一种金属淬火热处理系统的制作方法

本实用新型涉及淬火技术领域，尤其涉及一种金属淬火热处理系统。

背景技术：

淬火是热处理中常规的处理步骤，用于改变金属的晶相，获得不同性能的金属制品。

目前，在淬火时，是将待淬火的工件放置在盛有淬火介质(水、油等)的淬火池中进行淬火，但是淬火池内的温度随着淬火过程的进行，淬火介质的温度不断升高，影响冷却效果，而液位则不断降低，导致淬火不均匀，而且淬火池内淬火介质的表面会不断累积污染物，导致连接淬火池的管道堵塞。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种金属淬火热处理系统，以实现淬火池内的淬火介质的温度和液位相对恒定，并且清除淬火介质中的污染物。

如上构思，本实用新型所采用的技术方案是：

一种金属淬火热处理系统，包括通过管路依次连接形成循环回路的淬火池、过滤机构、换热机构和恒温箱，且所述循环回路内充设有淬火介质，所述淬火池上设置有第一液位检测器，还包括：

第一输液机构，设置于所述恒温箱和所述淬火池之间，且能够变频调节；

控制系统，分别连接于所述第一液位检测器和所述第一输液机构，被配置为控制所述第一输液机构使得所述淬火池处于定液位模式或溢流模式。

进一步地，还包括过滤池，所述淬火池顶部设置有溢流槽，被配置为使所述淬火池内的所述淬火介质溢流至所述过滤池内。

进一步地，还包括第二输液机构，所述第二输液机构设置于所述过滤池和所述淬火池之间，且连接于所述控制系统。

进一步地，还包括补液机构，所述补液机构连接于所述恒温箱。

进一步地，所述补液机构包括补液管和补液阀组件，所述补液阀组件设置于所述补液管上，所述补液管连接于所述恒温箱，所述补液阀组件连接于所述控制系统。

进一步地，所述恒温箱上设置有第二液位检测器，所述第二液位检测器连接于所述控制系统。

进一步地，所述换热机构包括换热器，所述换热器的淬火介质进口和淬火介质出口分别连接于所述过滤机构和所述恒温箱。

进一步地，所述换热机构还包括温度检测器和控制阀，所述温度检测器设置于所述淬火介质出口，所述控制阀设置于所述换热器的冷介质进口，所述温度、所述控制阀均连接于所述控制系统。

进一步地，还包括第三输液机构，所述第三输液机构设置于所述淬火池和所述过滤机构之间，且连接于所述控制系统。

进一步地，所述控制系统为PLC控制系统。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提出的金属淬火热处理系统，通过设置换热机构和恒温箱，换热机构通过热交换对淬火池内的淬火介质进行降温，并通过恒温箱输送至淬火池内的过程中，能够使得淬火池的淬火介质的温度保持在预设范围内。

通过控制系统根据第一液位检测器的检测结果实时调整第一输液机构的工作频率，从而调整淬火池内的液位，使得淬火池具有定液位模式和溢流模式，在定液位模式下，控制系统根据第一液位检测器的检测结果实时控制变频水泵的工作频率，使得淬火池的液位保持在预设液位。而在溢流模式下，控制系统根据第一液位检测器的结果实时控制变频水泵的工作频率，使得淬火池内的淬火介质以预设流量范围内的流量向外溢流，从而将淬火介质表面的污染物通过溢流排出淬火池。

附图说明

图1是本实用新型提供的金属淬火热处理系统的结构示意图。

图中：

1、淬火池；11、溢水槽；12、第一液位检测器；

2、过滤机构；21、过滤器；

3、换热机构；31、换热器；32、温度检测器；33、控制阀；

4、恒温箱；41、第一感应器；42、第二感应器；

5、第一输液机构；51、供液泵；

6、第三输液机构；61、回液泵；

7、补液机构；71、补液管；72、补液阀组件；

81、过滤池；82、第二输液机构；83、连杆浮球开关。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。

图1为本实施例中金属淬火热处理系统的结构示意图。如图1所示，该金属淬火热处理系统包括通过管路依次连接形成循环回路的淬火池1、过滤机构2、换热机构3和恒温箱4，循环回路内充设有淬火介质，在本实施例中，淬火介质为水，当然在其他实施例中，还可以为矿物油等。淬火池1上设置有第一液位检测器12，在本实施例中，第一液位检测器12为电容式液位计，当然在其他实施例中，第一液位检测器12还可以为液位传感器等结构。此外，在本实施例中，恒温箱4为恒温水箱，且恒温水箱内的水温为19℃，恒温水箱为现有技术中的常见结构，在此不再赘述。

另外，该金属淬火热处理系统还包括控制系统和第一输液机构5，过滤机构2、换热机构3、恒温箱4、第一液位检测器12和第一输液机构5均连接于控制器。第一输液机构5设置于恒温箱4和淬火池1之间，且能够变频调节。控制系统为PLC控制系统，能够控制第一输液机5构使得淬火池1处于定液位模式或溢流模式。具体而言，在本实施例中，第一输液机构5包括两个供液泵51，两个供液泵51均为变频水泵，且两个变频水泵均连接于控制系统，此外，两个变频水泵一用一备，即在正常工作情况下，只有一个变频水泵处于工作状态。

通过设置换热机构3和恒温箱4，换热机构3通过热交换对淬火池1内的淬火介质进行降温，恒温箱4使得淬火介质保持在19℃，再通过供液泵51输送至淬火池1内的过程中，淬火介质的温度变化很小，可忽略不计，最终能够使得淬火池1的淬火介质的温度保持在预设温度(19℃)。

通过将供液泵51设置为变频水泵，控制系统根据第一液位检测器12的检测结果实时调整变频水泵的工作频率，从而整淬火池1内的液位，使得淬火池1具有定液位模式和溢流模式，并且通过PLC控制系统能够实现在定液位模式和溢流模式之间连续切换，平滑过渡。在定液位模式下，控制系统根据第一液位检测器12的检测结果实时控制变频水泵的工作频率，使得淬火池1的液位保持在预设液位(根据实际需要进行设定)。而在溢流模式下，控制系统根据第一液位检测器12的结果实时控制变频水泵的工作频率，使得淬火池1内的淬火介质以预设流量范围内流量向外溢流，从而将淬火介质表面的污染物通过溢流排出淬火池1。

具体而言，在定液位模式下，假设淬火池1的电容式液位计的预设液位为LTset1，且上下的允许范围分别DIFF1和DIFF2，DIFF1和DIFF2均为正值，具体数值根据实际需要进行设定。当液位的测量值＞LTset1+DIFF1时，控制系统控制变频水泵减载，降低工作频率，其中LTset1+DIFF1为上限液位；当LTset1-DIFF2≤液位的测量值≤LTset1+DIFF1时，控制系统控制水泵以液位的测量值进入这个区间内的前一刻的工作频率持续运行；当液位的测量＜LTset1-DIFF2时，控制系统控制变频水泵加载，增大工作频率，其中LTset1-DIFF2为下限液位。而在溢流模式下，假设淬火池1的电容式液位计的预设液位为LTset2，控制系统以PID反向逻辑控制其中一个供液泵51的频率，当电容式液位计检测的液位高于LTset2时，减小供液泵51的工作频率；当电容式液位计检测的液位低于LTset2时，增加供液泵51的工作频率。

如图1所示，该金属淬火热处理系统还包括第三输液机构6，第三输液机构6连接于控制系统，设置于淬火池1和过滤机构2之间，在本实施例中，第三输液机构6包括两个回液泵61，两个回液泵61均连接于控制系统，且在本实施例中，两个回液泵61均为工频水泵。此外，两个回液泵61一用一备，即在正常工作情况下，只有一个回液泵61处于工作状态。而在定液位模式下，当电容式液位计检测到淬火池1内的液位远到达超上限液位(高于上限液位)时，两个回液泵61同时工作，以降低淬火池1的液位。

如图1所示，该淬火池1顶部环绕淬火池1的周向设置有溢水槽11，在竖直方向上，溢水槽11的侧壁高度等于淬火池1的外壁的高度，而溢水槽11的底部距淬火池1外壁的顶端具有一定的距离，便于储存一定量的淬火介质，使得淬火介质均匀向外溢流。为了在淬火池1处于溢流模式下对淬火介质进行重复利用，该金属淬火热处理系统还包括过滤池81，过滤池81上设置有无纺布过滤网，能够实现对溢水槽11内溢出的淬火介质进行过滤，实现淬火介质的净化。此外，过滤池81通过管路连接于淬火池1，且该管路上设置有第二输液机构82，在本实施例中，第二输液机构82为给液泵。且过滤池81内设置有连杆浮球开关83，连杆浮球开关83和给液泵均连接于控制系统，通过连杆浮球开关83来检测过滤池81内的液位并通过控制系统来控制给液泵，当过滤池81内的液位高于上限液位时，给液泵工作，将过滤池81内的淬火介质再次输送至淬火池1内，并且此过程对淬火池1内淬火介质的温度影响很小，可忽略不计；当过滤池81内的液位低于下限液位时，给液泵停止工作。此外，当过滤池81内的液位到达超上限液位(高于上限液位)时，连杆浮球开关83传递信号到控制系统，控制系统强制控制该金属淬火热处理系统停止运行并报警，比如通过蜂鸣器、LED灯等进行报警。并且在此过程中控制系统首先控制供液泵51停止工作，延时七秒后控制回液泵61停止工作。另外，上述过滤池81的上限液位、下限液位和超上限液位根据实际需要进行设定。

如图1所示，该金属淬火热处理系统还包括补液机构7，补液机构7连接于恒温箱4，能够向循环回路内补充淬火介质。具体而言，该补液机构7包括补液管71和补液阀组件72，其中，补液管71连接于恒温箱4，补液阀组件72设置于补液管71上，且均连接于控制系统。

此外，为了实现自动补液，恒温箱4上设置有第二液位检测器，在本实施例中，第二液位检测器包括两个感应器，分别为第一感应器41和第二感应器42，第一感应器41用于检测恒温箱4内的淬火介质的液位，且连接于控制系统。当恒温箱4内的液位等于或低于其下限液位时，第一感应器41反馈信号到控制系统，控制系统控制补液管71上的补液阀组件72开启，向恒温箱4内注入淬火介质；当恒温箱4内的液位等于或高于其上限液位时，第一感应器41反馈信号到控制系统，控制系统控制补液阀组件72关闭，停止向恒温箱4内注入淬火介质。

第二感应器42连接于控制系统，用于检测恒温箱4内的淬火介质的液位是否超出其超上限液位(高于上限液位)，当恒温箱4内的液位超出其超上限液位时，反馈信号到控制系统，控制系统控制该金属淬火热处理系统停止运行并报警，比如通过蜂鸣器、LED灯等进行报警。

此外，上述恒温箱4的上限液位、下限液位和超上限液位根据实际需要进行设定。另外，第一感应器41和第二感应器42均为电容式液位计，当然在其他实施例中，第一感应器41和第二感应器42还可以为液位传感器，且第一感应器41和第二感应器42的结构相同或者不同。

如图1所示，过滤机构2包括两个过滤器21，两个过滤器21均连接于控制系统，在本实施例中，两个过滤器21均为不锈钢袋滤机，当然在其他实施例中，两个过滤器21还可以为其他类型的过滤器，且两个过滤器21的类型相同或不同。通过设置两个不锈钢袋滤机，能够对通过回流泵61输送至换热机构3的淬火介质进行过滤，保证淬火介质的清洁以提高换热效率。

如图1所示，换热机构3包括换热器31、控制阀33和温度检测器32。其中，在本实施例中，换热器31为板式换热器，当然在其他实施例中，换热器31还可以为其他类型的换热器。换热器31上设置有淬火介质进口、淬火介质出口、冷介质进口和冷介质出口，其中淬火介质进口连接于过滤机构2，淬火介质出口连接于恒温箱4，冷介质进口和冷介质出口均连接于冷介质供给设备(图中未示出)，在本实施例中，冷介质为冰水，回液泵61从淬火池1内抽出的淬火介质和冷介质在换热器31内进行热交换，从而降低淬火介质的温度。

温度检测器32设置于淬火介质出口，控制阀33设置于冷介质出口，温度检测器32和控制阀33均连接于控制系统，且在本实施例中，温度检测器32为温度传感器，控制阀33为比例调节阀。温度检测器32检测淬火介质出口的淬火介质的温度并反馈给控制系统，控制系统将检测结果与淬火介质出口的预设淬火介质温度进行比较，并且实时控制比例调节阀来调整冷介质的流通量，进而调整淬火介质出口的淬火介质的温度，在本实施例中，淬火介质出口的预设淬火介质的温度为18.5℃，当温度高于18.5℃时，比例调节阀的开度增加；当温度低于18.5℃时，比例调节阀的开度减小。

以下将对该金属淬火热处理系统的工作过程进行详细的说明。

1.开启该金属淬火热处理系统时，控制系统控制其中一个回液泵61启动，2s后，控制系统控制其中一个供液泵51启动。

2.当淬火池1处于定液位模式下时，回液泵61驱动淬火池1内的淬火介质依次经过两个不锈钢袋滤机后进入到板式换热器内与冷媒进行热交换，并且通过温度检测器32实时检测淬火介质出口的淬火介质的温度，并且由控制系统通过实时控制比例调节阀使得淬火介质出口的淬火介质的温度维持在18.5℃。由板式换热器的淬火介质出口流出的淬火介质进入到恒温箱4内，控制系统控制供液泵51将恒温箱4内的淬火介质输送至淬火池1内，并且通过第一感应器41实时检测恒温箱4内的淬火介质的液位以便通过控制系统开启/停止补液阀组件72以向恒温箱4内补充淬火介质；通过第二感应器42实时检测恒温箱4内的淬火介质的液位以便通过控制系统判断是否强制关闭该金属淬火热处理系统。此外，第一液位检测器12实时检测淬火池1内的淬火介质的液位，并且通过控制系统实时控制供液泵51的工作频率使得淬火池内的淬火介质的液位保持在预设液位(控制过程如上文所述)。

3.当淬火池1处于溢流模式下时，回流泵61、两个不锈钢袋滤机、板式换热器、恒温箱4等结构的工作状态不变。控制系统以PID反向逻辑实时控制供液泵51的工作频率控制，使得淬火池1的淬火介质从淬火池1顶部溢流到溢流槽11内，并且溢流到过滤池81内进行过滤。并且过滤池81内的连杆浮球开关83通过检测过滤池81内的淬火介质的液位控制给液泵工作或停止工作。

4.关闭该金属淬火热处理系统时，控制系统首先控制供液泵51停止工作，3s后控制系统控制回液泵61停止工作，再然后控制系统控制控制阀33关闭。

以上实施方式只是阐述了本实用新型的基本原理和特性，本实用新型不受上述实施方式限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。