【技术实现步骤摘要】
一种热处理的智能水循环装置
[0001]本专利技术属于智能机械领域，更具体地说，涉及一种热处理的智能水循环装置。
技术介绍
[0002]热处理是钢件加工的重要一步。热处理通常分为回火、正火、淬火、退火。其中淬火是指把钢加热到临界温度以上，保温一定时间，然后以大于临界冷却速度进行冷却，从而获得以马氏体为主的不平衡组织的一种热处理工艺方法。通过淬火可以大幅提高钢的刚性、硬度、耐磨性、疲劳强度以及韧性等。
[0003]淬火在冷却时常常需要快速冷却，整个冷却过程通常被分为三个阶段：1.蒸汽膜阶段：工件刚没入介质中，工件温度高，工件周围介质被快速汽化形成稳定蒸汽膜包裹在工件表面，由于蒸汽膜导热较差，此时冷却速度较慢；2.沸腾阶段：随着工件温度降低，蒸汽膜再难以稳定存在，而是以小气泡的方式迅速脱离工件表面同时带走热量，此阶段冷却速度最快；3.对流阶段：工件表面温度进一步降低，到低于介质沸点时，沸腾停止，此时进入对流阶段，依靠对流传热；其中，在蒸汽膜阶段中，因蒸汽膜的存在，会大大影响冷却水与工件的直接接触，导致冷却速度的降低。因此如何在缩短蒸汽膜阶段的存在时间，是提高冷却速度的关键因素。
技术实现思路
[0004]本专利技术要解决的技术问题在于提供一种热处理的智能水循环装置，它可以实现通过发射气泡，使气泡在接触蒸汽膜后破裂，将蒸汽膜炸开，使冷却用的水与工件直接接触，缩短蒸汽膜存在的时间，提高冷却速度，同时，精准判断工件在冷却池中的位置，使气泡精准打击工件，减少无效气泡的生成，减少能量消耗和成本消耗。>[0005]本专利技术的一种热处理的智能水循环装置，包括冷却池、体积检测单元、溢水流道、制泡单元和控制器。
[0006]冷却池内盛有用于工件的冷却用的水。
[0007]体积检测单元可发射红外线，红外线组成线网，线网覆盖冷却池池口。
[0008]溢水流道用于吸纳工件置入冷却池内后液面升高部分的水。溢水流道内设有与水隔绝的常温常压空气。溢水流道吸纳的水的重力压缩空气，提高气压。
[0009]制泡单元包括多个制泡器，制泡器可将溢水流道内的压缩后的空气制成气泡，并将气泡朝向工件发射，以破坏工件表面的蒸汽膜。
[0010]控制器与体积检测单元电性连接，以判断工件的轮廓大小和落水位置。控制器与制泡单元电性连接，以使工件落入冷却池后，控制器仅选择工件所在位置的制泡器工作。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，控制器位于冷却池外侧，远离冷却池，以免被冷却时激发的高温水汽损坏。
[0012]作为本专利技术的进一步改进，工件为淬火保温后的钢质件，工件进入冷却水中后立即在工件周围生成蒸汽膜。
[0013]作为本专利技术的进一步改进，冷却池可同时容纳多个工件，多个工件是逐个进入冷却池内的，且均能在冷却池中完全沉底。
[0014]作为本专利技术的进一步改进，溢水流道位于冷却池的池壁内，溢水流道的开口端位于冷却池内壁上侧，溢水流道的开口端始终等于水面高度。溢水流道内滑动连接有挡板，挡板与溢水流道内壁保持动密封。挡板上侧为液腔，下侧为气腔。液腔内储存吸纳进的水。气腔内充满常温的空气。气腔的出口端与制泡器连接，制泡器的输出端位于冷却池内。
[0015]作为本专利技术的进一步改进，气腔的出口端分为侧壁出口端和底壁出口端。侧壁出口端连通的制泡器为侧壁制泡器。侧壁制泡器水平发射气泡。底壁出口端连通的制泡器为底壁制泡器。底壁制泡器竖直发射气泡。
[0016]作为本专利技术的进一步改进，侧壁制泡器和底壁制泡器均嵌于冷却池壁内，壁制泡器和底壁制泡器的输出端均与冷却池壁齐平或低于冷却池壁。
[0017]作为本专利技术的进一步改进，侧壁制泡器和气腔之间通过侧壁单向阀连通。底壁制泡器和气腔之间通过底壁单向阀。侧壁单向阀和底壁单向阀均仅允许流体从气腔流向制泡器。
[0018]作为本专利技术的进一步改进，侧壁单向阀和底壁单向阀均为电磁阀，侧壁单向阀和底壁单向阀的启闭均受控制器控制。
[0019]作为本专利技术的进一步改进，体积检测单元包括多个X红外发射器和多个Y红外发射器。多个X红外发射器均匀分布在冷却池前壁上侧。多个Y红外发射器均匀分布在冷却池右壁上侧。X红外发射器和Y红外发射器发射的红外线十字交叉形成红外线网。冷却池后壁上侧设有对应的X红外接收器。冷却池左壁上侧设有对应的Y红外接收器。X红外接收器和Y红外接收器均与控制器电性连接。控制器根据被干涉的X红外接收器和Y红外接收器的数量、位置，来判断穿过红外线网的工件的轮廓和投入位置。
[0020]作为本专利技术的进一步改进，多个底壁制泡器呈方阵式均匀分布于冷却池底壁，底壁单向阀方阵的列数与X红外发射器个数相同。
[0021]作为本专利技术的进一步改进，多个底壁制泡器呈方阵式均匀分布于冷却池底壁，底壁单向阀方阵的行数与Y红外发射器个数相同。
[0022]作为本专利技术的进一步改进，多个侧壁制泡器呈圈型均匀分布于冷却池侧壁，侧壁制泡器的个数与X红外发射器、Y红外发射器、X红外接收器和Y红外接收器四者的总数相同。
[0023]作为本专利技术的进一步改进，体积检测单元包括压力感应器，压力感应器位于溢水流道内，压力感应器用以实时感应溢水流道内的水的重量。压力感应器与控制器电性连接。控制器初始记录有水的平均密度值，以计算工件体积値。控制器根据压力感应器反馈的溢入溢水流道内的水的重力，计算出工件的体积。
[0024]作为本专利技术的进一步改进，控制器内设定有气泡发生阈值，控制器接收体积检测单元反馈的工件体积值时，对比工件体积值和气泡发生阈值，当工件体积值达到或超过气泡发生阈值时，控制器控制制泡器作业，当工件体积値未达到气泡发生阈值时，控制器控制制泡器不作业。
[0025]作为本专利技术的进一步改进，控制器根据工件的体积大小，判断是否应开启侧壁单
向阀和底壁单向阀，使冷却池内生成气泡。判断标准为：工件的体积是否大于6000立方毫米，若大于或等于则生成气泡，若小于则不生成气泡。
[0026]作为本专利技术的进一步改进，压力感应器位于挡板的上端。
[0027]作为本专利技术的进一步改进，还包括辅助气泵，辅助气泵的输出端与气腔连通。辅助气泵的启停受控制器的控制。
[0028]作为本专利技术的进一步改进，气腔与冷却池外侧通过调节口连通。开启调节口可使气腔与外界大气连通。
[0029]相比于现有技术，本专利技术的有益效果在于：1.本专利技术通过在冷却池底壁和侧壁下侧分别设置底壁制泡器和侧壁制泡器，当工件沉底后，立即对工件发射气泡，气泡接触工件外周的蒸汽膜时炸裂，气泡的炸裂使蒸汽膜被炸开，使冷却用的水直接与工件接触，提高工件冷却速度，缩短蒸汽膜存在的时间。
[0030]2.本专利技术通过设置溢水流道，溢水流道分为相互隔离的液腔和气腔，当工件进入冷却池后，冷却池内液面升高，并将多余的水排入液腔内，受到液腔内水的压力，区分液腔和气腔的挡板下降，压缩气腔的容积，使气腔中的空气通过底壁制泡器和侧壁制泡器，生成气泡，并排入冷却池中，气泡的生成源于水流动带来的压力本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种热处理的智能水循环装置，其特征在于：包括冷却池（1）、体积检测单元（2）、溢水流道（3）、制泡单元（4）和控制器（7）；冷却池（1）内盛有用于工件（5）的冷却用的水；体积检测单元（2）可发射红外线，红外线组成线网，线网覆盖冷却池（1）池口；溢水流道（3）用于吸纳工件（5）置入冷却池（1）内后液面升高部分的水；溢水流道（3）内设有与水隔绝的常温常压空气；溢水流道（3）吸纳的水的重力压缩空气，提高气压；制泡单元（4）包括多个制泡器，制泡器可将溢水流道（3）内的压缩后的空气制成气泡（6），并将气泡（6）朝向工件（5）发射，以破坏工件（5）表面的蒸汽膜（501）；控制器（7）与体积检测单元（2）电性连接，以判断工件（5）的轮廓大小和落水位置；控制器（7）与制泡单元（4）电性连接，以使工件（5）落入冷却池（1）后，控制器（7）仅选择工件（5）所在位置的制泡器工作。2.根据权利要求1所述的一种热处理的智能水循环装置，其特征在于：溢水流道（3）位于冷却池（1）的池壁内，溢水流道（3）的开口端位于冷却池（1）内壁上侧，溢水流道（3）的开口端始终等于水面高度；溢水流道（3）内滑动连接有挡板（301），挡板（301）与溢水流道（3）内壁保持动密封；挡板（301）上侧为液腔（302），下侧为气腔（303）；液腔（302）内储存吸纳进的水；气腔（303）内充满常温的空气；气腔（303）的出口端与制泡器连接，制泡器的输出端位于冷却池（1）内。3.根据权利要求2所述的一种热处理的智能水循环装置，其特征在于：气腔（303）的出口端分为侧壁出口端和底壁出口端；侧壁出口端连通的制泡器为侧壁制泡器（401
‑
2）；侧壁制泡器（401
‑
2）水平发射气泡（6）；底壁出口端连通的制泡器为底壁制泡器（402
‑
2）；底壁制泡器（402
‑
2）竖直发射气泡（6）。4.根据权利要求3所述的一种热处理的智能水循环装置，其特征在于：侧壁制泡器（401
‑
2）和气腔（303）之间通过侧壁单向阀（401
‑
1）连通；底壁制泡器（402
‑
2）和气腔（303）之间通过底壁单向阀（402
‑
1）；侧壁单向阀（401
...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。