一种水环式管材热处理水冷装置及水冷方法与流程

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1.本发明属于管材热处理技术领域，特别涉及一种水环式管材热处理水冷装置及水冷方法。

背景技术：

2.淬火冷却技术是指金属材料与构件被加热到某一温度后，按预定的方式和速率冷却，以获得预期的组织与性能的技术，属于热处理的基础工艺。有些管材在热处理完成后需要进行淬火且快速冷却，在企业，淬火工艺单通常是具有详细的加热规程，而淬火冷却规程往往是非常简单的几个字，如:水淬、油淬、聚合物介质淬火。现有的淬火后水冷却处理一般都是工件直接穿过水槽，采用大水量热交换模式。由于工件温度高，当工件放到冷水中，工件周围的水会迅速沸腾汽化引起水的振动发出吱的声音，一部分汽化的水会包覆工件，工件瞬间不能与冷却水直接接触，影响冷却效果，导致整管冷却效果不均匀，严重影响管材的性能。

技术实现要素：

3.为了克服现有的淬火后水冷却处理采用大水量热交换模式导致整管冷却效果不均匀的问题，本发明的目的是提供一种水环式管材热处理水冷装置及水冷方法，该装置使用时压力可调、出水均匀、冷却过程无大量水汽化，满足管材热处理后快速冷却的要求。
4.本发明的技术方案在于：一种水环式管材热处理水冷装置，包括水箱，所述水箱一端设有管材入口，另一端设有管材出口，所述的水箱上部连接有的进水管，下部连接有回水管，所述的水箱内部设有冷却总成，所述水箱设有管材入口、管材出口的两端顶部分别设有水环高度调整器，所述的水环高度调整器与所述的冷却总成固定连接，用于调节所述的冷却总成在所述水箱内的位置。
5.所述的冷却总成由若干个水环并联组成，所述的水环为空心环状结构，空心环状内部设有水环出水口，空心环状外部设有水环进水管，所述的水环上部设有连接排。
6.所述的水环进水管包括第一水环进水管、第二水环进水管，分别连接在所述的水环外部的两侧，所述第一水环进水管、第二水环进水管的进水方向相同。
7.所述的第一水环进水管、第二水环进水管通过软管与所述的进水管相连接，所述的软管与所述的进水管之间设有进水管球阀。
8.所述水环出水口沿所述的水环空心环状内部两排、周向均匀设置，单排水环出水口的数量为个，所述水环出水口的直径为5mm，周向间距为5mm，相邻水环出水口的轴向间距10mm，两排水环出水口在周向位置均匀错开2.5mm。
9.所述水环出水口的中线轴线与空心环状中心轴线的夹角为15
°
~75
°
。
10.所述的进水管通过卡箍固定在所述水箱上部，所述进水管的下部设置有接水槽，所述接水槽固定连接在所述水箱的侧面，所述的水箱底部设有回水管接口，所述的回水管接口连接有回水管，所述的水箱下部设有水箱支架。
11.所述的水环高度调整器包括旋转手柄、固定连接板、旋转丝杠、连接块、升降移动导套、侧面连接板、水箱连接板、固定接耳和横向连接板，所述的旋转丝杠上下依次连接有所述固定连接板和所述连接块，所述固定连接板与所述水箱连接板固定连接，所述连接块与所述侧面连接板固定连接，所述水箱连接板和所述侧面连接板平行设置，所述水箱连接板两端分别连接有升降移动导套，所述升降移动导套下部与所述侧面连接板连接，所述横向连接板与所述侧面连接板垂直固定连接，所述侧面连接板的两端设有固定接耳，所述的冷却总成与所述横向连接板固定连接，使用时依靠旋转手柄带动旋转丝杠旋转，使所述侧面连接板和所述横向连接板沿升降移动导套上下运动，从而调整所述的冷却总成在水箱内的高度。
12.所述的固定连接板和所述水箱连接板、所述的水箱连接板与所述水箱、所述固定接耳与所述水箱均采用焊接方式连接，所述横向连接板上设有软管通过孔。
13.一种水环式管材热处理水冷方法，使用如上所述任意一种水环式管材热处理水冷装置，包括如下步骤:s1：调整水环高度调整器，使管材出口与所述的冷却总成的水环处于同一轴线；s2：打开进水管，通过调节进水管球阀调节冷却总成的水量，同时将热处理后需要水冷处理的管材从水箱的管材入口进入水箱；s3：通过水环出水口喷出的冷却水与管材中心线夹角均为15
°
~75
°
，两排水环出水口与管材表面呈锥形接触，水环出水口与管材表面形成锥形冷却区域，第一排水环出水口出水冷却管子产生的水汽遇到第二排水环出水口出水后，冷凝结成水，流入水箱中，通过回水管接口，经回水管回收冷却后循环利用；s4：冷却后的管材从水箱的管材出口运出，完成整个水冷过程。
14.本发明的技术效果在于：1、本发明通过冷却总成的水环采用两个进水管，可确保水环一圈水孔出水均匀，流量稳定，冷却效果好。2、本发明通过冷却总成水环出水口与管材中心线夹角成15
°
~75
°
，两排水环出水口与管材表面呈锥形接触，水环出水口与管材表面形成锥形冷却区域，第一排水环出水口冷却管子产生的水汽遇到第二排水环出水口出水后，冷凝结成水，流入水箱中，节省用水，同时出水以锥形面出水方式冷却管材，且冷却效果均匀。3、本发明的冷却总成水环出水口采用两排打孔，两排孔周向位置均匀错开布置，达到管材环向360
°
全位置水冷却，确保管体均匀冷却。4、本发明通过水环高度调整器可根据管子规格上下调整冷却总成在水箱内的位置，确保适应不同的管径冷却需求。5、本发明的管材水冷装置实现了管材快速冷却工艺，且该装置结构简单、占地小，可满足管径φ10mm～100mm，长度≥3000mm的管材在线热处理。
15.2、本发明的冷却装置可根据管子规格上下调整。
16.以下将结合附图进行进一步的说明。
附图说明
17.图1是本发明实施例一种水环式管材热处理水冷装置结构示意图。
18.图2是本发明实施例一种水环式管材热处理水冷装置的立体结构示意图。
19.图3是本发明实施例一种水环式管材热处理水冷装置的冷却总成和水环高度调整器安装结构示意图。
20.图4是本发明实施例一种水环式管材热处理水冷装置的冷却总成水环结构示意图。
21.图5是本发明实施例一种水环式管材热处理水冷装置的水环高度调整器结构示意图。
22.附图标记：1-水箱；2-水箱支架；3-进水管；4-水环高度调整器；5-进水管球阀；6-回水管；7-软管；8-冷却总成；9-卡箍；10-管材入口；11-管材出口；12-软管通过孔；13-接水槽；14-回水管接口；81-第一水环进水管；82-第二水环进水管；83-连接排；84-水环出水口；85-水环；41-旋转手柄；42-固定连接板；43-旋转丝杠；44-连接块；45-升降移动导套；46-侧面连接板；47-水箱连接板；48-固定接耳；49-横向连接板。
具体实施方式
23.实施例1为了克服现有的淬火后水冷却处理采用大水量热交换模式导致整管冷却效果不均匀的问题，本发明提供了如图1所示一种水环式管材热处理水冷装置及水冷方法，该装置通过冷却总成水环出水口与管材中心线夹角成15
°
~75
°
，两排水环出水口与管材表面呈锥形接触，水环出水口与管材表面形成锥形冷却区域，第一排水环出水口冷却管子产生的水汽遇到第二排水环出水口出水后，冷凝结成水，流入水箱中，节省用水，同时出水以锥形面出水方式冷却管材，且冷却效果均匀，冷却过程无大量水汽化，满足管材热处理后快速冷却的要求。
24.如图1、图2所示，一种水环式管材热处理水冷装置，包括水箱1，所述水箱1一端设有管材入口10，另一端设有管材出口11，所述的水箱1上部连接有的进水管3，下部连接有回水管6，所述的水箱1内部设有冷却总成8，所述水箱1设有管材入口10、管材出口11的两端顶部分别设有水环高度调整器4，所述的水环高度调整器4与所述的冷却总成8固定连接，用于调节所述的冷却总成8在所述水箱1内的位置。
25.实际使用过程中，通过所述的水箱1上部连接有的进水管3，给水箱1内部设有冷却总成8提供冷却水，管材通过管材入口10、冷却总成8、管材出口11完成冷却过程。水箱1下部连接有回水管6，完成已使用冷却水的回收循环使用。本发明通过水环高度调整器4可根据管子规格上下调整冷却总成8在水箱内的位置，确保适应不同的管径冷却需求。
26.实施例2在实施例1的基础上，本实施例中，如图4所示，优选地，所述的冷却总成8由若干个水环85并联组成，所述的水环85为空心环状结构，空心环状内部设有水环出水口84，空心环状外部设有水环进水管，所述的水环85上部设有连接排83。
27.实际使用过程中，所述的冷却总成8由若干个水环85并联组成，单个水环85进水量可通过进水管球阀进行水量单独调整。所述的水环85为空心环状结构，空心环状内部设有水环出水口84，保证水环出水口84出水后直接与管材接触，提高冷却效果。
28.实施例3在实施例2的基础上，本实施例中，优选地，所述的水环进水管包括第一水环进水管81、第二水环进水管82，分别连接在所述的水环85外部的两侧，所述第一水环进水管81、第二水环进水管82的进水方向相同。
29.实际使用过程中，所述的水环进水管采用两个进水管，分别连接在所述的水环85外部的两侧，两侧连接水环进水管，可确保水环出水口84一圈出水均匀，流量稳定，冷却效果好；第一水环进水管81采用
“”
型结构，第一水环进水管81
ꢀ“”
型的上部管段与所述连接排83的下部固定连接，并与第二水环进水管82平行设置，使第一水环进水管的进水方向与第二水环进水管82的进水方向相同，所述第一水环进水管81、第二水环进水管82的进水方向相同，便于使用时软管7的连接，简化了管路连接，设备占用空间小。
30.实施例4在实施例2或3的基础上，本实施例中，优选地，所述的第一水环进水管81、第二水环进水管82通过软管7与所述的进水管3相连接，所述的软管7与所述的进水管3之间设有进水管球阀5。
31.实际使用过程中，所述的软管7与所述的进水管3之间设有进水管球阀5，可以根据水冷工艺要求，合理打开进水管球阀5的数量、控制好进水流量和压力。
32.实施例5在实施例2或3或4的基础上，本实施例中，优选地，所述水环出水口84沿所述的水环85空心环状内部两排、周向均匀设置，单排水环出水口84的数量为20个，所述水环出水口84的直径为5mm，周向间距为5mm，相邻水环出水口84的轴向间距10mm，两排水环出水口84在周向位置均匀错开2.5mm。
33.实际使用过程中，冷却总成水环出水口采用两排打孔，两排孔周向位置均匀错开布置，达到管材环向360
°
全位置水冷却，确保管体均匀冷却。
34.实施例6在实施例2或3或4或5的基础上，本实施例中，优选地，所述水环出水口84的中线轴线与空心环状中心轴线的夹角为15
°
~75
°
。
35.实际使用过程中，本发明通过冷却总成水环出水口84与管材中心线夹角成15
°
~75
°
，最优为45
°
，两排水环出水口84与管材表面呈锥形接触，水环出水口84与管材表面形成锥形冷却区域，第一排水环出水口84冷却管子产生的水汽遇到第二排水环出水84口出水后，冷凝结成水，流入水箱中，节省用水，同时出水以锥形面出水方式冷却管材，且冷却效果均匀。
36.实施例7在实施例1的基础上，本实施例中，优选地，所述的进水管3通过卡箍9固定在所述水箱1上部，所述进水管3的下部设置有接水槽13，所述接水槽13固定连接在所述水箱1的侧面，所述的水箱1底部设有回水管接口14，所述的回水管接口14连接有回水管6，所述的水箱1下部设有水箱支架2。
37.实际使用过程中，所述的进水管3通过卡箍9固定在所述水箱1上部，进水管3在所述水箱1上部呈水平设置，并与所述冷却总成平行，可以方便从进水管3上直接连接软管7分别对所述冷却总成中的各个水环供水；所述进水管3的下部设置有接水槽13，防止进水管3与软管7连接进入水箱处在冷去过程中发生冷却水的溢出；所述的水箱1底部设有回水管接口14，所述的回水管接口14连接有回水管6，冷却水通过回水管回收冷却后循环利用。
38.实施例8在实施例1的基础上，本实施例中，如图3、图5所示，优选地，所述的水环高度调整
器4包括旋转手柄41、固定连接板42、旋转丝杠43、连接块44、升降移动导套45、侧面连接板46、水箱连接板47、固定接耳48和横向连接板49，所述的旋转丝杠43上下依次连接有所述固定连接板42和所述连接块44，所述固定连接板42与所述水箱连接板47固定连接，所述连接块44与所述侧面连接板46固定连接，所述水箱连接板47和所述侧面连接板46平行设置，所述水箱连接板47两端分别连接有升降移动导套45，所述升降移动导套45下部与所述侧面连接板46连接，所述横向连接板49与所述侧面连接板46垂直固定连接，所述侧面连接板46的两端设有固定接耳48，所述的冷却总成8与所述横向连接板49固定连接，使用时依靠旋转手柄41带动旋转丝杠43旋转，使所述侧面连接板46和所述横向连接板49沿升降移动导套45上下运动，从而调整所述的冷却总成8在水箱1内的高度。
39.实际使用过程中，所述的水环高度调整器4固定安装在所述水箱1设有管材入口10、管材出口11的两端顶部，通过旋转手柄41带动旋转丝杠43旋转，使所述侧面连接板46和所述横向连接板49沿升降移动导套45上下运动，从而调整所述的冷却总成8在水箱1内的高度。
40.实施例9在实施例1或8的基础上，本实施例中，优选地，所述的固定连接板42和所述水箱连接板47、所述的水箱连接板47与所述水箱1、所述固定接耳48与所述水箱1均采用焊接方式连接，所述横向连接板49上设有软管通过孔12。
41.实际使用过程中，所述的固定连接板42和所述水箱连接板47、所述的水箱连接板47与所述水箱1、所述固定接耳48与所述水箱1均采用焊接方式连接，确保所述的水环高度调整器4与水箱1紧固连接。所述横向连接板49上设有软管通过孔12，所述软管7穿过软管通过孔12与所述第一水环进水管81、第二水环进水管82相连接，软管通过孔12方便了管路的连接，同时对软管7起到了支撑的作用。
42.实施例10一种水环式管材热处理水冷方法，使用如上所述任意一种水环式管材热处理水冷装置，包括如下步骤:s1：调整水环高度调整器4，使管材出口11与所述的冷却总成8的水环85处于同一轴线；s2：打开进水管3，通过调节进水管球阀5调节冷却总成8的水量，同时将热处理后需要水冷处理的管材从水箱1的管材入口10进入水箱；s3：通过水环出水口84喷出的冷却水与管材中心线夹角均为15
°
~75
°
，两排水环出水口84与管材表面呈锥形接触，水环出水口84与管材表面形成锥形冷却区域，第一排水环出水口84出水冷却管子产生的水汽遇到第二排水环出水口84出水后，冷凝结成水，流入水箱中，通过回水管接口14，经回水管6回收冷却后循环利用；s4：冷却后的管材从水箱1的管材出口11运出，完成整个水冷过程。
43.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种水环式管材热处理水冷装置，包括水箱（1），其特征在于：所述水箱（1）一端设有管材入口（10），另一端设有管材出口（11），所述的水箱（1）上部连接有的进水管（3），下部连接有回水管（6），所述的水箱（1）内部设有冷却总成（8），所述水箱（1）设有管材入口（10）、管材出口（11）的两端顶部分别设有水环高度调整器（4），所述的水环高度调整器（4）与所述的冷却总成（8）固定连接，用于调节所述的冷却总成（8）在所述水箱（1）内的位置。2.根据权利要求1所述一种水环式管材热处理水冷装置，其特征在于：所述的冷却总成（8）由若干个水环（85）并联组成，所述的水环（85）为空心环状结构，空心环状内部设有水环出水口（84），空心环状外部设有水环进水管，所述的水环（85）上部设有连接排（83）。3.根据权利要求2所述一种水环式管材热处理水冷装置，其特征在于：所述的水环进水管包括第一水环进水管（81）、第二水环进水管（82），分别连接在所述的水环（85）外部的两侧，所述第一水环进水管（81）、第二水环进水管（82）的进水方向相同。4.根据权利要求3所述一种水环式管材热处理水冷装置，其特征在于：所述的第一水环进水管（81）、第二水环进水管（82）通过软管（7）与所述的进水管（3）相连接，所述的软管（7）与所述的进水管（3）之间设有进水管球阀（5）。5.根据权利要求2所述一种水环式管材热处理水冷装置，其特征在于：所述水环出水口（84）沿所述的水环（85）空心环状内部两排、周向均匀设置，单排水环出水口（84）的数量为20个，所述水环出水口（84）的直径为5mm，周向间距为5mm，相邻水环出水口（84）的轴向间距10mm，两排水环出水口（84）在周向位置均匀错开2.5mm。6.根据权利要求2所述一种水环式管材热处理水冷装置，其特征在于：所述水环出水口（84）的中线轴线与空心环状中心轴线的夹角为15
°
~75
°
。7.根据权利要求1所述一种水环式管材热处理水冷装置，其特征在于：所述的进水管（3）通过卡箍（9）固定在所述水箱（1）上部，所述进水管（3）的下部设置有接水槽（13），所述接水槽（13）固定连接在所述水箱（1）的侧面，所述的水箱（1）底部设有回水管接口（14），所述的回水管接口（14）连接有回水管（6），所述的水箱（1）下部设有水箱支架（2）。8.根据权利要求1所述一种水环式管材热处理水冷装置，其特征在于：所述的水环高度调整器（4）包括旋转手柄（41）、固定连接板（42）、旋转丝杠（43）、连接块（44）、升降移动导套（45）、侧面连接板（46）、水箱连接板（47）、固定接耳（48）和横向连接板（49），所述的旋转丝杠（43）上下依次连接有所述固定连接板（42）和所述连接块（44），所述固定连接板（42）与所述水箱连接板（47）固定连接，所述连接块（44）与所述侧面连接板（46）固定连接，所述水箱连接板（47）和所述侧面连接板（46）平行设置，所述水箱连接板（47）两端分别连接有升降移动导套（45），所述升降移动导套（45）下部与所述侧面连接板（46）连接，所述横向连接板（49）与所述侧面连接板（46）垂直固定连接，所述侧面连接板（46）的两端设有固定接耳（48），所述的冷却总成（8）与所述横向连接板（49）固定连接，使用时依靠旋转手柄（41）带动旋转丝杠（43）旋转，使所述侧面连接板（46）和所述横向连接板（49）沿升降移动导套（45）上下运动，从而调整所述的冷却总成（8）在水箱（1）内的高度。9.根据权利要求8所述一种水环式管材热处理水冷装置，其特征在于：所述的固定连接板（42）和所述水箱连接板（47）、所述的水箱连接板（47）与所述水箱（1）、所述固定接耳（48）与所述水箱（1）均采用焊接方式连接，所述横向连接板（49）上设有软管通过孔（12）。10.一种水环式管材热处理水冷方法，使用如权利要求1-9所述任意一种水环式管材热
处理水冷装置，其特征在于：包括如下步骤:s1：调整水环高度调整器（4），使管材出口（11）与所述的冷却总成（8）的水环（85）处于同一轴线；s2：打开进水管（3），通过调节进水管球阀（5）调节冷却总成（8）的水量，同时将热处理后需要水冷处理的管材从水箱（1）的管材入口（10）进入水箱；s3：通过水环出水口（84）喷出的冷却水与管材中心线夹角均为15
°
~75
°
，两排水环出水口（84）与管材表面呈锥形接触，水环出水口（84）与管材表面形成锥形冷却区域，第一排水环出水口（84）出水冷却管子产生的水汽遇到第二排水环出水口（84）出水后，冷凝结成水，流入水箱中，通过回水管接口（14），经回水管（6）回收冷却后循环利用；s4：冷却后的管材从水箱（1）的管材出口（11）运出，完成整个水冷过程。

技术总结

本发明属于管材热处理技术领域，特别涉及一种水环式管材热处理水冷装置及水冷方法。一种水环式管材热处理水冷装置，包括水箱，所述水箱一端设有管材入口，另一端设有管材出口，所述的水箱上部连接有的进水管，下部连接有回水管，所述的水箱内部设有冷却总成，所述水箱设有管材入口、管材出口的两端顶部分别设有水环高度调整器，所述的水环高度调整器与所述的冷却总成固定连接，用于调节所述的冷却总成在所述水箱内的位置。本发明通过冷却总成水环出水口与管材中心线夹角成15