一種大型封頭的淬火冷卻裝置的制作方法

本發(fā)明涉及淬火冷卻裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種大型封頭的淬火冷卻裝置。

背景技術(shù)：

淬火是使工件獲得預(yù)期的組織和性能而采用的一種熱處理工藝。為了保證淬火質(zhì)量，必須確保淬火時(shí)工件各個(gè)表面的周圍冷卻介質(zhì)具有足夠的、均勻的流速。冷卻介質(zhì)流速過低，則工件冷卻速度低，無法獲得工件所需的組織和性能；工件上各個(gè)表面或工件某一表面的不同區(qū)域的周圍冷卻介質(zhì)流速不均，則工件表面不同位置冷卻速度不均，容易導(dǎo)致工件表面硬度不均勻，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)產(chǎn)生變形、開裂等缺陷。為解決這一問題，中、小型淬火水槽常通過設(shè)置均流裝置，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)淬火槽內(nèi)冷卻介質(zhì)的均勻流動(dòng)。但對于大型淬火水槽，由于冷卻介質(zhì)質(zhì)量大大增加，此時(shí)將中、小型淬火水槽中采用的均流裝置移植到大型淬火水槽中，則無法滿足要求。

現(xiàn)有技術(shù)中公開了一種“具有組合式限流板的淬火槽”(專利號為ZL200910053753.8)該淬火水槽采用了帶有流通口的限流板，限流板平放在支架上，支架設(shè)置在淬火槽工作區(qū)的底部，根據(jù)工件的形狀、尺寸更換限流板，使淬火介質(zhì)集中于限流板的流通口向上流向工件所在位置，使工件周圍達(dá)到較大的流速，從而滿足工件淬火要求。

盡管上述方法在保證淬火槽內(nèi)冷卻介質(zhì)的流動(dòng)狀態(tài)上具有一定優(yōu)勢，但仍存在一定問題。如前所述，為了保證淬火質(zhì)量，必須確保淬火時(shí)工件各個(gè)表面的周圍冷卻介質(zhì)均具有足夠、均勻的流速。而采用了帶有流通孔的限流板，可以在淬火有效區(qū)形成流速較高且方向向上的射流，但只適用于筒體這類上、下均開口的貫通類工件。對于一端或兩端封閉的非貫通類工件，則無法保證工件上所有表面周圍的冷卻介質(zhì)都具有足夠的、均勻的流速。以大型封頭這類一端開口一端封閉的非貫通類工件為例，若封頭開口向上放置，限流板形成的向上射流只能作用于封頭的外壁，內(nèi)壁的冷卻介質(zhì)基本處于層流狀態(tài)，無法滿足封頭內(nèi)壁淬火對冷卻介質(zhì)液流速度的要求；若封頭開口向下放置，限流板形成的向上射流只能作用于封頭的內(nèi)壁，外壁的冷卻介質(zhì)流速很低，無法滿足封頭外壁對冷卻介質(zhì)液流速度的要求。這就導(dǎo)致大型封頭內(nèi)、外壁面無法同時(shí)均勻冷卻，對工件的淬火質(zhì)量產(chǎn)生非常不利的影響。此外，限流板的設(shè)置使得淬火槽內(nèi)非淬火有效區(qū)的冷卻介質(zhì)流動(dòng)狀態(tài)變差，且無法在整個(gè)淬火水槽內(nèi)形成冷卻介質(zhì)的循環(huán)流動(dòng)，這就導(dǎo)致冷卻介質(zhì)冷能利用率很低，生產(chǎn)成本不經(jīng)濟(jì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的技術(shù)問題，從而提供一種冷卻介質(zhì)能形成良好的循環(huán)，提高冷卻介質(zhì)的利用率且能使冷卻介質(zhì)流動(dòng)狀態(tài)滿足要求的大型封頭的淬火冷卻裝置。

本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的：

本發(fā)明提供的大型封頭的淬火冷卻裝置，包括槽體，所述封頭放置在所述槽體內(nèi)部，所述槽體經(jīng)一驅(qū)動(dòng)泵與一冷卻介質(zhì)管路相連接，所述冷卻介質(zhì)管路內(nèi)設(shè)有冷卻介質(zhì)，其還包括：

螺旋槳攪拌射流裝置，設(shè)置在所述槽體的內(nèi)側(cè)壁周向方向上，所述螺旋槳攪拌射流裝置用于將所述槽體上部的冷卻介質(zhì)形成射流后噴射至所述封頭的外側(cè)壁上；

潛水?dāng)嚢枭淞餮b置，設(shè)置在所述槽體的底部，并用于形成射流后噴射至所述封頭的外側(cè)底面；

離心泵抽水裝置，用于將所述封頭內(nèi)腔中的冷卻介質(zhì)抽離后噴射至所述封頭的外側(cè)上部；

位置調(diào)節(jié)裝置，固定在地面上，所述位置調(diào)節(jié)裝置用于調(diào)節(jié)所述離心泵抽水裝置與所述槽體之間的間距，以及還用于驅(qū)動(dòng)所述離心泵抽水裝置相對于所述槽體進(jìn)行水平旋轉(zhuǎn)。

進(jìn)一步地，所述螺旋槳攪拌射流裝置包括螺旋槳攪拌器和導(dǎo)流管，所述螺旋槳攪拌器伸入至所述導(dǎo)流管內(nèi)，所述導(dǎo)流管豎直地設(shè)置在所述槽體的側(cè)壁上，且所述導(dǎo)流管的上部進(jìn)口與所述槽體的上部相連通，其下部出口傾斜向上延伸并與所述封頭的外側(cè)壁相對應(yīng)。

進(jìn)一步地，所述潛水?dāng)嚢枭淞餮b置包括多個(gè)潛水?dāng)嚢杵?、平臺支架、布置平臺和總變頻控制器，所述平臺支架固定在所述槽體的底壁上，所述布置平臺安裝在所述平臺支架上表面，多個(gè)所述潛水?dāng)嚢杵麝嚵蟹植荚谒霾贾闷脚_上，且所述潛水?dāng)嚢杵鬟€與所述總變頻控制器相連接。

進(jìn)一步地，所述離心泵抽水裝置包括吸水管路、離心泵抽水機(jī)和抽水循環(huán)管路，所述吸水管路的吸入口伸入至所述封頭的內(nèi)腔中，所述吸水管路的出口經(jīng)所述離心泵抽水機(jī)與所述抽水循環(huán)管路相連通，所述抽水循環(huán)管路的出口與所述封頭的外側(cè)上部相對應(yīng)。

進(jìn)一步地，所述吸水管路的入口處還設(shè)有一喇叭口。

進(jìn)一步地，所述位置調(diào)節(jié)裝置包括支撐底座、液壓升降裝置、水平旋轉(zhuǎn)裝置、定位支撐架、連接桿和推桿，所述支撐底座固定在地面上，所述液壓升降裝置固定在所述支撐底座上，且所述液壓升降裝置還與所述推桿相連接，所述推桿經(jīng)所述連接桿與所述離心泵抽水裝置相連接，所述定位支撐架固定在所述槽體的外側(cè)壁上，所述推桿還經(jīng)所述水平旋轉(zhuǎn)裝置與所述定位支撐架旋轉(zhuǎn)連接。

進(jìn)一步地，還包括溢流管和溢流槽，所述溢流槽設(shè)置在所述槽體的頂部，所述溢流管經(jīng)所述溢流槽與所述槽體的內(nèi)部相連通。

本發(fā)明的有益效果在于：通過在槽體內(nèi)的不同位置處分別設(shè)置螺旋槳攪拌射流裝置、潛水?dāng)嚢枭淞餮b置和離心泵抽水裝置，其不僅實(shí)現(xiàn)了對封頭的外壁和內(nèi)壁等區(qū)域的分區(qū)冷卻，還使槽體內(nèi)的冷卻介質(zhì)實(shí)現(xiàn)整體循環(huán)流動(dòng)。因此，本發(fā)明能有效保證封頭的淬火質(zhì)量，提高了冷卻介質(zhì)的利用率，而且結(jié)構(gòu)簡單，實(shí)際可操作性強(qiáng)。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明的大型封頭的淬火冷卻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的大型封頭的淬火冷卻裝置的使用狀態(tài)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對本發(fā)明的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。

參閱圖1-2所示，本發(fā)明的大型封頭的淬火冷卻裝置，包括槽體1，封頭2放置在槽體1內(nèi)部，槽體1經(jīng)一驅(qū)動(dòng)泵3與一冷卻介質(zhì)管路4相連接，冷卻介質(zhì)管路4內(nèi)設(shè)有冷卻介質(zhì)，其還包括：

螺旋槳攪拌射流裝置5，設(shè)置在槽體1的內(nèi)側(cè)壁周向方向上，螺旋槳攪拌射流裝置5用于將槽體1上部的冷卻介質(zhì)形成射流后噴射至封頭2的外側(cè)壁上；

潛水?dāng)嚢枭淞餮b置6，設(shè)置在槽體1的底部，并用于形成射流后噴射至封頭2的外側(cè)底面；

離心泵抽水裝置7，用于將封頭2內(nèi)腔中的冷卻介質(zhì)抽離后噴射至封頭2的外側(cè)上部；

位置調(diào)節(jié)裝置8，固定在地面上，位置調(diào)節(jié)裝置8用于調(diào)節(jié)離心泵抽水裝置7與槽體1之間的間距，以及還用于驅(qū)動(dòng)離心泵抽水裝置7相對于槽體1進(jìn)行水平旋轉(zhuǎn)。

具體地，螺旋槳攪拌射流裝置5包括螺旋槳攪拌器51和導(dǎo)流管52，螺旋槳攪拌器51伸入至導(dǎo)流管52內(nèi)，導(dǎo)流管52豎直地設(shè)置在槽體1的側(cè)壁上，且導(dǎo)流管52的上部進(jìn)口與槽體1的上部相連通，其下部出口傾斜向上延伸并與封頭2的外側(cè)壁相對應(yīng)。在螺旋槳51的攪拌下，冷卻介質(zhì)從槽體1的上部進(jìn)入到導(dǎo)流管52內(nèi)，然后向下流動(dòng)至導(dǎo)流管52的管口處，最終斜向上噴向封頭2的外側(cè)壁。

具體地，潛水?dāng)嚢枭淞餮b置6包括多個(gè)潛水?dāng)嚢杵?1、平臺支架62、布置平臺63和總變頻控制器64，平臺支架62固定在槽體1的底壁上，布置平臺63安裝在平臺支架62上表面，多個(gè)潛水?dāng)嚢杵?1陣列分布在布置平臺63上，且潛水?dāng)嚢杵?1還與總變頻控制器64相連接。本實(shí)施例中，可通過總變頻控制器64來控制每個(gè)潛水?dāng)嚢杵?1是否啟動(dòng)并設(shè)置其轉(zhuǎn)速，在淬火時(shí)可根據(jù)封頭2的尺寸確定啟動(dòng)的潛水?dāng)嚢杵?1及其數(shù)量，通常啟動(dòng)的潛水?dāng)嚢杵?1所在圓的最大直徑為封頭2外徑的1.01-1.35倍。潛水?dāng)嚢杵?1啟動(dòng)后，流入槽體1底部的冷卻介質(zhì)以射流的方式向上流向封頭2的外側(cè)底面。

具體地，離心泵抽水裝置7包括吸水管路71、離心泵抽水機(jī)72和抽水循環(huán)管路73，吸水管路71的吸入口伸入至封頭1的內(nèi)腔中，吸水管路71的出口經(jīng)離心泵抽水機(jī)72與抽水循環(huán)管路73相連通，抽水循環(huán)管路73的出口與封頭2的外側(cè)上部相對應(yīng)。本發(fā)明中，為了擴(kuò)大吸水截面，使封頭2內(nèi)腔中的冷卻介質(zhì)流速更加均勻，吸水管路71的入口處還設(shè)有一喇叭口74。本實(shí)施例中，在離心泵抽水機(jī)72的作用下，位于封頭2的內(nèi)腔區(qū)域的冷卻介質(zhì)從吸水管路71吸入到抽水循環(huán)管路73中，最終從抽水循環(huán)管路73的出口朝封頭2的外側(cè)上部流出。由于封頭2的內(nèi)腔中最低處的冷卻介質(zhì)被不斷吸走，在負(fù)壓作用下，冷卻介質(zhì)從封頭2開口端沿著內(nèi)壁源源不斷的流入到封頭2的內(nèi)壁最低處，從而形成封頭2的內(nèi)壁區(qū)域冷卻介質(zhì)的循環(huán)流動(dòng)。而根據(jù)封頭的尺寸，通過調(diào)節(jié)離心泵抽水機(jī)72的轉(zhuǎn)速，可保證不同尺寸的封頭2的內(nèi)壁周圍冷卻介質(zhì)均具有足夠、均勻的流速。

具體地，位置調(diào)節(jié)裝置8包括支撐底座81、液壓升降裝置82、水平旋轉(zhuǎn)裝置83、定位支撐架84、連接桿85和推桿86，支撐底座81固定在地面上，液壓升降裝置82固定在支撐底座81上，且液壓升降裝置82還與推桿86相連接，推桿86經(jīng)連接桿85與離心泵抽水裝置7相連接，定位支撐架84固定在槽體1的外側(cè)壁上，推桿86還經(jīng)水平旋轉(zhuǎn)裝置83與定位支撐架84旋轉(zhuǎn)連接。本實(shí)施例中，設(shè)置定位支撐架84主要用于增強(qiáng)液壓升降裝置82的剛度和穩(wěn)定性，淬火結(jié)束后，液壓升降裝置82推動(dòng)推桿86，帶動(dòng)離心泵抽水裝置7上升，當(dāng)離心泵抽水裝置7的最低點(diǎn)位于槽體1的上方時(shí)，水平旋轉(zhuǎn)裝置83帶動(dòng)推桿86水平旋轉(zhuǎn)90度，使得離心泵抽水裝置7移出槽體1，卡具夾緊封頭2移出槽體1，完成淬火操作。而當(dāng)淬火開始時(shí)，其過程與上述過程相反。

本發(fā)明中，為了實(shí)現(xiàn)冷卻介質(zhì)的循環(huán)利用，該冷卻裝置還包括溢流管9和溢流槽10，溢流槽10設(shè)置在槽體1的頂部，溢流管9經(jīng)溢流槽10與槽體1的內(nèi)部相連通。槽體1內(nèi)多余的冷卻介質(zhì)可以在溢流槽10處溢出，再通過溢流管9回到冷卻介質(zhì)的回收箱中。

下面針對大型封頭的淬火冷卻裝置的工作原理，來對本發(fā)明作進(jìn)一步的介紹：

工作時(shí)，首先確保離心泵抽水裝置7位于槽體1的外部區(qū)域，離心泵抽水裝置7所處的高度位置完全高于槽體1的高度。(如果不滿足上述條件，應(yīng)通過液壓升降裝置82推動(dòng)推桿86帶動(dòng)離心泵抽水裝置7上升，直到離心泵抽水裝置7的最低點(diǎn)位于槽體1的上方時(shí)停止，接著，水平旋轉(zhuǎn)裝置83帶動(dòng)推桿86水平旋轉(zhuǎn)90度，直到離心泵抽水裝置7完全移出槽體1時(shí)停止。)利用卡具夾緊封頭2，將封頭2浸入到槽體1中，之后，水平旋轉(zhuǎn)裝置83帶動(dòng)推桿86反向水平旋轉(zhuǎn)90度，使離心泵抽水裝置7位于槽體1的上方，接著，利用液壓升降裝置82推動(dòng)推桿86帶動(dòng)離心泵抽水裝置7下降，使吸水管路71的吸入口伸入到封頭2的內(nèi)腔中。

啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)泵3，使冷卻介質(zhì)管路4中的冷卻介質(zhì)流入到槽體1內(nèi)，同時(shí)啟動(dòng)螺旋槳攪拌射流裝置5、潛水?dāng)嚢枭淞餮b置6和離心泵抽水裝置7，其中，在螺旋槳51的攪拌下，冷卻介質(zhì)從槽體1的上部進(jìn)入到導(dǎo)流管52內(nèi)，然后向下流動(dòng)至導(dǎo)流管52的管口處，最終斜向上噴向封頭2的外側(cè)壁。由于潛水?dāng)嚢杵?1的攪拌作用，流入槽體1底部的冷卻介質(zhì)以射流的方式向上流向封頭2的外側(cè)底面，最后多余的冷卻介質(zhì)在溢流槽10處溢出，通過溢流管9回到冷卻介質(zhì)的回收箱中。

對于工件的內(nèi)壁面，在離心泵抽水機(jī)72的作用下，位于封頭2的內(nèi)腔區(qū)域的冷卻介質(zhì)從吸水管路71吸入到抽水循環(huán)管路73中，最終從抽水循環(huán)管路73的出水口朝封頭2的外側(cè)壁上部區(qū)域流出。

綜上所述，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

通過把封頭的淬火有效區(qū)分為外壁淬火有效區(qū)和內(nèi)壁淬火有效區(qū)兩部分，不同淬火區(qū)內(nèi)冷卻介質(zhì)的流動(dòng)由不同的裝置分別帶動(dòng)，可以有效保證封頭2的外壁和內(nèi)壁附近的冷卻介質(zhì)都獲得高速、均勻的流動(dòng)，使得淬火有效區(qū)內(nèi)冷卻介質(zhì)的流動(dòng)狀態(tài)滿足淬火要求。另一方面，螺旋槳攪拌射流裝置5、潛水?dāng)嚢枭淞餮b置6和離心泵抽水裝置7的組合設(shè)置方式，還形成了槽體1內(nèi)冷卻介質(zhì)的整體循環(huán)流動(dòng)，充分利用了冷卻介質(zhì)的冷能，提高了冷卻介質(zhì)的利用率。最后，潛水?dāng)嚢枭淞餮b置6中潛水?dāng)嚢杵?1是否開啟及其數(shù)量，以及離心泵抽水裝置7中離心泵抽水機(jī)72的轉(zhuǎn)速根據(jù)封頭工件的尺寸確定，使得封頭2的淬火冷卻裝置可適用于不同工件尺寸，有效提高了槽體1的利用率，在實(shí)際生產(chǎn)中具有良好的可操作性。

以上，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動(dòng)想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所限定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。