CN219996937U - 一种gleeble双喷头冷却装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种gleeble双喷头冷却装置，所述双喷头冷却装置用于热处理试验中所用的Gleeble系列热模拟实验机，所述双喷头冷却装置包括分叉管、两个冷却管和两个尖嘴喷头，所述分叉管一端连接Gleeble系列热模拟实验机，另一端延伸分叉为两条管路并分别连接两个冷却管，所述两个冷却管分别连接两个尖嘴喷头，本实用新型可使空气喷头在横向和纵向方向进行移动,调节上下和左右的距离，通过将冷却管整体固定在所需位置，灵活调整冷却管位置，方便快捷，实现可调控位置的快速冷却。

Description

一种gleeble双喷头冷却装置

【技术领域】

本实用新型涉及材料热处理热模拟试验装置技术领域，尤其涉及一种gleeble双喷头冷却装置。

【背景技术】

在热处理过程中气流速度以及板材的厚度,是影响换热系数的主要指标,气流速度越大冷速越高,在相同板厚下，气流速度与冷速大小密切相关。其中气流速度又与气体的压强及喷气装置喷气孔与试验板材的距离有关,压强越大,板材与喷头的距离越近,其冷却速度越大。另外,气流的分布情况及密度对冷却的均匀性及冷却速度有很大的作用,密集的大量的高速气流能够获得很均匀的快速冷却区域。在此情况下，需要在热模拟试验的方法来验证工艺条件与组织性能的关系，控制试验中试样的冷却速度十分重要。通常情况下,在热模拟试验中,温度控制可以通过电阻加热来补偿,因此只有在加大冷却速度的条件下,才能保证尽可能多的冷却速率参数，为模拟热处理工艺提供更多有效的方案。采用喷气冷却装置,将高速气体喷到热模拟试样表面,冷却过程主要通过气固热传递进行,加快试样的冷却速度。

因此，有必要研究一种gleeble双喷头冷却装置来应对现有技术的不足，以解决或减轻上述一个或多个问题。

【实用新型内容】

有鉴于此，本实用新型提供了一种gleeble双喷头冷却装置，整体设计可使空气喷头在横向和纵向方向进行移动,调节上下和左右的距离，通过将冷却管整体固定在所需位置，灵活调整冷却管位置，方便快捷，实现可调控位置的快速冷却。

一方面，本实用新型提供一种gleeble双喷头冷却装置，所述双喷头冷却装置用于热处理试验中所用的Gleeble系列热模拟实验机，所述双喷头冷却装置包括分叉管、两个冷却管和两个尖嘴喷头，所述分叉管一端连接Gleeble系列热模拟实验机，另一端延伸分叉为两条管路并分别连接两个冷却管，所述两个冷却管分别连接两个尖嘴喷头。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述分叉管和两个冷却管均为竹节管。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述双喷头冷却装置还包括顶端螺纹牙，所述顶端螺纹牙固定在分叉管一端，并同时连接Gleeble系列热模拟实验机和分叉管。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述双喷头冷却装置还包括固定卡环，所述固定卡环固定连接顶端螺纹牙与分叉管之间。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述双喷头冷却装置还包括节流阀，所述节流阀为两个，并分别设置在两个冷却管中部。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，当所述分叉管连接Gleeble系列热模拟实验机时，所述分叉管通过Gleeble系列热模拟实验机上的quench装置连接外部的空气压缩装置。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述两个尖嘴喷头分别设置在待冷却试样两侧。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，Gleeble系列热模拟实验机为Geeble 3500系列的热模拟机。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述分叉管通过固定卡环压紧连接顶端螺纹牙。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，Gleeble系列热模拟实验机上设有与顶端螺纹牙配套连接的螺纹孔。

与现有技术相比，本实用新型可以获得包括以下技术效果：

本实用新型装置的尖嘴喷头为可调整的圆柱形尖嘴喷头，与喷头相连的冷却管可以拆卸，可以控制长短，根据实验需求可调整样品冷却的位置，同时通过螺丝旋紧卡扣，竹节管末端的螺纹牙可直接与真空箱相连，连接quench装置，同时与外围的空气压缩装置相连，尖嘴喷头可以快速喷出集中的大量的压缩空气，且分叉的尖嘴喷头可以通过对试样前后表面气淬，形成高速冷却对流气流，大大提高了试样的冷速，通过卡扣锁紧竹节管，可以防止喷气装置因压缩空气较大压力释放导致喷气移动装置无法对准试样表面，有效且方便进行淬火，它能大大提高加热试样的冷却速度，该装置适用gleeble任意试验，且喷头小，可调节性强，灵活度高，冷却装置使用材料便宜易得，在材料热模拟实验提供了大冷速且位置灵活可调控的冷却方式，通过节流阀调整气流量大小，对比quench本身粗流量调节，节流阀提供了微气流调节，实现了可控气流调整冷速大小。

当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。

【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，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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它的附图。

图1是本实用新型一个实施例提供的双喷头冷却管结构图；

图2是本实用新型一个实施例提供的双喷头冷却管使用说明图

图3是本实用新型一个实施例提供的机器冷速与双喷头冷却管冷速对比图；

图4是本实用新型一个实施例提供的单喷头冷却管与双喷头冷却管冷速对比图。

【具体实施方式】

为了更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。在本实用新型实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

本实用新型提供本实用新型提供一种gleeble双喷头冷却装置，所述双喷头冷却装置用于热处理试验中所用的Gleeble系列热模拟实验机，所述双喷头冷却装置包括分叉管、两个冷却管和两个尖嘴喷头，所述分叉管一端连接Gleeble系列热模拟实验机，另一端延伸分叉为两条管路并分别连接两个冷却管，所述两个冷却管分别连接两个尖嘴喷头。所述分叉管和两个冷却管均为竹节管。

所述双喷头冷却装置还包括顶端螺纹牙，所述顶端螺纹牙固定在分叉管一端，并同时连接Gleeble系列热模拟实验机和分叉管。

所述双喷头冷却装置还包括固定卡环，所述固定卡环固定连接顶端螺纹牙与分叉管之间。所述分叉管通过固定卡环压紧连接顶端螺纹牙。

所述双喷头冷却装置还包括节流阀，所述节流阀为两个，并分别设置在两个冷却管中部。

当所述分叉管连接Gleeble系列热模拟实验机时，所述分叉管通过Gleeble系列热模拟实验机上的quench装置连接外部的空气压缩装置。

所述两个尖嘴喷头分别设置在待冷却试样两侧。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，Gleeble系列热模拟实验机为Geeble 3500系列的热模拟机。Gleeble系列热模拟实验机上设有与顶端螺纹牙配套连接的螺纹孔。

实施例1：

本实用新型提供了一种gleeble淬火喷气管，涉及gleeble一种冷却装置,在Gleeble3500配套使用的热模拟机热处理充当冷却装置。属材料热处理热模拟试验装置技术领域。本实用新型冷却装置主要由两个尖嘴喷头，与之连接的嵌套冷却管，节流阀，分叉管与顶端螺纹牙组成，本实用新型装置的尖嘴喷头为可调整的圆柱形尖嘴喷头，与喷头相连的冷却管可以拆卸，可以控制长短，根据实验需求可调整样品冷却的位置，同时通过螺丝旋紧卡扣，竹节管末端的螺纹牙可直接与真空箱相连，连接quench装置，同时与外围的空气压缩装置相连，尖嘴喷头可以快速喷出集中的大量的压缩空气，且分叉的尖嘴喷头可以通过对试样前后表面气淬，形成高速冷却对流气流，大大提高了试样的冷速，通过卡扣锁紧竹节管，可以防止喷气装置因压缩空气较大压力释放导致喷气移动装置无法对准试样表面，有效且方便进行淬火，它能大大提高加热试样的冷却速度，该装置适用gleeble任意试验，且喷头小，可调节性强，灵活度高，冷却装置使用材料便宜易得，在材料热模拟实验提供了大冷速且位置灵活可调控的冷却方式，通过节流阀调整气流量大小，对比quench本身粗流量调节，节流阀提供了微气流调节，实现了可控气流调整冷速大小。

气淬冷却装置,包括有两个尖嘴喷头、两套冷却管，一套螺丝卡扣，节流阀和螺纹牙。螺纹牙1与gleeble的quench装置相连接，与外围的空气压缩装置相连,以提供冷却空气；分叉管5将两根冷却管2连接，冷却管2通过节流阀3控制流量大小，尾端为尖嘴喷头4，通过尖嘴喷头4输出气体流量,以形成高速冷却气流，对加热的试样进行快速冷却。整体设计可使尖嘴喷头4在横向和纵向方向进行移动,调节上下和左右的距离，通过固定卡环6将冷却管整体固定在所需位置，灵活调整冷却管位置，方便快捷，实现可调控位置的快速冷却。

本实用新型喷气冷却装置专门为Geeble 3500热模拟机配套使用而设计的冷却装置，Gleeble3500是由美国动力系统公司(DSI)生产的3500系列的热模拟机。该热模拟试验机是一个材料热机械加工性能分析系统,具有对材料热处理，实现快速升温降温或者通过可调控的升温以及降温速率，对材料实现力学变形拉伸或压缩，同时记录温度、力、应力、应变等参数变化曲线,可以针对金属材料开展一系列的模拟实验。由于试样导热系数的局限性，gleeble在实际热模拟过程中冷速无法达到预期需求，所以需要借助冷却装置提高冷速达到预期冷速。

将金属试样放在真空箱的夹具上,通过电阻加热。喷气冷却装置与真空箱内的内螺纹与quench装置相连,冷却模块可固定和调节空气喷头的位置,可根据试验试样的尺寸调节横向和纵向距离。喷头通过两路导气管与空气压缩机相连。在试样前后通过喷头喷出大量高压缩气体，气体迅速在试样表面密集，将试样表面的热量通过不断喷出来的气体带走，通过双喷头前后高速气流与试样表面的对流,大大提高了试样的冷却速度。

本喷气冷却装置是针对该热模拟机的热处理试验而开发的冷却装置。与以往的空冷及单气管喷气及喷水冷却相比,采用双喷头喷气装置后,在大大改善热处理试样的冷却速度的同时,同时提高了淬火冷却的均匀性。这是因为采用双喷头上前后淬火,加快了气流的速率,同时改变了气体流场的分布,特别适用于热处理过程中高温阶段冷速的快速降低。

相比各种冷却方式,采用空冷的方式冷却,会导致试样的冷却能力不够，单气管喷气冷却会带来诸如均温区太小,组织变化不均匀，影响试验分析结果等问题，同时单喷管无固定装置，在吹气过程中容易导致quench装置中的压缩空气压力过大，冷却管移动而无法集中在试样表面，与机器本身冷却速率相差不大。而喷水冷却虽然能够达到最大的冷却速度,但是也会带来如冷却区域不均匀、使实验仓受潮，影响机器加热装置，容易存在危险情况，受潮会导致腔室内零部件氧化双休，使机器寿命降低，组件老化真空密封性降低而抽不了真空会导致试样氧化,以及加大了试验机加热装置的负载等问题。本实用新型的喷气冷却装置正是基于这些问题的改进而设计的。

具体地，本实用新型将双喷头冷却管连接真空腔室内螺纹，与外部quench装置相连，调整好双喷头位置使之对准试样的前后表面。实验采用的方案为采用10℃/s的升温速率，加热到1200℃，保温五分钟，再以10℃/s冷却到900℃，从900℃开始以50℃/s的冷却速率冷却到室温，由于试样本身的导热系数受限以及压头的材料受限，冷却速率最大达不到50℃/s，故用此来测试机器对该试样的最大冷速。

采用本实用新型喷气冷却装置的试样的冷却曲线跟未加任何冷却管机器本身的最大冷速对比如图3所示。如图3黑色曲线表示的是机器在不加任何装置下的最大冷速,采用本实用新型喷气冷却装置的试样的冷却曲线如图3红色曲线所示。采用该喷气冷却装置,对直径8mm*12mm的低碳钢圆柱试样的机器最大的冷却速率进行测定，设置在900℃开始冷却，以50℃/s的冷却速率冷却到室温，在不加任何冷却管的情况下，机器可达到的最大冷却速率t85区间为20℃/s，在增加了双喷头冷却管的情况下冷速为48℃/s,大大提高了原有的冷却能力。本实用新型喷气冷却装置的试样的冷却曲线跟单喷头冷却管对比，在单喷头冷却管的情况下，机器可达到的最大冷却速率t85区间为24℃/s，在增加了双喷头冷却管的情况下冷速为49℃/s,通过对比发现,使用本实用新型冷却装置后大大提高了试样的冷却速度，为获得高冷速的热处理试验分析结果提供了必要的保证条件。

以上对本申请实施例所提供的一种gleeble双喷头冷却装置，进行了详细介绍。以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

如在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求书当中所提及的“包含”、“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含/包括但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求书的保护范围内。

Claims (10)

1.一种gleeble双喷头冷却装置，所述双喷头冷却装置用于热处理试验中所用的Gleeble系列热模拟实验机，其特征在于，所述双喷头冷却装置包括分叉管、两个冷却管和两个尖嘴喷头，所述分叉管一端连接Gleeble系列热模拟实验机，另一端延伸分叉为两条管路并分别连接两个冷却管，所述两个冷却管分别连接两个尖嘴喷头。

2.根据权利要求1所述的双喷头冷却装置，其特征在于，所述分叉管和两个冷却管均为竹节管。

3.根据权利要求1所述的双喷头冷却装置，其特征在于，所述双喷头冷却装置还包括顶端螺纹牙，所述顶端螺纹牙固定在分叉管一端，并同时连接Gleeble系列热模拟实验机和分叉管。

4.根据权利要求3所述的双喷头冷却装置，其特征在于，所述双喷头冷却装置还包括固定卡环，所述固定卡环固定连接顶端螺纹牙与分叉管之间。

5.根据权利要求1所述的双喷头冷却装置，其特征在于，所述双喷头冷却装置还包括节流阀，所述节流阀为两个，并分别设置在两个冷却管中部。

6.根据权利要求1所述的双喷头冷却装置，其特征在于，当所述分叉管连接Gleeble系列热模拟实验机时，所述分叉管通过Gleeble系列热模拟实验机上的quench装置连接外部的空气压缩装置。

7.根据权利要求1所述的双喷头冷却装置，其特征在于，所述两个尖嘴喷头分别设置在待冷却试样两侧。

8.根据权利要求1所述的双喷头冷却装置，其特征在于，Gleeble系列热模拟实验机为Geeble 3500系列的热模拟机。

9.根据权利要求4所述的双喷头冷却装置，其特征在于，所述分叉管通过固定卡环压紧连接顶端螺纹牙。

10.根据权利要求9所述的双喷头冷却装置，其特征在于，Gleeble系列热模拟实验机上设有与顶端螺纹牙配套连接的螺纹孔。