【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机械零件热处理辅助装置，尤其是涉及一种可拆卸检修的高度集成化高速喷雾冷却装置。
技术介绍
1、在工业生产中，热处理作为一种重要的金属热加工工艺，能够提高机械零件的强度、消除机械零件的内应力、优化机械零件的表面性能，从而提高了机械零件的使用寿命。淬火、回火、退火和正火作为热处理过程中的“四把火”，在对工件进行升温后均需使其以不同速率进行冷却，其中淬火要求冷却速率较快，以大幅提高金属的刚性、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等，满足各种机械零件和工具的不同使用要求。
2、目前常采用油淬的工艺对高温合金机械零件进行热处理。然而油淬冷却速率过快且无法控制，导致机械零件内部产生较大的残余应力，同时机械零件的微观组织难以满足要求。此外，高温工件与油接触时存在着火的安全隐患，产生大量油烟的同时面临废液排放困难等问题。高速喷雾冷却作为一种清洁环保的冷却技术需求一种可以产生均匀高速水雾的装置实现微小液滴的均匀喷淋，但是为实现较好的喷雾和密封结果，其结构往往非常复杂，难以对其内部工作状态进行实时监控，且长时间使用易生锈或杂质入侵容易导致微小流动通道和喷口堵塞，难以维修。
3、因此，有必要提供一种可拆卸检修的高度集成化高速喷雾冷却装置，来解决上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种可拆卸检修的高度集成化高速喷雾冷却装置，不仅对大型金属构件尤其是复杂截面航空构件进行快速冷却，实现高效清洁热处理，而且供水供气通路结构上分离式设计和独立控制，可以非常方便地进行
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种可拆卸检修的高度集成化高速喷雾冷却装置，包括喷雾器上底板和喷雾器下底板，所述喷雾器上底板与所述喷雾器下底板之间设置有喷雾器主体，所述喷雾器主体的外壁为阶梯结构，所述喷雾器主体的外壁四周设置有固定块，所述喷雾器主体的底部为密封面，所述喷雾器主体独立控制气体流速和水流流速，所述喷雾器主体包括可分离式的供水通路、可分离式的供气通路、高速喷雾射流喷嘴阵列、压力变送器和放气阀，所述高速喷雾射流喷嘴阵列的喷嘴处产生高速均匀的喷雾，所述喷嘴的射流喷雾最大速度为150m/s。
3、优选的，相邻所述喷嘴之间的间距最小设置为18mm，所述喷嘴的数量最大设置为150，所述喷嘴包括水喷嘴和气喷嘴，所述气喷嘴设置在所述水喷嘴的外侧，所述水喷嘴和所述气喷嘴同心设置，所述气喷嘴的内壁面直径最小设置为8mm，所述气喷嘴高于所述喷雾器上底板的高度最小设置为气喷嘴内壁面直径的2-3倍，所述气喷嘴的高度高于所述水喷嘴的顶端1-2mm，所述水喷嘴的内通道设置为阶梯孔，所述水喷嘴的内径最小设置为2mm。
4、优选的，所述可分离式供水通路包括进水螺纹孔和贮水腔，所述可分离式供气通路包括进气螺纹孔和贮气腔，所述进气螺纹孔给阵列排布，所述进气螺纹孔通过气管与气泵连接，所述贮气腔与所述贮水腔之间设置有分隔板，所述压力变送器包括气腔压力变送器和水腔压力变送器，所述放气阀设置在所述喷雾器下底板上并与贮水腔连通，所述贮水腔的上端设置有5mm的凸台。
5、优选的，所述密封面上设置有用于安装密封圈的沟槽。
6、优选的，所述分隔板与所述喷雾器上底板上均设置有圆锥管螺纹孔，其位置同心对应，所述水喷嘴设置在所述分隔板的圆锥管螺纹孔内，所述气喷嘴设置在所述喷雾器上底板的圆锥管螺纹孔内。
7、优选的，所述气喷嘴设置为空心圆柱结构，所述气喷嘴外侧设置有第一圆柱带外螺纹和六棱柱限位块组件一，所述水喷嘴的外侧设置有第二圆柱带外螺纹和六棱柱限位块组件二，所述水喷嘴从左到右由圆柱一、圆台一、圆柱二和圆台二组成，所述第二圆柱带外螺纹与所述分隔板的圆锥管螺纹孔配合。
8、优选的，所述固定块通过螺栓与所述喷雾器上底板和所述喷雾器下底板连接，所述固定块的中心设置有通孔。
9、因此，本专利技术采用上述一种可拆卸检修的高度集成化高速喷雾冷却装置，具备以下有益效果：
10、(1)本专利技术冷却装置的形状尺寸、喷嘴的数量和排布均可根据工件尺寸与空间冷速分布要求进行设计，对于复杂截面构件，可以改变装置几何形状以确保喷嘴布置贴合冷却平面曲率。
11、(2)本专利技术冷却装置具有高度集成化的密集分布的喷嘴阵列，可实现最小喷嘴间距18mm，喷嘴密度3000个/m2，对于直径450mm的工件主体，其喷嘴数量可以达到131个，装置可产生水气比例在0％—1％、射流速度高达150m/s的均匀可控射流喷雾。
12、(3)本专利技术具有自行设计的水喷嘴与其喷嘴，在保证水路和气路分离控制的基础上，其结构设计可以明显降低流阻并保证装置加工和安装过程中的精度。
13、(4)本专利技术设有分离式的水腔、气腔，及水喷嘴和气喷嘴，水路和气路分离式的设计保证了独立控制，装置主体之间通过螺栓、螺纹和法兰等方式连接，利用螺纹和密封圈等方式实现密封，有利于组装、拆卸和维护，并且设有固定块和限位块等机械结构保证安装精度。
14、(5)本专利技术通过压力变送器实现装置喷雾效果的实时精准测量，设有放气阀可以起到快速排气和安全阀的作用，与外接控制系统相连可以实现装置工作状况的实时测量与控制。
15、(6)本专利技术使用空气和水形成高速射流水雾对工件进行淬火冷却，冷却速率较快且高度可控，并且作业过程无油烟和废液排放，有利于改善淬火工艺环境，实现清洁热处理。
16、下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
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1.一种可拆卸检修的高度集成化高速喷雾冷却装置，包括喷雾器上底板和喷雾器下底板，其特征在于：所述喷雾器上底板与所述喷雾器下底板之间设置有喷雾器主体，所述喷雾器主体的外壁为阶梯结构，所述喷雾器主体的外壁四周设置有固定块，所述喷雾器主体的底部为密封面，所述喷雾器主体独立控制气体流速和水流流速，所述喷雾器主体包括可分离式的供水通路、可分离式的供气通路、高速喷雾射流喷嘴阵列、压力变送器和放气阀，所述高速喷雾射流喷嘴阵列的喷嘴处产生高速均匀的喷雾，所述喷嘴的射流喷雾最大速度为150m/s。
2.根据权利要求1所述的一种可拆卸检修的高度集成化高速喷雾冷却装置，其特征在于：相邻所述喷嘴之间的间距最小设置为18mm，所述喷嘴的数量最大设置为150，所述喷嘴包括水喷嘴和气喷嘴，所述气喷嘴设置在所述水喷嘴的外侧，所述水喷嘴和所述气喷嘴同心设置，所述气喷嘴的内壁面直径最小设置为8mm，所述气喷嘴高于所述喷雾器上底板的高度最小设置为气喷嘴内壁面直径的2-3倍，所述气喷嘴的高度高于所述水喷嘴的顶端1-2mm，所述水喷嘴的内通道设置为阶梯孔，所述水喷嘴的内径最小设置为2mm。
3.根
4.根据权利要求1所述的一种可拆卸检修的高度集成化高速喷雾冷却装置，其特征在于：所述密封面上设置有用于安装密封圈的沟槽。
5.根据权利要求3所述的一种可拆卸检修的高度集成化高速喷雾冷却装置，其特征在于：所述分隔板与所述喷雾器上底板上均设置有圆锥管螺纹孔，其位置同心对应，所述水喷嘴设置在所述分隔板的圆锥管螺纹孔内，所述气喷嘴设置在所述喷雾器上底板的圆锥管螺纹孔内。
6.根据权利要求5所述的一种可拆卸检修的高度集成化高速喷雾冷却装置，其特征在于：所述气喷嘴设置为空心圆柱结构，所述气喷嘴外侧设置有第一圆柱带外螺纹和六棱柱限位块组件一，所述水喷嘴的外侧设置有第二圆柱带外螺纹和六棱柱限位块组件二，所述水喷嘴从左到右由圆柱一、圆台一、圆柱二和圆台二组成，所述第二圆柱带外螺纹与所述分隔板的圆锥管螺纹孔配合。
7.根据权利要求1所述的一种可拆卸检修的高度集成化高速喷雾冷却装置，其特征在于：所述固定块通过螺栓与所述喷雾器上底板和所述喷雾器下底板连接，所述固定块的中心设置有通孔。
...【技术特征摘要】
1.一种可拆卸检修的高度集成化高速喷雾冷却装置，包括喷雾器上底板和喷雾器下底板，其特征在于：所述喷雾器上底板与所述喷雾器下底板之间设置有喷雾器主体，所述喷雾器主体的外壁为阶梯结构，所述喷雾器主体的外壁四周设置有固定块，所述喷雾器主体的底部为密封面，所述喷雾器主体独立控制气体流速和水流流速，所述喷雾器主体包括可分离式的供水通路、可分离式的供气通路、高速喷雾射流喷嘴阵列、压力变送器和放气阀，所述高速喷雾射流喷嘴阵列的喷嘴处产生高速均匀的喷雾，所述喷嘴的射流喷雾最大速度为150m/s。
2.根据权利要求1所述的一种可拆卸检修的高度集成化高速喷雾冷却装置，其特征在于：相邻所述喷嘴之间的间距最小设置为18mm，所述喷嘴的数量最大设置为150，所述喷嘴包括水喷嘴和气喷嘴，所述气喷嘴设置在所述水喷嘴的外侧，所述水喷嘴和所述气喷嘴同心设置，所述气喷嘴的内壁面直径最小设置为8mm，所述气喷嘴高于所述喷雾器上底板的高度最小设置为气喷嘴内壁面直径的2-3倍，所述气喷嘴的高度高于所述水喷嘴的顶端1-2mm，所述水喷嘴的内通道设置为阶梯孔，所述水喷嘴的内径最小设置为2mm。
3.根据权利要求2所述的一种可拆卸检修的高度集成化高速喷雾冷却装置，其特征在于：所述可分离式供水通路包括进水螺纹孔和贮水腔，所述可分离式供气通路包括进气螺纹孔和贮气腔，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵磊，张人友，郑凯伦，曹宏东，梁嘉宇，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：
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