一种循环式水冷智能淬火槽

技术领域

本发明涉及淬火冷却技术领域，具体为一种循环式水冷智能淬火槽。

背景技术

淬火是将金属工件加热到奥氏体化温度并保温一定时间，然后以大于临界冷却速度冷却，以获得非扩散型转变组织，如马氏体、贝氏体或奥氏体等的热处理工艺。淬火冷却是将加热后的工件进行快速冷却的过程，它对组织转变及获得所需性能至关重要。为实现金属工件的淬火冷却，达到所要求的组织和性能，同时又避免工件在冷却过程中开裂和变形，其中淬火冷却方法和装置的选择至关重要。淬火装置是一个充有淬火介质的容器，其中淬火介质可以为水、油、熔盐及各种水溶性淬火液等。为了实现工件的均匀冷却，获得更好的淬火效果，淬火装置中需要配备温度控制系统和淬火介质循环系统，用于控制淬火介质的温度和流动。

连续式热处理生产线工件的进料一般有连续进料和周期进料两种方式，作为进料的载体有网带式和辊底式两种形式，连续进料采用网带作为载体，周期进料采用托辊作为载体。网带式生产线工件平放在网带上，根据工件的大小和质量可以平放，也可以叠放，叠放的层数根据设备的容量以及工件的大小和质量，一般为2～4层。网带式送料的特点是：加热后的工件通过自由落体方式落入冷却装置中，冷却装置中盛满冷却介质，冷却装置的底部布置网带式提升机，工件在自由落体过程中冷却，冷却后落在网带上，由提升机提升出介质液面；但加热后的工件以自由落体形式落入冷却介质，冷却过程不受控制，而且工件自由落体易产生碰磕和丢失，不同批次的产品无法明确的区分，对于不同批次的产品，需要通过时间进行间隔，这降低了生产效率。辊底式生产线由于受托辊大小的限制，大中型工件直接平放在托辊上，而小型、微型零部件一般摆放在料筐中，料筐平放在托辊上，防止工件掉落，在加热炉和淬火装置之间布置大量的托辊，工件在托辊上移动，其中布置在淬火装置的部分托辊，可以上下移动，当加热后的工件移动到淬火装置的托辊上后，托辊下降，落入冷却介质液面以下，实现工件的冷却，冷却后托辊上升，脱离冷却介质，将工件转移到下一工位；虽然现有辊底式热处理生产线冷却装置的部分托辊可以上升和下降，但其冷却系统都比较简单，一般是在冷却装置中安装搅拌器，由于连续式热处理线的生产能力大，冷却装置较大，冷却介质的容量较大，搅拌器的搅拌效果有限，冷却介质的流动性和温度均匀性较差，搅拌方向也只能是由下向上的方式，不能在淬火槽中形成立体式搅拌，因此，淬火冷却效果不佳，特别是淬火台上周围，由于炽热的工件冷却，会形成局部的较高的温度场，降低冷却介质的冷却性能，不能实现不同区域温度场均匀，从而造成上层零件的冷却不理想，影响工件的组织性能。因此本发明提供了一种循环式水冷智能淬火槽，在淬火槽中设置速度可调的能上下移动的淬火台升降系统，加快冷却速度，并使冷却过程可控；在淬火槽内底部设置介质循环装置，实现冷却介质的流量、压力、流向的控制，实现冷却均匀性，提高产品热处理质量；在设置淬火槽上方设置吹除装置，减少冷却介质的损耗，降低清洗工序的工作量。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种循环式水冷智能淬火槽，解决了上述背景技术中提出的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明提供如下技术方案：一种循环式水冷智能淬火槽，主体结构包括淬火槽、淬火台、淬火台升降系统、介质循环系统、介质出口系统和介质吹除系统；淬火槽为一个顶部开口的容器，位于淬火生产线冷却区的下部，淬火台包括冷却区托辊和螺母，冷却区托辊和螺母固定连接在一起；淬火台升降系统包括动力电机、丝杠、淬火台、导套和导轨，淬火台升降系统布置在淬火槽内部的两侧，动力电机与丝杠连接，淬火台的螺母套在丝杠上，由动力电机带动丝杠旋转，通过丝杠螺母将旋转运动转换为直线运动，为了限制淬火台的翻转和摆动，在丝杠螺母的两侧和淬火槽本体的内壁上固定导套，淬火台上安装导轨，导轨和导套限制了淬火台只能够在一个方向运动；通过动力电机旋转的圈数控制淬火台的移动位置，并对淬火台在淬火槽中的位置和上下往复移动的速度进行精确的调整，在淬火台上下移动的过程中，会使工件与冷却介质产生快速的相对运动，利用冷却介质消除工件周围的蒸汽，使蒸汽快速扩散，工件冷却均匀；介质循环系统包括循环泵、变频电机、吸液管路、吸液口、出液管路、电子流量计、冷却器、电动调节阀和流量控制器，循环泵的入口与吸液管路相连通，循环泵的出口与出液管路相连通，吸液管路布置在冷却槽上部的两侧靠近槽壁的位置，吸液管路上布置有5～50个沿吸液管轴线排列的吸液口，能够比较均匀的吸取温度较高的冷却介质；出液管路在淬火槽右侧壁中部垂直向下到达后槽底以后向左延伸，与介质出口系统相连通；出液管路上安装有电动调节阀和电子流量计，电子流量计测量并显示冷却介质出液的流量大小，同时电子流量计将介质流量转化为信号，然后传递给流量控制器，流量控制器调节后输出信号控制变频电机的频率，循环泵将低温的冷却介质泵入出液管路中，流量控制器同时控制电动调节阀的开口大小，从而控制循环泵的流量；出液管路上设置冷却器，通过热交换控制冷却介质的温度；介质出口系统包括介质出口、导流板和围板，设置在淬火槽内淬火台的下方，对淬火介质的流向进行控制；导流板由1～100片叶片组成，每片叶片的长度不同，根据冷却介质的流动方向，叶片的长度从小到大依次排列，对冷却介质产生的阻力不同，使冷却介质比较均匀流出介质出口，流向淬火台；导流板能根据需要调整角度来控制淬火介质的流向，导流板向水平方向调节，可以减小冷却介质出口的宽度，冷却介质呈现紊流状态，流量减小，压力增高，冷热介质能够较充分的混合，导流板向垂直方向调节，可以增大冷却介质出口的宽度，冷却介质流量增大，压力减小，冷却能力提高；在介质出口的上部和淬火台下部的周围布置有围板，围板使冷却介质从工件的上部向外扩散，防止冷却介质四处扩散，有效提高冷却介质的冷却能力；介质吹除系统安装在淬火台与循环泵之间的托辊上方，介质吹除系统包括风机和风罩，风罩将风力集中到工件的表面，风机产生的强风将工件表面的冷却介质吹离，吹离的冷却介质滴落到淬火槽中，节省冷却介质，降低后续清洗工序的工作量。

优选的，具体工作过程为：工件摆放在料筐中，料框放置在托辊上，托辊通过动力带动旋转，因此盛满工件的料筐可以在托辊上移动，料筐以及工件在加热炉内加热保温到一定的温度和时间后，移出加热保温区，移动到冷却区托辊上，冷却区托辊受外部控制停止旋转，淬火台升降系统控制淬火台下降，料框和工件随淬火台一起浸入冷却介质，在淬火台上下移动的过程中，会使工件与冷却介质产生快速的相对运动，利用冷却介质消除工件周围的蒸汽，使蒸汽快速扩散，工件冷却均匀；在工件冷却的过程中，循环泵旋转，通过吸液管路和吸液口将高温冷却介质吸入，经过出液管路的冷却器进行热交换，将高温冷却介质温度降低，低温冷却介质从介质出口流向工件，对工件进行冷却；冷却结束后的工件，通过淬火台升降系统提升，脱离冷却介质，达到与加热炉内托辊水平的位置，托辊转动，将工件平移到介质吹除系统的风罩下方，风罩将风力集中到工件的表面，风机将工件表面的冷却介质吹离，吹离的冷却介质滴落到淬火槽中，吹除结束的工件通过托辊转动移动到后续的工位中。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种循环式水冷智能淬火槽，具备以下

有益效果：

该循环式水冷智能淬火槽，通过本发明与现有技术相比，自动化程度高，冷却速度快，冷却过程可控，冷却介质的流量、压力、流向可控，冷却均匀，提高产品热处理质量，减少冷却介质的损耗，降低清洗工作量，提高工作效率；其整体结构设计巧妙合理，原理科学，便于操作，使用方便，安全可靠，应用环境友好。

附图说明

图1为本发明提出的一种循环式水冷智能淬火槽结构示意图；

图2为本发明提出的一种循环式水冷智能淬火槽结构示意图。

图中：1、淬火槽 2、淬火台 3、淬火台升降系统 4、介质循环系统 5、介质出口系统6、介质吹除系统 7、冷却区托辊 8、动力电机 9、丝杠 10、螺母11、导套 12、导轨 13、循环泵 14、变频电机 15、吸液管路 16、吸液口17、出液管路 18、电子流量计 19、冷却器 20、电动调节阀 21、流量控制器22、介质出口 23、导流板 24、叶片 25、围板 26、风机 27、风罩28、工件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：本实施例涉及的循环式水冷智能淬火槽，其主体结构包括：淬火槽1、淬火台2、淬火台升降系统3、介质循环系统4、介质出口系统5、介质吹除系统6、冷却区托辊7、动力电机8、丝杠9、螺母10、导套11、导轨12、循环泵13、变频电机14、吸液管路15、吸液口16、出液管路17、电子流量计18、冷却器19、电动调节阀20、流量控制器21、介质出口22、导流板23、叶片24、围板25、风机26和风罩27；淬火槽1为一个顶部开口的容器，位于淬火生产线冷却区的下部，淬火台2包括冷却区托辊7和螺母10，冷却区托辊7和螺母10固定连接在一起；淬火台升降系统3包括动力电机8、丝杠9、淬火台2、导套11和导轨12，淬火台升降系统3布置在淬火槽1内部的两侧，动力电机8与丝杠9连接，淬火台2的螺母10套在丝杠9上，由动力电机8带动丝杠9旋转，通过丝杠9螺母10将旋转运动转换为直线运动，为了限制淬火台2的翻转和摆动，在螺母10的两侧和淬火槽1本体的内壁上固定导套11，淬火台2上安装导轨12，导轨12和导套11限制了淬火台2只能够在一个方向运动；通过动力电机8旋转的圈数控制淬火台2的移动位置，并对淬火台2在淬火槽1中的位置和上下往复移动的速度进行精确的调整，在淬火台2上下移动的过程中，会使工件28与冷却介质产生快速的相对运动，利用冷却介质消除工件28周围的蒸汽，使蒸汽快速扩散，工件28冷却均匀；介质循环系统4包括循环泵13、变频电机14、吸液管路15、吸液口16、出液管路17、电子流量计18、冷却器19、电动调节阀20和流量控制器21，循环泵13的入口与吸液管路15相连通，循环泵13的出口与出液管路17相连通，吸液管路15布置在淬火槽1上部的两侧靠近槽壁的位置，吸液管路15上布置有5～50个沿吸液管轴线排列的吸液口16，能够比较均匀的吸取温度较高的冷却介质；出液管路17在淬火槽1右侧壁中部垂直向下到达后槽底以后向左延伸，与介质出口系统5相连通；出液管路17上安装有电动调节阀20和电子流量计18，电子流量计18测量并显示冷却介质出液的流量大小，同时电子流量计18将介质流量转化为信号，然后传递给流量控制器21，流量控制器21调节后输出信号控制变频电机14的频率，循环泵13将低温的冷却介质泵入出液管路17中，流量控制器21同时控制电动调节阀20的开口大小，从而控制循环泵13的流量；出液管路17上设置冷却器19，通过热交换控制冷却介质的温度；介质出口系统5包括介质出口22、导流板23和围板25，设置在淬火槽1内淬火台2的下方，对淬火介质的流向进行控制；导流板23由1～100片叶片24组成，每片叶片24的长度不同，根据冷却介质的流动方向，叶片24的长度从小到大依次排列，对冷却介质产生的阻力不同，使冷却介质比较均匀流出介质出口22，流向淬火台2；导流板23能根据需要调整角度来控制淬火介质的流向，导流板23向水平方向调节，可以减小冷却介质出口22的宽度，冷却介质呈现紊流状态，流量减小，压力增高，冷热介质能够较充分的混合，导流板23向垂直方向调节，可以增大冷却介质出口22的宽度，冷却介质流量增大，压力减小，冷却能力提高；在介质出口22的上部和淬火台2下部的周围布置有围板25，围板25使冷却介质从工件28的上部向外扩散，防止冷却介质四处扩散，有效提高冷却介质的冷却能力；介质吹除系统6安装在淬火台2与循环泵13之间的托辊上方，介质吹除系统6包括风机26和风罩27，风罩27将风力集中到工件28的表面，风机26产生的强风将工件28表面的冷却介质吹离，吹离的冷却介质滴落到淬火槽1中，节省冷却介质，降低后续清洗工序的工作量。

本实施例在使用时，工件28摆放在料筐中，料框放置在托辊上，托辊通过动力带动旋转，因此盛满工件28的料筐可以在托辊上移动，料筐以及工件28在加热炉内加热保温到一定的温度和时间后，移出加热保温区，移动到冷却区托辊7上，冷却区托辊7受外部控制停止旋转，淬火台升降系统3控制淬火台2下降，料框和工件28随淬火台2一起浸入冷却介质，在淬火台2上下移动的过程中，会使工件28与冷却介质产生快速的相对运动，利用冷却介质消除工件28周围的蒸汽，使蒸汽快速扩散，工件28冷却均匀；在工件28冷却的过程中，循环泵13旋转，通过吸液管路15和吸液口16将高温冷却介质吸入，经过出液管路17的冷却器19进行热交换，将高温冷却介质温度降低，低温冷却介质从介质出口22流向工件28，对工件28进行冷却；冷却结束后的工件28，通过淬火台升降系统3提升，脱离冷却介质，达到与加热炉内托辊水平的位置，托辊转动，将工件28平移到介质吹除系统6的风罩27下方，风罩27将风力集中到工件28的表面，风机26将工件28表面的冷却介质吹离，吹离的冷却介质滴落到淬火槽1中，吹除结束的工件28通过托辊转动移动到后续的工位中。

实施例2：

淬火台升降系统3的动力电机8优选采用伺服电机，通过伺服电机的编码器可以精确的控制电机的旋转，从而精确控制淬火台2在淬火槽1中的位置。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，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过程、方法、物品或者设备所固有的要素。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过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。