CN206869029U - 水雾冷却装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种水雾冷却装置，包括以下步骤：制作缸套铸件的浇筑型腔；在缸套铸件浇注完成后，在缸套芯铁管内喷水雾，从缸套芯铁管的底部向上吹风，以使缸套芯铁管内的水蒸气排出。水雾冷却装置，它包括进水管和进气管；所述的进水管设有第一竖直段，在第一竖直段的外壁设有多个喷水孔，第一竖直段的底部封堵；所述的进气管设有第二竖直段，在第二竖直段的底部设有向上的返流罩。通过以上方案，能够加快铸态下缸套内孔表面的冷却速度，同时又避免出现离心浇铸中位于缸套内壁的疏松层，确保缸套铸件内孔表面组织的细密、内表面高的强度，最终提高缸套内孔表面耐磨性能。

Description

水雾冷却装置

技术领域

本实用新型涉及铸造领域，特别是一种提高船用柴油机气缸套内孔耐磨性的水雾冷却装置。

背景技术

低速柴油机气缸套与其运行活塞是一套完整的摩擦副，由于缸套内表面直接与燃烧爆炸接触，工作环境恶劣，所以特别要求缸套内孔表面强度高、组织细密，即对缸套内孔表面的耐磨性提出了很高要求。

为满足缸套内孔表面的特殊要求，在缸套毛坯铸造时，加快铸态下缸套内孔表面的冷却速度是关键。一般采用缸套内孔表面贴冷铁的工艺方案来加快冷却速度，但一方面贴冷铁全靠手工操作，劳动强度大；另一方面冷铁蓄热能力有限，很容易饱和，不能持续加速冷却，特别是对于厚大壁厚的缸套效果很不明显。

中国专利文献CN 102049488 A，提供了一种金属型离心浇铸腔内水雾冷却工艺，提出了一种直接在毛坯内腔喷水雾10秒的方案，能够使气缸套成品的工作面组织致密。但是离心浇铸的工艺较为复杂，因金属模具离心浇铸外壁水冷却，气缸套毛坯结晶过程是外壁单向凝固为主，内孔层是趋于疏松层，内孔机械强度和内孔耐磨性不高，产品成品率不高。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种水雾冷却装置，能够进一步提高柴油机气缸套内孔的强度和耐磨性，提高成品率和产品质量。

为解决上述的技术问题，本实用新型的技术方案是：一种用于提高船用柴油机气缸套内孔耐磨性的方法的水雾冷却装置，它包括进水管和进气管；

所述的进水管设有第一竖直段，在第一竖直段的外壁设有多个喷水孔，第一竖直段的底部封堵；

所述的进气管设有第二竖直段，在第二竖直段的底部设有向上的返流罩。

所述的进水管还设有一水平段，水平段的一端与竖直段连通，另一端设有进水接头，喷水孔在第一竖直段的外壁从上到下布置，且沿圆周均布多个喷水孔，喷水孔的直径为0.5~1.5mm。

优选的方案中，所述的进气管成倒“L”形，在进气管的底部向上弯折，并与倒锥形或倒弧形的返流罩连接，返流罩的顶部开放。

优选的方案中，进水管的第一竖直段顶部与扩径的筒体连通，筒体的顶部或侧壁与进水管的水平段连通，进水管的水平段设有进水接头，喷水孔在第一竖直段的外壁从上到下布置，且沿圆周均布多个喷水孔，喷水孔的直径为0.5~1.5mm；

进气管穿过筒体顶部的端盖，第二竖直段的底部从进水管的第一竖直段底部穿出，第二竖直段的底部套接有倒锥形或倒弧形的返流罩，返流罩的顶部开放。

优选的方案中，进水管的水平段与筒体和进气管之间的第一空腔连通，进水管的第一竖直段与进气管的外壁之间也形成第二空腔，第二空腔的底部设有焊接的挡板，第一空腔与第二空腔连通。

优选的方案中，筒体顶部或侧壁还设有用于起吊的吊耳；

还设有摆动驱动机构，摆动驱动机构与进水管的水平段或者进气管的水平段连接，以驱动筒体沿竖直的轴线摆动。

本实用新型提供的一种提高船用柴油机气缸套内孔耐磨性的水雾冷却装置，能够加快铸态下缸套内孔表面的冷却速度，同时又避免出现离心浇铸中位于缸套内壁的疏松层，确保缸套铸件内孔表面组织的细密、内表面高的强度，最终提高缸套内孔表面耐磨性能。配合采用向上吹风的方案，能够使喷出的水雾更为均匀，吹出的高压冷风自身能够带走大量的热量，也能够加快蒸发量和带走水蒸气，进一步提高降温效率。

本实用新型不仅可用于船用柴油机气缸套，也可用于其他具有盲孔结构的大型铸件中。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型的主视整体结构示意图。

图2为本实用新型中配型后的主视结构示意图。

图3为本实用新型中进水管的结构示意图。

图4为本实用新型中进气管的结构示意图。

图5为本实用新型中优选的水雾冷却装置的结构示意图。

图6为本实用新型中进一步优选的水雾冷却装置的结构示意图。

图中：进水管1，喷水孔101，进气管2，返流罩201，水蒸气3，缸套砂箱4，型砂5，水雾6，缸套铸件7，缸套芯铁管8，筒体9，吊耳10，电机11，曲柄12，连杆13，摆杆14。

具体实施方式

实施例1：

如图1中，一种提高船用柴油机气缸套内孔耐磨性的方法，包括以下步骤：

s1、采用缸套砂箱4、型砂5和缸套芯铁管8制作缸套铸件7的浇筑型腔；

s2、在缸套铸件7浇注完成后，在缸套芯铁管8内喷水雾6，通过以上步骤加速缸套铸件7内孔散热，提高缸套铸件7内表面组织致密性和强度。本实用新型采用了砂型铸造与内孔喷雾进行组合的方式，避免出现位于缸套内壁的疏松层，通过内孔喷雾，能够带走缸套芯铁管8表面的热量，从而达到加快缸套铸件7内孔表面冷却速度的目的，确保缸套内孔表面组织的细密、使缸套铸件7内表面具有较高的强度，最终提高缸套铸件7内孔表面耐磨性能。采用喷雾水冷的方式后，一方面避免了缸套铸件7内孔大量冷铁的使用，减轻了工人的劳动强度；另一方面使铸态下缸套内孔表面得到了持续的快速冷却，经金相检测，缸套内孔表面组织得到了明显的细化，抗拉强度提高了20~30Mpa，内孔表面硬度提高了布氏硬度30~40HB，提高了船用柴油机气缸套内孔表面的耐磨性能。

实用新型人发现，缸套砂箱4内部为盲孔结构，部分水雾6形成的水蒸气3容易滞留在盲孔结构内，影响了冷却的效率。优选的方案如图1中，从缸套芯铁管8的底部向上吹风，以使缸套芯铁管8内的水蒸气排出。由此结构，使水雾6转化为的水蒸气3在进气管2的作用下，快速上升，从缸套芯铁管8顶端方向逃逸，带走缸套芯铁管8及缸套铸件7内壁的大量热量。提高冷却效率。经测试，缸套铸件7浇注完成后，从约1200℃降温到约500℃，单独喷水雾6的方案需要6~7个小时，而与吹风的方案组合后，仅需3~3.5个小时。

优选的方案中，喷水雾6时间为2.5~4.5小时。

优选的方案中，喷水雾6时间为3~3.5小时。

使用时，将进水管1与供水管接通，进气管2与压缩空气管接通，供水管向缸套芯铁管8内壁均匀喷水，进气管2从底部向上吹风，带走水蒸气3。喷雾水冷进行约3小时后，先关闭进水管1，后关闭进气管2。

实施例2：

如图3~6中，一种用于提高船用柴油机气缸套内孔耐磨性的方法的水雾冷却装置，它包括进水管1和进气管2，

所述的进水管1设有第一竖直段，在第一竖直段的外壁设有多个喷水孔101，第一竖直段的底部封堵；

所述的进气管2设有第二竖直段，在第二竖直段的底部设有向上的返流罩201。由此结构，其中进水管1实现喷水雾的功能，进气管2从返流罩201向上吹风，带走水雾6形成的水蒸气3。

优选的方案如图3中，所述的进水管1还设有一水平段，水平段的一端与竖直段连通，另一端设有进水接头，喷水孔101在第一竖直段的外壁从上到下布置，上层和下层的喷水孔101间距为20mm，且每层沿圆周均布4个喷水孔，喷水孔101的直径为0.5~1.5mm，优选为1mm。

优选的方案中，所述的进气管2成倒“L”形，在进气管2的底部向上弯折，并与倒锥形或倒弧形的返流罩201连接，返流罩201的顶部开放。

优选的方案如图5、6中，进水管1的第一竖直段顶部与扩径的筒体9连通，筒体9的顶部或侧壁与进水管1的水平段连通，进水管1的水平段设有进水接头，喷水孔101在第一竖直段的外壁从上到下布置，上层和下层的喷水孔101间距为20mm，且每层沿圆周均布4~8个喷水孔，喷水孔101的直径为0.5~1.5mm，优选为1mm。本例中优选筒体9的侧壁与进水管1的水平段连通，由此结构，能够进一步缩小筒体9的直径。

进气管2穿过筒体9顶部的端盖，第二竖直段的底部从进水管1的第一竖直段底部穿出，第二竖直段的底部套接有倒锥形或倒弧形的返流罩201，返流罩201的顶部开放。

优选的方案中，进水管1的水平段与筒体9和进气管2之间的第一空腔连通，进水管1的第一竖直段与进气管2的外壁之间也形成第二空腔，第二空腔的底部设有焊接的挡板，第一空腔与第二空腔连通。

优选的方案中，筒体9顶部或侧壁还设有用于起吊的吊耳10，吊耳10沿圆周均布为三个，利用钢丝绳或铁链固定后，用行车起吊。由上述的结构，便于将进水管1和进气管2组合为一个整体，在缸套铸件7浇筑完成后，即可迅速整体吊装使用。

优选的方案如图5、6中，还设有摆动驱动机构，摆动驱动机构与进水管1的水平段或者进气管2的水平段连接，以驱动筒体9沿竖直的轴线摆动。由此结构，通过进水管1的旋转，使喷水孔101喷出的水雾均匀，进一步提高缸套铸件7的质量。

摆动驱动机构的具体结构如图5中：电机11的输出轴与曲柄12固定连接，曲柄12与连杆13铰接连接，连杆13与进水管1活动套接，通过电机11的转动带动进水管1摆动，从而使喷出的水雾均匀。

进一步优化的结构如图6中：电机11上设有减速器，减速器的输出轴与曲柄12固定连接，曲柄12与连杆13铰接连接，连杆13与摆杆14的中部铰接，摆杆14的底部与铰座铰接，摆杆14的顶部设有套接环，套接环套在进水管1的水平段，通过电机11转动，带动进水管1摆动，使喷出的水雾均匀。

上述的实施例仅为本实用新型的优选技术方案，而不应视为对于本实用新型的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本实用新型的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种水雾冷却装置，其特征是：它包括进水管（1）和进气管（2）；

所述的进水管（1）设有第一竖直段，在第一竖直段的外壁设有多个喷水孔（101），第一竖直段的底部封堵；

所述的进气管（2）设有第二竖直段，在第二竖直段的底部设有向上的返流罩（201）。

2.根据权利要求1所述的一种水雾冷却装置，其特征是：所述的进水管（1）还设有一水平段，水平段的一端与竖直段连通，另一端设有进水接头，喷水孔（101）在第一竖直段的外壁从上到下布置，且沿圆周均布多个喷水孔（101），喷水孔（101）的直径为0.5~1.5mm。

3.根据权利要求1所述的一种水雾冷却装置，其特征是：所述的进气管（2）成倒“L”形，在进气管（2）的底部向上弯折，并与倒锥形或倒弧形的返流罩（201）连接，返流罩（201）的顶部开放。

4.根据权利要求1所述的一种水雾冷却装置，其特征是：进水管（1）的第一竖直段顶部与扩径的筒体（9）连通，筒体（9）的顶部或侧壁与进水管（1）的水平段连通，进水管（1）的水平段设有进水接头，喷水孔（101）在第一竖直段的外壁从上到下布置，且沿圆周均布多个喷水孔（101），喷水孔（101）的直径为0.5~1.5mm；

进气管（2）穿过筒体（9）顶部的端盖，第二竖直段的底部从进水管（1）的第一竖直段底部穿出，第二竖直段的底部套接有倒锥形或倒弧形的返流罩（201），返流罩（201）的顶部开放。

5.根据权利要求4所述的一种水雾冷却装置，其特征是：进水管（1）的水平段与筒体（9）和进气管（2）之间的第一空腔连通，进水管（1）的第一竖直段与进气管（2）的外壁之间也形成第二空腔，第二空腔的底部设有焊接的挡板，第一空腔与第二空腔连通。

6.根据权利要求4所述的一种水雾冷却装置，其特征是：筒体（9）顶部或侧壁还设有用于起吊的吊耳（10）；

还设有摆动驱动机构，摆动驱动机构与进水管（1）的水平段或者进气管（2）的水平段连接，以驱动筒体（9）沿竖直的轴线摆动。