CN206428286U - 一种快速冷却热处理装置以及热处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及热处理领域，提供一种快速冷却热处理装置及热处理系统，快速冷却热处理装置包括水冷装置、气冷装置和冷却炉；水冷装置包括冷水罐以及与冷水罐连通的第一隔热罐，冷水罐和第一隔热罐分别设置于室外，第一隔热罐与冷却炉连通,冷水罐中冷却后的低温水流入第一隔热罐，第一隔热罐中的低温水流入冷却炉以冷却冷却炉；气冷装置包括冷气罐以及与冷气罐连通的第二隔热罐，冷气罐和第二隔热罐分别设置于室外，第二隔热罐也与冷却炉连通以冷却冷却炉。该热处理系统包括该快速冷却热处理装置。快速冷却热处理装置的冷却效果好且稳定。

Description

一种快速冷却热处理装置以及热处理系统

技术领域

本实用新型涉及热处理领域，具体而言，涉及一种快速冷却热处理装置以及热处理系统。

背景技术

退火是一种金属热处理工艺，指的是将金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速度冷却。目的是降低硬度，改善切削加工性；消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向；细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷。准确的说，退火是一种对材料的热处理工艺，包括金属材料、非金属材料。而且新材料的退火目的也与传统金属退火存在异同。

针对工件在选择随炉冷却的热处理工艺时，传统热处理炉一般都是靠热处理炉在自然环境中缓慢降温，直至降到出炉温度或者甚至到室温以下方可出炉，这样将消耗大量时间，严重降低工件的生产效率。现有的技术中，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。但这样源源不断地利用自然温度的水，会产生极大的用水量。将冷却的水储存起来，降到自然温度时再利用，但这样由于一天之内气温变化可能较大，冷却效果不稳定，往往出现凌晨冷却效果好，中午冷却效果差的情形，不利于工厂生产的稳定性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种快速冷却热处理装置，其对工件的冷却效果好并且冷却效果稳定。

本实用新型的另一目的在于提供一种热处理系统，其能够更好的冷却工件，并且冷却效果稳定。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种快速冷却热处理装置，其包括水冷装置、气冷装置和冷却炉；水冷装置包括冷水罐以及与冷水罐连通的第一隔热罐，冷水罐和第一隔热罐分别设置于室外，第一隔热罐与冷却炉连通,冷水罐中冷却后的低温水流入第一隔热罐，第一隔热罐中的低温水流入冷却炉以冷却冷却炉；气冷装置包括冷气罐以及与冷气罐连通的第二隔热罐，冷气罐和第二隔热罐分别设置于室外，第二隔热罐也与冷却炉连通以冷却冷却炉。

在本实用新型较佳的实施例中，上述快速冷却热处理装置的水冷装置还包括设置于冷却炉内壁的冷却组件，冷却组件的入口与第一隔热罐连通，冷却组件的出口与冷水罐连通以形成水冷循环回路。

在本实用新型较佳的实施例中，上述快速冷却热处理装置的水冷装置包括多个冷却组件，每个冷却组件包括设置于冷却炉的内壁的冷却管，冷却管的入口与第一隔热罐连通，冷却管的出口与冷水罐连通。

在本实用新型较佳的实施例中，上述快速冷却热处理装置的每个冷却组件还将使冷却管中的水流动的水泵。

在本实用新型较佳的实施例中，上述快速冷却热处理装置的冷却管是弯管以增加冷却管与冷却炉的接触面积。

在本实用新型较佳的实施例中，上述快速冷却热处理装置的第二隔热罐与冷却炉的冷气入口连通以将第二隔热罐中的冷气输进冷却炉的内部。

在本实用新型较佳的实施例中，上述快速冷却热处理装置的冷却炉的热气出口与冷气罐连通以将冷却炉内部的热气输进冷气罐。

在本实用新型较佳的实施例中，上述快速冷却热处理装置的气冷装置还包括将冷却炉中的热气抽出的抽气泵。

在本实用新型较佳的实施例中，上述快速冷却热处理装置的冷却罐通过泵将冷却罐中的冷水泵送至第一隔热罐，冷气罐也通过泵将冷气罐中的冷气泵送至第二隔热罐。

一种热处理系统，其包括加热装置以及上述的快速冷却热处理装置，加热装置加热工件，加热装置通过传送带将加热后的工件传输至快速冷却热处理装置的冷却炉，冷却炉冷却加热后的工件。

本实用新型实施例的有益效果是：快速冷却热处理装置包括水冷装置、气冷装置，水冷装置包括冷水罐以及与冷水罐连通的第一隔热罐，冷水罐和第一隔热罐分别设置于室外，第一隔热罐与冷却炉连通,冷水罐中冷却后的低温水流入第一隔热罐，第一隔热罐中的低温水流入冷却炉以冷却冷却炉。第一隔热罐可以储存一天中水温最低时的水，即在冷水罐水温最低时(如夜间)将冷水输送至保温效果好的第一隔热罐储存。这样，当一天中气温较高时，第一隔热罐也可以保持较低的水温用于冷却冷却炉。冷却后的热水继续储存进传热效果好的冷水管，利用自然环境降温，水温降到最低时再输送入第一隔热罐，以此循环。这样由于第一隔热罐的保温效果好，冷却水在一天内温度较低且变化小，冷却效果好且稳定。气冷装置包括冷气罐以及与冷气罐连通的第二隔热罐，冷气罐和第二隔热罐分别设置于室外，第二隔热罐也与冷却炉连通以冷却冷却炉。气冷的原理与水冷相似，利用了第二冷却罐的保温性能，其中的气温温度保持较低水平且温度稳定，故气冷效果好且稳定。在需要不同的冷却程度时可以选择不同的冷却方式(水冷或气冷)。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型实施例中快速冷却热处理装置的示意简图；

图2为本实用新型实施例中快速冷却热处理装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中快速冷却热处理装置的冷却组件的分布示意图；

图4为本实用新型实施例中热处理系统的示意简图。

图标：100-快速冷却热处理装置；110-冷却炉；111-炉壁；113-入炉口；115-出炉口；117-传送装置；120-水冷装置；121-冷却组件；122-冷却管；123-第一水泵；124-第一隔热罐；125-冷水罐；126-第二水泵；140-气冷装置；141-第二隔热罐；143-冷气罐；145-第一加压风机；146-第二加压风机；147-抽风机；200-热处理系统；210-加热炉；220-传送带。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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实用新型中的具体含义。

实施例

请参照图1，本实施例提供一种快速冷却热处理装置100，其包括冷却炉110、与冷却炉110连接的水冷装置120以及与冷却炉110连接的气冷装置140，需要退火的工件在冷却炉110内随炉冷却，气冷装置140和水冷装置120从冷却炉110内带走热量以提升冷却速率。

请参照图2冷却炉110包括形成空腔的炉壁111、空腔内的传送装置117以及驱动传送装置117的驱动装置(图未示)。冷却炉110两端的炉壁111上设有入炉口113和出炉口115，需要冷却的工件由入炉口113进入冷却炉110，由传送装置117传送至炉体中央，冷却完成后，再由传送装置117将工件从出炉口115送出。

进一步地，传送装置117为辊道，传送装置117的一端连接至入口处，另一端连接至出口处。传送装置117的中部设有监测温度的温度探头(图未示)，以实时监测炉内的温度，确定冷却的时间。本实施例中的驱动装置为电机。

应理解，本实施例中选择使用辊道作为传送装置117的主要部件是出于性能、成本及装卸检修方便等综合考虑的优选方案，在本实用新型的其他实施例中，传送装置117可以是输送带或是载物台与轨道的组合。温度探头不仅可以设置于传送装置117的中部，也可以设置于冷却炉110空腔内的任一点或者多点，对各个部位的温度进行实时监测。在本实用新型的其他实施例中，温度探头可以与控制系统相连，控制系统可以控制电机在炉内温度降低到合适的时候自动开启，将工件运送出炉。

请参照图2和图3，水冷装置120包括设置于冷却炉110内壁的冷却组件121、连接于冷却组件121的第一隔热罐124以及连通于第一隔热罐124的冷水罐125。

冷却组件121包括设置于炉壁111的顶壁内侧的冷却管122，冷却管122呈来回弯折的形式分布于顶壁的内侧。冷却管122具有出口端和入口端，入口端和出口端伸出炉壁111之外。冷却管122的出口端通过管线与冷水罐125连通，冷却管122的入口与第一隔热罐124连通，从而实现冷却水的循环回路。

应当理解，冷却组件121的冷却管122设于炉壁111的内侧，是为了直接从高温区域吸收热量从而快速降温。在本实用新型的其他实施例中，冷却管122可以是设置于炉壁111内，冷却管122也可以设在冷却炉110的底部、侧壁或是端部。冷却管122的来回弯折地分布仅仅是出于增大冷却管122的有效冷却面积。在本实用新型的其他实施例中，冷却管122可以是直条型，而冷却组件121可以设置多个。

冷却组件121还包括设置于冷却管122的入口的第一水泵123，第一水泵123为冷却水从第一隔热罐124流入冷却管122再流出冷却管122进入冷水罐125提供动力，应理解，在本实用新型的其他实施例中，第一水泵123可以设置于冷却管122的出口处或者冷水罐125的入口前。

第一隔热罐124为具有保温材料层的罐体，保温材料为多孔介质，例如EVA材料、PU材料或奥普赛洛等发泡材料。第一隔热罐124与冷却管122的入口连通，给冷却管122提供低温的冷却水。第一隔热罐124的出口处设有阀门。第一隔热罐124的保温效果好使得储存于第一隔热罐124的冷却水温度随时间变化小，冷却效果稳定。

冷水罐125通过管线与第一隔热罐124相连通，冷水罐125为单层的金属罐体，具有良好的导热性能。冷水罐125用于存储冷却管122的出口流出的热水，并在自然环境下冷却。冷水罐125与第一隔热罐124之间的管线上设有第二水泵126和阀门，在冷水罐125的冷却水降低到较低水平时，打开阀门和第二水泵126将冷却水放入第一隔热罐124内保存。

气冷装置140包括连通至冷却炉110的冷气罐143和连通于冷气罐143的第二隔热罐141。第二隔热罐141同时与冷却炉110连通，从而形成回路。冷却炉110、冷气罐143以及第二隔热罐141之间通过管线连接，第二隔热罐141与冷却炉110之间设有第一加压风机145和阀门，冷气罐143与冷却炉110之间的管线上设有抽风机147，冷气罐143和第二隔热罐141之间的管线上设有第二加压风机146和阀门。

冷气罐143由导热性能良好的金属制成，第二隔热罐141具有保温材料层，保温材料为多孔介质，例如EVA材料、PU材料或奥普赛洛等发泡材料。当需要气冷时，打开第一加压风机145和对应的阀门，打开抽风机147。此时冷风进入，置换出热风，达到冷却效果。热气进入冷气罐143进行自然冷却，等到具有较低温度时再由第二加压风机146泵送至第二隔热罐141储存。

快速冷却热处理装置100的工作原理是:冷水罐125、第一隔热罐124和冷却组件121形成回路，冷水罐125和第一隔热罐124位于室外。由于冷水罐125的导热性能好，里面的水温容易向环境温度靠近。当冷水罐125中的冷却水到达较低的温度时(比如凌晨)，打开第二水泵126，将水导入第一隔热罐124进行保存。由于第一隔热罐124保温性能好，在环境温度升高时，其内部的冷却水依然保持较低的温度。当需要进行水冷操作时，打开第一水泵123和相应阀门，将水泵入冷却组件121的冷却管122内对冷却炉110进行冷却。热水从冷却管122的出口流入冷水罐125继续进行自然冷却，依次循环。当需要气冷时，将第二隔热罐141里的冷气通过加压风机输送入冷却炉110内，同时抽风机147从冷却炉110内抽取热气输送至冷气罐143，用于冷气罐143较好的导热性能，热气冷却到较低的温度继续输送入第二隔热罐141内保存，依次循环。这样设置第一隔热罐124和第二隔热罐141，不会使冷却水或冷气随外界气温的波动而变化，并始终维持较低温度。

请参照图4，本实施例还提供一种热处理系统200，其包括快速冷却热处理装置100和加热炉210，加热炉210位于上游并通过传送带220连接至冷却炉110的入口。

综上所述，本实用新型的快速冷却热处理装置包括水冷装置、气冷装置，水冷装置包括冷水罐以及与冷水罐连通的第一隔热罐，冷水罐和第一隔热罐分别设置于室外，第一隔热罐与冷却炉连通,冷水罐中冷却后的低温水流入第一隔热罐，第一隔热罐中的低温水流入冷却炉以冷却冷却炉。第一隔热罐可以储存一天中水温最低时的水，即在冷水罐水温最低时(如夜间)将冷水输送至保温效果好的第一隔热罐储存。这样，当一天中气温较高时，第一隔热罐也可以保持较低的水温用于冷却冷却炉。冷却后的热水继续储存进传热效果好的冷水管，利用自然环境降温，水温降到最低时再输送入第一隔热罐，以此循环。这样由于第一隔热罐的保温效果好，冷却水在一天内温度较低且变化小，冷却效果好且稳定。气冷装置包括冷气罐以及与冷气罐连通的第二隔热罐，冷气罐和第二隔热罐分别设置于室外，第二隔热罐也与冷却炉连通以冷却冷却炉。气冷的原理与水冷相似，利用了第二冷却罐的保温性能，其中的气温温度保持较低水平且温度稳定，故气冷效果好且稳定。在需要不同的冷却程度时可以选择不同的冷却方式(水冷或气冷)。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种快速冷却热处理装置，其特征在于，其包括水冷装置、气冷装置和冷却炉；所述水冷装置包括冷水罐以及与所述冷水罐连通的第一隔热罐，所述冷水罐和所述第一隔热罐分别设置于室外，所述第一隔热罐与所述冷却炉连通,所述冷水罐中冷却后的低温水流入所述第一隔热罐，所述第一隔热罐中的低温水流入所述冷却炉以冷却所述冷却炉；所述气冷装置包括冷气罐以及与所述冷气罐连通的第二隔热罐，所述冷气罐和所述第二隔热罐分别设置于室外，所述第二隔热罐也与所述冷却炉连通以冷却所述冷却炉。

2.根据权利要求1所述的快速冷却热处理装置，其特征在于，所述水冷装置还包括设置于所述冷却炉内壁的冷却组件，所述冷却组件的入口与所述第一隔热罐连通，所述冷却组件的出口与所述冷水罐连通以形成水冷循环回路。

3.根据权利要求2所述的快速冷却热处理装置，其特征在于，所述水冷装置包括多个冷却组件，每个所述冷却组件包括设置于所述冷却炉的内壁的冷却管，所述冷却管的入口与所述第一隔热罐连通，所述冷却管的出口与所述冷水罐连通。

4.根据权利要求3所述的快速冷却热处理装置，其特征在于，每个所述冷却组件还将使所述冷却管中的水流动的水泵。

5.根据权利要求3所述的快速冷却热处理装置，其特征在于，所述冷却管是弯管以增加所述冷却管与所述冷却炉的接触面积。

6.根据权利要求1所述的快速冷却热处理装置，其特征在于，所述第二隔热罐与所述冷却炉的冷气入口连通以将所述第二隔热罐中的冷气输进所述冷却炉的内部。

7.根据权利要求5所述的快速冷却热处理装置，其特征在于，所述冷却炉的热气出口与所述冷气罐连通以将所述冷却炉内部的热气输进所述冷气罐。

8.根据权利要求7所述的快速冷却热处理装置，其特征在于，所述气冷装置还包括将所述冷却炉中的热气抽出的抽气泵。

9.根据权利要求1所述的快速冷却热处理装置，其特征在于，所述冷水罐通过泵将所述冷水罐中的冷水泵送至所述第一隔热罐，所述冷气罐也通过所述泵将所述冷气罐中的冷气泵送至所述第二隔热罐。

10.一种热处理系统，其特征在于，其包括加热装置以及如权利要求1-9任一项所述的快速冷却热处理装置，所述加热装置加热工件，所述加热装置通过传送带将加热后的所述工件传输至所述快速冷却热处理装置的所述冷却炉，所述冷却炉冷却加热后的所述工件。