RU2487175C1

RU2487175C1 - Device for cooling of items in process of thermal treatment

Info

Publication number: RU2487175C1
Application number: RU2012110421/02A
Authority: RU
Inventors: Сергей Владимирович Каманцев; Сергей Олегович Соколов; Дмитрий Валерьевич Анненков; Александр Васильевич Бессонов; Валерий Иванович Белоногов; Юрий Вячеславович Юдин; Михаил Васильевич Майсурадзе
Original assignee: Открытое акционерное общество "Машиностроительный концерн ОРМЕТО-ЮУМЗ"
Priority date: 2012-03-19
Filing date: 2012-03-19
Publication date: 2013-07-10

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: invention comprises a cylindrical tank with a circular cover and an output hole in the bottom, a row of headers with nozzles arranged along its generating line, a system of cooling liquid supply and drain, and is equipped with eccentric mechanisms mounted in the circular cover and providing for reciprocal movement of headers with nozzles vertically along the generating line of the cylindrical tank and horizontally along the circumference of the cylindrical tank. Besides, headers with nozzles are arranged in pairs in movable cassettes driven by one of eccentric mechanisms arranged in the upper part of the movable cassette.

EFFECT: higher quality of thermal treatment due to intensive cooling of items both with short and extended axes.

4 dwg

Description

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при термической обработке длинномерных изделий, преимущественно валков.The invention relates to metallurgy and can be used in the heat treatment of long products, mainly rolls.

Известно по описанию к патенту РФ №2030461 (опубл. 10.03.1995) устройство для охлаждения изделий при термической обработке. Устройство содержит закалочный бак с отводным коллектором, систему циркуляции охлаждающей жидкости, включающую соединенный с отводным коллектором насос и напорные трубопроводы с форсунками, окалиносборник, который установлен в баке между трубопроводами с форсунками и выполнен в виде открытой сверху емкости, в дне которой имеется сливное отверстие, снабженное сетчатым фильтром. Окалиносборник установлен в баке без механического крепления с возможностью периодической выемки из бака вверх.It is known from the description of the patent of the Russian Federation No. 2030461 (publ. 10.03.1995) a device for cooling products during heat treatment. The device comprises a quenching tank with a drain manifold, a coolant circulation system, including a pump connected to the drain manifold and pressure pipelines with nozzles, a descaling tank, which is installed in the tank between pipelines with nozzles and is designed as a tank open at the top with a drain hole in the bottom, equipped with a strainer. The descaling pan is installed in the tank without mechanical fastening with the possibility of periodic removal from the tank up.

Недостатком данного устройства является то, что для обеспечения равномерного распределения температурного поля по поверхности изделия при охлаждении, необходимо перемещать само изделие внутри устройства, так как форсунки смонтированы неподвижно.The disadvantage of this device is that to ensure uniform distribution of the temperature field over the surface of the product during cooling, it is necessary to move the product itself inside the device, since the nozzles are mounted motionless.

По описанию к авторскому свидетельству СССР №1201324 (опубл. 30.12.1985) известно устройство для охлаждения изделий, содержащее цилиндрический бак с кольцевой крышкой и с выходным отверстием в днище и размещенным вдоль его образующей рядом коллекторов с соплами, систему подвода и отвода охлаждающей жидкости, а также установленными перед соплами экранами.According to the description of the USSR author's certificate No. 1201324 (publ. 12/30/1985), a device for cooling products is known that contains a cylindrical tank with an annular lid and an outlet in the bottom and located along its generatrix next to the collectors with nozzles, a system for supplying and discharging coolant, as well as screens installed in front of the nozzles.

Данное устройство является наиболее близким по технической сущности к предлагаемому и служит для охлаждения крупногабаритных изделий, преимущественно соединительных деталей трубопроводов (переходник, цилиндрический патрубок, днище), т.е. деталей с короткой осью. Равномерного охлаждения длинномерных изделий типа вал достичь на данном устройстве невозможно из-за его конструктивных особенностей, а именно: направленное вращательное перемещение слоев жидкости создается за счет формы днища бака, регулирования направления истечения струй из сопел и принудительного отвода охладителя из бака.This device is the closest in technical essence to the proposed one and serves to cool large-sized products, mainly connecting parts of pipelines (adapter, cylindrical pipe, bottom), i.e. parts with a short axis. It is impossible to achieve uniform cooling of long products such as a shaft on this device because of its design features, namely: directional rotational movement of the liquid layers is created due to the shape of the tank bottom, regulation of the direction of flow of the jets from the nozzles and forced removal of the cooler from the tank.

Предлагаемым изобретением решается задача повышения качества термической обработки за счет интенсивного охлаждения изделия преимущественно цилиндрической формы, как с короткой, так и вытянутой осью (валы, оси, валки, роторы и т.д.).The present invention solves the problem of improving the quality of heat treatment due to intensive cooling of the product mainly cylindrical in shape, with both short and elongated axis (shafts, axles, rolls, rotors, etc.).

Для достижения этого технического результата устройство для охлаждения изделий при термической обработке содержит цилиндрический бак с кольцевой крышкой и выходным отверстием в днище и размещенным вдоль его образующей рядом коллекторов с соплами, систему подвода и отвода охлаждающей жидкости, оно снабжено эксцентриковыми механизмами, обеспечивающими возвратно-поступательное перемещение коллекторов с соплами как вертикально вдоль образующей цилиндрического бака, так и горизонтально по окружности цилиндрического бака, причем коллекторы с соплами размещены попарно в подвижных кассетах, приводимых в движение одним из эксцентриковых механизмов, размещенным в верхней части подвижной кассеты.To achieve this technical result, the device for cooling products during heat treatment contains a cylindrical tank with an annular lid and an outlet in the bottom and a collector with nozzles placed along its generatrix, a system for supplying and discharging coolant, it is equipped with eccentric mechanisms for reciprocating movement collectors with nozzles both vertically along the generatrix of the cylindrical tank and horizontally around the circumference of the cylindrical tank, The cores with nozzles are placed in pairs in movable cartridges driven by one of the eccentric mechanisms located in the upper part of the movable cartridge.

Отличительными признаками предлагаемого устройства для охлаждения изделий при термообработке является то, что оно снабжено эксцентриковыми механизмами, смонтированными в кольцевой крышке и обеспечивающими возвратно-поступательное перемещение коллекторов с соплами как вертикально вдоль образующей цилиндрического бака, так и горизонтально по окружности цилиндрического бака, причем коллекторы с соплами размещены попарно в подвижных кассетах, приводимых в движение одним из эксцентриковых механизмов, размещенным в верхней части подвижной кассеты.Distinctive features of the proposed device for cooling products during heat treatment is that it is equipped with eccentric mechanisms mounted in an annular cover and providing reciprocating movement of the collectors with nozzles both vertically along the generatrix of the cylindrical tank and horizontally around the circumference of the cylindrical tank, and collectors with nozzles placed in pairs in movable cassettes, driven by one of the eccentric mechanisms located in the upper part of the zhnoy cassette.

Указанные отличительные признаки позволяют произвести подбор частоты и амплитуды перемещения сопел, обеспечивая максимальную равномерность температурного поля на поверхности изделия при различных скоростях охлаждения, при этом охлаждаемое изделие размещается внутри устройства неподвижно (в подвешенном вертикально состоянии).These distinctive features make it possible to select the frequency and amplitude of the nozzle movement, ensuring maximum uniformity of the temperature field on the surface of the product at different cooling speeds, while the cooled product is stationary inside the device (suspended vertically).

Вариант предлагаемого устройства для охлаждения изделий при термообработке иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-4.A variant of the proposed device for cooling products during heat treatment is illustrated by the drawings shown in figures 1-4.

На фиг.1 - принципиальная схема устройства в изометрии;Figure 1 is a schematic diagram of a device in isometry;

на фиг.2 - траектория перемещения форсунок (X1 - первый ряд форсунок, Х2 - второй ряд форсунок, Xn - n-й ряд форсунок);figure 2 - the path of the nozzles (X1 - the first row of nozzles, X2 - the second row of nozzles, Xn - the n-th row of nozzles);

на фиг.3 - общий вид устройства;figure 3 is a General view of the device;

на фиг.4 - показана установка коллекторов.figure 4 - shows the installation of collectors.

Предлагаемое устройство для охлаждения изделий при термообработке состоит из цилиндрического бака 1 с кольцевой крышкой 2, с размещенным вдоль образующей бака рядом коллекторов 3 с соплами 4, систему подвода 5 и отвода охлаждающей жидкости 6, эксцентриковыми механизмами 7 и 8. Коллекторы 3 с соплами 4 размещены в подвижных кассетах 9, приводимых в движение эксцентриковым механизмом 7, размещенным в верхней части подвижной кассеты 9. Подвижная кассета 9 имеет возможность совершать возвратно-поступательное движение по окружности. Вертикальные коллекторы 3 имеют возможность вертикально перемещаться в направляющих подвижных кассет 9. Приводом возвратно-поступательного перемещения коллекторов 3 является эксцентриковый механизм 7, размещенный в верхней части подвижной кассеты 9. Приводом для ее движения является эксцентриковый механизм 8. Подвижная кассета представляет собой раму с размещенными на ней опорными роликами 10. Верхняя часть рамы кассеты консольно установлена роликами на кольцевую крышку бака 2, а нижняя часть кассеты 9 на нижнюю боковую поверхность бака 1. Подвижные кассеты соединены между собой жесткой подвижной связью 11 в верхних и нижних частях. На кольцевой крышке 2 размещен кольцевой зубчатый венец 12. Зубчатый венец входит в зубчатое зацепление с зубчатыми колесами, соединенными с роликами 10 подвижной кассеты 9.The proposed device for cooling products during heat treatment consists of a cylindrical tank 1 with an annular cover 2, with a series of collectors 3 with nozzles 4 placed along the generatrix of the tank, a supply and cooling system 6, eccentric mechanisms 7 and 8. Collectors 3 with nozzles 4 are placed in movable cassettes 9, driven by an eccentric mechanism 7, located at the top of the movable cassette 9. The movable cassette 9 has the ability to make a reciprocating movement around the circumference. Vertical collectors 3 have the ability to move vertically in the guides of the movable cassettes 9. The reciprocating drive of the collectors 3 is an eccentric mechanism 7 located at the top of the movable cassette 9. The drive for its movement is an eccentric mechanism 8. The movable cassette is a frame with supporting rollers 10. The upper part of the cassette frame is cantilevered on the ring cover of the tank 2, and the lower part of the cassette 9 on the lower side surface of the tank 1 The movable cassettes are interconnected by a rigid movable connection 11 in the upper and lower parts. An annular ring gear 12 is placed on the annular lid 2. The ring gear engages gears with gears connected to the rollers 10 of the movable cartridge 9.

На кривошипы 7 роликов 10 подвижных кассет установлены вертикальные коллекторы 3 с размещенными на них соплами 4. При перемещении подвижной кассеты 9 по кольцевой крышке 2 цилиндрического бака 1 происходит вращение верхних опорных роликов 10 подвижной кассеты 9 из-за их зубчатого соединения с неподвижным зубчатым венцом 12. Кривошипы 7 верхних опорных роликов подвижной кассеты способствуют возвратно-поступательному движению коллекторов с соплами. В результате каждое сопло предлагаемого устройства для охлаждения изделий перемещается по сложной пространственной траектории (фиг.2), которая образуется совмещенным перемещением коллекторов возвратно-поступательно по вертикали и возвратно-поступательно по круговому сектору в горизонте.On the cranks 7 of the rollers 10 of the movable cassettes, vertical collectors 3 are installed with nozzles 4 placed on them. When moving the movable cassette 9 along the annular cover 2 of the cylindrical tank 1, the upper support rollers 10 of the movable cassette 9 rotate due to their gear connection with the stationary gear ring 12 The cranks 7 of the upper support rollers of the movable cartridge facilitate the reciprocating movement of the manifolds with nozzles. As a result, each nozzle of the proposed device for cooling products moves along a complex spatial path (figure 2), which is formed by the combined movement of the collectors reciprocating vertically and reciprocating in a circular sector in the horizon.

Работа устройства для охлаждения изделий при термообработке происходит следующим образом. Обрабатываемое изделие 13 в вертикальном положении неподвижно размещается внутри устройства (например: висит на стропах на крановой подвеске.) Включается привод на эксцентриковый механизм 7 горизонтального перемещения подвижных кассет 9. Через систему подвода 5 охлаждающая жидкость подается в подвижные коллекторы на сопла. Подвижные коллекторы 3 с соплами 4 совершают возвратно-поступательные движения в вертикальном и горизонтальном направлениях, что позволяет разбрызгивать через сопла охлаждающую жидкость равномерно по всей боковой поверхности охлаждаемого изделия 13. Это обеспечивает максимальную равномерность температурного поля по всей боковой поверхности изделия, повышая качество термообработки. Отработанная охлаждающая жидкость собирается на дне цилиндрического бака и через систему отвода 6 подается на установку приготовления охлаждающей жидкости.The operation of the device for cooling products during heat treatment is as follows. The workpiece 13 in a vertical position is stationary inside the device (for example: hanging on slings on a crane suspension). The drive for the eccentric mechanism 7 for horizontal movement of the movable cartridges 9 is turned on. Through the supply system 5, coolant is supplied to the movable manifolds to the nozzles. The movable manifolds 3 with nozzles 4 perform reciprocating movements in the vertical and horizontal directions, which makes it possible to spray coolant through the nozzles evenly over the entire side surface of the cooled product 13. This ensures maximum uniformity of the temperature field over the entire side surface of the product, increasing the quality of heat treatment. The spent coolant is collected at the bottom of the cylindrical tank and through the exhaust system 6 is fed to the installation for the preparation of coolant.

Claims

A device for cooling products during heat treatment, containing a cylindrical tank with an annular cover and an outlet in the bottom, a series of collectors with nozzles placed along the generatrix of the cylindrical tank, a system for supplying and discharging coolant, characterized in that it is equipped with eccentric mechanisms mounted in the annular cover and providing reciprocating movement of the collectors with nozzles vertically along the generatrix of the cylindrical tank and horizontally around the circumference of the cylindrical th tank, wherein the nozzle manifolds are arranged in pairs in movable cassettes, driven by one of the eccentric mechanisms, disposed in the upper portion of the movable cassette.