CN111826504A - 一种气垫炉气液淬火喷嘴结构及气液协同淬火*** - Google Patents
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Abstract
本发明属于金属热处理领域，公开了一种气垫炉气液淬火喷嘴结构及气液协同淬火***。目前采用的气浮喷嘴形式通常只考虑了单相气体的流通，主要适用于气淬区。而水雾区水量较大，如果仍然采用上述传统的气淬火喷嘴形式，会面临水雾顺着下层气体喷嘴流入风道的风险。长期运行后，易造成风道内积水，加快结构腐蚀，如果积水量较多，风机布置位置较低，还会有水流入风机的可能，给***的安全运行带来威胁。本发明改进了一种气垫炉气液淬火喷嘴结构，包括进气室、喷口、以及区别于传统气浮喷嘴的防水罩、气液分离腔和设置在气液分离腔底部排水槽。既能保证气体流通，实现铝板漂浮和加速液体蒸发冷却，还能有效排出积水，降低气淬火***运行风险。
Description
技术领域
本发明属于金属热处理领域，特别涉及一种气垫炉气液淬火喷嘴结构及气液协同淬火***。
背景技术
连续式气垫炉可用于铝合金带材的加热和淬火处理，热处理后的铝合金带材在航空航天和汽车制造等领域都有广泛的应用。为了满足不同领域制造业对材料硬度、强度、韧性及抗疲劳强度的高标准要求，铝带材淬火过程需采用不同的降温控制工艺，通常有水淬火、气淬火以及水气分区结合等方式。
传统的水淬火过程为单独的一个分区，高压高速的水雾冲击热铝板，从而实现铝板的快速冷却。由于水雾量较大，带材在水冷区所承受的重量增加，带材出现下沉的现象，通常需要在水雾区喷水的同时，增加几组气浮喷嘴，气浮喷嘴一方面用于加速带材表面水蒸发速度，提升带材降温速率，另一方面主要是起到带材的支持和稳定作用，防止带材下沉。目前采用的气浮喷嘴形式通常只考虑了单相气体的流通，主要适用于气淬区。而水雾区水量较大，如果仍然采用上述传统的气淬火喷嘴形式，会面临水雾顺着下层气体喷嘴流入风道的风险。长期运行后，易造成风道内积水，加快结构腐蚀，如果积水量较多，风机布置位置较低，还会有水流入风机的可能，给***的安全运行带来威胁。
发明内容
本发明的目的是，克服现有气浮喷嘴设计不适用于水淬冷却过程的不足，设计一种气垫炉气液淬火喷嘴结构，其即能保证气体流通，实现铝板漂浮和加速液体蒸发冷却，还能有效排出积水，降低气淬火***运行风险。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种气垫炉气液淬火喷嘴结构，包括进气室、喷口、以及区别于传统气浮喷嘴的防水罩、气液分离腔和设置在气液分离腔底部排水槽。
优选地，所述防水罩由顶板和两侧的水檐构成，所述水檐的角度β为0～50°；
优选地，所述喷口由喷口折弯板和防水罩水檐构成，所述喷口折弯板的角度α应不小于所述水檐角度β，且取值范围为0～60°；
优选地，所述喷口设计流速范围为20～80m/s；
所述进气室和所述气液分离腔的分隔方式有两种：
一种方式是通过排水槽内侧孔板进行分隔，所述孔板上方与防水罩水檐内侧连接固定，且防水罩水檐下端伸出一定距离，以利于液滴落入气液分离腔；
另一种方案为不分隔，气体从进气室直接流通进入气液分离腔，防水罩采用肋板固定在喷口折弯板上；
优选地，所述排水槽内侧孔板的开孔形式为圆形、三角形、多边形和其他不规则开孔和开缝形式；
优选地，所述排水槽底板为平板、U型槽或V型槽等形式；由倾斜段底板和水平段底板组成，斜面坡度大于0.01；
优选地，所述排水槽有两侧导流和单侧导流方式。
优选地，所述排水槽底部设有排水口，排水口为侧面排水或底面排水方式；
本发明还提供了一种气液协同淬火***，包括：交错布置的水淬火喷嘴和上、下侧气体喷嘴，所述上、下侧气体喷嘴分别在带材上下两侧对向布置。其中，下侧气体喷嘴为本发明所述的气液淬火喷嘴。
优选地，所述水淬火喷嘴和所述上、下侧气体喷嘴的交错方式为每1～5组水淬火喷嘴协同1组气体喷嘴。
本发明所提供的一种气垫炉气液淬火喷嘴结构能够有效实现气液分离，保证水淬区带材的气浮和冷却效果，防止淬火区带材表面划伤和淬火冷却水流入空气***管道的风险，提高***运行的安全性。本发明提供的一种气液协同淬火***可实现带材冷却工艺曲线的灵活控制，扩大了气垫炉处理带材的适用范围。
附图说明
图1：一种气垫炉气液淬火喷嘴结构具体实施方案一(正面视图)；
图2：一种气垫炉气液淬火喷嘴结构具体实施方案二(正面视图)；
图3：气液淬火喷嘴结构排水槽底板两侧排水方式(侧面视图)；
图4：气液淬火喷嘴结构排水槽底板单侧排水方式(侧面视图)；
图5：一种气液协同淬火***(正面视图)；
图中：1-进气室、2-排水槽内侧孔板、2a-开孔、3-气液分离腔、4-喷口、4a-喷口折弯板、5-防水罩、5a-顶板、5b-水檐、6-带材、7-排水槽、7a-倾斜段底板、7b-水平段底板、8-排水口、9-肋板、10-水淬火喷嘴、11a-上侧气体喷嘴、11b-下侧气体喷嘴。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式来对本发明的技术方案作进一步的阐述。
实施例一：
如图1所示，一种气垫炉气液淬火喷嘴结构，包括进气室1、喷口4、以及防水罩5、气液分离腔3和设置在气液分离腔底部排水槽7。进气室1和气液分离腔3采用圆形孔板2分隔开，孔板开孔如图3所示。孔板2上方与防水罩水檐5b内侧连接固定，且防水罩水檐5b下端伸出一定距离，以利于液滴落入气液分离腔3。空气首先进入进气室1，依次通过孔板2流入喷口4，喷口4设计尺寸较为狭窄，设计流速为40m/s左右。气体在防水罩5和带材6之间形成气垫层，用于漂浮带材，使得带材6不与气液淬火喷嘴结构触碰，从而保证带材表面不被划伤。
防水罩5由顶板5a和两侧的水檐5b构成，水檐5b与垂直方向的夹角β设置为15°。防水罩水檐5b与喷口折弯板4a之间形成的狭小空间即为的喷口4，所述喷口折弯板5a与垂直方向的夹角α应不小于所述水檐5b的角度β，本具体实施方式中可取值为30°，此时，防水罩水檐5b与喷口折弯板4a之间为15°渐缩夹角，有利于空气的聚拢和速度的提升，以增强带材表面传热速率。
如图3所示，所述排水槽7为两侧导流方式，底板为平板形式由倾斜段底板7a和水平段底板7b组成，倾斜段底板7a斜面坡度为0.08。排水槽7底部设有排水口8，排水口为侧面排水方式。
如图5所示，一种气液协同淬火***，包括：交错布置的水淬火喷嘴10和上、下侧气体喷嘴11a、11b，上、下侧气体喷嘴11a、11b分别在带材6上下两侧对向布置。其中，下侧气体喷嘴11b为本发明所述的气液淬火喷嘴。每2个水淬火喷嘴10和1个气体喷嘴11a、11b形成1组交错布置的协同单元。
实施例二：
实施例二同实施例一类似，不同之处在于：
如图2所示，进气室1和气液分离腔3之间没有明显的分隔界限，取消孔板。防水罩水檐5b外侧通过肋板9固定在喷口折弯板4a。它的优势在于，可以降低一部分空气流通阻力损失，减小了喷口高度。
实施例三：
实施例三同实施例一类似，不同之处在于：
如图4所示，所述排水槽7为单侧导流方式，底板为平板形式由倾斜段底板7a和水平段底板7b组成，倾斜段底板7a斜面坡度为0.04。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种气垫炉气液淬火喷嘴结构，所述喷嘴结构设置在带材下方，其特征在于：所述喷嘴结构包括：进气室(1)、气液分离腔(3)、喷口(4)、防水罩(5)和排水槽(7)；
进气室位于喷嘴结构底部中央，进气室上方设有喷口；
进气室外侧设置气液分离腔，空气从进气室进入气液分离腔之后流入喷口；
喷口中央设置防水罩，防水罩用于防止水滴进入进气室且将水滴引导至气液分离腔；
气液分离腔底部设置有排水槽；排水槽用于将收集到的水滴排出。
2.根据权利要求1所述的一种气垫炉气液淬火喷嘴结构，其特征在于：所述防水罩由顶板(5a)和侧边的水檐(5b)组成，水檐与垂直方向夹角为β，β取值范围为0～50°。
3.根据权利要求2所述的一种气垫炉气液淬火喷嘴结构，其特征在于：所述喷口由喷口折弯板(4a)和防水罩侧边的水檐构成，空气从喷口弯折板和防水罩侧边的水檐之间的缝隙喷出；喷口弯折板与垂直方向夹角α不小于水檐与垂直方向夹角β，α取值范围为0～60°。
4.根据权利要求1所述的一种气垫炉气液淬火喷嘴结构，其特征在于：空气从喷口喷出的流速范围为20-80m/s。
5.根据权利要求3所述的一种气垫炉气液淬火喷嘴结构，其特征在于：空气从进气室(1)直接流入气液分离腔(3)，防水罩采用肋板(9)固定在喷口弯折板(4a)上。
6.根据权利要求3所述的一种气垫炉气液淬火喷嘴结构，其特征在于：进气室和气液分离腔之间设有孔板(2)进行分隔；孔板下方与排水槽内侧壁连接固定，孔板上方与防水罩侧边的水檐内侧连接固定，防水罩侧边的水檐下端伸出孔板一段预设距离。
7.根据权利要求1所述的一种气垫炉气液淬火喷嘴结构，其特征在于：排水槽底板由倾斜段底板(7a)和水平段(7b)组成，倾斜段底板为平板、U型槽或V型槽；倾斜段底板(7a)斜面坡度大于0.01。
8.根据权利要求1所述的一种气垫炉气液淬火喷嘴结构，其特征在于：排水槽为单侧导流方式，倾斜段底板一侧高，另一侧低，倾斜段底板低侧设有排水口。
9.根据权利要求1所述的一种气垫炉气液淬火喷嘴结构，其特征在于：排水槽为双侧导流方式，倾斜段底板中间高，两侧低，两侧设有排水口。
10.一种气液协同淬火***，其特征在于：所述***包括：交错布置的水淬火喷嘴(10)和上下侧气体喷嘴(11a)、(11b)，上下侧气体喷嘴分别在带材(6)上下两侧对向布置，下侧气体喷嘴为权利要求1-9任一项所述的气液淬火喷嘴。
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| CN (1) | CN111826504A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113523722A (zh) * | 2021-07-15 | 2021-10-22 | 东北轻合金有限责任公司 | 一种气垫炉生产车辆用铝合金结构件的制造方法 |
| CN114769565A (zh) * | 2022-03-22 | 2022-07-22 | 吴江市亨达机械配件有限责任公司 | 全自动机器人配件压铸设备用冷却装置 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61253329A (ja) * | 1985-05-01 | 1986-11-11 | Daido Steel Co Ltd | 冷却兼シ−ル装置 |
| CN1137635A (zh) * | 1995-01-13 | 1996-12-11 | 大同特殊钢株式会社 | 浮动式炉 |
| CN201445871U (zh) * | 2009-07-03 | 2010-05-05 | 中山市洁鼎过滤制品有限公司 | 水气分离装置 |
| CN202380052U (zh) * | 2011-12-16 | 2012-08-15 | 中冶南方(武汉)威仕工业炉有限公司 | 用于带材加热的输送喷箱 |
| CN203540220U (zh) * | 2013-11-05 | 2014-04-16 | 中冶东方工程技术有限公司 | 一种蒸汽排放***中的脱水装置 |
| CN108431250A (zh) * | 2016-02-05 | 2018-08-21 | 矿山机械和轧钢机械制造有限公司 | 用于冷却金属带的连续冷却设备和方法 |
| CN109207706A (zh) * | 2017-07-04 | 2019-01-15 | 大同特殊钢株式会社 | 热处理炉 |
-
2020
- 2020-06-05 CN CN202010504902.4A patent/CN111826504A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61253329A (ja) * | 1985-05-01 | 1986-11-11 | Daido Steel Co Ltd | 冷却兼シ−ル装置 |
| CN1137635A (zh) * | 1995-01-13 | 1996-12-11 | 大同特殊钢株式会社 | 浮动式炉 |
| CN201445871U (zh) * | 2009-07-03 | 2010-05-05 | 中山市洁鼎过滤制品有限公司 | 水气分离装置 |
| CN202380052U (zh) * | 2011-12-16 | 2012-08-15 | 中冶南方(武汉)威仕工业炉有限公司 | 用于带材加热的输送喷箱 |
| CN203540220U (zh) * | 2013-11-05 | 2014-04-16 | 中冶东方工程技术有限公司 | 一种蒸汽排放***中的脱水装置 |
| CN108431250A (zh) * | 2016-02-05 | 2018-08-21 | 矿山机械和轧钢机械制造有限公司 | 用于冷却金属带的连续冷却设备和方法 |
| CN109207706A (zh) * | 2017-07-04 | 2019-01-15 | 大同特殊钢株式会社 | 热处理炉 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113523722A (zh) * | 2021-07-15 | 2021-10-22 | 东北轻合金有限责任公司 | 一种气垫炉生产车辆用铝合金结构件的制造方法 |
| CN114769565A (zh) * | 2022-03-22 | 2022-07-22 | 吴江市亨达机械配件有限责任公司 | 全自动机器人配件压铸设备用冷却装置 |
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