【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于机械零件热处理辅助装置，具体涉及一种多喷嘴阵列协同高速喷雾冷却装置。
技术介绍
1、机械零件热处理是指将零件在固态下以适当方式加热、保温、冷却的加工方法。热处理是改善零件内部组织结构缺陷、增强零件可加工性、提升零件力学性能和延长使用寿命的重要手段，因此绝大多数重要部位的零件都必须进行热处理。常用的热处理方法有淬火、回火、退火和正火。其中淬火是指将金属加热到指定的温度以上，然后进行快速冷却的加工方法。淬火是热处理过程中一个重要的环节，几乎所有要求力学性能的构件均需进行淬火冷却处理。
2、传统的喷淋装置进行淬火作业时会发生“leidenfrost effect”。“leidenfrosteffect”是指当液滴接触远高于其沸点的固体表面时会迅速产生一层蒸汽膜，从而使液滴悬浮在蒸汽层之上而不与固体表面接触的现象。传统的喷淋装置喷洒出的液滴尺寸过大，通常为毫米级别，发生“leidenfrost effect”时液滴蒸发时间成倍延长，在零件表面停留时间过久，无法迅速带走零件表面的热量，极大降低了冷却效能。而采用吹气冷却进行降温时，由于冷却气体的比热小于水的比热，因而存在导热能力差的缺陷，难以满足特定条件下的冷却速度要求。
3、针对上述问题，急需在原有喷淋式冷却器和吹气式冷却器的基础上进行创新设计。
技术实现思路
1、本专利技术针对以上问题，提供一种多喷嘴阵列协同高速喷雾冷却装置，不仅可以在热处理中快速冷却机械零件，保证淬火速度，还能避免“leidenfr
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案为：
3、一种多喷嘴阵列协同高速喷雾冷却装置，所述的高速喷雾冷却装置包括喷雾器1、支撑架9、底部支架10、喷嘴7；所述喷雾器1上安装喷嘴7，置于底部支架10上，且整体位于支撑架9下方，支撑架9中部开孔且孔径小于盘件8尺寸，支撑架9上表面放置待加工的盘件8，喷嘴7位于盘件8正下方。
4、所述的喷雾器1为中空圆盘状结构，其内部空腔通过分隔盘2分为上下两层腔室，上腔室为贮气腔3，下腔室为贮水腔4。所述贮水腔4外周开设呈圆周均布的进水螺纹孔4，并接上快插接头，通过水管与水泵5相连；所述贮气腔3外周开设呈圆周均布的进气螺纹孔用以安装快插接头，并通过气管与气泵6相连，贮气腔3上壁设有多圈同心的圆锥管螺纹孔，用于安装喷嘴7。
5、进一步的，所述的分隔盘2为圆盘结构，其上设有多圈同心的阶梯孔，多圈阶梯孔的中心与盘件8的中心位置对应；分隔盘上所有阶梯孔与贮气腔上壁所有圆锥管螺纹孔位置对应且同心。
6、进一步的，所述的分隔盘2的每个阶梯孔上均安装密封圈12。
7、进一步的，所述的喷嘴7本体为阶梯柱状结构，分为前后两段，后段结构的外径小于前段结构；所述后段为中空的细长柱31，细长柱31穿过分隔板上的阶梯孔与贮水腔4连通，细长柱31上设有圆台32，用于压紧密封圈12；所述前段柱体下部加工有圆锥管螺纹与喷雾器1上的圆锥管螺纹孔配合安装，中部车出两个相对的平面方便装夹，上部加工有直螺纹用于安装喷嘴帽11，前段柱体顶部圆心处有一凸起圆台，凸起圆台用于引出水流，周围开设若干上下贯穿的卫星孔33，卫星孔33直接与贮气腔3相连；前后两段沿细长柱31轴向为贯穿的通孔34结构。贮水腔4中的水通过细长柱31的通孔到达喷嘴7顶部出口，同时贮气腔3中的气体通过卫星孔33到达喷嘴7顶部出口，调节气泵6、水泵5，气液混合后在喷嘴帽11中产生喷雾，由喷嘴帽11小孔喷出到达盘件8表面。
8、进一步的，所述的喷嘴帽11本体为圆台结构，内为空腔，顶部加工有直小孔用于喷雾。
9、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
10、(1)本专利技术提出了一种利用喷雾来提高工件冷却速率的装置，通过设计贮气腔、贮水腔的上下排布的方式、及设计水流与气流的流量比，达到每个喷嘴气体流量和水流量均匀的目的，最终实现气体出口环绕水流出口的方法产生均匀有效的喷雾，能够避免气冷效率低和喷淋冷却中“leidenfrost effect”现象的产生，耗水量较少。
11、(2)且本专利技术实现气路与水路一体化，喷嘴的细长柱穿过分隔板上的集体孔与贮水腔相连，喷嘴的卫星孔直接与贮气腔相连，水上升至喷嘴圆台通孔出口处后与卫星孔中喷出的气体混合，在喷嘴帽中产生喷雾。
12、(2)本专利技术比传统的冷却池冷却或喷淋冷却有更快的冷却速度，本专利技术只需将本装置与水泵和压气机(气泵)相连即可产生喷雾，冷却速度快，经实验表明最快可至600℃/min，并且还可以根据零件外形轮廓设计出不同长度的喷嘴，使零件各部位均能得到充分冷却。
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1.一种多喷嘴阵列协同高速喷雾冷却装置，其特征在于，所述的高速喷雾冷却装置包括喷雾器(1)、支撑架(9)、底部支架(10)、喷嘴(7)；所述喷雾器(1)上安装喷嘴(7)，置于底部支架(10)上，且整体位于支撑架(9)下方，支撑架(9)中部开孔且孔径小于盘件(8)尺寸，支撑架(9)上表面放置待加工的盘件(8)，喷嘴(7)位于盘件(8)正下方。
2.根据权利要求1所述的一种多喷嘴阵列协同高速喷雾冷却装置，其特征在于，所述的喷雾器(1)为中空圆盘状结构，其内部空腔通过分隔盘(2)分为上下两层腔室，上腔室为贮气腔(3)，下腔室为贮水腔(4)；所述贮水腔(4)外周开设进水螺纹孔，通过水管与水泵(5)相连；所述贮气腔(3)外周开设进气螺纹孔，通过气管与气泵(6)相连，且贮气腔(3)上壁设有多圈同心的圆锥管螺纹孔，用于安装喷嘴(7)。
3.根据权利要求2所述的一种多喷嘴阵列协同高速喷雾冷却装置，其特征在于，所述的分隔盘(2)为圆盘结构，其上设有多圈同心的阶梯孔，多圈阶梯孔的中心与盘件(8)的中心位置对应；分隔盘上的阶梯孔与贮气腔上壁的圆锥管螺纹孔位置对应且同心。
...【技术特征摘要】
1.一种多喷嘴阵列协同高速喷雾冷却装置，其特征在于，所述的高速喷雾冷却装置包括喷雾器(1)、支撑架(9)、底部支架(10)、喷嘴(7)；所述喷雾器(1)上安装喷嘴(7)，置于底部支架(10)上，且整体位于支撑架(9)下方，支撑架(9)中部开孔且孔径小于盘件(8)尺寸，支撑架(9)上表面放置待加工的盘件(8)，喷嘴(7)位于盘件(8)正下方。
2.根据权利要求1所述的一种多喷嘴阵列协同高速喷雾冷却装置，其特征在于，所述的喷雾器(1)为中空圆盘状结构，其内部空腔通过分隔盘(2)分为上下两层腔室，上腔室为贮气腔(3)，下腔室为贮水腔(4)；所述贮水腔(4)外周开设进水螺纹孔，通过水管与水泵(5)相连；所述贮气腔(3)外周开设进气螺纹孔，通过气管与气泵(6)相连，且贮气腔(3)上壁设有多圈同心的圆锥管螺纹孔，用...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑凯伦，郭帆，赵磊，田高峰，姜嘉赢，王志彪，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：
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