[發明專利]一種熱處理的智能水循環裝置

有效

• 申請號: 202110891251.3
• 申請日: 2021-08-04
• 公開（公告）號: CN113512633B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 郭士茹;劉薇娜;劉倩宏
• 申請（專利權）人: 長春電子科技學院
• 主分類號: C21D1/63
• 分類號: C21D1/63;C21D11/00
• 代理公司: 浙江專橙律師事務所 33313
• 代理人: 朱孔妙

本發明公開了一種熱處理的智能水循環裝置，屬于智能機械領域。一種熱處理的智能水循環裝置，包括冷卻池、體積檢測單元、溢水流道、制泡單元和控制器，溢水流道用于吸納工件置入冷卻池內后液面升高部分的水，溢水流道內設有與水隔絕的常溫常壓空氣，制泡單元包括多個制泡器，制泡器可將溢水流道內的壓縮后的空氣制成氣泡，并將氣泡朝向工件發射，以破壞工件表面的蒸汽膜，它可以實現通過發射氣泡，使氣泡在接觸蒸汽膜后破裂，將蒸汽膜炸開，使冷卻用的水與工件直接接觸，縮短蒸汽膜存在的時間，提高冷卻速度，同時，精準判斷工件在冷卻池中的位置，使氣泡精準打擊工件，減少無效氣泡的生成，減少能量消耗和成本消耗。

技術領域

本發明屬于智能機械領域，更具體地說，涉及一種熱處理的智能水循環裝置。

背景技術

熱處理是鋼件加工的重要一步。熱處理通常分為回火、正火、淬火、退火。其中淬火是指把鋼加熱到臨界溫度以上，保溫一定時間，然后以大于臨界冷卻速度進行冷卻，從而獲得以馬氏體為主的不平衡組織的一種熱處理工藝方法。通過淬火可以大幅提高鋼的剛性、硬度、耐磨性、疲勞強度以及韌性等。

淬火在冷卻時常常需要快速冷卻，整個冷卻過程通常被分為三個階段：

1.蒸汽膜階段：工件剛沒入介質中，工件溫度高，工件周圍介質被快速汽化形成穩定蒸汽膜包裹在工件表面，由于蒸汽膜導熱較差，此時冷卻速度較慢；

2.沸騰階段：隨著工件溫度降低，蒸汽膜再難以穩定存在，而是以小氣泡的方式迅速脫離工件表面同時帶走熱量，此階段冷卻速度最快；

3.對流階段：工件表面溫度進一步降低，到低于介質沸點時，沸騰停止，此時進入對流階段，依靠對流傳熱；

其中，在蒸汽膜階段中，因蒸汽膜的存在，會大大影響冷卻水與工件的直

接接觸，導致冷卻速度的降低。因此如何在縮短蒸汽膜階段的存在時間，是提高冷卻速度的關鍵因素。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于提供一種熱處理的智能水循環裝置，它可以實現通過發射氣泡，使氣泡在接觸蒸汽膜后破裂，將蒸汽膜炸開，使冷卻用的水與工件直接接觸，縮短蒸汽膜存在的時間，提高冷卻速度，同時，精準判斷工件在冷卻池中的位置，使氣泡精準打擊工件，減少無效氣泡的生成，減少能量消耗和成本消耗。

本發明的一種熱處理的智能水循環裝置，包括冷卻池、體積檢測單元、溢水流道、制泡單元和控制器。

冷卻池內盛有用于工件的冷卻用的水。

體積檢測單元可發射紅外線，紅外線組成線網，線網覆蓋冷卻池池口。

溢水流道用于吸納工件置入冷卻池內后液面升高部分的水。溢水流道內設有與水隔絕的常溫常壓空氣。溢水流道吸納的水的重力壓縮空氣，提高氣壓。

制泡單元包括多個制泡器，制泡器可將溢水流道內的壓縮后的空氣制成氣泡，并將氣泡朝向工件發射，以破壞工件表面的蒸汽膜。

控制器與體積檢測單元電性連接，以判斷工件的輪廓大小和落水位置。控制器與制泡單元電性連接，以使工件落入冷卻池后，控制器僅選擇工件所在位置的制泡器工作。

作為本發明的進一步改進，控制器位于冷卻池外側，遠離冷卻池，以免被冷卻時激發的高溫水汽損壞。

作為本發明的進一步改進，工件為淬火保溫后的鋼質件，工件進入冷卻水中后立即在工件周圍生成蒸汽膜。

作為本發明的進一步改進，冷卻池可同時容納多個工件，多個工件是逐個進入冷卻池內的，且均能在冷卻池中完全沉底。