SU1073302A1

SU1073302A1 - Article-cooling apparatus

Info

Publication number: SU1073302A1
Application number: SU823464356A
Authority: SU
Inventors: Кирилл Федорович Стародубов; Иван Егорович Долженков; Леонид Николаевич Дейнеко; Юрий Степанович Дворядкин; Владислав Самуилович Толстых; Владимир Васильевич Прилучный; Сергей Константинович Калиновский; Владимир Дмитриевич Нохрин; Виктор Андреевич Сержантов; Леонид Алексеевич Власов
Original assignee: Днепропетровский Ордена Трудового Красного Знамени Металлургический Институт
Priority date: 1982-07-05
Filing date: 1982-07-05
Publication date: 1984-02-15

Abstract

УСТРОПСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ, содержащее закалочный бак с подвод щими и отвод щици mтрубками , насос и коллекторы с соплами расположенные в нижней части бака, отличающеес тем, что, с целью повь11иени 1 качества изделий, оно снабжено дополнительными коллекторами с соплами,расположенными вертикально , и коническими насадками,шарнирно укрепленными на отвод щих патрубках , при этом сопла коллекторов выполнены поворотными и Г 1-образной формы и расположены в шахматном пор дке относител1,но сопел соседних коллекторов, а отвод щие патрубки установлены на 0,4-1,0 высоты дополнительных коллекторов от сл дна бака. fe A COOLING DEVICE FOR DEVICES, containing a quenching tank with supply and discharge pipes, a pump and nozzles located at the bottom of the tank, characterized in that, for the purpose of quality 1 products, it is provided with additional headers with nozzles arranged vertically and conical nozzles, hingedly mounted on the outlet nozzles, while the nozzles of the collectors are made rotatable and L 1-shaped and are arranged in a staggered order, but the nozzles of the neighboring collectors, and the pipes are installed at a height of 0.4-1.0 additional collectors of slab tank bottom. fe

Description

Изобретение относитс к устройст вам дл охлаждени и быть использовано при термической обработке полых крупногабаритных металлических изделий, преимущественно соединительных деталей трубопроводов диаметром до 1420 мм. Известно устройство дл закалки труб погружением в воду, состо щее из бака с подвод щим и отвод щим охлаждающую жидкость каналами,- наcoca , установленного перед подвод щим каналом, соединенным с горизонтально расположенныгл в баке вдоль охлаждаеглого издели коллектором и соплами Недостаток указанного устройства возмЪжность обработки изделий только определенной формы и с небольшой толщиной стенки, достаточной дл обеспечени сквозной прокалиБаемости . Устройство обеспечивает интенсивное охлаждение за счет перемешивани слоев воды только с наружной стороны охлаждаемого издели малого диаметра . Отсутствие перемешивани жидкости во внутренней полости Издели приводит к образованию паровой рубашки, что вызывает по вление неравномерности свойств на внутренней поверхности и коробление издели , Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности вл етс устройство дл охла : дени изделий, содержащее закалочный бак с подвод щими и отвод щими патрубками, насос и коллекторы с соплами, расположенные в нижней части бака 2. К недостаткам известного устройства следует отнести возможность обработки изделий только определенн формы с простой геометрией сечени и небольшой ( до 11 М14 ) толщиной стенки, достаточной дл обеспечени сквозной прокаливаемости.. При охла дении изделий более сложной формы (например отводов, переходов, тройников с диаметром до 1420 мм и толщиной стенки более 16 мм ) наружное перемешивание охлаждающей жидкости не позвол ет достичь увеличени ско рости и равномерности охлаждени и следовательно, улучшени комплекса свойств. Кроме того, неравномерност . охлаждени с наружной и внутренней сторон не дает возможности, избежать короблени по сечению издели . Равномерна структура при охлаждении может быть достигнута путем ин енсивного охлаждени одновременно со стороны наружной и внутренней поверхности охлаждаемого издели . Цель изобретени - повышение качества изделий, Поставленна/1 цель достигаетс тем, что устройство дл охлаждени изделий, содержащее закалочный бак с подводшчими и отвод щими патрубками , насос и коллекторы с соплами, расположенные в нижней части бака, снабжено дополнительными коллекторами с соплами, расположвннЕ1МИ вертикально , и коническими насадками, шарнирно укрепленными на отвод щих патрубках, при этем сопла коллекторов выполнены поворотными и Г-образной формы и расположены в шахматном пор дке относительно сопел соседних коллекторов, а отвод щие патрубки установлены на уровне 0,4-1,0 высоты дополнительных коллекторов от дна бака. На фиг. 1 изображено устройство дл охлаждени изделий,вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид сверху. Устройство дл охлаждени полых изделий, преимущественно соединительных деталей трубопроводов, состоит из бака 1 с подвод щими 2 и отвод щими 3 охлаждающую жидкость патрубками , соединенными с расположенными в баке горизонтальныгли 4 и вертикальными 5 коллекторами с соплами б/ ориентированными в направлении наход щихс на противоположной стороне бака 1. конических насадок 7, шарнирно установленных на отвод щих патрубках, которые подключены с помощью соединитель ного трубопровода В к входному патрубку 9 насоса 10, при этом горизонтальные оси входных отверстий 11 вертикальных групп отвод щих патрубков 3 расположены на уровне, равном 0,4-1,0 высоты соответствующих вертикальных коллекторов 5, а сопла 6 наход щихс в одной плоскости коллекторов 4 и 5 расположены в шахматном пор дке и выполнены поворотными. На отвод щих патрубках 3 установлены регулировочные вентили 12, Охлаждаемое изделие 13 удерживаетс в баке 1 с помощью захват-ного приспособлени 14. Устройство дл охлаждени полых крупногабаритных изделий работает следующим образом. В бак 1 заливаетс в требуемом количестве охла хдающа жидкость-, включаетс насос 10, осуществл принудительный отвод охлаждающей жидкости из бака 1 через конические насадки 7 отвод щих патрубков 3, регулировочные вентили 12, соединительный трубопровод 8, входной патрубок 9 к насосу 10 и одновременную принудительную подачу охла эдающей жидкости в бак 1 от насоса 10 через подвод щие патрубки 2, соединенные с горизонтальнь1ми 4 и вертикальными 5 коллекторами с поворотными Гобразной формы соплами б, В процессе принудительной подачи охлаждающа жидкость поступает через горизонтальные 4 и вертикальные 5 коллекторы и под давлением истекает изThe invention relates to devices for cooling and to be used in the heat treatment of hollow large-sized metal products, mainly pipe fittings with a diameter of up to 1,420 mm. A device for pipe quenching by immersion in water, consisting of a tank with inlet and outlet coolant channels, is known; it is installed in front of the inlet channel connected to the collector and nozzles horizontally located in the tank along the cooled product. only of a certain shape and with a small wall thickness sufficient to provide end-to-end calcination. The device provides intensive cooling by mixing layers of water only from the outside of the cooled product of small diameter. The lack of mixing of the fluid in the inner cavity of the product leads to the formation of a steam jacket, which causes uneven properties on the inner surface and warping of the product. branch pipes, pump and manifolds with nozzles located in the lower part of the tank 2. The disadvantages of the known device include the ability to process products only certain Forms with a simple cross section geometry and a small (up to 11 M14) wall thickness sufficient to provide through hardenability .. When cooling products of more complex shape (for example, bends, transitions, tees with a diameter of up to 1420 mm and a wall thickness of more than 16 mm) the coolant does not allow an increase in the speed and uniformity of cooling and, consequently, an improvement in the complex of properties. In addition, uneven. cooling from the outer and inner sides makes it impossible to avoid distortion over the cross section of the product. A uniform structure during cooling can be achieved by intensive cooling at the same time from the outer and inner surfaces of the cooled product. The purpose of the invention is to improve the quality of the products. The set / 1 objective is achieved by the fact that the device for cooling the products, containing the quenching tank with subsurface and discharge nozzles, the pump and nozzle collectors located in the lower part of the tank, is equipped with additional headers with nozzles arranged vertically , and conical nozzles, hinged on the outlet pipes, with these collector nozzles are rotatable and L-shaped and arranged in a checkerboard pattern relative to the nozzles of neighboring collections tori, and the outlet nozzles are set at 0.4–1.0 of the height of the additional headers from the bottom of the tank. FIG. 1 shows a device for cooling products, side view; in fig. 2 - the same, top view. A device for cooling hollow articles, mainly pipe fittings, consists of a tank 1 with inlet 2 and 3 coolant outlet nozzles connected to horizontal 4 or vertical 5 collectors with nozzles in the tank and oriented in the opposite direction tank 1. conical nozzles 7, pivotally mounted on the outlet nozzles, which are connected via a connecting pipe B to the inlet 9 of the pump 10, while being horizontal The axes of the inlets 11 of the vertical groups of the outlet nozzles 3 are located at a level of 0.4-1.0 heights of the respective vertical collectors 5, and the nozzles 6 of the collectors 4 and 5 that are in the same plane are arranged in a checkerboard pattern and are rotatable. The discharge valves 12 are installed on the discharge pipes 3. The cooled product 13 is held in the tank 1 by means of the gripping means 14. The device for cooling the hollow large-sized products operates as follows. Cooling liquid is poured into tank 1 in the required amount; pump 10 is turned on, forced coolant is drained from tank 1 through conical nozzles 7 of discharge pipes 3, control valves 12, connecting pipe 8, inlet 9 to pump 10 and simultaneous forced supplying coolant to tank 1 from pump 10 through inlet pipes 2 connected to horizontal 4 and vertical 5 headers with swiveling shaped nozzles b. During forced feeding, cooling Fluid flows through the horizontal and vertical 4 5 collectors and pressurized flows from

сопел b, ориентированных в направле НИИ наход щихс на противоположной по отношению к вертикальншл коллекторам 5 конических насадок 7. Изделие 13 краном с помощью захватног приспособлени 14 опускаетс в баК 1 и охлаждаетс в подвешеннс и состо нии. Охлаждающа жидкость, истекающа из сопел, создает направленную циркул цию и перемешивание ее с внутренней и наружной стороны охлахсдаемого издели . Сопла изготовлены с возможностью регулировани направлени истечени жидкости относительно поверхностей озсла сдаемого издели . Это достигаетс выполнением сопел поворотныи1и р-образной формы. Сопла коллекторов как гори .зонтальных, так и вертикальных, размещены в шахматном пор дке, что способствует равномерному перемешиванию охлаждающей жидкости по объему бака. Принудительный отвод охлаждающей жидкости из бака и принудительна подача в бак с помощью насоса создает направленное движение жидкости в баке от сопел к коничесКИМ насадкам отвод щих патрубков.Устройство дл охлаждени может быть выполнено.с наг штаюцим насосом , расположенным перед подвод щими патрубками и с заборным насосом, установленным после отвод щих патрубков .nozzles b, oriented in scientific research institutes located on the opposite to vertical collectors 5 conical nozzles 7. The product 13 is lowered by means of the gripping device 14 into the tank 1 and cooled in suspension and state. The cooling fluid flowing out of the nozzles creates directed circulation and mixing it from the inside and outside of the cooled product. The nozzles are made with the ability to control the direction of the outflow of fluid relative to the surfaces of the ozsla delivered product. This is achieved by making the rotary nozzles of the p-shape. The nozzles of the collectors, both horizontal and vertical, are placed in a checkerboard pattern, which contributes to the uniform mixing of the coolant throughout the tank. The forced removal of coolant from the tank and the forced supply to the tank by means of a pump creates a directed movement of the liquid in the tank from the nozzles to the conical nozzles of the discharge nozzles. The cooling device can be made with a nagging pump located in front of the inlet nozzles and with the intake pump installed after discharge pipes.

Расположенные по ширине бака со стороны подвод щих патрубков вертиКсШьные коллекторы с соплами предназначены дл создани направленной циркул ции охлаждающей жидкости в баке и увеличени скорости и равномерности охлаждени , в основном, со стороны внутренней, поверхности охлаждаемого издели , что приводит к выравниванию механических свойств по толщине стенки издели и уменьшению короблени и возможности возникновени деформационных трещин по толщине стенки издели и умень- . шению короблени и возможности возникновени деформационных трещин в сварных соединени х. Вертикальные коллекторы с соплами способствуют также равномерному охлаждению наружной поверхности издели .Vertical TAP manifolds with nozzles arranged across the width of the tank on the side of the inlet nozzles are designed to create a directional circulation of coolant in the tank and increase the speed and uniformity of cooling, mainly from the inside, surface of the product being cooled, which leads to alignment of the mechanical properties along the wall thickness product and reduce warping and the possibility of deformation cracks in the wall thickness of the product and decrease. warping and the possibility of deformation cracks in welded joints. Vertical collectors with nozzles also contribute to uniform cooling of the outer surface of the product.

Расположение сопел, размещенных в одной плоскости коллекторов в шахматном пор дке,позвол ет получит равномерное перемешивание охлаждающей жидкости. Сопла вертикальных иThe arrangement of nozzles placed in the same plane of the collectors in a staggered order allows uniform cooling of the coolant. Vertical and nozzles

горизонтальных коллекторов ориентированы в направлении наход щихс на противоположной стороне бака конических насадок. Расположение на противоположных сторонах бака вертикальных коллекторов с соплами и отвод щих патрубков дает возможност получить направленную принудительную циркул цию охлаждающей жидкости относительно наружной и внутренней поверхности изделий.1 При выполнении этих условий достигаетс (1аправленность циркул ции i охлаждающей жидкости в баке и увеличение скорости охлаждени изделий С помощью соединитель ного трубопровода отвод щие патрубки подсоединены к входному патрубку насоса. Это обеспечивает замкнутую циркул цию охлаждающей жидкости в системе. Принудительна подача и отвод охлаждаквдей жидкости осуществл етс одним насосои. Возможен вариант установки двух автономных насосов: с помощью одного иЭ них производитс подача охлаждающей жидкости в бак, с помсх Ц ю другого отвод жидкости из бака..horizontal collectors are oriented in the direction of the conical nozzles on the opposite side of the tank. The arrangement on the opposite sides of the tank of vertical manifolds with nozzles and discharge nozzles makes it possible to obtain directional forced circulation of coolant relative to the outer and inner surface of the products.1 When these conditions are met (1) the circulation of i coolant in the tank and an increase in the cooling rate of products C using a connecting pipe, the discharge nozzles are connected to the pump inlet nozzle. This ensures a closed circulation . It in liquid forced-feed liquid and removal is effected ohlazhdakvdey pumps driven with one possible embodiment of the installation of two independent pumps:. Via one IE which is produced in the coolant supply tank, a U th pomskh another fluid outlet of the tank ..

Расположение горизонтальных осей отвод щих патрубков на уровне 0,41 ,0 от высоты соответствующих вертикальных коллекторов обеспечивает создание направленной принудительной циркул ции относительно наружной и внутренней поверхности, издели .. При размещении осей входных отверстий отвод щих патрубков ниже 0,4 и выие 1,0.высот соответствующи вертикальных коллекторов уменьшаетс направленность принудительной цуркул ции и скорость движени охлаждающей жидкости, что отрицательно сказываетс на равномерности свойств изделий.The arrangement of the horizontal axes of the outlet nozzles at a level of 0.41, 0 from the height of the respective vertical collectors provides for the creation of directional forced circulation relative to the outer and inner surface of the product. When placing the axes of the inlet openings of the outlet nozzles below 0.4 and outlet 1.0 The height of the corresponding vertical collectors decreases the direction of forced circulation and the speed of movement of the coolant, which adversely affects the uniformity of the properties of the products.

Изготовление сопел поворотными Г-образной формы делает возможным регулирование направлени истечени охлаждающей жидкости по отношению к охлаждаемой поверхности издели ,что особенно необходшло прМ термоупрочнении крупногабаритных полых несимметричных изде.лий.The manufacture of rotary L-shaped nozzles makes it possible to control the direction of the coolant outflow in relation to the cooled surface of the product, which is especially necessary in the thermal strengthening of large-sized hollow asymmetric articles.

Дл усилени принудительной циркул ции и перемешивани охлаждающей жидкости по отношению к внутренней и внешней поверхности изделий служат конические насадки, шарнирно. установленные на отвод щих патрубках.To enhance the forced circulation and mixing of the coolant with respect to the inner and outer surfaces of the products, conical nozzles are articulated. installed on discharge pipes.

Технико-экономический эффект данного изобретени составит 500 тыс.рубThe technical and economic effect of this invention will be 500 thousand rubles.

ЖЖАДДх/ZHADDH /

тт тг тгtt tg tg

Дла..For ..

WW

-CJ-CJ

шsh

ЫS

дз.dz.

FFFF

66

Claims

COOLING DEVICE 'PRODUCTS, containing a quenching tank with inlet and outlet πη tubes, a pump and manifolds with nozzles; located in the lower part of the tank, characterized in that, in order to improve the quality of the products, it is equipped with additional manifolds with nozzles. vertically mounted and conical nozzles pivotally mounted on the outlet pipes, while the nozzles of the collectors are made rotary and G-shaped forms and are arranged in a checkerboard pattern relative to the nozzles of adjacent collectors, and the outlet pipes are installed at the level of 0.4-1.0 of the height of the additional collectors from the bottom of the tank.

"SU„ „1073302