Устройство для охлаждения изделий

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ(71) Заявитель Открытое акционерное общество Белкард(73) Патентообладатель Открытое акционерное общество Белкард(57) Изобретение относится к области машиностроения, а именно, к оборудованию для охлаждения изделий сложной формы при термической обработке, например, закалке. Задачей изобретения является повышение качества изделия за счет увеличения равномерности охлаждения. Поставленная задача решается следующим образом. Согласно изобретения устройство для охлаждения изделий содержит установленные на опоре и примыкающие друг к другу камеру охлаждения и камеру выравнивания давления, разделенные диафрагмой с центральным отверстием, при этом камера охлаждения снабжена уплотнительным затвором для открывания при полном ее заполнении охлаждающей жидкостью и каналом для заполнения камеры охлаждения в области под изделием, при этом площадь поперечного сечения канала равна площади поперечного сечения отверстия диафрагмы. 4316 1 Изобретение относится к области машиностроения, а именно к оборудованию для охлаждения изделий сложной формы при термической обработке, например закалке. В качестве прототипа выбрано устройство для охлаждения изделий, содержащее камеру охлаждения и камеру выравнивания давления, установленные на опоре и примыкающие друг к другу, и разделенные диафрагмой с центральным отверстием диаметром 0,4-0,6 ее длины 1. Устройство не обеспечивает равномерности охлаждения изделия вследствие подачи охлаждающей жидкости в камеру охлаждения с одной стороны, из-за чего одна сторона изделия охлаждается медленнее, и поэтому закалочные структуры в этой области изделия отличаются от закалочных структур в другой ее области, ухудшая качество изделия. Задачей изобретения является повышение качества изделия за счет увеличения равномерности охлаждения. Поставленная задача решается следующим образом. Согласно изобретению, устройство для охлаждения изделий содержит установленные на опоре и примыкающие друг к другу камеру охлаждения и камеру выравнивания давления, разделенные диафрагмой с центральным отверстием, при этом камера охлаждения снабжена уплотнительным затвором для открывания при полном ее заполнении охлаждающей жидкостью и каналом для заполнения камеры охлаждения в области под изделием, при этом площадь поперечного сечения канала равна площади поперечного сечения отверстия диафрагмы. Существенность отличий предлагаемого изобретения от прототипа заключается в том, что камера охлаждения снабжена уплотнительным затвором для открывания при полном ее заполнении охлаждающей жидкостью и каналом для заполнения камеры охлаждения в области под изделием, при этом площадь поперечного сечения канала равна площади поперечного сечения отверстия диафрагмы. Такое конструктивное исполнение позволяет достичь равномерного распределения потока охлаждающей жидкости по поверхности изделия, обеспечивая интенсивное и равномерное охлаждение и повсеместную закалку поверхности изделия сложной формы на мартенсит. Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 и фиг. 2 представлена конструкция устройства для охлаждения изделий. Устройство содержит камеру выравнивания давления 1, камеру охлаждения 2 изделий 3, диафрагму 4 с отверстием 5, уплотнительный затвор 6, оси поворота уплотнительного затвора 7, механизм подъема уплотнительного затвора 8, состоящий из тяг 9, осей 10, исполнительного устройства 11. В дне 12 камеры 2 выполнен сквозной паз 13, стенки 14 и 15 камеры 2, примыкающие к пазу 13, выполнены с возможностью вертикального перемещения совместно с передней панелью 16 и крышкой 17 и образуют кожух, который имеет возможность перемещаться вверх и вниз штоком гидроцилиндра 18. Для подвода охлаждающей жидкости служит питающий патрубок 19, который отделяется от камеры выравнивания давления краном 20. В камере выравнивания давления имеется сливной патрубок 21 с краном 22. В камере охлаждения 2 размещена опора 23, закрепленная на столе 24 с возможностью перемещения в пазе 13 перпендикулярно стенкам 14 и 15. Для дополнительного подвода охлаждающей жидкости в камеру охлаждения 2 в область под изделием 3 служит канал 25. Устройство работает следующим образом. Перед охлаждением изделия гидроцилиндр 18 поднимает боковые стенки 14 и 15 камеры 2. Вращающийся стол 24 вводит туда изделие 3 на опоре 23. При этом опора проходит через паз 13. Стенки 14 и 15 опускаются. Уплотнительный затвор 6 на оси поворота 7 перекрывает сквозной паз 13 посредством исполнительного устройства 11 через тяги 9 на оси 10 механизма подъема 8 уплотнительного затвора 6. Затем открывается кран 20 на питающем патрубке 19 и одновременно закрывается кран 22 на сливном патрубке 21. Охлаждающая жидкость направляется под давлением в камеру выравнивания давления 1 и по каналу 25 в область под изделием 3. При этом за счет равенства площади поперечного сечения канала площади поперечного сечения отверстия 5 диафрагмы 4 и более близкого расположения входного отверстия канала 25 к крану 20 происходит быстрое повышение уровня охлаждающей жидкости под изделием 3 до того, как на него попадает поток охлаждающей жидкости сверху через диафрагму 4. Охлаждающая жидкость обтекает деталь со всех сторон,а при полном заполнении камеры охлаждения 2 охлаждающей жидкостью механизм 8 открывает уплотнительный затвор 6 и охлаждающая жидкость вытекает через выходной паз 13. Так как в камере охлаждения 2 в области под изделием 3 в момент начала истечения охлаждающей жидкости через отверстие 5 диафрагмы 4 уже имеется уровень охлаждающей жидкости, то охлаждающая жидкость, поступающая из отверстия 5 диафрагмы 4, охлаждает верхнюю поверхность изделия, омывая изделие, охлаждает боковую поверхность изделия и резко повышает уровень охлаждающей жидкости под изделием, вводя в соприкосновение с охлаждающей жидкостью нижнюю поверхность изделия и охлаждая ее. Таким образом, процесс охлаждения изделия 3 со всех сторон начинается практически в один и тот же момент. После заполнения охлаждающей жидкостью камеры охлаждения 2 в ней поддерживается высокое давление охлаждающей жидкости из-за превышения размеров отверстия 5 диафрагмы 4 над размерами выходного паза 13. После окончания времени охлаждения кран 20 закрывается, боковые стенки 14 и 15 сосуда 4316 1 поднимаются цилиндром 18, изделие 3 выводится из сосуда, при этом кран 22, обеспечивающий идентичные условия охлаждения перед очередной подачей охлаждающей жидкости, открывается. Экспериментально доказано, что охлаждение происходит интенсивно и однородно, обеспечивая закалку поверхности на мартенсит, при равенстве площадей поперечных сечений отверстия диафрагмы и канала дополнительного подвода охлаждающей жидкости. Превышение площади поперечного сечения канала дополнительного подвода охлаждающей жидкости в камеру охлаждения в область под изделием над площадью поперечного сечения отверстия диафрагмы обеспечивает преждевременное повышение уровня охлаждающей жидкости в камере охлаждения в области под изделием и охлаждение нижней поверхности изделия, нарушая равномерность его охлаждения. При превышении площади поперечного сечения отверстия диафрагмы над площадью поперечного сечения канала дополнительного подвода охлаждающей жидкости в камеру охлаждения в область под изделием уровень заполнения области под изделием охлаждающей жидкостью оказывается недостаточным, в результате чего происходит запаздывание момента начала процесса охлаждения нижней поверхности изделия по сравнению с верхней поверхностью. Источники информации 1. А.с. СССР 1578213, МПК С 21 1/62, 1990. Устройство для охлаждения изделий, содержащее установленные на опоре и примыкающие друг к другу камеру охлаждения и камеру выравнивания давления, разделенные диафрагмой с центральным отверстием,отличающееся тем, что камера охлаждения снабжена уплотнительным затвором для открывания при полном ее заполнении охлаждающей жидкостью и каналом для заполнения камеры охлаждения в области под изделием, при этом площадь поперечного сечения канала равна площади поперечного сечения отверстия диафрагмы. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.