一种气流可上下交替的卧式真空高压气淬炉用风冷系统的制作方法

本发明涉及一种用于卧式真空高压气淬炉的风冷系统，尤其涉及一种气流可上下交替的卧式真空高压气淬炉用风冷系统。

背景技术：

热处理是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的服役性能，充分发挥材料潜力的一种工艺技术。真空高压气淬是近年来发展起来的一种热处理技术，其采用高纯氮气或氩气等惰性气体作为淬火冷却介质，具有清洁、无污染、无需后续清洗、淬火强度易于调节等优点，在航空航天、军工、汽车等领域得到广泛应用。

目前，真空高压气淬普遍采用沿圆周方向360°喷风冷却和气流单向喷风冷却两种方式。在多工件装炉的情况下，沿圆周方向360°喷风冷却易造成外部工件冷却快、内部工件冷却慢；而气流单向喷风冷却会使得工件沿气流方向冷速逐渐减慢。这两种冷却方式均易导致单个工件的两侧及不同工件之间的组织、性能不均匀，工件变形大。此外，近年来还出现了上下交替吹风冷却方式，尽管有效改善了工件的变形及组织、性能不均匀的问题，但卧式真空高压气淬炉采用的都是外循环的风冷系统，设备集成度低，占用空间大，制造成本高，使用能效低。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种气流可上下交替的卧式真空高压气淬炉用风冷系统。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的气流可上下交替的卧式真空高压气淬炉用风冷系统，其较佳的具体实施方式是：

采用内循环左右对称结构，包括风机、叶轮、蜗壳、导风罩、提拉框、内封板、侧封板、导风板、换热器；

所述叶轮为离心式叶轮，其与风机输出轴相联，安装于所述蜗壳内，所述蜗壳有一个中心入口和上下两个出口；

所述导风罩安装于叶轮的中心入口前端，用于将提拉框内的气体导入叶轮；

所述换热器为管翅式换热器，中间设有隔板，用于气流导向；

所述提拉框、内封板、侧封板和炉壳内壁构成封闭空间，其上下分别存在与换热器相联的气体入口和出口；

所述提拉框安装于导风罩与内封板之间，用于将流经换热器的气体导入导风罩，所述提拉框由气缸驱动通过升降实现风向切换；

所述导风板与换热器相联，用于将蜗壳出风口流出的气体导入换热器，气体沿换热器内部隔板吹向工件。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的气流可上下交替的卧式真空高压气淬炉用风冷系统，结构紧凑，占用空间小，制造成本低，使用能效高，通过气流上下交替冷却，可提高气淬过程的冷却均匀性，进而提高工件组织、性能的均匀性，减少工件变形。解决了高压气淬过程中存在工件变形大的问题。

附图说明

图1、图2分别为本发明实施例提供的气流可上下交替的卧式真空高压气淬炉用风冷系统的俯视和主视结构示意图；

图3为本发明实施例提供的自上而下喷风冷却时气流流向示意图；

图4为本发明实施例提供的自上而下喷风冷却时蜗壳和导风板气流流向示意图；

图5为本发明实施例提供的自下而上喷风冷却时气流流向示意图；

图6为本发明实施例提供的自下而上喷风冷却时蜗壳和导风板气流流向示意图。

图中：

1.风机，2.叶轮，3.蜗壳，4.导风罩，5.提拉框，6.内封板，7.侧封板，8.导风板，9.换热器。

具体实施方式

下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

本发明的气流可上下交替的卧式真空高压气淬炉用风冷系统，其较佳的具体实施方式如图1、图2所示：

采用内循环左右对称结构，包括风机、叶轮、蜗壳、导风罩、提拉框、内封板、侧封板、导风板、换热器；

所述叶轮为离心式叶轮，其与风机输出轴相联，安装于所述蜗壳内，所述蜗壳有一个中心入口和上下两个出口；

所述导风罩安装于叶轮的中心入口前端，用于将提拉框内的气体导入叶轮；

所述换热器为管翅式换热器，中间设有隔板，用于气流导向；

所述提拉框、内封板、侧封板和炉壳内壁构成封闭空间，其上下分别存在与换热器相联的气体入口和出口；

所述提拉框安装于导风罩与内封板之间，用于将流经换热器的气体导入导风罩，所述提拉框由气缸驱动通过升降实现风向切换；

所述导风板与换热器相联，用于将蜗壳出风口流出的气体导入换热器，气体沿换热器内部隔板吹向工件。

所述提拉框为腔体结构，由气缸驱动升降实现风向切换：

当气缸伸长使提拉框处于下方位置时，提拉框的下部为进风口；

当气缸收缩使提拉框处于上方位置时，提拉框的上部为进风口。

所述提拉框按照预先设定的时间进行切换，或根据上下对称位置的热电偶测得的温差进行切换，实现冷却气流对工件的上下交替喷风冷却。

所述换热器具有换热功能和气流导向作用，其两端的翅片管连接板为弧形，与炉壳内壁构成封闭空间；其中间设有隔板，用于气流导向及分流汇流。

本发明的气流可上下交替的卧式真空高压气淬炉用风冷系统，采用空间利用率高的内循环左右对称结构，结构紧凑，空间利用率高，通过气缸驱动提拉框升降实现冷却气流对工件的上下交替喷风冷却，这有助于提高气淬过程的冷却均匀性，进而提高工件组织、性能的均匀性，减少工件变形。

具体实施例：

如图3、图4所示，当气缸伸长使提拉框5处于下方位置时，提拉框5的下部为进风口，提拉框5上方为出风口。在此情况下冷却时，左右两侧的风机1同时转动带动叶轮2高速旋转，冷却气体经叶轮2压缩后由蜗壳3上部出口流出，经导风板8导流通过提拉框5上方进入上换热器9，沿内部隔板导向后自上而下汇流吹向工件进行热交换，之后气体分流进入下换热器9，沿内部隔板导向后进入左右两侧的提拉框5的下部，经导风罩4进入叶轮2入口，形成自上而下冷却的回路。

如图5、图6所示，当气缸收缩使提拉框5处于上方位置时，提拉框5的上部为进风口，提拉框5下方为出风口。在此情况下冷却时，左右两侧的风机1同时转动带动叶轮2高速旋转，冷却气体经叶轮2压缩后由蜗壳3下部出口流出，经导风板8导流通过提拉框5下方进入下换热器9，沿内部隔板导向后自下而上汇流吹向工件进行热交换，之后气体分流进入上换热器9，沿内部隔板导向后进入左右两侧的提拉框5的上部，经导风罩4进入叶轮2入口，形成自下而上冷却的回路。

冷却过程中，通过气缸驱动提拉框5的升降，可实现冷却气流对工件自上而下和自下而上交替喷风冷却。提拉框5按照预先设定的时间进行切换，或根据上下对称位置的热电偶测得的温差进行切换，通过上述过程的循环往复，保证工件在整个高压气淬过程中的冷却均匀。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，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的保护范围为准。

技术特征：

1.一种气流可上下交替的卧式真空高压气淬炉用风冷系统，其特征在于，采用内循环左右对称结构，包括风机(1)、叶轮(2)、蜗壳(3)、导风罩(4)、提拉框(5)、内封板(6)、侧封板(7)、导风板(8)、换热器(9)；

所述叶轮(2)为离心式叶轮，其与风机(1)输出轴相联，安装于所述蜗壳(3)内，所述蜗壳(3)有一个中心入口和上下两个出口；

所述导风罩(4)安装于叶轮(2)的中心入口前端，用于将提拉框(5)内的气体导入叶轮(2)；

所述换热器(9)为管翅式换热器，中间设有隔板，用于气流导向；

所述提拉框(5)、内封板(6)、侧封板(7)和炉壳内壁构成封闭空间，其上下分别存在与换热器(9)相联的气体入口和出口；

所述提拉框(5)安装于导风罩(4)与内封板(6)之间，用于将流经换热器(9)的气体导入导风罩(4)，所述提拉框(5)由气缸驱动通过升降实现风向切换；

所述导风板(8)与换热器(9)相联，用于将蜗壳(3)出风口流出的气体导入换热器(9)，气体沿换热器(9)内部隔板吹向工件。

2.根据权利要求1所述的气流可上下交替的卧式真空高压气淬炉用风冷系统，其特征在于，所述提拉框(5)为腔体结构，由气缸驱动升降实现风向切换：

当气缸伸长使提拉框(5)处于下方位置时，提拉框(5)的下部为进风口；

当气缸收缩使提拉框(5)处于上方位置时，提拉框(5)的上部为进风口。

3.根据权利要求2所述的气流可上下交替的卧式真空高压气淬炉用风冷系统，其特征在于，所述提拉框(5)按照预先设定的时间进行切换，或根据上下对称位置的热电偶测得的温差进行切换，实现冷却气流对工件的上下交替喷风冷却。

4.根据权利要求1、2或3所述的气流可上下交替的卧式真空高压气淬炉用风冷系统，其特征在于，所述换热器(9)具有换热功能和气流导向作用，其两端的翅片管连接板为弧形，与炉壳内壁构成封闭空间；其中间设有隔板，用于气流导向及分流汇流。

技术总结
本发明公开了一种气流可上下交替的卧式真空高压气淬炉用风冷系统，采用空间利用率高的内循环左右对称结构，其组成包括：风机、叶轮、蜗壳、导风罩、提拉框、内封板、侧封板、导风板、换热器等。其中：导风板与换热器相联，用于将蜗壳出风口流出的气体导入换热器，气体沿换热器内部隔板吹向工件；提拉框安装于导风罩和内封板之间，可将流经换热器的气体导入导风罩，引入叶轮流道；提拉框由气缸驱动通过升降实现风向切换。该风冷系统结构紧凑，空间利用率高，冷却气流上下交替吹风的冷却形式有助于提高气淬过程的冷却均匀性，进而提高工件组织、性能的均匀性，减少工件变形。

技术研发人员：杜春辉;徐跃明;丛培武;陆文林;王赫;何龙祥;王同;陈旭阳;薛丹若;杨广文;范雷
受保护的技术使用者：北京机电研究所有限公司
技术研发日：2020.03.31
技术公布日：2020.06.16