Устройство для охлаждения изделий

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт технологии металлов НАН Беларуси(72) Авторы Стеценко Владимир Юзефович Марукович Евгений Игнатьевич Харьков Сергей Александрович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт технологии металлов НАН Беларуси(57) Устройство для охлаждения изделий, включающее бак с размещенным в нем кольцевым коллектором с соплами, патрубками для подвода и отвода охлаждающей жидкости,отличающееся тем, что кольцевой коллектор имеет высоту, равную длине охлаждаемой заготовки, и по всей внутренней поверхности коллектора расположены сопла, равноудаленные на расстоянии 8-80 мм от охлаждаемой заготовки диаметром 4-30 мм с шагом по высоте и образующей 2-4 диаметра сопел. Полезная модель относится к машиностроению и предназначена для термообработки заготовок из черных и цветных металлов в жидкой охлаждающей среде. Известен бак для закалки изделий 1, в котором с целью повышения равномерности закалки перемешивающее устройство выполнено в виде вертикальных шнеков с приводом. Основным недостатком данного устройства является сложность конструкции, что 22502005.12.30 значительно увеличивает затраты на обеспечение технического обслуживания устройства и удорожает его стоимость. Известно устройство для закалки изделий, содержащее бак и диспергатор, который с целью интенсификации закалки выполнен в виде сопла Лаваля 2. Данная конструкция не обеспечивает равномерное охлаждение, так как максимальный напор струи охлаждающей жидкости будет приходиться только на одну сторону заготовки. Наиболее близким по техническому решению является устройство для охлаждения изделий 3. Данное устройство состоит из бака с размещенными в нем кольцевыми коллекторами с соплами, патрубками для подвода и отвода охлаждающей жидкости. Охлаждение заготовки происходит вследствие вращательного движения жидкости вокруг заготовки. Главными недостатками устройства являются сложность конструкции и относительно небольшая интенсивность потока охладителя вблизи стенки изделия, поскольку энергия струи в основном расходуется на вращение большой массы охладителя. Технической задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель,является упрощение устройства, повышение его охлаждающей способности и эффективности работы. Поставленная задача достигается тем, что в заявляемом устройстве для охлаждения изделий, включающем бак с размещенным в нем кольцевым коллектором с соплами, патрубками для подвода и отвода охлаждающей жидкости, кольцевой коллектор имеет высоту, равную длине охлаждаемой заготовки, и по всей внутренней поверхности коллектора расположены сопла, равноудаленные на расстоянии 8-80 мм от охлаждаемой заготовки диаметром 4-30 мм с шагом по высоте и образующей 2-4 диаметра сопел. На чертеже представлен продольный разрез предлагаемого устройства для охлаждения изделий. Данное устройство состоит из бака 1 с отводящим 2 и сливным 3 патрубками. Внутри бака располагается опорный стол 4, к которому крепится кольцевой коллектор 5 с подводящим патрубком 6 при помощи нижнего фланца 7. На внутренней поверхности коллектора равномерно по всей поверхности располагаются сопла 8. Погружение заготовки 9 осуществляется с помощью захватного приспособления 10, на котором крепится крышка 11. Диаметр сопел менее 4 мм увеличивает гидравлическое сопротивление системы охлаждения заготовки. При диаметре сопел более 30 мм эффективность напорного действия затопленных струй охладителя снижается. При выполнении сопел с шагом по высоте и образующей менее 2-х диаметров сопел, при прочих равных условиях, уменьшается давление в коллекторе, что приводит к снижению эффективности охлаждающей способности устройства. Если сопла в коллекторе выполнены по высоте и образующей с шагом более 4 диаметров сопел, то это также приводит к снижению охлаждающей способности устройства. Расположение коллектора на расстоянии менее 8 мм от охлаждаемой заготовки связано с техническими трудностями ее центровки относительно коллектора. При расположении сопел на расстоянии более 80 мм эффективность действия охладителя будет также снижаться из-за больших затрат энергии струи на турбулизацию потока в кольцевом канале между коллектором и охлаждаемой заготовкой. Охлаждение изделия осуществляется следующим образом. Охладитель из патрубка 6 тангенциально поступает в кольцевой коллектор 5 и равномерно с одинаковой скоростью проходит в виде затопленных струй через сопла 8. Струи охладителя равномерно ударяют о наружную поверхность изделия 9, повышая турбулентность потока охладителя вблизи стенки заготовки и уменьшая толщину пограничного слоя, через который осуществляется передача тепла от заготовки к основному потоку охладителя. При этом энергия струи в основном идет на турбулизацию жидкости вблизи охлаждаемой поверхности, а не на всю толщину слоя между коллектором и изделием. Все это упрощает конструкцию устройства и повышает эффективность его работы. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.