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专利号: 2020102474385
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 炉;窑;烘烤炉;蒸馏炉〔4〕
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种钎钢冷却系统,其特征在于:其包括底座、工作台、风冷装置、推进装置、定位装置、测温装置、冷却装置和反馈装置,所述风冷装置包括设置在所述底座的第一端上的风冷干燥机;

所述推进装置包括推进导杆、导轨、电动机、蝶形螺母、收缩筒、伸缩柱和定位柱,所述导轨通过所述收缩筒和所述伸缩柱安装在所述底座上,所述推进导杆安装在所述导轨上且所述推进导杆的前端安装有所述定位柱,用于驱动所述推进导杆运动的所述电动机安装在所述导轨上;所述伸缩柱设置于所述收缩筒中,所述蝶形螺母安装于所述收缩筒的侧面,用于固定所述伸缩柱;

所述定位装置包括螺母、螺纹杆、定位滑槽、第一连杆、第二连杆、梯形板和定位板,所述定位滑槽设置在所述工作台表面,所述定位滑槽上安装有两个所述定位板,所述梯形板和所述定位板之间用所述第一连杆和所述第二连杆连接,所述梯形板的下方固联有所述螺纹杆,所述螺纹杆横穿所述工作台,在所述工作台下方的所述螺纹杆上旋有所述螺母;

所述测温装置包括设置在所述工作台的两侧的测温平板以及间隔地安装在所述测温平板上的钎钢A1点测温摄像头、钎钢A2点测温摄像头、钎钢A3点测温摄像头和钎钢A4点测温摄像头,所述钎钢A1点测温摄像头观测钎钢A1点的温度T1,所述钎钢A2点测温摄像头观测钎钢A2点的温度T2,所述钎钢A3点测温摄像头观测钎钢A3点的温度T3,所述钎钢A4点测温摄像头观测钎钢A4点的温度T4,其中所述钎钢包括依次构成钎钢外圆周顶点的钎钢A1点、钎钢A2点、钎钢A3点和钎钢A4点;

所述冷却装置包括设置在所述工作台上的第一鹅颈冷却管、第二鹅颈冷却管、第三鹅颈冷却管和第四鹅颈冷却管,所述第一鹅颈冷却管以入射角度θ喷射在钎钢A1点所在表面SA1上并以第一水流速度v1控制钎钢A1点的温度T1,所述第二鹅颈冷却管以入射角度θ喷射在钎钢A2点所在表面SA2上并以第二水流速度v2控制钎钢A2点的温度T2,所述第三鹅颈冷却管以入射角度θ喷射在钎钢A3点所在表面SA3上并以第三水流速度v3控制钎钢A3点的温度T3,所述第四鹅颈冷却管以入射角度θ喷射在钎钢A4点所在表面SA4上并以第四水流速度v4控制钎钢A4点的温度T4;

所述反馈装置包括控制线、计算模块和反馈线,所述控制线的两端分别连接所述冷却装置的自动控制阀门和所述计算模块,所述反馈线的两端分别连接所述测温摄像头和所述计算模块,通过对水流速度的实时调整,将所述钎钢的温度调整到控制温度。

2.根据权利要求1所述的钎钢冷却系统,其特征在于:所述测温摄像头左右对称分布,一共8个设为一组,沿着钎钢轴向方向安装有三组;第一鹅颈冷却管、第二鹅颈冷却管、第三鹅颈冷却管和第四鹅颈冷却管和分别安装在每个鹅颈冷却管上的所述自动控制阀门的组合左右对称分布,一共8个设为一组,沿着钎钢轴向方向安装有三组。

3.根据权利要求1所述的钎钢冷却系统,其特征在于:冷却水的速度vi和入射角度θ可调控。

4.根据权利要求1所述的钎钢冷却系统,其特征在于:所述风冷干燥机通过支撑板和肋板设置在所述底座上。

5.根据权利要求1所述的钎钢冷却系统,其特征在于:在钎钢的下方1~2mm处安装有导流锥,所述导流锥的下方设有蓄水槽,所述蓄水槽的一侧设有排水孔,所述排水孔与排水管连接,所述排水管下方安装有所述废水池;所有所述鹅颈冷却管的冷却水均由所述输水管供应,所述输水管的第一端与所述水泵连接,所述输水管的第二端与所述鹅颈冷却管连接。

6.一种用于根据权利要求1-5之一所述钎钢冷却系统的冷却方法,其特征在于:其包括以下步骤:

S1、通过定位装置,将钎钢定位到预设位置,调整鹅颈冷却管的入射角度θ使得冷却水的溅射量最小;

S2、通过伸缩柱的升降调整推进装置的高度,实现定位柱和钎钢内孔的定位,旋紧蝶形螺母,开启推进装置,推动钎钢向前运动,此时钎钢处于初始温度;

S3、同时开启测温装置、冷却装置和反馈装置,对钎钢进行冷却,设置控制温度T0,给定单次增加速度Δv为0.1m/s,误差e设为5℃;

S4、将冷却装置中的第一组冷却装置的冷却初始水流速v1设定为7m/s、v2设定为6.5m/s、v3设定为6m/s和v4设定为2.5m/s,钎钢经过第一组冷却装置冷却后,由于第一次自回火导致温度回升至第一次自回火温度;

S5、将冷却装置中的第二组冷却装置的冷却初始水流速v1、v2、v3和v4分别依次设定为

5m/s、4.5m/s、4m/s和1.5m/s,钎钢经过第二组冷却装置冷却后,由于第二次自回火导致温度回升至第二次自回火温度;

S6、将冷却装置中的第三组冷却装置的冷却初始水流速v1、v2、v3和v4分别依次设定为

3m/s、2.5m/s、2m/s和0.5m/s,经过第三组冷却装置后,自回火现象可以忽略,钎钢的温度达到控制温度;以及S7、开启风冷装置,将钎钢冷却到室温,并将钎钢的表面水雾吹散,完成钎钢的冷却。

7.根据权利要求6所述的冷却方法,其特征在于:先给定控制温度T0、单次增加速度Δv和误差e,令i=1,输入Ai点初始水流速度vi,通过测温摄像头检测Ai点的温度Ti,判断|Ti-T0|和e的大小,若|Ti-T0|大于e,则通过自动控制阀门增加Δv的流速,继续检测Ai点的温度Ti,判断|Ti-T0|和e的大小,进入循环,当|Ti-T0|<e时终止循环,输出最终水流速度vi,判断i的值是否为4,若不为4,输入Ai点初始水流速度vi,进入循环,直到i的值为4是终止循环,从而获得冷却最终水流速v1、v2、v3和v4。