Закалочный бак Советский патент 1992 года по МПК C21D1/63 

Изобретение относится к термической обработке изделий и может быть использовано в поточно-механизированных линиях, имеющих в своем составе закалочные баки.

Известен открытый закалочный бак с устройством, обеспечивающим движение

закаливаемой детали или жидкости (1). Недостатком конструкции является интенсивное загрязнение воздушной среды парами жидкости и .продуктами ее термоокислительной деструкции.

Известен также закалочный бак, имеющий корпус, на торце которого имеется карман, заполненный жидкостью, расположенный по периметру торцевой части бака, стол с телескопическим подъемником, крышку, захватное устройство, систему трубопроводов для подачи жидкости в бак, устройство отсоса газов (2). Недостатком такой конструкции является то, что окружающая атмосфера загрязняется парами жидкости и продуктами ее термоокйсли- тельной деструкции (если используется мас- ло) при установке детали на стол, поверхность которого покрыта слоем этой жидкости; загрязнение атмосферы происходит и при прорыве газов через гидрозатвор при резком повышении давления под крышкой бака во время погружения раскаленной детали в жидкость, что приводит к выделению большого количества газообразных продуктов жидкости, испарения и разложения жидкости, кроме того, эти продукты, скопившиеся под крышкой, выделяются в атмосферу при ее подъеме.

Целью изобретения является уменьшение уровня выброса неочищенных паров и продуктов термоокислительной деструкции жидкости за счет герметизации крышки с корпусом и повышения эффективности очистки за счет регулярной регенерации фильтрующих устройств.

Для этого закалочный бак, содержащий корпус, на торце которого имеется карман, заполненный жидкостью, захватное устройство, систему трубопроводов для подачи жидкости в бак и крышку, а также фильтрующее устройство очистки газов, при этом крышка выполнена в виде телескопических секций, на нижней ее секции с внешней стороны по периметру выполнен клинообразный выступ, направленный навстречу клинообразному выступу, который выполнен на стенке кармана, и внешняя сторона телескопической секции крышки образуют полость, верхняя часть которой образована клинообразными выступами и имеет форму конуса, а на поверхности жидкости внутри полости размещен поплавок, выполненный в форме полого тора. Захватное устройство установлено на подвижном штоке, который размещен по центру крышки и снабжен ограничителем вертикального перемещения относительно крышки, а на торце корпуса бака установлены гидравлические устройства запора крышки и их гидравлические полости соединены трубопроводами с полостью кармана. На внутренней нижней части нижней телескопической секции крышки выполнен трапецеидальный выступ, а на стороне меньшего диаметра кармана установлена герметизирующая прокладка.

В предлагаемой конструкции обеспечивается полная герметизация соединения

крышки и корпуса, что предотвращает проход образующихся при закалке деталей газообразных соединений в атмосферу цеха, минуя газоочистные фильтрующие устройства. Герметизирует пространство попла0 вок, находящийся в объеме, образованном внешней стороной стенки крышки и стенки . большего диаметра кармана. При повышении давления внутри бака повышается уровень жидкости в указанном объеме и

5 происходит заклинивание поплавка в сужающемся конусообразном пространстве, образованном клинообразными выступами, находящимися на нижней телескопической

0 секции крышки и на стенке большего диаметра кармана. Неподвижность крышки при повышении давления внутри бака происходит за счет замыкания ее штоком запорного гидромеханического устройства, так как

5 гидравлическая полость соединена с полостью кармана..

Установка захватного устройства на подвижном штоке, снабженном ограничителем свободного хода относительно крышки,

0 а также выполнение крышки в виде складывающихся телескопических секций позволяет уменьшить ее объем и выдавливать ее продукты испарения и темоокислительной деструкции закалочной жидкости через га5 зоочистные фильтрующие устройства.

Трапецеидальный выступ на внутренней стороне нижней телескопической секции крышки в контакте с герметизирующей прокладкой, установленной на стенке мень0 шего диаметра кармана, обеспечивает замкнутость внутрибакового объема при подъеме крышки. Это вызывает подсос воздуха во внутрь бака при подъеме крышки и обеспечивает за счет смены направления

5 движения газовых потоков через фильтрующие устройства очистку их поверхности от загрязняющих компонентов;

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемый закалоч0 ный бак отличается тем, что его крышка выполнена в виде телескопических секций, на нижней секции с внешней стороны по периметру выполнен клинообразный выступ, такой же выступ выполнен на стенке

5 большего диаметра кармана, нижняя телескопическая секция крышки, и стенка большего диаметра кармана образуют полость, в которой размещается поплавок, а также на внутренней стороне нижней телескопической секции крышки выполнены трапецеидальный выступ и герметизирующая

прокладка на стенке меньшего диаметра кармана.

На основании этого предлагаемый закалочный бак соответствует критерию новизна.

Использование захватного устройства предлагаемой конструкции на крышке закалочного бака проявляет новое свойство. Совмещение конструкции телескопической крышки и штока захватного устройства, снабженного ограничителем вертикального хода, позволяет уменьшить внутрикрышеч- ный объем газа после полного погружения закаливаемой детали в жидкость и, следова- тельно, уменьшить объем неочищенных продуктов, скопившихся уже после полного погружения закаливаемых деталей, т.е. когда образование этих продуктов практически заканчивается, и выдавить их основной объем через газоочистные фильтрующие устройства.

Применение гидромеханических устройств в качестве механизма запора крышки закалочного бака и соединение их гидравлических полостей трубопроводами с полостью кармана закалочного бака проявляет новое свойство - неподвижность крышки только во время повышения внутри- бакового давления.

Признаками технического решения являются захватное устройство на крышке за- калочного бака, гидромеханические устройства на торце бака в качестве запорного устройства крышки бака, что позволяет сделать вывод о соответствии критерия существенные отличия.

На фиг. 1 показан масляный бак, закрытый крышкой,.при неопущенной закаливаемой детали, разрез: на фиг. 2 -укрепленный разрез кармана с нижней частью крышки; на фиг. 3 сечение А-А на фиг. 2.

Закалочный бак состоит из корпуса 1 с карманом 2 и крышкой 3, имеющей нижнюю телескопическую секцию 4. На внешней стороне нижней телескопической секции 4 крышки 3 на высоте, равной глубине кармана 2, имеется клинообразный выступ 5, а на внутренней части этой секции непосредственно у нижней кромки - трапецеидальный выступ 6. На стенке большего диаметра кармана непосредственно на торце корпуса размещен клинообразный выступ 7. В жидкости 8, заполняющий карман 2, помещается поплавок 9 в форме полого тора; На стенке меньшего диаметра кармана установлена герметизирующая прокладка 10. . Верхняя часть стороны кармана имеет форму конуса 11. На торце нижней секции, крышки имеется накатка 12. На торцовой части корпуса установлены запорные устройства 13, состоящие из корпуса 14, штока 15 и пружины 16. Гидравлическая полость 17 запорного устройства 13 соединена тру- 5 бопроводом 18 с карманом 2. В верхней части корпуса 1 имеется газопароотводя- щая полость 19, в которой размещены газоочистные фильтрующие устройства 20.

В центре крышки 3 с. возможностью пе- 10 ремещения вдоль ее оси размещен шток 21 с захватным устройством 22 и ограничителем перемещения 23 выполненным в виде кольцевого упора. Между корпусом крышки 3 и штоком 21, а также между внешней сто- 15 роной крышки 3 (по ее нижней части) и внутренней стороной секции 4 размещены герметизирующие сальниковые прокладки 24 и 25. Электромеханические запоры 26 соединения крышки 3 и секции 4 в с ложе н- 0 ном состоянии установлены на торцовой части крышки 3.

Закалочный бак работает следующим образом.

В кармане 2, заполненном жидкостью 8, 5 устанавливается поплавок 9 в форме полого тора. Уровень жидкости 8 выбирается таким образом, чтобы при опущенной в карман 2 телескопической секции 4 крышки 3 поплавок находился вблизи основания клинооб- 0 разного выступа 7.

Бак 1 с помощью трубопроводов 27 заполняется закалочной жидкостью 28,например маслом, объем жидкости выбирается таким образом, чтобы при опущенной дета- 5 ли 30 с крепежным устройством 29 ее уровень не достигал газоотвод я щей полости 19. Деталь 30 устанавливается на крепежном устройстве 29,которое закреплено захватным устройством 22, 0 переносится к баку 1 и устанавливается по его центру.. При опускании крышки и закаливаемой детали телескопическая секция 4 находится в опущенном состоянии, окончательно самоцентрируется при 5 соприкосновении с конусом 11 верхней части кармана 2 и устанавливается в кармане 2. При этом крепежное устройство 29 и деталь 30 не соприкасаются с закалочной . жидкостью 28 бака 1. При дальнейшем опу- 0 екании штока 21 происходит погружение детали 30 и крепежного устройства 29 в жидкость. В результате интенсивного испарения жидкости, сопровождающегося термоокислительной деструкцией, резко 5 повышается давление в замкнутом объеме закрытого бака 1. При повышении давления жидкость 8 кармана 2 из объема между стенкой меньшего диаметра кармана и внутренней стороны телескопической секции 4 крышки 3 передавливается по каналам накатки 12 в полость образованной внешней

стороной телескопической секции 4 крышки 3 и стенкой большего диаметра кармана 2. Уровень жидкости в этом объеме повышается, при этом поплавок 9 попадает в конусообразное пространство, образованное клинообразными выступами 7 и 5, и заклинивает там, герметизируя замкнутое пространство внутри бака 1. При дальнейшем повышении давления жидкость передавливается по трубке 18 в гидравлическую полость 17 запорных устройств 13. Повышение давления приводит к сжатию пружины 16. Шток 15,передвигаясь, соприкасается с торцовой частью клинообразного выступа 5 и, таким образом, предотвращает возможный самопроизвольный подъем крышки 3 и ее телескопической секции 4 при резком повышении давления, что приведет к разгерметизации пространства внутри бака 1; Выделяющиеся пары закалочной жидкости бака 1 и продукты ее термоокислительной деструкции очищаются с помощью фильтрующих устройств 20, установленных в газоотводящей полости 19. Основной объем продуктов термоокислительной деструкции и паров жидкости, скопившейся под крышкой 3, также проходит через фильтрующие устройства 20 при складывании крышки 3 с телескопической секцией 4. Это происходит при дальнейшем опускании штока 26, когда ограничитель 27 упирается в крышку 3.

Прорыв газов в атмосферу, минуя фильтрующие устройства 20, через зазоры при относительном движении штока 21 и крышки 3, а также крышки 3 « ее телескопической секции 4, предотвращается путем применения герметизирующих сальниковых прокладок 24 и 25.

После завершения закалочного цикла производится подъем штока 21с соответствующим подъемом крышки 3, что приводит к падению давления внутри бака 1 и, соответственно, падению давления в гидравлической полости 17 запорных устройств 13. Пружина 16 возвращает шток 15 в исходное положение, позволяя осуществить подъем телескопической секции 4. При подъеме этой секции трапецеидальный выступ 6 обжимает герметизирующую прокладку 10, образуя замкнутый объем внутри корпуса 1 бака и крышки 3. Во время дальнейшего подъема крышки 3 и ее телескопической секции 4 за счет увеличения замкнутого объема давление внутри бака кратковременно, на период скользящего подъема трапецеидального выступа 6 по прокладке 10 становится меньше атмосферного, что вызывает движение атмосферного воздуха через фильтрующие устройства во внутрибаковое

пространство. При движении воздуха в направлении, противоположном движению очищенных газов., происходит очистка поверхности ткани фильтрующих устройств 20

от конденсированных продуктов термоокислительной деструкции, паров жидкости, других загрязнителей, которые, осаждаясь на поверхности фильтрующей ткани, нарушают оптимальный режим работы фильтрующих

устройств 20. Для удобства проведения профилактических работ на захватном устройст- ва 22 телескопическая секция 4 может удерживаться в сложенном состоянии с крышкой 3 с помощью электромеханических запоров 26.

Технико-экономическое сравнение предлагаемого закалочного бака с прототипом позволяет уменьшить уровень загрязнения атмосферы и улучшить санитарные

условия труда обслуживающего персонала. Эффект от использования предложения -заключается в улучшении условий труда и техники безопасности, улучшении экологических показателей.

Формул а изобретения

1.Закалочный бак, содержащий корпус с кольцевым карманом на торце, заполненным жидкостью, захватное устройство, систему трубопроводов подвода и отвода закалочной жидкости, крышку и фильтр очистки газов, отличающийся тем, что, с целью повышения экологической характеристики бака путем уменьшения выделяемых в атмосферу паров и продуктов горения закалочной жидкости, он снабжен размещенным на поверхности жидкости поплавком, выполненным в виде полого тора, и механизмами фиксации крышки, установленными на торце корпуса, крышка выполнена в виде телескопических секций, на нижней из которых выполнен конусообразный кольцевой выступ, расположенный вершиной конуса вниз, аналогичный выступ

выполнен на наружной стенке кармана, вершина которого расположена напротив вершины выступа крышки, поплавок размещен под выступами, а захватное устройство выполнено в виде установленного в центре

крышки с возможностью вертикального перемещения штока с ограничителями перемещения и захватом на нижнем конце.

2.Бак по п.1, отличающийся тем, что, с целью упрощения обслуживания путем автоматической фиксации и освобождения крышки, механизм ее фиксации выполнен в виде цилиндра с пружиной в штоковой полости, а поршневая полость сообщена с карманом. ,

3. Бак поп.1, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности фильтра путем его самоочистки в процессе цикла закалки, бак снабжен уплотнением,

размещенным на внутренней стенке кармана, а на внутренней поверхности у торца нижней секции крышки выполнен выступ с коническими верхним и нижним участками.

Изобретение относится к термической обработке изделий и может быть использовано в поточно-механизированных линиях, имеющих в своем составе закалочные баки, Целью изобретения является повышение экологической характеристики бака путем уменьшения выделяемых в атмосферу паров и продуктов горения закалочной жидкости, упрощение обслуживания и повышение долговечности фильтра путем его в процессе цикла закалки. Закалочный бак содержит корпус 1 с карманом 2, крышкой 3, фильтрующим устройством 20 и системой трубопроводов 27 подвода и отвода жидкости. Крышка 3 выполнена в виде телескопических секций 4, на нижней ее секции с внешней стороны по периметру выполнен клинообразный выступ 5, направленный навстречу клинообразному выступу 7; который выполнен на стенке большего диаметра кармана 2. Внешней стенкой кармана 2 и внешней стороной телескопической секции 4 крышки 3 образована полость, верхняя часть которой сформирована клинообразными выступами 7, 5 и имеет форму конуса, На поверхности жидкости 8 внутри полости размещен поплавок 9, выполненный в форме полого тора. На подвижном штоке 26 установлено захватное устройство 25, Шток размещен по центру крышки 3 и снабжен ограничителем 27 вертикального перемещения относительно крышки 3. На торце корпуса бака 1 установлены гидромеханические устройство 13 запора крышки 3, выполненное в виде цилиндра с пружиной в штоковой полости, а поршневые полости соединены трубопроводами 18 с полостью кармана 2. На внутренней стенке кармана 2 установлено уплотнение 10, а на внутренней поверхности у торца нижней секции крышки выполнен выступ 6 с коническими верхним и нижним участками. Использование закалочного бака позволит уменьшить уровень загрязнения атмосферы, улучшить санитарные условия труда обслуживающего персонала. 2 з.п. ф-лы, 3 ил, (Л С ю Јь со sQ

26

23

ОЗиг.1

фиг. 2

im if

17

фигЗ