Устройство для охлаждения изделий Советский патент 1984 года по МПК C21D1/62 

Изобретение относится к устройст вам для охлаждения и быть использовано при термической обработке полых крупногабаритных металлических изделий, преимущественно соединительных деталей трубопроводов диаметром до 1420 мм. Известно устройство для закалки труб погружением в воду, состоящее из бака с подводящим и отводящим охлаждающую жидкость каналами,- наcoca, установленного перед подводящим каналом, соединенным с горизонтально расположенныгл в баке вдоль охлаждаеглого изделия коллектором и соплами Недостаток указанного устройства возмЪжность обработки изделий только определенной формы и с небольшой толщиной стенки, достаточной для обеспечения сквозной прокалиБаемости. Устройство обеспечивает интенсивное охлаждение за счет перемешивания слоев воды только с наружной стороны охлаждаемого изделия малого диаметра . Отсутствие перемешивания жидкости во внутренней полости Изделия приводит к образованию паровой рубашки, что вызывает появление неравномерности свойств на внутренней поверхности и коробление изделия, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для охла : дения изделий, содержащее закалочный бак с подводя щими и отводящими патрубками, насос и коллекторы с соплами, расположенные в нижней части бака 2. К недостаткам известного устройства следует отнести возможность обработки изделий только определенн формы с простой геометрией сечения и небольшой ( до 11 М14 ) толщиной стенки, достаточной для обеспечения сквозной прокаливаемости.. При охла дении изделий более сложной формы (например отводов, переходов, тройников с диаметром до 1420 мм и толщиной стенки более 16 мм ) наружное перемешивание охлаждающей жидкости не позволяет достичь увеличения ско рости и равномерности охлаждения и следовательно, улучшения комплекса свойств. Кроме того, неравномерност .охлаждения с наружной и внутренней сторон не дает возможности, избежать коробления по сечению изделия. Равномерная структура при охлаждении может быть достигнута путем ин енсивного охлаждения одновременно со стороны наружной и внутренней поверхности охлаждаемого изделия. Цель изобретения - повышение качества изделий, Поставленна/1 цель достигается тем, что устройство для охлаждения изделий, содержащее закалочный бак с подводшчими и отводящими патрубками, насос и коллекторы с соплами, расположенные в нижней части бака, снабжено дополнительными коллекторами с соплами, расположвннЕ1МИ вертикально, и коническими насадками, шарнирно укрепленными на отводящих патрубках, при этем сопла коллекторов выполнены поворотными и Г-образной формы и расположены в шахматном порядке относительно сопел соседних коллекторов, а отводящие патрубки установлены на уровне 0,4-1,0 высоты дополнительных коллекторов от дна бака. На фиг. 1 изображено устройство для охлаждения изделий,вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид сверху. Устройство для охлаждения полых изделий, преимущественно соединительных деталей трубопроводов, состоит из бака 1 с подводящими 2 и отводящими 3 охлаждающую жидкость патрубками, соединенными с расположенными в баке горизонтальныгли 4 и вертикальными 5 коллекторами с соплами б/ ориентированными в направлении находящихся на противоположной стороне бака 1. конических насадок 7, шарнирно установленных на отводящих патрубках, которые подключены с помощью соединитель ного трубопровода В к входному патрубку 9 насоса 10, при этом горизонтальные оси входных отверстий 11 вертикальных групп отводящих патрубков 3 расположены на уровне, равном 0,4-1,0 высоты соответствующих вертикальных коллекторов 5, а сопла 6 находящихся в одной плоскости коллекторов 4 и 5 расположены в шахматном порядке и выполнены поворотными. На отводящих патрубках 3 установлены регулировочные вентили 12, Охлаждаемое изделие 13 удерживается в баке 1 с помощью захват-ного приспособления 14. Устройство для охлаждения полых крупногабаритных изделий работает следующим образом. В бак 1 заливается в требуемом количестве охла хдающая жидкость-, включается насос 10, осуществляя принудительный отвод охлаждающей жидкости из бака 1 через конические насадки 7 отводящих патрубков 3, регулировочные вентили 12, соединительный трубопровод 8, входной патрубок 9 к насосу 10 и одновременную принудительную подачу охла эдающей жидкости в бак 1 от насоса 10 через подводящие патрубки 2, соединенные с горизонтальнь1ми 4 и вертикальными 5 коллекторами с поворотными Гобразной формы соплами б, В процессе принудительной подачи охлаждающая жидкость поступает через горизонтальные 4 и вертикальные 5 коллекторы и под давлением истекает из

сопел b, ориентированных в направле НИИ находящихся на противоположной по отношению к вертикальншл коллекторам 5 конических насадок 7. Изделие 13 краном с помощью захватног приспособления 14 опускается в баК 1 и охлаждается в подвешеннсяи состоянии. Охлаждающая жидкость, истекающая из сопел, создает направленную циркуляцию и перемешивание ее с внутренней и наружной стороны охлахсдаемого изделия. Сопла изготовлены с возможностью регулирования направления истечения жидкости относительно поверхностей озслаясдаемого изделия. Это достигается выполнением сопел поворотныи1и р-образной формы. Сопла коллекторов как гори.зонтальных, так и вертикальных, размещены в шахматном порядке, что способствует равномерному перемешиванию охлаждающей жидкости по объему бака. Принудительный отвод охлаждающей жидкости из бака и принудительная подача в бак с помощью насоса создает направленное движение жидкости в баке от сопел к коничесКИМ насадкам отводящих патрубков.Устройство для охлаждения может быть выполнено.с наг штаюцим насосом, расположенным перед подводящими патрубками и с заборным насосом, установленным после отводящих патрубков .

Расположенные по ширине бака со стороны подводящих патрубков вертиКсШьные коллекторы с соплами предназначены для создания направленной циркуляции охлаждающей жидкости в баке и увеличения скорости и равномерности охлаждения, в основном, со стороны внутренней, поверхности охлаждаемого изделия, что приводит к выравниванию механических свойств по толщине стенки изделия и уменьшению коробления и возможности возникновения деформационных трещин по толщине стенки изделия и умень- . шению коробления и возможности возникновения деформационных трещин в сварных соединениях. Вертикальные коллекторы с соплами способствуют также равномерному охлаждению наружной поверхности изделия.

Расположение сопел, размещенных в одной плоскости коллекторов в шахматном порядке,позволяет получит равномерное перемешивание охлаждающей жидкости. Сопла вертикальных и

горизонтальных коллекторов ориентированы в направлении находящихся на противоположной стороне бака конических насадок. Расположение на противоположных сторонах бака вертикальных коллекторов с соплами и отводящих патрубков дает возможност получить направленную принудительную циркуляцию охлаждающей жидкости относительно наружной и внутренней поверхности изделий.1 При выполнении этих условий достигается (1аправленность циркуляции i охлаждающей жидкости в баке и увеличение скорости охлаждения изделий С помощью соединитель ного трубопровода отводящие патрубки подсоединены к входному патрубку насоса. Это обеспечивает замкнутую циркуляцию охлаждающей жидкости в системе. Принудительная подача и отвод охлаждаквдей жидкости осуществляется одним насосои. Возможен вариант установки двух автономных насосов: с помощью одного иЭ них производится подача охлаждающей жидкости в бак, с помсх Ц ю другого отвод жидкости из бака..

Расположение горизонтальных осей отводящих патрубков на уровне 0,41,0 от высоты соответствующих вертикальных коллекторов обеспечивает создание направленной принудительной циркуляции относительно наружной и внутренней поверхности, изделия.. При размещении осей входных отверстий отводящих патрубков ниже 0,4 и выие 1,0.высот соответствующи вертикальных коллекторов уменьшаетс направленность принудительной цуркуляции и скорость движения охлаждающей жидкости, что отрицательно сказывается на равномерности свойств изделий.

Изготовление сопел поворотными Г-образной формы делает возможным регулирование направления истечения охлаждающей жидкости по отношению к охлаждаемой поверхности изделия,что особенно необходшло прМ термоупрочнении крупногабаритных полых несимметричных изде.лий.

Для усиления принудительной циркуляции и перемешивания охлаждающей жидкости по отношению к внутренней и внешней поверхности изделий служат конические насадки, шарнирно. установленные на отводящих патрубках.

Технико-экономический эффект данного изобретения составит 500 тыс.руб

ЖЖАДДх/

тт тг тг

Дла..

W

-CJ

ш

Ы

дз.

FF

6

УСТРОПСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ, содержащее закалочный бак с подводящими и отводящици mтрубками, насос и коллекторы с соплами расположенные в нижней части бака, отличающееся тем, что, с целью повь11иения1 качества изделий, оно снабжено дополнительными коллекторами с соплами,расположенными вертикально, и коническими насадками,шарнирно укрепленными на отводящих патрубках, при этом сопла коллекторов выполнены поворотными и Г 1-образной формы и расположены в шахматном порядке относител1,но сопел соседних коллекторов, а отводящие патрубки установлены на 0,4-1,0 высоты дополнительных коллекторов от сл дна бака. fe