Устройство для охлаждения изделий Советский патент 1985 года по МПК C21D1/64 

1

- Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при термической обработке крупногабаритных изделий, преимущественно соединительньпс деталей трубопроводов (переход, цилиндрический патрубок, днище) диаметром до 1.420 мм.

Цель изобретения - повьшение качства изделийпутем увеличения равномерности их охлаждения,

На фиг. 1 изоб|)ажено устройство,, для охлаждения изделий, вид сбоку; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Устройство для охлаждения изделий, преимущественно соединительных деталей трубопроводов, состоит из бака с днищем 1 в виде конусообразной воронки, внутри бака расположено несколько рядов горизонтальных коллекторов 2 с поворотны- . ми соплами 3 и поворотные экраны 4 в форме прямоугольных пластин, имеющих возможность радиального наклона относительно шарнира 5. В нижней воронкообразной части бака 1 над выходным каналом 6 соосно ему установлен с возможностью осевого перемещения конический отражатель охлаждающего потока 7, а ограничитель выброса воды 8 смонтирован в верхней части бака 1, закрьшающегося крьщ1кой 9 Выходной канал 6 через отводящий трубопровод 10 соединен с окалиносборником 11 и насосом 12, подающим жидкость в бак через последовательно соединенные подводящий трубопровод 13 я горизонтальные коллектора

2,перед которыми смонтированы регулировочные вентили 14. Охлаждаемое изделие 15 закреплено в баке с помощью захватного приспособления 16.

Устройство работает следующим образом.

В бак 1 заливается в требуемом количестве охлаждающая жидкость, включается насос 12, осуществляя принудительный отвод охлаждающей жидкости от выполненного в форме воронки днища бака 1 через выходной канал 6 по отводящему трубопроводу 10 и одновременную принудительную подучу охлаждающей жидкости в бак 1 с помощью подводящего трубопровода 13, который соединяется через регулировочные вентили 14 с горизонтальными коллекторами 2, с размещенными на них поворотными соплами

3.В процессе принудительной подачи охлаждающая жидкость под давле013242

нием истекает из поворотных сопел

3, ориентированных таким образом, чтобы выходящими струями создать нап- равленнэе вращательное перемещение .охладителя внутри бака 1, а также произвести гидросбив паровой рубашки в труднодоступных участках изделия 15, опущенного в бак 1 с помощью захватного приспособления д 16 и охлаждаемого в подвешенном состоянии. За счет формы днища бака 1, регулирования направления истечения струй из сопел 3 и принудительного отвода охладителя из баjr ка создается направленное вращательное перемещение слоев жидкости. При этом линейная скорость перемещения охладителя у пристенных объемов будет характеризоваться большими значениями, чем в центре бака 1, а следовательно, и охлаждение на периферии бака 1 будет происходить с большей скоростью. Дпя устранения этого недостатка в баке 1 устанавливаются экраны 4, которые вьшолняются поворотными для смещения вращающейся жидкости к центру бака и достижения за счет этого равномерного перемещения кости по объему бака 1, что приведет к повьшению равномерности охлаждения и в целом к повьшению равномерности свойств изделия 15.

Для повьш1ения равномерности охлаждения изделий конической формы (переходы) путем создания параллельности ребра экрана с образующей перехода поворотные экраны 4 выполнены с возможностью радиального наклона относительно щарнира 5. Отрицательное влияние образующейся при вращении жидкости воздушной воронки устраняется расположенным в нижней части бака коническим ограничителем распространения воздушной воронки 7. Оптимальные условия отвода охладителя обеспечиваются величиной зазора между воронкообразным днищем бака 1 и отражателем 7, который регулируется путем, подъема 50 или опускания последнего. Для исклк)чения попадания окалины в подводящий трубопровод 13 служит окалиносборник II. Крьшка бака 9 предназначена для уменьшения вьщелений пара в окружающую среду и сокращения тепловых потерь при нагреве охлаждакяцей среды до температуры кипения (при охлаждении вкипящей 3 среде. Кроме того, крышка бака 9 вместе с ограничителем выброса воды 8 предохраняет от выплеска жидкости из бака при ее вращении. Угол поворота экранов относительно продольных осей составляет 1-90 . Угол 1 соответствует минимальному экранированию жидкости, 90 - максимальное экранирование охладителя (пластина перпендикулярна касательной, проведенной через ближайшую то ку на поверхности изделия). Угол радиального наклона.продольной оси симметрии пластины относительно сво его шарнирно закрепленного нижнего конца составляет 1-12 . Наклон 1 соответствует наиболее близкому к вертикальному расположению пластин (для случая охлаждения переходов с малой конусностью), 12° - максимально возможной конусности переходов, при охлаждении которых экранир ющие пластины должны располагаться параллельно образующим детали. Устройство для охлаждения может быть выполнено с нагнетающим насосом, расположенным перед подводящим трубопроводом, и с заборным насосом установленным после отводящих патру ков . Расположенные равномерно по пери метру бака к центру от поворотных сопел экраны в форме прямоугольных пластин, каждая из которых выполнена с возможностью поворота относительно вертикальной оси, проходящей через продольную ось симметрии пластины, имеющую возможность радиального наклона относительно своего шарнирно закрегшенного нижнего конца, предназначены для отражения вра щающихся слоев хладагента от пристенных объемов .бака к центру и со дания за счет этого условий регулируемого равномерного охлаждения. В зависимости от степени экранир вания движущихся вращательно периферических слоев в жидкости (необходимая степень экранирования обус ловливается путем выбора угла встреч плоскости экрана с вращающимся охладителем) достигается равномерное. перемешивание жидкости по объему бака, приводящее к выравниванию те лоотвода от центра изделия и его боковых участков. Необходимый угол встречи вращающихся слоев охладителя с экраном, обеспечивающий 24 оптимальные условия охлаждения, устанавливается за счет поворота прямоугольных пластин относительно проходящих через продольные оси симметрии вертикальных осей на 1-90. Радиальный наклон продольной оси симметрии пластин относительно своего шарнирно закрепленного нижнего конца на 1-12 обеспечит создание наилучших условий охлаж,цения при охлаждении изделий типа переход. В баке цилиндрической формы, заполненном охлаждающей жидкостью, поворотные сопла регулируются таКИМ образом, чтобы исходящей из них охлаждающей жидкостью создать направленное круговое перемещение хладагента относительно оси бака, что приводит к сбиву паровой рубашки и выравниванию условий охлаждения изделий. Выполнение сопел с регулируемым направлением истечения охладителя позволит также осуществлять сбив паровой рубашки на тех поверхвестях изделия, отвод.пара от которых затруднен /например при охлаждении днищ таким местом будет являться нижняя наружная поверхность, под которой будут скапливаться пузырьки пара, лишенные возможности обойти препятствие и подняться вверх). Это приведет к выравниванию условий охлаждения стенки изделия снаружи и внутри и к повышению равномерности свойств металла. Для облегчения создания apai aтельного движения охлаждающей жидкости нижняя часть бака вьтолнена в форме воронки. В процессе отвода охладителя из бака образуется исходящая из отводящего канала и расширяющаяся кверху воздушная воронка, нарушая условия равномерного охлаждения изделия. Для устранения этого явления в нижней воронкообразной части бака над выходным каналом соосно ему установлен с возможностью осевого перемещения конический отражатель распространения воздуш- ной воронки. Осевое перемещение.отражателя предназначено для создания между воронкообразной частью бака и отражателем оптимального зазора, способствующего надежному улавливанию воздушной воронки. Увеличение равномерности охлаждения изделий в процессе термообработки в конечном итоге приводит и к повышению их качества. Уровень о /гат ающей Фиг.1 среды

Фиг. 2

1.УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ, содержащее цилиндрический бак с выходным отверстием в днище и размещенными вдоль его образующей рядом коллектором с соплами, систему подвода и отвода охлаждающей жидкости, отличающееся тем, что, с целью повышения качества изделий, оно снабжено установленными перед соплами экранами, выполненными в виде пластин, имеющих возможность поворота и наклона относительно своих продольных осей и соосно расположенным над выходным отверстием днища отражателем охлаждающего потока, выполненным в виде конуса, имеющего возможность осевого перемещения. 2. Устройство по П.1, о т ли чающееся тем, что экраны (Л установлены в своей нижней части на шарнирах.