CN206143269U - 悬挂式风冷系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种悬挂式风冷系统，悬挂式风冷系统包括：冷却供风装置；冷却风室，与冷却供风装置连接，冷却风室包括快冷工位和缓冷工位，快冷工位设置于冷却风室的入口处，缓冷工位设置于快冷工位远离冷却风室入口的一侧，缓冷工位与快冷工位连接；排气装置，与冷却风室连接。本实用新型的有益效果是，根据冷却工艺要求的不同设置不同的冷却工位，在入口段设有快冷工位，在快冷工位后根据最终冷却温度的不同再设置多个缓冷工位，可以满足各种车轴的冷却工艺要求。

Description

悬挂式风冷系统

技术领域

本实用新型涉及冷却系统领域，具体是一种悬挂式风冷系统。

背景技术

现有技术中对普通火车车轴的热处理一般采用卧式步进线或立式悬挂线等几种热处理线进行生产。对动车轴等有特殊要求的车轴常采用悬挂式热处理线，尤其是高速动车轴的生产。在悬挂式热处理线的冷却单元内，均配备有风冷却室。现有技术中的风冷室有以下几点问题：

1、常规的风冷室喷吹结构仅针对某一类尺寸的车轴进行开发和设计相关结构，往往不能适应多种尺寸车轴的冷却均匀性要求。

2、常规的风冷室冷却风量分配不均匀，冷却均匀性较差，需要采用其它辅助冷却措施来解决车轴的均匀冷却要求，增加了设备的复杂性，而且通用性不强。

3、常规的风冷室喷吹速率较低，喷吹结构不合理，风机配置不合理，很难满足新的快冷工艺要求。

4、常规风冷系统的风机配置常采用恒速风机，不仅不节能，风机也无任何调节手段；风冷室没有任何的温度检测，控制水平非常低，无法实现自动调节，更无法满足不同规格车轴的不同冷却工艺要求和精确冷却要求。

所有这些因素导致现有悬挂式热处理线的水平偏低，而且冷却均匀性不够，冷却能力尤其是快冷能力不够，无法满足最新的车轴热处理工艺要求。

实用新型内容

本实用新型提供了一种悬挂式风冷系统，以达到能够适应多种尺寸车轴的冷却均匀性要求的目的。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种悬挂式风冷系统，悬挂式风冷系统包括：冷却供风装置；冷却风室，与冷却供风装置连接，冷却风室包括快冷工位和缓冷工位，快冷工位设置于冷却风室的入口处，缓冷工位设置于快冷工位远离冷却风室入口的一侧，缓冷工位与快冷工位连接；排气装置，与冷却风室连接。

进一步地，冷却风室包括与工件运行方向平行的两个相对的侧壁，快冷工位和缓冷工位均设置有多个喷吹风箱，多个喷吹风箱对称设置在两个相对的侧壁上。

进一步地，喷吹风箱呈竖直方向设置，在垂直于工件运行方向的纵向截面内，喷吹风箱的截面形状为直角梯形，喷吹风箱的上底边朝向侧壁，喷吹风箱的下底边与对称设置的喷吹风箱的下底边相对，喷吹风箱的斜边朝向冷却风室的顶壁，喷吹风箱的下底边为出风端。

进一步地，每个喷吹风箱的下底边均设置有至少两个扁缝喷嘴，至少两个扁缝喷嘴沿竖直方向平行设置，每个扁缝喷嘴沿竖直方向的长度与喷吹风箱的下底边沿竖直方向的长度相适配。

进一步地，冷却风室还包括第一喷吹集气箱和第二喷吹集气箱；快冷工位设置有至少一个第一喷吹集气箱，快冷工位的多个喷吹风箱均与对应的第一喷吹集气箱连接；缓冷工位设置有至少一个第二喷吹集气箱，缓冷工位的多个喷吹风箱均与对应的第二喷吹集气箱连接。

进一步地，冷却供风装置包括第一变频风机和第二变频风机，第一变频风机与第一喷吹集气箱连接，第二变频风机与第二喷吹集气箱连接。

进一步地，冷却风室还包括排气集箱，排气集箱设置在冷却风室的上部，沿工件运行的方向，多个喷吹风箱间隔设置，在相邻两个喷吹风箱之间形成排气通道，排气通道与排气集箱连接。

进一步地，冷却风室的入口和出口均设置有气动开闭式室门。

进一步地，快冷工位的出口处和缓冷工位的出口处均设置有温度测量组件。

进一步地，冷却风室的底部设置有用于收集车轴冷却过程中的氧化铁皮的V型氧化铁皮集渣槽。

本实用新型的有益效果是，根据冷却工艺要求的不同设置不同的冷却工位，在入口段设有快冷工位，在快冷工位后根据最终冷却温度的不同再设置多个缓冷工位，可以满足各种车轴的冷却工艺要求。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型悬挂式风冷系统的结构示意图；

图2为图1中A-A向剖视图；

图3为图1中B-B向剖视图。

图中附图标记：2、排气集箱；3、喷吹风箱；31、扁缝喷嘴；4、气动开闭式室门；51、第一喷吹集气箱；52、第二喷吹集气箱；6、工件；7、悬挂输送系统；8、V型氧化铁皮集渣槽。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1至图3所示，本实用新型实施例提供了一种悬挂式风冷系统，该悬挂式风冷系统包括冷却供风装置、冷却风室、排气装置、悬挂输送系统7及配套的自动控制系统。冷却风室与冷却供风装置连接，冷却风室包括快冷工位和缓冷工位，快冷工位设置于冷却风室的入口处，缓冷工位设置于快冷工位远离冷却风室入口的一侧，缓冷工位与快冷工位连接，并且快冷工位的喷吹效率大于缓冷工位的喷吹效率。排气装置与冷却风室连接。上述悬挂输送系统7设置在冷却风室内，并且上述悬挂输送系统7能够带动被冷却的工件6沿图1中水平方向移动。图1中右侧箭头为冷却风室的入口处。

根据冷却工艺要求的不同，设置不同的冷却工位，在入口段设有快冷工位，在快冷工位后根据最终冷却温度的不同再设置缓冷工位，可以满足各种车轴的冷却工艺要求。

需要说的是，本实用新型实施例中的快冷工位后部设置有多个缓冷工位。每个工位所能冷却的工件6的数量根据工艺确定，一般为两个或三个。上述配套的自动控制系统用于控制整个悬挂式风冷系统。

如图2所示，冷却风室包括与工件运行方向(工件运行方向为图1中水平箭头所指的方向)平行的两个相对的侧壁(图2中上下的两个侧壁)，快冷工位和缓冷工位均设置有多个喷吹风箱3，多个喷吹风箱3对称设置在两个相对的侧壁上。在图2中可以看出，多个喷吹风箱3对称设置在工件6的运行方向的左右两侧，沿工件6的运行方向，多个喷吹风箱3平行间隔设置。本实用新型实施例中，多个喷吹风箱3的间隔距离相同。

如图3所示，喷吹风箱3呈竖直方向设置，在垂直于工件运行方向的纵向截面内，喷吹风箱3的截面形状为直角梯形，喷吹风箱3的上底边朝向侧壁，喷吹风箱3的下底边与对称设置的喷吹风箱3的下底边相对，喷吹风箱3的斜边朝向冷却风室的顶壁，喷吹风箱3的下底边为出风端。以图3中左侧的喷吹风箱3为例，该喷吹风箱3的截面形状为直角梯形，该直角梯形的上底朝向冷却风室的左侧的侧壁，该直角梯形的下底朝向对称设置的另一个喷吹风箱3，该直角梯形的直边(与直角梯形的直角相连的腰)朝向冷却风室的底部，该直角梯形的斜边朝向冷却风室的上部。

喷吹风箱3在高度上采用等压面设计，即指喷吹风箱3的喷口沿高度方向的出口压力一致。同时综合考虑喷吹风箱3间和喷吹风箱3背部排气流动的均匀性。喷吹风箱3在垂直于工件运行方向的纵向截面内为梯形结构，梯形斜边与竖直方向的夹角由模拟计算对比选择最佳值。

进一步地，每个喷吹风箱3的下底边均设置有至少两个扁缝喷嘴31(扁平喷嘴)，如图2和图3所示，至少两个扁缝喷嘴31沿竖直方向平行设置，每个扁缝喷嘴沿竖直方向的长度与喷吹风箱3的下底边沿竖直方向的长度相适配。本实用新型实施例中每个喷吹风箱3上设置有两个扁缝喷嘴31。该扁缝喷嘴31的出口为沿竖直方向设置的扁缝。

需要说明的是，本实用新型实施例中的工件6为车轴，扁缝喷嘴31的所有设计参数均根据大量流动和传热模拟对比计算后，选取最佳的尺寸组合，兼顾各种规格车轴的冷却要求；保证车轴在圆周方向和高度方向上冷却的均匀性，可满足不同尺寸车轴的各种快速冷却和均匀冷却降温要求。

如图1所示，本实用新型实施例中的冷却风室还包括第一喷吹集气箱51和第二喷吹集气箱52。快冷工位设置有至少一个第一喷吹集气箱51，快冷工位的多个喷吹风箱3均与对应的第一喷吹集气箱51连接。缓冷工位设置有至少一个第二喷吹集气箱52，缓冷工位的多个喷吹风箱3均与对应的第二喷吹集气箱52连接。

本实用新型实施例中，图1中与第一喷吹集气箱51相对应的位置为快冷工位，图1中与第二喷吹集气箱52相对应的为缓冷工位，上述快冷工位上的多个喷吹风箱3的进风口与第一喷吹集气箱51的出风口相连，上述缓冷工位的多个喷吹风箱3的进风口与第二喷吹集气箱52的出风口相连。

需要说明的是，第一喷吹集气箱51和第二喷吹集气箱52的断面尺寸与对应的喷吹风箱3的入口断面相适配，保证每个喷吹风箱3内的流量均匀一致。

上述冷却供风装置包括第一变频风机和第二变频风机，第一变频风机与第一喷吹集气箱51连接，第二变频风机与第二喷吹集气箱52连接。

在快冷工位采用大流量大压力的第一变频风机供风，能够保证喷吹风箱3的喷出的冷风有足够高的流速和流量，能够对高温车轴快速冷却。在快冷工位和缓冷工位分别设有单独的变频风机，能够根据不同需求调整变频风机的流速和流量，以适应对不同车轴进行冷却。

进一步地，快冷工位的出口处和缓冷工位的出口处均设置有温度测量组件。第一变频风机和第二变频风机均与温度测量组件进行联锁控制，可以精确控制车轴的冷却速率。在生产常规车轴时实现自动调节第一变频风机和第二变频风机的转速，来实现车轴冷却的快慢控制。在生产特种车轴时，可以根据程序记录的由黑匣子测试获得的冷却曲线，自动调整车轴在某一个单独工位、一个冷却周期内的冷却快慢，例如通过调整冷却风室快冷段的第一变频风机在一个冷却周期中的转速快慢变化，来实现车轴的前期快速冷却，后期均匀降温的工艺要求。

优选地，还可以在冷却风室的侧壁上设置有多个温度测量组件，用于对车轴的实时温度和冷却环境温度进行测量。

如图1和图3所示，沿工件运行的方向，多个喷吹风箱3间隔设置，在相邻两个喷吹风箱3之间形成排气通道，冷却风室还包括排气集箱2，排气集箱2设置在冷却风室的上部，排气通道与排气集箱2连接。

相邻喷吹风箱3间设置有足够的间隙作为排气通道，冷却风室的下部与车轴换热后的热风能够直接从底部通过排气通道水平流到喷吹风箱3的背面，再从喷吹风箱3的背面直接向上排往排气集箱2内。从而保证车轴在高度上始终接触的是由扁缝喷嘴31喷吹出来的冷风，进而保证车轴在高度方向换热的均匀性。

本实用新型实施例中的排气集箱2用于汇总各段热风，排气集箱2在出口设置统一的排气管道，图1中上方箭头方向为排气方向，下方箭头方向为进气方向。这样设计的目的一方面使得冷却风室的流动更加均匀。另一方面使得低温段热风与高温段热风在排气集箱2中彼此换热降温后，再由排风风机排出，避免出现排风风机超温的现象。

优选地，上述排风风机为并排设置的多个轴流通风机。本实用新型实施例中通过在排气集箱2上设置统一的出入口，并综合考虑排气阻力及喷吹动力来确定轴流通风机的能力。同时，轴流通风机的启停数量根据冷却供风装置中变频风机的转速来自动匹配调整，通过温度测量组件反馈控制喷吹风量，从而实现冷却的联锁控制。

冷却风室的入口和出口均设置有气动开闭式室4。保证冷却风室的气流不外溢，提供一个安全的操作环境。冷却风室的出入口的气动开闭式室门4与悬挂输送系统7连锁控制。冷却风室的底部设置有用于收集车轴冷却过程中的氧化铁皮的V型氧化铁皮集渣槽8，能够在生产过程中收集车轴冷却过程中的氧化铁皮。

本实用新型实施例中的车轴在冷却风室内的运行依靠悬挂输送系统7，该悬挂输送系统7在冷却风室的出口设有停止器。车轴运行按照工艺设定的运行节奏进行。冷却风室的气动开闭式室门4、上述停止器等实现安全连锁。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：根据冷却工艺要求的不同设置不同的冷却工位，在入口段设有快冷工位，在快冷工位后根据最终冷却温度的不同再设置多个缓冷工位，可以满足各种车轴的冷却工艺要求。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，不能以其限定实用新型实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本实用新型中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。

Claims (10)

1.一种悬挂式风冷系统，其特征在于，所述悬挂式风冷系统包括：

冷却供风装置；

冷却风室，与所述冷却供风装置连接，所述冷却风室包括快冷工位和缓冷工位，所述快冷工位设置于所述冷却风室的入口处，所述缓冷工位设置于所述快冷工位远离所述冷却风室入口的一侧，所述缓冷工位与所述快冷工位连接；

排气装置，与所述冷却风室连接。

2.根据权利要求1所述的悬挂式风冷系统，其特征在于，所述冷却风室包括与工件运行方向平行的两个相对的侧壁，所述快冷工位和所述缓冷工位均设置有多个喷吹风箱(3)，多个喷吹风箱(3)对称设置在两个相对的所述侧壁上。

3.根据权利要求2所述的悬挂式风冷系统，其特征在于，喷吹风箱(3)呈竖直方向设置，在垂直于所述工件运行方向的纵向截面内，喷吹风箱(3)的截面形状为直角梯形，喷吹风箱(3)的上底边朝向所述侧壁，喷吹风箱(3)的下底边与对称设置的喷吹风箱(3)的下底边相对，喷吹风箱(3)的斜边朝向所述冷却风室的顶壁，喷吹风箱(3)的下底边为出风端。

4.根据权利要求3所述的悬挂式风冷系统，其特征在于，每个喷吹风箱(3)的下底边均设置有至少两个扁缝喷嘴(31)，至少两个扁缝喷嘴(31)沿竖直方向平行设置，每个扁缝喷嘴沿竖直方向的长度与喷吹风箱(3)的下底边沿竖直方向的长度相适配。

5.根据权利要求2所述的悬挂式风冷系统，其特征在于，所述冷却风室还包括第一喷吹集气箱(51)和第二喷吹集气箱(52)；

所述快冷工位设置有至少一个第一喷吹集气箱(51)，所述快冷工位的多个喷吹风箱(3)均与对应的第一喷吹集气箱(51)连接；

所述缓冷工位设置有至少一个第二喷吹集气箱(52)，所述缓冷工位的多个喷吹风箱(3)均与对应的第二喷吹集气箱(52)连接。

6.根据权利要求5所述的悬挂式风冷系统，其特征在于，所述冷却供风装置包括第一变频风机和第二变频风机，所述第一变频风机与第一喷吹集气箱(51)连接，所述第二变频风机与第二喷吹集气箱(52)连接。

7.根据权利要求2所述的悬挂式风冷系统，其特征在于，所述冷却风室还包括排气集箱(2)，排气集箱(2)设置在所述冷却风室的上部，沿工件运行的方向，多个喷吹风箱(3)间隔设置，在相邻两个喷吹风箱(3)之间形成排气通道，所述排气通道与排气集箱(2)连接。

8.根据权利要求1所述的悬挂式风冷系统，其特征在于，所述冷却风室的入口和出口均设置有气动开闭式室门(4)。

9.根据权利要求1所述的悬挂式风冷系统，其特征在于，所述快冷工位的出口处和所述缓冷工位的出口处均设置有温度测量组件。

10.根据权利要求1所述的悬挂式风冷系统，其特征在于，所述冷却风室的底部设置有用于收集车轴冷却过程中的氧化铁皮的V型氧化铁皮集渣槽(8)。