Устройство для охлаждения цилиндрических изделий Советский патент 1992 года по МПК C21D1/62 

Изобретение относится к термообработке и может быть применено для закалки цилиндрических изделий из металла, например труб.

Известно устройство для охлаждения, содержащее неподвижную камеру для приема воды, в которой, опираясь на подшипники, вращается тороидальный спрейер.

Недостатком устройства является неравномерность охлаждения ввиду затопле- ния сопел спрейера водой, скапливающейся в его нижней части.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является спрейер, содержащий стойку, в подшипниковых опорах которой смонтирован кинематически связанный с приводом вращения и соединенный через приемную камеру и каналы с источником охлаждающей жидкости спрейер, выполненный из продольных труб с соплами для подачи охлаждающей жидкости на поверхность трубы.

В процессе вращения спрейера в устройстве струи воды, истекающие из сопел, под действием центробежных сил отклоняются в сторону,обратную направлению вращения спрейера. При этом внутри спрейера образуется цилиндрическая воздушная полость. Радиальная составляющая скоростей струй, бьющих снизу вверх, с удалением от среза сопел убывает под действием сил тяжести быстрее, чем для струй, бьющих сверху вниз, что приводит к смещению от воздушной полости от оси спрейера, т.е. к неравномерному смыванию поверхности цилиндрического изделия, движущегося вдоль оси спрейера, что снижает качество охлаждения.

Целью изобретения является повышение качества обработки путем регулирования расхода охладителя по периметру спрейера.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для охлаждения цилиндрических изделий содержит стойку, кольцевую приемную камеру с подводящим патрубком и спрейер, выполненный в виде ротора с приводом вращения, и соединенные с приемной камерой продольные патрубки с соплами, при этом крепленая камера выполнена из двух частей, одна из которых закреплена на стойке, а другая - на спрей- ере. Кроме того, устройство для охлаждения цилиндрических изделий дополнительно снабжено радиальными перемычками, закрепленными на соединенной со стойкой части кольцевой приемной камеры с делением ее на секторы, дополнительными подводящими патрубками и регулирующими клапанами, причем подводящие патрубки

размещены на каждом секторе приемной камеры, регулирующие клапаны установлены на подводящих патрубках, а соединение каждого патрубка спрейера с приемной камерой выполнено отдельным каналом.

В предлагаемом устройстве возможность изменения расхода охлаждающей жидкости, а следовательно, скоростей истечения струй по окружности спрейера обес0 печивается за счет введения входных отверстий патрубков, образующих вращающийся спрейер, непосредственно в приемную камеру и деления ее на секторы, снабженные индивидуальными регулируе5 мыми подводами воды.

Возможность варьирования скоростей истечения струй позволяет легко скорректировать воздушную полость до цилиндрической формы с осью, совпадающей с осью

0 вращения спрейерной головки. При этом поверхность изделия омывается равномерно, что приводит к отсутствию деформации, а механические свойства охлаждаемого изделия постоянны по его сечению. Введение

5 патрубков непосредственно в приемную камеру через отдельные каналы снижает потери напора при перетоке от приемной камеры к патрубкам.

На фиг.1 представлено устройство для

0 охлаждения цилиндрических изделий, продольное сечение; на фиг.2 - приемная камера, поперечное сечение; на фиг.З - форма воздушной полости при одинаковых скоростях истечения струй из сопел; на фиг.4 - то

5 же, при регулируемых скоростях истечения струй из сопел; на фиг.5 - места замеров твердости.

Устройство для охлаждения цилиндрических изделий состоит из приемной каме0 ры 1, выполненной из двух частей, одна 2 из которых закреплена на стойке 3, а другая - на спрейере, выполненном в виде ротора с приводом 5 вращения. Камера разделена радиальными перемычками 6 на секторы 7,

5 каждый из которых снабжен подводящим охлаждающую жидкость патрубком 8 с регулирующим клапаном 9. Спрейер образован продольными патрубками 10 с соплами 11 для подачи охлаждающей жидкости на изде0 лие. Каждый патрубок 10 соединен с приемной камерой 1 посредством отдельного канала 12. Между частями 2 и 4 приемной камеры установлены уплотнения 13. Спрейер вращается, опираясь на ролики 14.

5 . Устройство работает следующим образом.

В приемную камеру 1 через патрубки 8 с регулируемыми клапанами 9 подается охлаждающая жидкость. Часть 4 приемной камеры, выполненная в виде ротора с

приводом 5 вращения, приводится во вращение. При этом внутри спрейера формируется эллипсоидная полость, ось которой не совпадает с центральной осью спрейера. С помощью регулировки расхода воды через патрубки 8 посредством регулировочных клапанов 9 изменяется скорость истечения охлаждающей жидкости. Вследствие этого обеспечивается корректировка воздушной полости по форме и месту расположения.

На экспериментальном стенде исследуют работу спрейеров предлагаемого устройства и известного с одинаковыми диаметрами охлаждающих камер (160 мм) и скоростями вращения спрейера (150 об/мин). Деление неподвижной приемной камеры радиальными перемычками на секторы, в каждый из которых встроен патрубок с индивидуальным регулируемым подводом воды, позволяет подобрать ре- жим, при котором труба по периметру охлаждается с высокой равномерностью.

Результаты замеров твердости по периметру наружной поверхности трубы диаметром 76 мм с толщиной стенки 3,5 мм при охлаждении в предлагаемом устройстве и известном приведены в таблице.

Отсутствие промежуточной камеры в предлагаемом устройстве позволяет по сравнению с известным снизить падение давления охлаждающей жидкости на 0,2 МПа(отО,25доО,05МПа).

Таким образом, предлагаемое устройство в отличие от известного позволяет придать воздушной полости, образующейся в

центре спрейера при его вращении, цилиндрическую форму с осью вращения, совпадающей с осью вращения спрейера, что дает возможность с высокой равномерностью охладить изделие. Кроме того, введение патрубков непосредственно в приемную камеру позволяет снизить расход охлаждающей жидкости, потери напора, а следовательно,и энергозатраты.

Формула изобретения Устройство для охлаждения цилиндрических изделий, содержащее стойку, кольцевую приемную камеру с подводящим патрубком и спрейер, выполненный в виде ротора с приводом вращения, и соединенные с приемной камерой продольные патрубки с соплами, при этом приемная камера выполнена из двух частей, одна из которых закреплена на стойке, а другая - на спрейере, отличающееся тем, что, с целью повышения качества обработки путем регулирования расхода охладителя по периметру спрейера, оно снабжено радиальными перемычками, закрепленными на соединенной со стойкой части кольцевой приемной камеры с разделением ее на секторы, дополнительными подводящими патрубками и регулирующими клапанами, причем подводящие патрубки размещены на каждом секторе приемной камеры, регулирующие клапаны установлены на подводящих патрубках, а соединение каждого патрубка спрейера с приемной камерой выполнено независимо.

1735388 4 /3

Г 7 I

Сущность изобретения: устройство содержит установленную на стойке 3 кольцевую приемную камеру 1, выполненную из двух частей, одна 2 из которых закреплена настойкеЗ, адругая4-на спрейере. Спрей- ер выполнен в виде ротора с приводом вращения 5. Камера разделена радиальными перемычками 6 на секторы, каждый из которых снабжен подводящим патрубком 8 с регулирующим клапаном 9. Спрейер образован продольными патрубками 10с соплами 11 для подачи охлаждающей жидкости. Каждый патрубок 10 соединен с приемной камерой посредством отдельного канала 12. Спрейер опирается на ролики 14.5 ил., 1 табл. (о ч со ел Сл) 00 00

-V IV

Фиг. 4

Фиг. 5

Редактор Н.Гунько

Составитель Г.Максименко

Техред М.МоргенталКорректор О.Кравцова

Фиг. 5