JP2796692B2 - 焼入における冷却液供給装置及び方法 - Google Patents

焼入における冷却液供給装置及び方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば高周波焼入等に
おいて冷却液をワークに噴射する焼入における冷却液供
給装置及び方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の焼入における冷却液供給装置に
は、以下の2つのタイプがあった。まず、第1のタイプ
は、冷却液タンク4に貯溜された冷却液Lを大容量の遠
心式のポンプで冷却ジャケットまで圧送するものであ
る。このタイプのものには、図5(A)に示すように、
すべての冷却ジャケット12、22、32に対して1つ
の遠心式のポンプ70で冷却液Lを圧送するタイプと、
図5(B)に示すように、各冷却ジャケット12、2
2、32に対して1つずつの遠心式ポンプ81、82、
83で冷却液Lを圧送するタイプとがある。なお、図面
中71、84は、冷却タンク13、23、33に溜まっ
た冷却液Lを冷却液タンク4に戻すための戻し用ポンプ
である。
【0003】また、第2のタイプは、図6に示すよう
に、冷却液Lを貯溜する冷却液タンク61を冷却ジャケ
ット60より十分に高い位置に設置し、落差Hを利用し
て冷却液Lを冷却ジャケット60に圧送するものであ
る。なお、図面中62は冷却液Lを回収する回収タン
ク、63は冷却液Lを冷却液タンク61に戻すための戻
し用ポンプ、64は冷却液Lを冷却する熱交換器、65
はバルブである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た2つのタイプにはそれぞれ以下のような問題点があ
る。まず、第1のタイプのうち、図5(A)に示したも
のでは、遠心式のポンプ70と各冷却ジャケット12、
22、32との間にバルブ14、24、34を設け、こ
のバルブ14、24、34の開閉によって各冷却ジャケ
ット12、22、32への冷却液Lの圧送を制御する。
ポンプ70を冷却液Lの供給に応じてオンオフすること
は効率の観点から好ましくないので、当該ポンプ70は
常時作動させてある。このため、すべての冷却ジャケッ
ト12、22、32への冷却液Lの供給がない場合に
は、戻し用配管72によって冷却液Lが冷却液タンク4
に戻るようになっている。これもポンプ70を駆動させ
るエネルギーの観点からは好ましくない。
【0005】また、このタイプであると、複数の冷却ジ
ャケット12、22、32が設けられている場合には、
バルブ14、24、34の開閉によって各冷却ジャケッ
ト12、22、32への冷却液Lの流量が変動するの
で、常に最適な量の冷却液LがワークWに対して噴射さ
れるとは限らないという問題もある。さらに、冷却液L
はポンプ70によって冷却ジャケット12、22、32
まで圧送されるので、冷却液L中に焼入品質の劣化の原
因となる気泡が生じ易くなるという問題もある。
【0006】また、第1のタイプのうち、図5(B)に
示したものでは、冷却液Lの流量の変動という問題はな
いが、各冷却ジャケット12、22、32に対して1つ
ずつのポンプ81、82、83を設けなければならず、
設備費が高くなりがちである。
【0007】さらに、第2のタイプでは、冷却液Lを冷
却ジャケット60に圧送するポンプは必要なく、しかも
複数の冷却ジャケットがあっても上述したような問題
点、すなわち冷却液Lの流量が変化するといった問題や
気泡の問題は生じない。しかし、このタイプのものは、
冷却液タンク61を冷却ジャケット60より十分に高い
位置に設置しなければならないため、狭い、特に天井の
低い建屋には設置できないという問題点がある。
【0008】本発明は、上記事情に鑑みて創案されたも
ので、エネルギー効率の観点からも好ましく、複数の冷
却ジャケットに対して冷却液を供給しても冷却液の流量
が変化せず、その冷却液中に気泡が発生せず、しかも天
井の低い建屋にも設置でき、設備費の低減を可能とした
焼入における冷却液供給装置及び方法を提供することを
目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明に係る焼入におけ
る冷却液供給装置は、冷却液を貯溜する冷却液タンク
と、前記冷却液をワークの周囲に設置された冷却ジャケ
ットに対して圧送する往復ポンプとを有している。
【0010】また、本発明に係る焼入における冷却液供
給装置は、複数台の焼入ステーションを有する焼入装置
における焼入における冷却液供給装置であって、冷却液
を貯溜する冷却液タンクと、ワークの周囲に設置された
冷却ジャケットに対して前記冷却液を圧送する往復ポン
プと、冷却ジャケットからワークに対して噴射された冷
却液を回収する回収タンクとを備えており、前記冷却ジ
ャケットと回収タンクとは前記焼入ステーション毎に設
けられ、前記往復ポンプと冷却ジャケットとは対で設け
られ、前記往復ポンプは互いに独立して作動し、前記冷
却液タンクは焼入ステーション毎に設けられた回収タン
クの下方側に設けられている。
【0011】また、本発明に係る焼入における冷却液供
給装置は、複数台の焼入ステーションを有する焼入装置
における焼入における冷却液供給装置であって、冷却液
を貯溜する冷却液タンクと、ワークの周囲に設置された
冷却ジャケットに対して前記冷却液を圧送する往復ポン
プとを備えており、前記冷却ジャケットと往復ポンプと
は前記焼入ステーション毎に設けられ、前記冷却液タン
クは、前記焼入ステーション毎の全ての冷却ジャケット
の下方側に設置されて、各冷却ジャケットからワークに
対して噴射された冷却液を回収する回収タンクの機能も
有している。
【0012】前記往復ポンプは、具体的には例えば、単
動ピストンポンプである。
【0013】
【0014】さらに、本発明に係る焼入における冷却液
供給方法は、ワークの周囲に設置した冷却ジャケットに
対して、冷却液タンクに貯溜された冷却液を往復ポンプ
によって圧送するようになっている。
【0015】
【実施例】図1は本発明の一実施例に係る焼入における
冷却液供給装置の概略的構成図、図2は本発明に係る焼
入における冷却液供給装置に用いられる往復ポンプの概
略的構成図、図3は本発明に係る焼入における冷却液供
給装置の動作の一例を示すタイムチャート、図4は本発
明の他の実施例に係る焼入における冷却液供給装置の概
略的構成図である。
【0016】本実施例に係る焼入における冷却液供給装
置は、4台の焼入ステーション100A〜100Dを有
する焼入装置における焼入における冷却液供給装置であ
って、冷却液Lを貯溜する冷却液タンク200と、前記
冷却液LをワークWの周囲に設置された冷却ジャケット
110A〜110Dに対して圧送する4台の往復ポンプ
300A〜300Dとを有している。
【0017】4台の焼入ステーション100A〜100
Dは、いずれも同一構造であるので、焼入ステーション
100Aを代表として説明する。焼入ステーション10
0Aは、高周波加熱さたたワークWに冷却液Lを噴射す
る一対の冷却ジャケット110Aと、噴射された冷却液
Lを回収する回収タンク120Aとを有している。回収
タンク120Aは、冷却ジャケット110AとワークW
との下方に設けられており、冷却ジャケット110Aか
ら噴射された冷却液Lをすべて回収できるようになって
いる。
【0018】冷却ジャケット110Aは、途中で二股に
分岐した配管500Aを介して往復ポンプ300Aに接
続されている。この配管500Aには、バルブは設けら
れておらず、往復ポンプ300Aに直接接続されている
ことになる。
【0019】冷却液Lを貯溜する冷却液タンク200
は、冷却ジャケット110A〜110Dの下面より下方
に設けるのがよい。これは、冷却ジャケット110A〜
110Dから冷却液Lが漏れるのを防止するためであ
る。ただし、本発明がこれに限定されるわけではなく、
冷却液Lの漏れを確実に防止することができるのであれ
ば、冷却液タンク200は冷却ジャケット110A〜1
10Dより上方に設けてもよい。また、各焼入ステーシ
ョン100A〜100Dと同一平面上であってもよい。
【0020】この冷却液タンク200には、冬季等にお
いて高周波焼入を行う前に予め冷却液Lを所定の温度に
加熱しておくためのヒータ210が設けられている。
【0021】前記往復ポンプ300Aは、他の往復ポン
プ300B〜300Dと同一であるので代表として挙げ
る。この往復ポンプ300Aは、図2に示すように、ピ
ストン310Aの往工程においてのみ冷却液Lを吐出
し、復工程においては冷却液Lをシリンダ320Aに吸
引し、冷却液Lを吐出しないいわゆる単動ピストンポン
プである。従って、この往復ポンプ300Aのシリンダ
320Aには、ピストン310Aの往工程には閉塞さ
れ、復工程には開放される弁330Aが設けられてい
る。
【0022】かかる往復ポンプ300Aは、ワークWに
対して噴射すべき冷却液Lの量によって適宜選択され
る。例えば、流量300リットル/分の冷却液Lをワー
クWに対し10秒間噴射しなければならない場合には、
シリンダ320Aの容量は50リットルであり、10秒
かけてピストン310Aが作動させられるようになって
いる。
【0023】このような往復ポンプ300Aは、エアシ
リンダ400Aによって駆動される。各往復ポンプ30
0A〜300Dには、それぞれ1台ずつの互いに独立し
たエアシリンダ400A〜400Dが設けられている。
従って、各往復ポンプ300A〜300Dは、各自独立
して作動することができるようになっている。
【0024】各回収タンク120A〜120Dには、そ
れぞれ回収用配管121A〜121Dが設けられてお
り、各回収用配管121A〜121Dは、収液タンク6
00に接続されている。この収液タンク600は、冷却
液戻し用ポンプ610を介して熱交換器620と接続さ
れている。熱交換器620は、収液タンク600からの
冷却液Lを冷却し、冷却した冷却液Lを戻し用配管63
0を介して冷却液タンク200に戻すようにしている。
【0025】次に、上述したような焼入における冷却液
供給装置の動作について説明する。なお、以下の説明で
は、各焼入ステーション100A〜100Dでは、図3
に示すようなサイクルで焼入が行われるものとする。す
なわち、各焼入ステーション100A〜100Dに対す
るワークWのセットと取出とに要する作業時間は同一
で、各焼入ステーション100A〜100Dにおける冷
却時間、すなわち冷却液Lの噴射時間のみが異なるもの
とする。そして、焼入ステーション100Aでの噴射時
間は5単位時間、焼入ステーション100Bでの噴射時
間は4単位時間、焼入ステーション100Cでの噴射時
間は3単位時間、焼入ステーション100Dでの噴射時
間は2単位時間とする。
【0026】まず、高周波加熱が完了したワークWが各
焼入ステーション100A〜100DにT0 〜T1 の間
で、同時にセットされる。この時、各往復ポンプ300
A〜300Dのピストン310A〜310Dは、各エア
シリンダ400A〜400Cによって引かれた状態、す
なわち各シリンダ320A〜320Dに冷却液Lが充填
された状態にある。
【0027】T1 において同時に、各エアシリンダ40
0A〜400Dが作動して各往復ポンプ300A〜30
0Dのピストン310A〜310Dを押す。これによっ
て、各冷却ジャケット110A〜110Dから冷却液L
が噴射され、各ワークWが冷却される。
【0028】T2 において、焼入ステーション100D
における冷却液Lの噴射が停止され、T2 〜T4 にかけ
て焼入が完了したワークWの取出が行われる。
【0029】焼入ステーション100Dにおいて、ワー
クWの取出が行われている最中、CT3 において、焼入
ステーション100Cにおける冷却液Lの噴射が停止さ
れ、ワークWの取出が開始される。
【0030】一方、焼入ステーション100Dにおける
ワークWの取出が完了すると同時に、T4 において焼入
ステーション100Bでの冷却液Lの噴射が停止され、
焼入ステーション100BにおけるワークWの取出が開
始される。
【0031】焼入ステーション100Dにおける2つ目
のワークWのセットが行われている最中、すなわちT5
において、焼入ステーション100CにおけるワークW
の取出が完了するとともに、焼入ステーション100A
における冷却液Lの噴射が停止し、ワークWの取出が開
始される。
【0032】T6 においては、焼入ステーション100
Dにおける2つ目のワークWのセットが完了するととも
に、焼入ステーション100Bにおける1つ目のワーク
Wの取出が完了する。従って、焼入ステーション100
Bでは2つ目のワークWのセットが開始され、焼入ステ
ーション100Dでは2つ目のワークWに対する冷却液
Lの噴射が開始される。
【0033】T7 においては、焼入ステーション100
Dにおける2つ目のワークWに対する冷却液Lの噴射
と、焼入ステーション100Bにおける2つ目のワーク
Wのセットが行われている。また、焼入ステーション1
00Aでは1つ目のワークWの取出が完了して、2つ目
のワークWのセットが開始され、焼入ステーション10
0Cでは2つ目のワークWのセットが完了し、当該ワー
クWに対する冷却液Lの噴射が開始される。
【0034】以下、同様に図3に示すようなサイクルで
もって、各焼入ステーション100A〜100Dの作業
が行われる。
【0035】上述した実施例では、各焼入ステーション
100A〜100Dの回収タンク120A〜120Dと
冷却液タンク200とは別体であるとして説明したが、
本発明がこれに限定されるわけではない。例えば、図4
に示すように、冷却液タンク200を各冷却ジャケット
110A〜110Dの下方に設け、当該冷却液タンク2
00内に配管500A〜500Dで各冷却ジャケット1
10A〜110Dと接続された各往復ポンプ300A〜
300Dを設けるようにしてもよい。このようにしてお
けば、冷却液タンクと回収タンクとを別設する必要がな
いので、よりコストの低減を図ることができる。なお、
この実施例における各往復ポンプ300A〜300Dも
互いに独立して作動する単動ピストンポンプである。
【0036】
【発明の効果】本発明に係る焼入における冷却液供給装
置は、冷却液を貯溜する冷却液タンクと、前記冷却液を
ワークの周囲に設置された冷却ジャケットに対して圧送
する往復ポンプとを有している。このため、冷却ジャケ
ットに対して冷却液を圧送する必要がない場合には、往
復ポンプを作動させる必要がないので、エネルギー効率
の観点からも好ましい焼入における冷却液供給装置とす
ることができる。また、往復ポンプ(具体的には例え
ば、単動ピストンポンプ)を使用することで、冷却液中
に焼入品質の劣化の原因となる気泡が発生しないので、
焼入品質の適切化に効果的である。
【0037】また、本発明に係る焼入における冷却液供
給装置の場合には、複数台の焼入ステーションを有する
焼入装置における焼入における冷却液供給装置であっ
て、冷却液を貯溜する冷却液タンクと、ワークの周囲に
設置された冷却ジャケットに対して前記冷却液を圧送す
る往復ポンプと、冷却ジャケットからワークに対して噴
射された冷却液を回収する回収タンクとを備えており、
前記冷却ジャケットと回収タンクとは前記焼入ステーシ
ョン毎に設けられ、前記往復ポンプと冷却ジャケットと
は対で設けられ、前記往復ポンプは互いに独立して作動
し、前記冷却液タンクは焼入ステーション毎に設けられ
た回収タンクの下方側に設けられているとすることもで
きる。
【0038】この本発明に係る焼入における冷却液供給
装置の場合には、複数台の焼入ステーションを有する焼
入装置においても、上記効果を発揮する他、1台の焼入
ステーションには、互いに独立して作動する1つの往復
ポンプが設けられているので、各焼入ステーションの冷
却ジャケットに対して冷却液を供給しても冷却液の流量
が変化せず、設計通りの焼入品質を得ることができる。
また、冷却ジャケットからワークに対して噴射された冷
却液を回収する回収タンクの下方側に設けられた冷却液
タンクが、回収タンク外への冷却ジャケットからの冷却
液漏れを防止することもできる。 更に、前記往復ポンプ
は冷却ジャケットに対して前記冷却液を圧送するため、
冷却液タンクを、冷却ジャケットの下方側に設置するこ
とができ、且つ、回収クンクも冷却ジャケットからワー
クに対して噴射された冷却液を回収する位置に設置され
ている、即ち、両タンクを高い位置に設置しなくてよい
構成とすることができるので、天井の低い建屋にも設置
でき、設備費の低減を可能とする効果も有する。
【0039】また、本発明に係る焼入における冷却液供
給装置の場合には、複数台の焼入ステーションを有する
焼入装置における焼入における冷却液供給装置であっ
て、冷却液を貯溜する冷却液タンクと、ワークの周囲に
設置された冷却ジャケットに対して前記冷却液を圧送す
る往復ポンプとを備えており、前記冷却ジャケットと往
復ポンプとは前記焼入ステーション毎に設けられ、前記
冷却液タンクは、前記焼入ステーション毎の全ての冷却
ジャケットの下方側に設置されて、各冷却ジャケットか
らワークに対して噴射された冷却液を回収する回収タン
クの機能も有するとすることもできる。
【0040】この本発明に係る焼入における冷却液供給
装置の場合には、冷却液タンクが回収タンクそのものと
できるので、従来のように冷却液タンクと回収タンクと
を別設する必要がないため、コストの低減を図ることが
できる。 また、上記の効果のうち、エネルギー効率の観
点からの効果・焼入品質の適切化が図れる効果・設備費
の低減を可能とする効果も合わせもつ。
【0041】本発明に係る焼入における冷却液供給方法
は、ワークの周囲に設置した冷却ジャケットに対して、
冷却液タンクに貯溜された冷却液を往復ポンプによって
圧送するようになっているので、複数の冷却ジャケット
に対して冷却液を供給しても冷却液の流量が変化せず、
冷却液中に気泡が発生しないので、設計通りの焼入品質
を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る焼入における冷却液供
給装置の概略的構成図である。
【図2】本発明に係る焼入における冷却液供給装置に用
いられる往復ポンプの概略的構成図である。
【図3】本発明に係る焼入における冷却液供給装置の動
作の一例を示すタイムチャートである。
【図4】本発明の他の実施例に係る焼入における冷却液
供給装置の概略的構成図である。
【図5】従来の焼入における冷却液供給装置の概略的構
成図である。
【図6】従来の焼入における冷却液供給装置の概略的構
成図である。
【符号の説明】
100A〜100D 焼入ステーション 110A〜110D 冷却ジャケット 200 冷却液タンク 300A〜300D 往復ポンプ W ワーク L 冷却液
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C21D 1/18 C21D 1/00 C21D 1/10 C21D 1/667 C21D 1/62

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 冷却液を貯溜する冷却液タンクと、前記
    冷却液をワークの周囲に設置された冷却ジャケットに対
    して圧送する往復ポンプとを具備したことを特徴とする
    焼入における冷却液供給装置。
  2. 【請求項2】 複数台の焼入ステーションを有する焼入
    装置における焼入における冷却液供給装置であって、冷
    却液を貯溜する冷却液タンクと、ワークの周囲に設置さ
    れた冷却ジャケットに対して前記冷却液を圧送する往復
    ポンプと、冷却ジャケットからワークに対して噴射され
    た冷却液を回収する回収タンクとを具備し、前記冷却ジ
    ャケットと回収タンクとは前記焼入ステーション毎に設
    けられ、前記往復ポンプと冷却ジャケットとは対で設け
    られ、前記往復ポンプは互いに独立して作動し、前記冷
    却液タンクは焼入ステーション毎に設けられた回収タン
    クの下方側に設けられたことを特徴とする焼入における
    冷却液供給装置。
  3. 【請求項3】 複数台の焼入ステーションを有する焼入
    装置における焼入における冷却液供給装置であって、冷
    却液を貯溜する冷却液タンクと、ワークの周囲に設置さ
    れた冷却ジャケットに対して前記冷却液を圧送する往復
    ポンプとを具備し、前記冷却ジャケットと往復ポンプと
    は前記焼入ステーション毎に設けられ、前記冷却液タン
    クは、前記焼入ステーション毎の全ての冷却ジャケット
    の下方側に設置されて、各冷却ジャケットからワークに
    対して噴射された冷却液を回収する回収タンクの機能も
    有したことを特徴とする焼入における冷却液供給装置。
  4. 【請求項4】 前記往復ポンプは、単動ピストンポンプ
    であることを特徴とする請求項1、2又は3記載の焼入
    における冷却液供給装置。
  5. 【請求項5】 ワークの周囲に設置した冷却ジャケット
    に対して、冷却液タンクに貯溜された冷却液を往復ポン
    プによって圧送することを特徴とする焼入における冷却
    液供給方法。
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