Устройство для внутреннего охлаждения труб Советский патент 1983 года по МПК C21D9/08 C21D1/62 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при термической обработке труб как с отдельного, так и с прокатного нагрева. Известно устройство для охлаждения изделий, содержащее секции с соплами , расположенными на полом стержне, причем сопла наклонены по отношению к радиальным линиям, отходящим от продольной оси стержня, и установлены по отношению к продольной оси устройствах увеличением угла по длине устройства от 35 до 70° в выходную сторону С П Недостатками известнрго решения являются возможность коробления изделий в процессе термической обработки и неравномерность охлаждения. Стекаемый по нижнему сектору трубы охладитель разделяет трубу на верхний и ниж ний секторы охлаждения, в результате этого теплоотвод по толщине стенки тр бы, ее периметру и длине осуществляется неравномерно, что вызывает короб fieHvte и неравномерность механических свойств готовых изделий. Наиболее близкой к изобретению является установка для термического упрочнения труб, содержащая заглушенный с одного торца полый цилиндр и коаксиально установленный внутри него полый стержень, а также трубопровод для подвода охладителя 23Однако известная установка не oiSec печивает равномерного охлаждения по длине и периметру изделия, поскольку не отводится стекаемый в нижнюю часть охлаждаемой трубы охладитель и отсутствуют устройства, препятствующие короб/1ению труб при охлаждении. Целью изобретения является улучшение качества обработки за счет устранения коробления труб. Указанная- цель достигается тем, что устройство для внутреннего охлаждения труб, содержащее заглушенный с одного торца полый цилиндр и коаксиально установленный внутри него полый стержень, а также трубопровод для под вода охладителя, снабжено размещенными между цилиндром и стержнем радиальными патрубками, дисками, закрепленными на поверхности цилиндра, и дополнительными патрубками, размещенными в нижнем его секторе, при этом в верхнем секторе цилиндра выполнены отверстия. Устройство дополнительно снабжено эксгаутером, соединенным с цилиндром. 10 2J Кроме того, диски в устройстве выполнены с телами качения, установленными по его периметру. Устройство также снабжено дросселем, установленным в верхнем секторе цилиндра. . На фиг.1 изображена общая схема устройства; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З разрез Б-Б на фиг.1; на фиг. - разрез В-В на фиг.1. Устройство содержит заглушенный с одного торца полый цилиндр 1 наружным диаметром D и коаксиально установленный внутри него полый стержень 2 наружным диаметром d. Между цилиндром 1 и стержнем 2 образуется кольцевая полость 3, при этом внутренний диа метр цилиндра 1 в 2-2,S раза больше наружного диаметра полого стержня 2. Это обусловлено необходимостью полного удаления из зоны охлаждения отработанного охладителя. В случае меньшего значения отношения диаметров возникают затруднения с отводом охладителя, и он скапливается в нижней части охлаждаемой трубы., Полый цилиндр 1 и стержень 2 связаны радиальными патрубками Ц. На цилиндре 1 с помощью кольцевых фланцев 5 жестко закреплены диски 6, диаметр которых равен внутреннему диаметру обрабатываемых изделий 7 после полного охлаждения. По периметру дисков размещены тела 8 качения. Диски образуют зоны 9 охлаждения , каждая из которых связана радиальными патрубками А с полостью стержня 2. Устройство также содержит дополнительные патрубки 10, установленные в нижней,части полого цилиндра 1, которые связывают нижний сектор кольцевой полости с зонами охлаждения. Верхний сектор кольцевой полости связан с зонами охлаждения отверстиями Д° ® ные патрубки 10 установлены с возможностью изменения их длины в зависимости от диаметра обрабатываемого 1 1Ьделия, например ввинчиваются, и выступают к линии касания тел качения с внутренней поверхностью охлаждаемого изделия на расстояние ,9h гдеЪ- расстояние от внутренней поверхности обрабатываемого изделия 7 до наружной поверхности полого цилиндра 1, ограничивающего кольцевую похюсть. Это обеспечивает полное удаление отработанного охладителя из нижнего сектора охлаждаемого изделия и, следовательно, одинаковую скорость охлаждения по периметру делия. Патрубки трубопровода 12 служат для подвода охлаждающей жидкости в полый стержень 2, а эксгаустер 13 для засасывания и отвода из кольцевой полости отработанного охладителя. В заднем кольце торцевой полости установлена дросселирующая заслонка , частично перекрывающая верхний сектор полости. Поскольку часть воды из верхнего сектора зоны охлаждения не попадает через отверстия в кольцевую полость, а стекает вниз, в нижнем секторе скапливается большее количество охладителя, следовательно, для обеспечения одинаковой скорости охлаждения по периметру изделия отра- ботанный охладитель снизу должен удаляться с большей скоростью, чем сверху. Заслонка обеспечивает большее раз режение в нижнем секторе полости и полное удаление охлаждающей жидкости из нижней части изделия. Длина охлаждающего устройства зависит от его назначения, способа перемещения изделия при охлаждении, ско рости охлаждения и геометрии трубы. В случае использования предлагаемого устройства для охлаждения концов труб оно имеет одну или две зоны охлаждения и длина его равна длине охлаждаемого участка. При охлаждении труб по всей длине устройство имеет две, три и больше зон охлаждения (в зависимости от необходимой скорости охлаж дения и толщины стенки трубы) и крепится на специальной штанге. Устройство работает следующим образом. Перед началом работы на полом ци- °

линдре1 устанавливают и закрепляют с помощью кольцевых фланцев 5 диски 6, диаметр которых равен внутреннему диаметру обрабатываемой трубы после полного ее охлаждения. Дополнительные патрубки 10 вывинчивают до необходимой длины в зависимости от диаметра обрабатываемого изделия. Включают эксгаутер 13. Через патрубки трубопровода 12 в полый стержень 2 под давлением подают охлаждающую жидкость, которая по радиальным патрубкам t, связывающим полость стержня с зонами охлаждения, поступает в устройства для подачи охлаждающей жидкости, например сопла или форсунки. 10 изнем секторе кольцевой полости, обес-.печивая полное удаление охладителя из нижней части охлаждаемого изделия VI, следовательно, равномерность охлаждения по периметру изделия.

Труба после охлаждения опирается на тела 8 качения, позволяющие охлаждать вращающиеся в процессе термообработки трубы. После обработки трубы легко удаляются, скатываясь по телам качения.

Использоеание предложенного устройства позволяет повысить качество изделий за счет устранения коробления труб и снизить до 5 количество повторных обработок. 24 Устройство для охлаждения легко входит в нагретое изделие 7, имеющее диаметр больший, чем холодное язделие на величину линейного расширения при нагреве. Изделие при этом подвергается воздействию потоков охладителя, подающегося из радиальных патрубков. Охладитель, отразившись от стенки охлаждаемого изделия, попадает в отверстие 11 в цилиндре 1 или стекает в нижний сектор охлаждаемого изделия в пределах зоны охлаждения, ограниченной дисками 6, препятствующими проникновению отработанного охладителя предыдущей зоны с вновь поступающим и отработанным охладителем в последующей зонах. Благодаря этому обеспечивается качественная закалка по длине охлаждаемого изделия. Изделие 7 в процессе охлаждения находится в поступательном или возвратно-поступательном движении, что исключает возможность образования мягких пятен в зоне контакта трубы с дисками. Отработанный охладитель через отверстия 11 в цилиндре 1 и дополнительные патрубки 10 благодаря разре жению, создающемуся в результате работы эксгаустера 13,.всасывается в кольцевую полость .3, образованную полым стержнем 2, помещенным в цилиндр 1, что исключает возможность смешивания потоков отработанного и вновь поступающего охладителя и благодаря чему поддерживается постоянство температуры охлаждающей жидкости, а следовательно, и равномерность охлаждения по длине и периметру каждой зоны охлаждения. При этом дросселирующая заслонка И создает большее разряжение в нижФиг,2

Фиг Л Риг.З

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВНУТРЕННЕГО ОХЛАЖДЕНИЯ ТРУБ, содержащее заглушенный с одного торца полый цилиндр и коаксиально установленный внутри него полый стержень, а также трубопровод для подвода охладителя, о т ли чающееся тем, что, с целью улучшения качества обработки за счет устранения коробления труб, оно снабжено размещенными между цилиндром и стержнем радиальными патрубками, дисками, закрепленными на поверхности цилиндра, и дополнительными патрубка ми, разме(ценными в нижнем его секторе, при этом в верхнем секторе цилиндра выполнены отверстия. 2. Устройство по п.1, о т л и чающееся тем, что оно снабжено эксгаустером, соединенным с цилиндром. Я. Устройство по ПП.1 и 2, о т л ичающееся тем, VITO диски выполнены с телами качения, установленё (Л ными по его периметру. k. Устройство по пп.1-3, отличающееся тем, что оно снабжено дросселем, установленным в верхнем секторе цилиндра.