一种用于提高立式真空高压气淬设备冷却均匀性的风冷系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于提高立式真空高压气淬设备冷却均匀性的风冷系统，包括风机、叶轮、蜗壳、导风罩、换热器、上小隔热屏、出风道、回风道、风门I、风门II、上封板、下封板、下小隔热屏等。其中：导风罩与换热器相联，用于将流经换热器的冷却气体导入蜗壳入口；出风道与蜗壳出口相联，用于引出蜗壳流出的气体；风门I安装于出风道内，风门I由气缸驱动，可实现进风方向的切换；风门II安装于回风道内，风门II由气缸驱动，可实现回风方向的切换。该风冷系统可实现冷却气流对工件的上下交替喷风冷却，能大大缩小工件两端的温差，进而提高工件组织、性能的均匀性，减少工件变形。

An air cooling system for improving the cooling uniformity of vertical vacuum high pressure air quenching equipment

【技术实现步骤摘要】
一种用于提高立式真空高压气淬设备冷却均匀性的风冷系统
本专利技术涉及一种立式真空高压气淬设备，尤其涉及一种用于提高立式真空高压气淬设备冷却均匀性的风冷系统，可实现气流上下交替冷却。
技术介绍
热处理是通过改变工件内部的显微组织，或改变工件表面的化学成分，赋予或改善工件的服役性能，充分发挥材料潜力的一种工艺技术。真空高压气淬是近年来发展起来的一种热处理技术，其采用高纯氮气或氩气等惰性气体作为淬火冷却介质，具有清洁、无污染、无需后续清洗、淬火强度易于调节、工件变形小等优点，在航空航天、军工、汽车等领域长径比较小的工件处理方面得到广泛应用，并取得较好效果。但对于长径比较大的工件进行处理时，仍存在组织均匀性差、变形大的问题，影响工件的使用性能。主要原因在于：目前处理长径比较大的零件所使用的立式真空高压气淬设备通常采用气流单向冷却的风冷系统，即冷却气流从一侧进入吹向工件，由另一侧流出，直至工件完全冷却。在冷却过程中，由于工件两端冷速不同，使工件两端产生温差，导致工件整体组织性能不均匀，工件产生变形。该温差对于长径比较小的工件影响较小，但对于长径比较大的工件影响明显，造成工件两端组织、性能的不均匀，热处理变形难以控制。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于提高立式真空高压气淬设备冷却均匀性的风冷系统。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：本专利技术的用于提高立式真空高压气淬设备冷却均匀性的风冷系统，包括风机、叶轮、蜗壳、导风罩、换热器、上小隔热屏、出风道、回风道、风门I、风门II、上封板、下封板、下小隔热屏；所述换热器、上小隔热屏和上封板围成上部封闭空间，其上开有与所述回风道相联的入口，流经所述回风道的气体经所述上部封闭空间进入换热器；所述上小隔热屏、上封板和炉胆上盖围成中部封闭空间，作为进风/回风的转换腔室，其上开有与所述出风道和回风道相联的入口；所述下封板、下小隔热屏、炉门、炉胆壳体和炉胆下盖围成下部封闭空间，作为回风/进风的转换腔室，其上开有与出风道和回风道相联的入口；所述出风道有一个进风口和两个出风口，其中进风口与所述蜗壳的出口相联，两个出风口分别与所述中部封闭空间和下部封闭空间相联，所述风门I安装于出风道内，所述风门I由气缸推动，实现冷却气流在两个出风口间进行切换，从而改变进风方向；所述回风道有两个进风口和一个出风口，其中两个进风口分别与所述下部封闭空间和中部封闭空间相联，出风口与所述上部封闭空间相联，所述风门II安装于回风道内，风门II由气缸推动，实现冷却气流在两个进风口间进行切换，从而改变出风方向。由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，本专利技术实施例提供的用于提高立式真空高压气淬设备冷却均匀性的风冷系统，通过风门I、II的切换，可实现冷却气流对工件的上下交替冷却，这能大大缩小工件两端的温差，进而提高工件组织、性能的均匀性，减少工件变形。附图说明图1为本专利技术实施例提供的用于提高立式真空高压气淬设备冷却均匀性的风冷系统自上而下冷却示意图；图2为本专利技术实施例的气流自下而上冷却示意图。图中：1.风机，2.叶轮，3.蜗壳，4.导风罩，5.换热器，6.上小隔热屏，7.出风道，8.回风道，9.风门I，10.风门II，11.上封板，12.下封板，13.下小隔热屏。具体实施方式下面将对本专利技术实施例作进一步地详细描述。本专利技术实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本专利技术的用于提高立式真空高压气淬设备冷却均匀性的风冷系统，其较佳的具体实施方式是：包括风机、叶轮、蜗壳、导风罩、换热器、上小隔热屏、出风道、回风道、风门I、风门II、上封板、下封板、下小隔热屏；所述换热器、上小隔热屏和上封板围成上部封闭空间，其上开有与所述回风道相联的入口，流经所述回风道的气体经所述上部封闭空间进入换热器；所述上小隔热屏、上封板和炉胆上盖围成中部封闭空间，作为进风/回风的转换腔室，其上开有与所述出风道和回风道相联的入口；所述下封板、下小隔热屏、炉门、炉胆壳体和炉胆下盖围成下部封闭空间，作为回风/进风的转换腔室，其上开有与出风道和回风道相联的入口；所述出风道有一个进风口和两个出风口，其中进风口与所述蜗壳的出口相联，两个出风口分别与所述中部封闭空间和下部封闭空间相联，所述风门I安装于出风道内，所述风门I由气缸推动，实现冷却气流在两个出风口间进行切换，从而改变进风方向；所述回风道有两个进风口和一个出风口，其中两个进风口分别与所述下部封闭空间和中部封闭空间相联，出风口与所述上部封闭空间相联，所述风门II安装于回风道内，风门II由气缸推动，实现冷却气流在两个进风口间进行切换，从而改变出风方向。所述蜗壳有一个入口和多个出口，所述导风罩与所述换热器相联，所述出风道与所述蜗壳出口相联，流经所述换热器的冷却气体经所述导风罩导入所述蜗壳入口，所述蜗壳出口流出的气体进入所述出风道。所述叶轮为离心式叶轮，安装于所述蜗壳内，其与所述风机输出轴相联。所述换热器为管翅式换热器。所述风门I和风门II的切换采用平移或旋转方式。所述风门I和风门II按照预先设定的时间进行切换，或根据负载热电偶所测得的工件上下两端温度差进行切换，从而实现冷却气流对工件的上下交替喷风冷却。所述出风道的上端和下端分别安装有所述风门I。所述回风道内的上端和下端分别安装有所述风门II。本专利技术的用于提高立式真空高压气淬设备冷却均匀性的风冷系统，在冷却过程中通过风门I、II的切换，可实现冷却气流对工件的上下交替冷却，这能大大缩小工件两端的温差，进而提高工件组织、性能的均匀性，减少工件变形。具体实施例：如图1所示，当出风道7内的风门I9和回风道8内的风门II10处于图示位置时，出风道7的出风口F1开启，出风道7的出风口F2关闭，同时回风道8的进风口F3开启，回风道8的进风口F4关闭。在此情况下冷却时，风机1转动带动叶轮2高速旋转，冷却气体经叶轮2压缩后由蜗壳3出口流出，进入出风道7，经出风口F1进入中部封闭空间，由炉胆上盖风孔自上而下吹向工件进行热交换，之后气体由炉胆下盖风孔流出进入下部封闭空间，经回风道8进风口F3进入回风道8，由回风道出风口流出进入上部封闭空间，气体经换热器5冷却后，经导风罩4进入蜗壳3入口，形成自上而下冷却的回路。如图2所示，当出风道7内的风门I9和回风道8内的风门II10处于图示位置时，出风道7的出风口F2开启，出风道7的出风口F1关闭，同时回风道8的进风口F3关闭，回风道8的进风口F4开启。在此情况下冷却时，风机1转动带动叶轮2高速旋转，冷却气体经叶轮2压缩后由蜗壳3出口流出，进入出风道7，经出风口F2进入下部封闭空间，由炉胆下盖风孔自下而上吹向工件进行热交换，之后气体由炉胆上盖风孔流出进入中部封闭空间，经回风道8进风口F4进入回风道8，由回风道出风口流出进入上部封闭空间，气体经换热器5冷却后，经导风罩4进入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于提高立式真空高压气淬设备冷却均匀性的风冷系统，其特征在于，包括风机(1)、叶轮(2)、蜗壳(3)、导风罩(4)、换热器(5)、上小隔热屏(6)、出风道(7)、回风道(8)、风门I(9)、风门II(10)、上封板(11)、下封板(12)、下小隔热屏(13)；/n所述换热器(5)、上小隔热屏(6)和上封板(11)围成上部封闭空间，其上开有与所述回风道(8)相联的入口，流经所述回风道(8)的气体经所述上部封闭空间进入换热器(5)；/n所述上小隔热屏(6)、上封板(11)和炉胆上盖围成中部封闭空间，作为进风/回风的转换腔室，其上开有与所述出风道(7)和回风道(8)相联的入口；/n所述下封板(12)、下小隔热屏(13)、炉门、炉胆壳体和炉胆下盖围成下部封闭空间，作为回风/进风的转换腔室，其上开有与出风道(7)和回风道(8)相联的入口；/n所述出风道(7)有一个进风口和两个出风口(F1和F2)，其中进风口与所述蜗壳(3)的出口相联，两个出风口(F1和F2)分别与所述中部封闭空间和下部封闭空间相联，所述风门I(9)安装于出风道(7)内，所述风门I(9)由气缸推动，实现冷却气流在两个出风口(F1和F2)间进行切换，从而改变进风方向；/n所述回风道(8)有两个进风口(F3和F4)和一个出风口，其中两个进风口(F3和F4)分别与所述下部封闭空间和中部封闭空间相联，出风口与所述上部封闭空间相联，所述风门II(10)安装于回风道(8)内，风门II(10)由气缸推动，实现冷却气流在两个进风口(F3、F4)间进行切换，从而改变出风方向。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于提高立式真空高压气淬设备冷却均匀性的风冷系统，其特征在于，包括风机(1)、叶轮(2)、蜗壳(3)、导风罩(4)、换热器(5)、上小隔热屏(6)、出风道(7)、回风道(8)、风门I(9)、风门II(10)、上封板(11)、下封板(12)、下小隔热屏(13)；
所述换热器(5)、上小隔热屏(6)和上封板(11)围成上部封闭空间，其上开有与所述回风道(8)相联的入口，流经所述回风道(8)的气体经所述上部封闭空间进入换热器(5)；
所述上小隔热屏(6)、上封板(11)和炉胆上盖围成中部封闭空间，作为进风/回风的转换腔室，其上开有与所述出风道(7)和回风道(8)相联的入口；
所述下封板(12)、下小隔热屏(13)、炉门、炉胆壳体和炉胆下盖围成下部封闭空间，作为回风/进风的转换腔室，其上开有与出风道(7)和回风道(8)相联的入口；
所述出风道(7)有一个进风口和两个出风口(F1和F2)，其中进风口与所述蜗壳(3)的出口相联，两个出风口(F1和F2)分别与所述中部封闭空间和下部封闭空间相联，所述风门I(9)安装于出风道(7)内，所述风门I(9)由气缸推动，实现冷却气流在两个出风口(F1和F2)间进行切换，从而改变进风方向；
所述回风道(8)有两个进风口(F3和F4)和一个出风口，其中两个进风口(F3和F4)分别与所述下部封闭空间和中部封闭空间相联，出风口与所述上部封闭空间相联，所述风门II(10)安装于回风道(8)内，风门II(10)由气缸推动，实现冷却气流在两个进风口(F3、F4)间进行切换，从而改变出风方向。


2.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆文林，徐跃明，丛培武，杜春辉，王赫，何龙祥，王同，薛丹若，杨广文，
申请(专利权)人：北京机电研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11