DD153559A1

DD153559A1 - Vorrichtung zur erzeugung eines abkuehlsprays fuer waermebehandelte gegenstaende

Info

Publication number: DD153559A1
Application number: DD22458580A
Authority: DD
Inventors: Rolf Zenker
Original assignee: Rolf Zenker
Priority date: 1980-10-16
Filing date: 1980-10-16
Publication date: 1982-01-13
Also published as: DD153559B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Sprays fuer die Abkuehlung von waermebehandelten Gegenstaenden. Die Erfindung hat das Ziel, ueber eine Steuerung der Abschreckintensitaet im Rahmen von Waermebehandlungszyklen die Werkstoffeigenschaften zu beeinflussen. Aufgabe der Erfindung ist es, durch eine Vorrichtung die Abkuehlgeschwindigkeit in weiten Bereichen zu verlieren, in dem die Abschreckwirkung des Sprays veraendert wird. Das wird dadurch erreicht, dass ein Spray, erzeugt durch Vermischen eines Gasees und einer Fluessigkeit, die mit getrennt variierbarem dRuck durch in einem bestimmten einstellbaren Winkel zueinander angeordneten Duesenpaares aufeinandertreffen. Durch dieMoeglichkeit der Regelung des Druckes bei je einer Duese des Duesenpaares zusaetlich zur zentralen Einstellung des Druckes von Gas und Fluessigkeit wird erreicht,dass der gesamte Gegenstand gleichmaesig oder gezielt bestimmte Teile unterschiedlich rasch abgekuehlt werden.Die Erfindung findet Anwendung in der Metallurgie, im Maschinenbau, in der metallverarbeitenden Industrie, insbesondere bei Waermebehandlungsprozesses, die eine gesteuerte Abkuehlung erfordern.

Description

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Vorrichtung zur Erzeugung eines Abkühlsprays für wärmebehandelte Gegenstände

Anwendungsgebiet

Die Erfindung findet Anwendung in der Metallurgie, im Maschinenbau, in der metallverarbeitenden Industrie, insbesondere bei Wärmebehandlungsprozessen, die eine gesteuerte Abkühlung erfordern

Charakteristik der technischen Lösung

Zur Beeinflussung zahlreicher Werkstoffeigenschaften ist es in vielen Fällen erforderlich, im Rahmen eines Temperatur-Zeit» Regimes bestimmte Abkühlungsgeschwindigkeiten zu realisieren. Die Qualität des behandelten Gegenstandes und damit der erreichbare Effekt hängt dabei wesentlich davon ab, wie genau die Steuerung und Einhaltung der geforderten Abkühlungsgeschwindigkeit erfolgt· Die Abkühlungsgeschwindigkeit wird u.a. von der Form und den Abmessungen das Körpers, dessen Zusammensetzung, der Art der Abkühlung und der Kühlmitteltemperatur bestimmt. In der Regel erfolgt die Abkühlung durch ruhendes Gas oder im Gasstrom, vorwiegend Luft, in Flüssigkeitsbädern, insbesondere Wasser mit und ohne Zusätze, öl oder im Flüssigkeitsstrom. Die Abkühlungsgeschwindigkeiten nehmen in der Reihenfolge ruhendes Gas, Gasstrom, Ölbad, Wasserbad wobei bei Flüssigkeitsbädern noch von Einfluß ist, ob und wie stark die Körper bewegt werden, und schließlich Wasserstrom (Abschreckbrause, Druckwasser) zu.

Für iedes Abschreckmedium ergeben sich bestimmte Bereiche der Abkühlungsgeschwindigkeiten, die bai den flüssigen Madien, insbesondere Tissaer durch Zusätze, wie flüssige organische Substanzen oder gelöste Salze erweitert werden können, aber dennoch stets nur den Anforderungen für einen Teil der insgesamt

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auftretende Fälle genügen· D.h·, daß für verschiedene Anforderungen verschiedene Arten der Abkühlung zur Verfügung stehen müas©n· Das wird umso komplizierter und kostspieliger .1e unterschiedlicher und vielseitiger die Anforderungen und .ie differenzierter die Forderungen bzgl· der zu erzielenden Eigenschaften und deren Streubreite sind* Bei Wasserabkühlung kommt es in bestimmten Temperaturbereichen während des Abkühlνorganges zur Ausbildung einer Dampfhaut an der Oberfläche des Körpers, die sich ungünstig auf den gesamten Abkühlverlauf auswirkt· Desweitern ist bei allen o.g· Verfahren keine differenzierte Abkühlung einzelner Bereiche der Gegenstände möglich« Eine Regelung bzw· Steuerung der Abkühlprozesse und damit eine Automatisierung ist gar nicht oder bedingt möglich·

Eine teilweise Beseitigung der o.g« Hachteile wird dadurch er reicht _f daß Gegenstände mit einem Gas-Flüssigkeitsgemisch abgekühlt werden·

Gemäß DE OS 2818727 wird das GaS-⁵¹IUssigkeitsgemisch in Düsen erzeugt, in denen durch seitliche Zuführungen dem zentralen Druckluftstrom Wasser zugemischt wird· Die Einstellung der Abkühlintensität erfolgt durch Druckregulierung von Gas und Wasser· ^Die Vorrichtung besteht aus mehreren Düsen, die gemeinsam gespeist werden· Nachteile dieser Erfindung sind, daß die Herstellung derartiger Düsen recht kompliziert und kaum die Möglichkeit zur Variation der Form des-Sprühkegels gegeben ist· Außerdem ist durch die zentrale Regelung keine Möglichkeit zur differenzierten Abkühlung einzelner Werkstückbereiche gegeben.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die genannten Nachteile zu beseitigen und eine Vorrichtung zu entwickeln, die mit relativ einfachen Mitteln«? eine weitere Automatisierung von technologischen Prozessen, insbesondere Wärmebehandlungsprozessen ermöglicht und zur gezielten Beeinflussung der Werkstoffeigenschaften, insbesondere der mechanischen Eigenschaften beiträgt·

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu entwickeln, die es gestattet_s die Abkühlgeschwindigkeit in weiten -Bereichen zu variieren, die speziell bei der Wasserabkühlung auftretende Ausbildung einer Dampfhaut an der Oberfläche des ab-

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zukühlenden Gegenstandes zu vermeiden, die Regelung bzw» Steuerung und damit die Einstellung der gewünschten Abkühlungsgeochindigkeit und des abzukühlenden Bereichs des Gegenstandes über Größen zu realisieren, die eine Automatisierung des Prozesses gestattet, und die Fertigung komplizierter Düsen einzusparen. Die Vorrichtung soll sowohl im stationären als auch im Durchlaufverfahren anv/endbar sain.

Erfindungsgeniäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Vorrichtung aus einer Anzahl von Düsengruppen aus zwei und mehr Düsen besteht, bei denen die Einzeldüsen in einem Wechselbereich von paralleler bis senkrechter Anordnung zueinander einstellbar und einzeln in ihrer Lage zueinander verstellbar sind· Dadurch kann die Form des Sprühkegels und damit die abgekühlte Fläche des Gegenstandes variiert werden. Die Düsen sind an Ver~ sorgungsrohren angeschlossen, durch die getrennt ein Gas und eine Flüssigkeit den Düsen zugeführt wird. Ventile in den zentralen Versorgungsrohren gestatten eine Regelung des Druckes des Gases und der Flüssigkeit· Zur Erzielung einer differenzierten Abkühlung einzelner Bereiche der Gegenstände können mindestens die Düsen durch die ein Medium strömt mit zusätzlichen Regelventilen versehen sein»

Die Düsengruppen können entsprechend der geometrischen Gestalt dor Teile unterschiedlich, inabesondere ringförmig um das abzukühlende Teil bei Stäben, Drähten, Profilen, Wellen u,a, bzw, in Ebenen bei Blechen, Bändern, Platten u,a_# angeordnet sein» Ein Zwischenbehälter im System des Flüssigkeitsversorgungsrohres sorgt dafür, daß ständig Abkühlflüssigkeit an den Düsenöffnungen zur Verfügung steht und gegebenenfalls die Abkühlflüssigkeit durch den Gasstrom angesaugt wird und ein Spray entsteht, ohne daß die Flüssigkeit unter Druck steht.

Erfindungsgemäß ist die Abkühlvorrichtung für verschiedene Anwendungsfälle ausgelegt· Sie kann sowohl im stationären Betrieb, bei dem der abzukühlende Gegenstand feststehend angeordnet ist oder im Durchlaufverfahren, bei dem sich der abzukühlende Gegenstand durch die Vorrichtung bewegt, betrieben werden,

Ausführungsbeispiel

^ie Erfindung soll nachstehend an einem AuafÜhrungsbeisDiel erläutert werden· Die Zeichnung zeigt die schematische Darstellung

Abkühlung flacher schmaler Teile,

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Die Vorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel besteht aus drei Düsenpaaren, bei denen Gasdüsen 1 und Flüssigkeitsdüsen 2 in einem Winkel von 90° zueinander angeordnet sind. In den Zuleitungen zu je einer Düse des Düsenpaares sind Regelventile 3 angebracht. Zusätzlich sind in den Versorgungsrohren für das Gas 4» und die Flüssigkeit 5 Regelventile für die Gaszufuhr 6 und die Flüssigkeitszufuhr 7 vorhanden. Im Versorgungsrohr für die Flüssigkeit 5 ist ein zusätzlicher Zwischenbehälter für die Flüssigkeit 8 enthalten.

Die Erzeugung eines Sprays 9 erfolgt durch die Vermischung des Gasstromes, der über das Versorgungsrohr für das Gas 4 der Gasdüse 1 zugeführt v/ird, mit einer Flüssigkeit, die durch das Versorgungsrohr für die Flüssigkeit 5 der Flüssigkeitsdüse 2 zugeführt v/ird.

Entsprechend dem Gasdruck und dem Flüssigkeitsdruck, entsteht ein mehr oder weniger feuchtes Spray. Die Tröpfchengröße und der Flüssigkeitsanteil im Spray und somit die Abkühlwirkung können damit variiert werden. Die Einstellung des Gas- und Flüssigkeitsdruckes erfolgt über die Regelventile für die Gaszufuhr 6 und die Flüssigkeitszufuhr 7 in den Versorgungsrohren für das Gas 4 und die Flüssigkeit 5· Mit den Regelventilen 3 ist eine unterschiedliche Abkühlwirkung der einzelnen Düsenpaare einstellbar. Durch den Zwischenbehälter für die Flüssigkeit 8 wird gewährleistet, daß Abkühlflüssigkeit durch den Gasstrom angesaugt v/erden kann und das Spray 9 entsteht, ohne daß die Flüssigkeit unter Druck steht.

Claims

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Erfindungsanspruch

1· Vorrichtung zur Erzeugung eines Abkühlsprays für wärmebehandelte Gegenstände bei der in einem Düsensystem die Abschreckwirkung eines Flüssigkeits-Gasgemisches durch getrennte zentrale Regulierung des Flüssigkeits- und Gasdruckes in weiten Bereichen variiert wird, gekennzeichnet dadurch, daß die Erzeugung des Sprays (9) durch Vermischen eines Gasstromes mit einem Flüssigkeitsstrom erfolgt, wobei der Gasstrom über eine Gasdüse (1), die in einem bestimmten \7inkel zu weiteren, vorzugsweise einer Flüssigkeit sdüse (2) angeordnet ist, auf den Flüssigkeitsstrom auftrifft und sowohl der Abstand als auch der Winkel der Gasdüse (1) und der Flüssigkeitsdüse (2) zueinander einstellbar sind·
2. Vorrichtung nach Funkt 1 gekennzeichnet dadurch, daß vorwiegend bei je einer Düse des Düsenpaares unabhängig von

der Regulierung im zentralen Versorgungsrohr der Düsengruppe der Druck des Mediums getrennt einstellbar ist und damit sowohl eine gleichmäßige Abkühlung der Gegenstände über die gesainte Oberfläche, als auch eine differenzierte Abkühlung einzelner Bereiche möglich ist.
3. Vorrichtung nach Punkt 1 und 2 gekennzeichnet dadurch, daß im Versorgungsrohr für die Flüssigkeit (5) ein Zwischenbehälter für die Flüssigkeit (8) vorhanden ist, der dafür sorgt, daß Abkühlflüssigkeit durch den Gasstrom angesaugt w erden kann und ein Spray (9) entsteht, ohne daß die Flüssigkeit unter Druck steht.

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