一种大型封头的淬火冷却装置的制作方法

本发明涉及淬火冷却装置技术领域，尤其涉及一种大型封头的淬火冷却装置。

背景技术：

淬火是使工件获得预期的组织和性能而采用的一种热处理工艺。为了保证淬火质量，必须确保淬火时工件各个表面的周围冷却介质具有足够的、均匀的流速。冷却介质流速过低，则工件冷却速度低，无法获得工件所需的组织和性能；工件上各个表面或工件某一表面的不同区域的周围冷却介质流速不均，则工件表面不同位置冷却速度不均，容易导致工件表面硬度不均匀，严重时还会产生变形、开裂等缺陷。为解决这一问题，中、小型淬火水槽常通过设置均流装置，以实现整个淬火槽内冷却介质的均匀流动。但对于大型淬火水槽，由于冷却介质质量大大增加，此时将中、小型淬火水槽中采用的均流装置移植到大型淬火水槽中，则无法满足要求。

现有技术中公开了一种“具有组合式限流板的淬火槽”(专利号为ZL200910053753.8)该淬火水槽采用了带有流通口的限流板，限流板平放在支架上，支架设置在淬火槽工作区的底部，根据工件的形状、尺寸更换限流板，使淬火介质集中于限流板的流通口向上流向工件所在位置，使工件周围达到较大的流速，从而满足工件淬火要求。

尽管上述方法在保证淬火槽内冷却介质的流动状态上具有一定优势，但仍存在一定问题。如前所述，为了保证淬火质量，必须确保淬火时工件各个表面的周围冷却介质均具有足够、均匀的流速。而采用了带有流通孔的限流板，可以在淬火有效区形成流速较高且方向向上的射流，但只适用于筒体这类上、下均开口的贯通类工件。对于一端或两端封闭的非贯通类工件，则无法保证工件上所有表面周围的冷却介质都具有足够的、均匀的流速。以大型封头这类一端开口一端封闭的非贯通类工件为例，若封头开口向上放置，限流板形成的向上射流只能作用于封头的外壁，内壁的冷却介质基本处于层流状态，无法满足封头内壁淬火对冷却介质液流速度的要求；若封头开口向下放置，限流板形成的向上射流只能作用于封头的内壁，外壁的冷却介质流速很低，无法满足封头外壁对冷却介质液流速度的要求。这就导致大型封头内、外壁面无法同时均匀冷却，对工件的淬火质量产生非常不利的影响。此外，限流板的设置使得淬火槽内非淬火有效区的冷却介质流动状态变差，且无法在整个淬火水槽内形成冷却介质的循环流动，这就导致冷却介质冷能利用率很低，生产成本不经济。

技术实现要素：

本发明主要是解决现有技术中所存在的技术问题，从而提供一种冷却介质能形成良好的循环，提高冷却介质的利用率且能使冷却介质流动状态满足要求的大型封头的淬火冷却装置。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

本发明提供的大型封头的淬火冷却装置，包括槽体，所述封头放置在所述槽体内部，所述槽体经一驱动泵与一冷却介质管路相连接，所述冷却介质管路内设有冷却介质，其还包括：

螺旋桨搅拌射流装置，设置在所述槽体的内侧壁周向方向上，所述螺旋桨搅拌射流装置用于将所述槽体上部的冷却介质形成射流后喷射至所述封头的外侧壁上；

潜水搅拌射流装置，设置在所述槽体的底部，并用于形成射流后喷射至所述封头的外侧底面；

离心泵抽水装置，用于将所述封头内腔中的冷却介质抽离后喷射至所述封头的外侧上部；

位置调节装置，固定在地面上，所述位置调节装置用于调节所述离心泵抽水装置与所述槽体之间的间距，以及还用于驱动所述离心泵抽水装置相对于所述槽体进行水平旋转。

进一步地，所述螺旋桨搅拌射流装置包括螺旋桨搅拌器和导流管，所述螺旋桨搅拌器伸入至所述导流管内，所述导流管竖直地设置在所述槽体的侧壁上，且所述导流管的上部进口与所述槽体的上部相连通，其下部出口倾斜向上延伸并与所述封头的外侧壁相对应。

进一步地，所述潜水搅拌射流装置包括多个潜水搅拌器、平台支架、布置平台和总变频控制器，所述平台支架固定在所述槽体的底壁上，所述布置平台安装在所述平台支架上表面，多个所述潜水搅拌器阵列分布在所述布置平台上，且所述潜水搅拌器还与所述总变频控制器相连接。

进一步地，所述离心泵抽水装置包括吸水管路、离心泵抽水机和抽水循环管路，所述吸水管路的吸入口伸入至所述封头的内腔中，所述吸水管路的出口经所述离心泵抽水机与所述抽水循环管路相连通，所述抽水循环管路的出口与所述封头的外侧上部相对应。

进一步地，所述吸水管路的入口处还设有一喇叭口。

进一步地，所述位置调节装置包括支撑底座、液压升降装置、水平旋转装置、定位支撑架、连接杆和推杆，所述支撑底座固定在地面上，所述液压升降装置固定在所述支撑底座上，且所述液压升降装置还与所述推杆相连接，所述推杆经所述连接杆与所述离心泵抽水装置相连接，所述定位支撑架固定在所述槽体的外侧壁上，所述推杆还经所述水平旋转装置与所述定位支撑架旋转连接。

进一步地，还包括溢流管和溢流槽，所述溢流槽设置在所述槽体的顶部，所述溢流管经所述溢流槽与所述槽体的内部相连通。

本发明的有益效果在于：通过在槽体内的不同位置处分别设置螺旋桨搅拌射流装置、潜水搅拌射流装置和离心泵抽水装置，其不仅实现了对封头的外壁和内壁等区域的分区冷却，还使槽体内的冷却介质实现整体循环流动。因此，本发明能有效保证封头的淬火质量，提高了冷却介质的利用率，而且结构简单，实际可操作性强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的大型封头的淬火冷却装置的结构示意图；

图2是本发明的大型封头的淬火冷却装置的使用状态示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参阅图1-2所示，本发明的大型封头的淬火冷却装置，包括槽体1，封头2放置在槽体1内部，槽体1经一驱动泵3与一冷却介质管路4相连接，冷却介质管路4内设有冷却介质，其还包括：

螺旋桨搅拌射流装置5，设置在槽体1的内侧壁周向方向上，螺旋桨搅拌射流装置5用于将槽体1上部的冷却介质形成射流后喷射至封头2的外侧壁上；

潜水搅拌射流装置6，设置在槽体1的底部，并用于形成射流后喷射至封头2的外侧底面；

离心泵抽水装置7，用于将封头2内腔中的冷却介质抽离后喷射至封头2的外侧上部；

位置调节装置8，固定在地面上，位置调节装置8用于调节离心泵抽水装置7与槽体1之间的间距，以及还用于驱动离心泵抽水装置7相对于槽体1进行水平旋转。

具体地，螺旋桨搅拌射流装置5包括螺旋桨搅拌器51和导流管52，螺旋桨搅拌器51伸入至导流管52内，导流管52竖直地设置在槽体1的侧壁上，且导流管52的上部进口与槽体1的上部相连通，其下部出口倾斜向上延伸并与封头2的外侧壁相对应。在螺旋桨51的搅拌下，冷却介质从槽体1的上部进入到导流管52内，然后向下流动至导流管52的管口处，最终斜向上喷向封头2的外侧壁。

具体地，潜水搅拌射流装置6包括多个潜水搅拌器61、平台支架62、布置平台63和总变频控制器64，平台支架62固定在槽体1的底壁上，布置平台63安装在平台支架62上表面，多个潜水搅拌器61阵列分布在布置平台63上，且潜水搅拌器61还与总变频控制器64相连接。本实施例中，可通过总变频控制器64来控制每个潜水搅拌器61是否启动并设置其转速，在淬火时可根据封头2的尺寸确定启动的潜水搅拌器61及其数量，通常启动的潜水搅拌器61所在圆的最大直径为封头2外径的1.01-1.35倍。潜水搅拌器61启动后，流入槽体1底部的冷却介质以射流的方式向上流向封头2的外侧底面。

具体地，离心泵抽水装置7包括吸水管路71、离心泵抽水机72和抽水循环管路73，吸水管路71的吸入口伸入至封头1的内腔中，吸水管路71的出口经离心泵抽水机72与抽水循环管路73相连通，抽水循环管路73的出口与封头2的外侧上部相对应。本发明中，为了扩大吸水截面，使封头2内腔中的冷却介质流速更加均匀，吸水管路71的入口处还设有一喇叭口74。本实施例中，在离心泵抽水机72的作用下，位于封头2的内腔区域的冷却介质从吸水管路71吸入到抽水循环管路73中，最终从抽水循环管路73的出口朝封头2的外侧上部流出。由于封头2的内腔中最低处的冷却介质被不断吸走，在负压作用下，冷却介质从封头2开口端沿着内壁源源不断的流入到封头2的内壁最低处，从而形成封头2的内壁区域冷却介质的循环流动。而根据封头的尺寸，通过调节离心泵抽水机72的转速，可保证不同尺寸的封头2的内壁周围冷却介质均具有足够、均匀的流速。

具体地，位置调节装置8包括支撑底座81、液压升降装置82、水平旋转装置83、定位支撑架84、连接杆85和推杆86，支撑底座81固定在地面上，液压升降装置82固定在支撑底座81上，且液压升降装置82还与推杆86相连接，推杆86经连接杆85与离心泵抽水装置7相连接，定位支撑架84固定在槽体1的外侧壁上，推杆86还经水平旋转装置83与定位支撑架84旋转连接。本实施例中，设置定位支撑架84主要用于增强液压升降装置82的刚度和稳定性，淬火结束后，液压升降装置82推动推杆86，带动离心泵抽水装置7上升，当离心泵抽水装置7的最低点位于槽体1的上方时，水平旋转装置83带动推杆86水平旋转90度，使得离心泵抽水装置7移出槽体1，卡具夹紧封头2移出槽体1，完成淬火操作。而当淬火开始时，其过程与上述过程相反。

本发明中，为了实现冷却介质的循环利用，该冷却装置还包括溢流管9和溢流槽10，溢流槽10设置在槽体1的顶部，溢流管9经溢流槽10与槽体1的内部相连通。槽体1内多余的冷却介质可以在溢流槽10处溢出，再通过溢流管9回到冷却介质的回收箱中。

下面针对大型封头的淬火冷却装置的工作原理，来对本发明作进一步的介绍：

工作时，首先确保离心泵抽水装置7位于槽体1的外部区域，离心泵抽水装置7所处的高度位置完全高于槽体1的高度。(如果不满足上述条件，应通过液压升降装置82推动推杆86带动离心泵抽水装置7上升，直到离心泵抽水装置7的最低点位于槽体1的上方时停止，接着，水平旋转装置83带动推杆86水平旋转90度，直到离心泵抽水装置7完全移出槽体1时停止。)利用卡具夹紧封头2，将封头2浸入到槽体1中，之后，水平旋转装置83带动推杆86反向水平旋转90度，使离心泵抽水装置7位于槽体1的上方，接着，利用液压升降装置82推动推杆86带动离心泵抽水装置7下降，使吸水管路71的吸入口伸入到封头2的内腔中。

启动驱动泵3，使冷却介质管路4中的冷却介质流入到槽体1内，同时启动螺旋桨搅拌射流装置5、潜水搅拌射流装置6和离心泵抽水装置7，其中，在螺旋桨51的搅拌下，冷却介质从槽体1的上部进入到导流管52内，然后向下流动至导流管52的管口处，最终斜向上喷向封头2的外侧壁。由于潜水搅拌器61的搅拌作用，流入槽体1底部的冷却介质以射流的方式向上流向封头2的外侧底面，最后多余的冷却介质在溢流槽10处溢出，通过溢流管9回到冷却介质的回收箱中。

对于工件的内壁面，在离心泵抽水机72的作用下，位于封头2的内腔区域的冷却介质从吸水管路71吸入到抽水循环管路73中，最终从抽水循环管路73的出水口朝封头2的外侧壁上部区域流出。

综上所述，本发明的优点在于：

通过把封头的淬火有效区分为外壁淬火有效区和内壁淬火有效区两部分，不同淬火区内冷却介质的流动由不同的装置分别带动，可以有效保证封头2的外壁和内壁附近的冷却介质都获得高速、均匀的流动，使得淬火有效区内冷却介质的流动状态满足淬火要求。另一方面，螺旋桨搅拌射流装置5、潜水搅拌射流装置6和离心泵抽水装置7的组合设置方式，还形成了槽体1内冷却介质的整体循环流动，充分利用了冷却介质的冷能，提高了冷却介质的利用率。最后，潜水搅拌射流装置6中潜水搅拌器61是否开启及其数量，以及离心泵抽水装置7中离心泵抽水机72的转速根据封头工件的尺寸确定，使得封头2的淬火冷却装置可适用于不同工件尺寸，有效提高了槽体1的利用率，在实际生产中具有良好的可操作性。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。