷淋装置包括进水管和喷淋头，进水管与喷淋头的输入端连接，所述隔热壳上安装有固定杆，进水管上连接有折叠卡扣，且折叠卡扣与固定杆活动卡接，喷淋头输出端的表面上设有绝热层。
8.根据权利要求7所述的一种滚筒淬火机构，其特征在于：所述喷淋头能够密封住隔热层上设有的用于喷淋的窗口。
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