專利名稱：用于液體淬火筒的可轉(zhuǎn)動接頭的制作方法
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及用于熱處理小零件與連續(xù)式爐一起使用的液體淬火系統(tǒng)。特別是，本發(fā)明涉及一軸承，可轉(zhuǎn)動接頭和保護(hù)元件，以及它們結(jié)合該液體淬火系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)淬火筒使用的使用方法。
2.相關(guān)技術(shù)描述連續(xù)式熱處理爐，如運(yùn)輸帶式、搖動平底(shaker hearth)式、活動平底(shuffle hearth)式或旋轉(zhuǎn)反射式爐，經(jīng)常用于熱處理大數(shù)量的相對小的零件，如螺釘、螺母、墊圈、螺栓和銷子。這些小零件的搬運(yùn)，特別是在淬火處理過程中，長期以來出現(xiàn)過很多不同的問題。
第一個問題是有關(guān)使每個小零件得到充分淬火的冶金學(xué)上的需要。第二個問題包括使淬火工件回收的經(jīng)濟(jì)上的實(shí)際需要。淬火設(shè)備的安裝和維修本身也是個問題，減少淬火劑的初始數(shù)量和在使用中減小淬火劑的損失，這兩方面的需求也存在嚴(yán)重問題。最后，在旋轉(zhuǎn)淬火筒型液體淬火系統(tǒng)中，存在的一個問題是，小零件堵塞了密封旋轉(zhuǎn)淬火筒的軸承或密封裝置，該筒與淬火斜槽呈旋轉(zhuǎn)關(guān)系，斜槽將小零件卸入旋轉(zhuǎn)淬火筒。
在已有技術(shù)中，長期采用坑型(Pit Type)淬火系統(tǒng)，與傳送帶式，搖動平底式和活動平底式熔爐等一起使用，如Krach等的美國專利第3,531,096號，和Keough等的美國專利第3,650,853號。這種坑型淬火系統(tǒng)的缺陷是眾所周知的。用于克服上述缺陷的系統(tǒng)包含在Smith等的美國專利第4,036,478號中，本文結(jié)合參考。然而，在′478號專利中公開的液體淬火系統(tǒng)有著很多另外的和不同的問題。特別是，從傳送斜槽傳輸?shù)降凇?78號專利的旋轉(zhuǎn)淬火筒的零件，在傳送斜槽和旋轉(zhuǎn)淬火筒間的密封裝置上有時(shí)發(fā)生堵塞。其結(jié)果是，傳送斜槽和它的密封裝置會發(fā)生損壞和劃傷，并且有時(shí)零件會取道完全穿過密封裝置，并落進(jìn)主淬火箱，該旋轉(zhuǎn)淬火筒位于淬火箱內(nèi)。當(dāng)零件落進(jìn)淬火箱后，零件經(jīng)常會被拉進(jìn)再循環(huán)系統(tǒng)，并將阻塞淬火劑管線，或堵塞安置在淬火劑管線內(nèi)的泵葉輪和閥系。
除劃傷傳送斜槽外，阻塞于旋轉(zhuǎn)淬火筒和傳送斜槽間密封裝置上的零件，進(jìn)一步會造成使旋轉(zhuǎn)淬火筒停止旋轉(zhuǎn)并鎖住。
一旦由偏離的零件使可轉(zhuǎn)動接頭造成磨損或損壞，第′478號專利所示的結(jié)構(gòu)不利于可轉(zhuǎn)動接頭的迅速和方便的維修，其中，可轉(zhuǎn)動接頭在旋轉(zhuǎn)淬火筒和傳送斜槽間包括一軸承和密封裝置。另外，上述密封裝置和軸承所處的位置需要它們經(jīng)常浸沒在淬火劑中，這就大大加速了它們的損壞和最后修復(fù)的需要。于是，由于阻塞在密封裝置和軸承間的金屬零件所造成的損壞，和由于浸沒在淬火劑中所造成的加快磨損的損壞，所以位于筒和傳送斜槽間的密封裝置必須經(jīng)常替換。
這樣，工業(yè)上缺少一種用于延長傳送筒和傳送斜槽間的可轉(zhuǎn)動接頭的工作壽命的裝置和方法。
發(fā)明簡述因此，本發(fā)明的一個目的是解決上述問題，并提供一裝置和方法，以便消除軸承的需要，該軸承位于傳送斜槽和旋轉(zhuǎn)淬火筒間的可轉(zhuǎn)動接頭上，同時(shí)延長可轉(zhuǎn)動接頭的工作壽命，該可轉(zhuǎn)動接頭位于旋轉(zhuǎn)淬火筒和傳送斜槽之間。本發(fā)明的另一個目的是提供一改進(jìn)的液體淬火系統(tǒng)，它避免了金屬零件發(fā)生在旋轉(zhuǎn)淬火筒和傳送斜槽間的阻塞。本發(fā)明的另一目的是提供一改進(jìn)的液體淬火系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有一較長壽命的結(jié)構(gòu)，它更好地避免了一般的磨損、撕破和迅速損壞。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種用于處理小零件的液體淬火系統(tǒng)，其中淬火劑除使零件淬火外還用于輸運(yùn)零件。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種液體淬火系統(tǒng)，它不需要一個設(shè)置的坑式淬火箱(pit quench tank)，和附帶的浸沒在淬火箱里的機(jī)械搬運(yùn)設(shè)備。
本發(fā)明的另一個目的是提供分離裝置，它用于分離混合在一起的淬火劑和工件。該分離裝置允許淬火劑返回油箱，并且輸送基本上干燥的熱處理過和淬火過的零件到一合適的接收器中。
本發(fā)明的另一個目的是避免由于接頭的損壞而造成的可轉(zhuǎn)動接頭的更換，該接頭將旋轉(zhuǎn)淬火筒連接于傳送斜槽，上述接頭損壞是由于金屬零件阻塞在可轉(zhuǎn)動接頭上或是由于可轉(zhuǎn)動接頭的長期浸沒在淬火劑中造成的。
本發(fā)明的另一個目的是在旋轉(zhuǎn)淬火筒的輸出端提供一軸承裝置，以便減輕加在可轉(zhuǎn)動接頭上的應(yīng)力。該軸承裝置包括一軸承和軸承支架，支架充當(dāng)一懸臂梁，以支承旋轉(zhuǎn)淬火筒的大部分重量。所以，位于旋轉(zhuǎn)淬火筒的輸入端的可轉(zhuǎn)動接頭就不需要支承旋轉(zhuǎn)淬火筒的重量。
本發(fā)明的另一個目的是通過在旋轉(zhuǎn)淬火筒的外邊提供軸承，以便有利于旋轉(zhuǎn)淬火筒的維護(hù)。上述軸承將與一軸承軸一起作用，來支承旋轉(zhuǎn)淬火筒的大部分重量。
本發(fā)明的另一個目的是通過消除已有技術(shù)中用在傳送斜槽和旋轉(zhuǎn)淬火筒之間接頭上的負(fù)載重型軸承；或者用一不需支承旋轉(zhuǎn)淬火筒重量的相對便宜的可轉(zhuǎn)動接頭替代負(fù)載重型軸承的方法，使旋轉(zhuǎn)淬火筒的生產(chǎn)造價(jià)減少。在可轉(zhuǎn)動接頭不包括任何軸承的情形下，可轉(zhuǎn)動接頭還可以是一位于旋轉(zhuǎn)淬火筒內(nèi)的簡易開口，它可允許淬火斜槽穿過?？赊D(zhuǎn)動接頭不需要支承旋轉(zhuǎn)淬火筒的重量，因?yàn)檩S承和軸承支架的設(shè)計(jì)，在旋轉(zhuǎn)淬火筒的輸出端向旋轉(zhuǎn)淬火筒提供懸臂梁式支承。
依照本發(fā)明的一個實(shí)施例，一個用于處理小零件的液體淬火系統(tǒng)，由淬火劑將零件從零件進(jìn)行熱處理的熔爐的卸料端輸運(yùn)到一分離裝置，該分離裝置從淬火劑中分離出淬火過的零件，并將零件輸運(yùn)到一合適的接收器或其它傳送裝置。從一連續(xù)式爐；例如傳送帶式、搖動平底式、活動平底式爐或旋轉(zhuǎn)反射式爐；卸出的熱處理零件，落進(jìn)一漏斗中，該漏斗位于盛載淬火劑的淬火斜槽的入口端。當(dāng)零件落進(jìn)淬火斜槽后，它們同時(shí)被淬火劑淬火和輸運(yùn)。額外的高速淬火劑可泵送進(jìn)斜槽以便輸運(yùn)零件。該斜槽包括一個向下延伸部分和一個向上傾斜部分。向上傾斜部分與一淬火劑箱連通。零件和輸運(yùn)淬火劑一起卸進(jìn)分離裝置，該分離裝置允許通過油箱和泵的驅(qū)動使淬火劑返回淬火斜槽。用于這種封閉系統(tǒng)的淬火劑比用于已有技術(shù)的坑型淬火系統(tǒng)的淬火劑要少。分離裝置還將完全熱處理過和淬火過的零件直接輸運(yùn)進(jìn)合適的接收器中。
在該優(yōu)選實(shí)施例中，將高速淬火劑引進(jìn)斜槽內(nèi)的一環(huán)狀空間，從入口開端直接流下，該環(huán)狀空間由淬火斜槽的內(nèi)壁和伸進(jìn)淬火斜槽的漏斗外壁構(gòu)成。
分離裝置部分地安置在淬火劑油箱內(nèi)，并且包括一具有內(nèi)部螺旋板的可轉(zhuǎn)動安裝的筒。將零件和淬火劑排卸于油箱的液面之下，以便減小噪聲、飛濺和淬火劑的曝氣。筒的旋轉(zhuǎn)減小了伴隨著淬火劑和零件的組合件卸料所造成的湍流。筒的旋轉(zhuǎn)還使零件移出油箱，并在零件卸進(jìn)合適的接收裝置前，使它們脫水和“翻轉(zhuǎn)干燥”(Tumble dry)。
在一個替換實(shí)施例中，額外淬火劑是在斜槽向下延伸部分的一端，鄰近向上傾斜部分處泵送進(jìn)淬火斜槽。
依照本發(fā)明的另一個實(shí)施例，上述用于淬火加熱零件的淬火裝置包括一旋轉(zhuǎn)淬火筒，它有一輸入端和一輸出端。該輸入端包括一個底部元件。一個淬火斜槽輸運(yùn)加熱過的零件到旋轉(zhuǎn)淬火筒。一個可轉(zhuǎn)動接頭將淬火斜槽連接于旋轉(zhuǎn)淬火筒，這樣使旋轉(zhuǎn)淬火筒可相對于淬火斜槽轉(zhuǎn)動。一個位于可轉(zhuǎn)動接頭上的保護(hù)元件保護(hù)可轉(zhuǎn)動接頭免于與加熱過的零件接觸。
依照本發(fā)明的另一個實(shí)施例，一個用于淬火加熱過的零件的淬火裝置包括一個旋轉(zhuǎn)淬火筒，它有一個輸入端和一個輸出端。一個淬火斜槽由一可轉(zhuǎn)動接頭可轉(zhuǎn)動地連接在旋轉(zhuǎn)淬火筒上，該斜槽將加熱過的零件傳送給旋轉(zhuǎn)淬火筒。一個保護(hù)裝置位于可轉(zhuǎn)動接頭上，用于保護(hù)可轉(zhuǎn)動接頭免于與加熱過的零件接觸。
依照本發(fā)明的另一個實(shí)施例，一個用于淬火加熱過的零件的淬火裝置包括一旋轉(zhuǎn)淬火筒，它具有一個輸入端和一個輸出端，還包括一個淬火斜槽，它用于將加熱過的零件傳送到旋轉(zhuǎn)淬火筒，還包括一可轉(zhuǎn)動接頭，它將淬火斜槽連接在旋轉(zhuǎn)淬火筒上，這樣使旋轉(zhuǎn)淬火筒可相對淬火斜槽轉(zhuǎn)動。一個軸承機(jī)構(gòu)位于旋轉(zhuǎn)淬火筒的輸出端，以便支承旋轉(zhuǎn)淬火筒的大部分重量。
依照本發(fā)明的另一個實(shí)施例，一種用于淬火加熱過的零件的方法，該方法使用了一個淬火裝置，該裝置包括一旋轉(zhuǎn)淬火筒，它有一個連接于淬火斜槽上的可轉(zhuǎn)動接頭，上述方法包括將加熱過的零件從一熔爐引進(jìn)旋轉(zhuǎn)淬火筒，它使用淬火劑流體提供動力。上述方法還包括給旋轉(zhuǎn)淬火筒在可轉(zhuǎn)動接頭處提供一保護(hù)元件，以保護(hù)可轉(zhuǎn)動接頭免于與加熱過的零件接觸。方法還包括從淬火劑流體中和從旋轉(zhuǎn)淬火筒的輸出端移出加熱過的零件。
隨著以后詳細(xì)的描述，本發(fā)明的進(jìn)一步的目的和優(yōu)點(diǎn)將變得更明顯，構(gòu)成本發(fā)明特征的發(fā)明新穎性特征將在附帶于本說明書并構(gòu)成其一部分的權(quán)利要求書中具體指出。
附圖的簡要說明本發(fā)明的這些和其它方面和優(yōu)點(diǎn)將由于下面優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述，同時(shí)結(jié)合附圖而變得更加明顯，其中


圖1是按照本發(fā)明的一個實(shí)施例的透視圖；圖2是按照本發(fā)明的一個實(shí)施例的側(cè)視圖，部分剖視圖，它顯示了剖視熔爐的局部和剖視液體淬火系統(tǒng)的一部分，大體上沿圖1的2-2平面剖視；圖3是按照本發(fā)明的一個實(shí)施例的淬火系統(tǒng)淬火箱端部的正視圖；圖4是按照本發(fā)明的一個實(shí)施例的淬火系統(tǒng)的頂視平面圖；圖5是按照本發(fā)明的一個實(shí)施例的大體上沿圖4中5-5平面的放大局部剖視圖；圖6是按照本發(fā)明的一個實(shí)施例的局部側(cè)視圖；圖7是按照本發(fā)明的一個實(shí)施例的局部頂視平面圖；圖8是按照本發(fā)明的一個實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)淬火筒、軸承和淬火斜槽的側(cè)視圖；圖9A是按照本發(fā)明的一個實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)淬火筒、軸承和淬火斜槽的側(cè)視圖和淬火箱的橫剖側(cè)視圖；圖9B是圖9A中標(biāo)號B部分的放大正視圖；圖10是按照本發(fā)明的一個實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)淬火筒和軸承的側(cè)視圖；和圖11是按照本發(fā)明的一個實(shí)施例的保護(hù)元件的透視圖；優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述下面將結(jié)合本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例描述本發(fā)明，應(yīng)理解并不意味著將發(fā)明局限于那些實(shí)施例中。相反，發(fā)明應(yīng)覆蓋包含在所附權(quán)利要求書限定的發(fā)明構(gòu)思和范圍內(nèi)的所有變型，修改和等同物。
參照附圖一般了解本發(fā)明的特征。在附圖中，同一參照數(shù)字用于指明相同元件。
圖1顯示了一個液體淬火系統(tǒng)，一般地由參照數(shù)字20指明。如圖2所示，本發(fā)明的液體淬火系統(tǒng)用于連續(xù)式爐，如活動平底式爐21中，但它只是代表可用于本發(fā)明的幾種不同類型的熔爐中的一種。
圖2所示的熔爐21，用于更好地顯示淬火系統(tǒng)和熔爐間的關(guān)系。通常用于處理小零件的幾種不同類型的熔爐中的任何一種，例如活動平底式爐、搖動平底式爐或運(yùn)輸帶式爐，都可與本發(fā)明的淬火系統(tǒng)一起很好地工作。在這些熔爐的任何一種中，欲熱處理的零件移動穿過熔爐，同時(shí)它們沿著一個與參照數(shù)字22所指明的相類似的爐底被加熱，這些欲熱處理的零件通常包括小零件，如螺釘、螺母、墊圈、螺栓或銷子，它們的尺寸范圍從小于一盎司到幾鎊不等。在這些零件到達(dá)爐底22的端部后，它們由于重力并通過卸料通道23或類似的裝置自動地卸出。在熔爐卸料通道的底部提供有一法蘭盤24。
一個淬火連接器25緊固于熔爐的底端，緊接在卸料通道23的下邊。連接方法可以由一螺母螺栓裝置來完成，將淬火連接器上的法蘭盤26連接在熔爐法蘭盤24上。雖然附圖中未示出，但可將石棉繩或類似的材料置于兩法蘭盤之間，以便當(dāng)在控制氣氛下進(jìn)行熱處理時(shí)保持一氣密密封。正如將在本說明書后面要詳細(xì)解釋的那樣，本發(fā)明的淬火系統(tǒng)良好地適合維持密封，以便在淬火處理過程中防止控制氣氛的泄漏或污染。
整個液體淬火系統(tǒng)可以支承在如參照數(shù)字28所標(biāo)示的工作臺或滑板上，使其成為一整體的、自持的單元，該單元可以僅僅通過上述的淬火連接器連接在熔爐上，從而可簡易地與任何現(xiàn)有的熔爐裝置相連。當(dāng)然還需要其它合適的動力連接以及為了提供淬火劑而連接各種管道。但是不必要為淬火系統(tǒng)的安裝和維護(hù)熱處理設(shè)備而挖掘任何凹坑(Pits)，人們已證實(shí)它是一個昂貴的，費(fèi)時(shí)的而且沉重的工作。
工作臺28支承著在任何時(shí)候都承載系統(tǒng)中的絕大部分淬火液體的油箱29，連通油箱29和淬火連接器25的是一供應(yīng)管道31，它從油箱29向淬火連接器25向上形成一角度。管道31用于在淬火斜槽內(nèi)維持一淬火劑水位，其稍微在連接器25預(yù)部下方，管道31在下述原理下工作，即在正常壓力下，液體在任何互連的罐柱內(nèi)找準(zhǔn)其自身的水位。
由圖2和6所示，分別顯示在圖2和6中的管道31和131雖然不都以相同角度傾斜，但卻都是傾斜的。通過管道31和131保持在大約15°-20°的傾斜角上，使淬火劑本身提供了一個有效的密封，防止用于熔爐21中的任何控制氣氛的泄漏和污染。雖然未顯示在附圖中，但也可以在一水平管道中通過在該管道中設(shè)置一垂直的懸浮壁來提供密封。這種壁延伸于淬火劑一般操作的水位以下，并且與傾斜的管道31和131相同的方式形成液體密封，以防止任何氣體通過管道。不管在淬火系統(tǒng)正常操作過程中可能發(fā)生任何淬火劑水位的變化，傾斜的供應(yīng)管道或是帶有一垂直懸浮壁的水平管道在管道中都可以保持液體密封。
因此，由于淬火油箱29通過管道31連通，淬火連接器25包含一初始體積的淬火劑，從而來自熔爐21的零件或熱處理過的工件能夠落入初始體積的淬火劑中。當(dāng)零件落入淬火斜槽連接器25中之后，它們借助于一個漏斗形或錐形元件33的裝置引導(dǎo)入淬火斜槽34中。理想情況是保持淬火劑水位在漏斗型元件33以上約2英寸的地方。如果水位太低，空氣可能引入淬火斜槽中，如果水位太高，則在淬火劑表面無法形成減小飛濺的湍流。
同樣與油箱29相連的是一個淬火劑進(jìn)料管道36。一個泵39包含于進(jìn)料管道36中，用于將淬火劑從油箱泵送進(jìn)淬火斜槽中，該泵的詳細(xì)描述沒有包含在本發(fā)明內(nèi)，任何合適的液體泵，如離心型泵39或是在另一實(shí)施例中的垂直管線泵139都可以使用。由于泵的容量因安裝而有所差異，可以發(fā)現(xiàn)每分鐘400-450加侖的泵能很好地與每小時(shí)300鎊的移動平底式爐協(xié)作。
通過進(jìn)料管道36泵送的一定數(shù)量的淬火劑，進(jìn)入漏斗33外側(cè)和低于漏斗33頂端的淬火連接器25。如圖4和5所示，漏斗33與淬火連接器25和淬火斜槽34同心。漏斗33端結(jié)在一伸進(jìn)淬火斜槽內(nèi)的直圓筒部分41。直圓筒部分41與淬火斜槽34同心并具有一比斜槽小的直徑，這樣就形成了一環(huán)形空間42。位于環(huán)形空間上方并在漏斗33頂端下方的是一水平壁43，它阻止泵送的淬火劑進(jìn)入熔爐中。該環(huán)形空間42的面積小于進(jìn)料管道36的橫截面積并小于漏斗的部分41的橫截面積，還小于淬火斜槽34的橫截面積。當(dāng)淬火劑由進(jìn)料管道36泵送入淬火連接器25，并迫使通過環(huán)形空間42時(shí)，增加的淬火液體的速度更提高了。該增加的淬火劑的高速度向下運(yùn)載熱處理零件通過淬火斜槽，并向上進(jìn)入淬火斜槽的傾斜部分35。當(dāng)然，該具體的壓力和速度因不同的應(yīng)用而有所不同，并依據(jù)下述情況而有所差異，即熱處理工件的尺寸和重量，淬火劑的粘度，各管道和淬火斜槽的尺寸，當(dāng)然還包括在淬火斜槽的傾斜部分，工件必須運(yùn)載過的距離或高度。具體分析考慮到上述所有參數(shù)而可能發(fā)生的變化，沒有對斜槽部分35的最大傾斜角做出特別的確定。但是已發(fā)現(xiàn)當(dāng)向上傾斜部分35處于相對水平面約25°角的位置時(shí)，淬火系統(tǒng)的功能很好。
擋板元件，如垂直擋板44，設(shè)置于淬火連接器內(nèi)，在水平壁43上方，以便減少漩渦和去除旋渦蹤跡，其是由從環(huán)形空間42泵送的增加的淬火劑通過漏斗33的淬火劑和工件的吸出而產(chǎn)生的。
參照數(shù)字48所指明的旁路式熱交換器可與進(jìn)料管道36平行地使用。該熱交換器48可以有各種合適的設(shè)計(jì)，本發(fā)明沒有包括其具體詳細(xì)內(nèi)容。雖然附圖中未顯示，但還可包括適合的閥裝置，以便允許控制以旁路形式通過熱交換器的淬火劑數(shù)量。
淬火斜槽34的出口端延伸進(jìn)油箱29。在附圖中顯示的本實(shí)施例中，淬火斜槽穿過油箱壁，盡管淬火斜槽當(dāng)然可以僅僅是伸過油箱頂部。但是，為了盡可能地保持一個緊湊的系統(tǒng)，并且不需要使淬火傳送系統(tǒng)將熱處理工件運(yùn)送超過不必要的高度，所以最好是使淬火斜槽的傾斜部分35穿過油箱29的壁，如圖2和6中所示。
在淬火斜槽的卸料端，提供了一偏轉(zhuǎn)器元件(deflector)51。偏轉(zhuǎn)器元件51如此構(gòu)型，以便使從斜槽中顯露出的淬火劑和零件的組合件向下偏轉(zhuǎn)，同時(shí)減小它們的橫向速度分量。為了允許所有淬火劑回到淬火油箱中(或至少是很高百分比的液體返回到油箱，因?yàn)榭傆幸欢〝?shù)量的淬火劑粘附在工件上，并隨“干燥”工件帶走)，系統(tǒng)提供了分離器或分離裝置，一般由參照數(shù)字53指出。
理想情況是要求避免淬火劑的飛濺，并且減小撞到偏轉(zhuǎn)器51上的零件的噪聲。所以淬火劑和零件的組合件在低于淬火油箱中淬火劑正常水位的位置處從淬火斜槽中卸料。盡管如此，低于淬火劑水位卸出淬火斜槽流出物的一個更重要的方面在于，它避免了淬火劑的曝氣，特別是當(dāng)油作為淬火劑時(shí)更是如此。該曝氣對于淬火劑質(zhì)量的有害影響是眾所周知的。雖然工件當(dāng)然可以卸進(jìn)安置在油箱29內(nèi)的一帶孔的容器或隔板內(nèi)，該容器或隔板用于收集零件，以便通過分離操作最終從油箱中回收零件，但是這種安置方法不能與連續(xù)自動操作一起工作，該連續(xù)自動操作如預(yù)計(jì)的使用活動平底式爐，搖動平底式爐或是傳送帶型爐。類似地，雖然可采用一個網(wǎng)孔傳送帶或帶孔的翻斗裝置，但這些安置僅僅是部分地解決下述問題，即在已有技術(shù)中遇到的坑型淬火系統(tǒng)的機(jī)械搬運(yùn)類型的問題，因?yàn)榱慵€是要丟失在淬火油箱內(nèi)，并且造成零件阻塞，或者是造成需要修理傳送系統(tǒng)的后果。
本發(fā)明的分離裝置53包括一個由多孔材料制成的大體上封閉的結(jié)構(gòu)，它避免了任何零件的損失，并且允許淬火劑流過，該淬火劑至少部分在淬火油箱中。該分離裝置53被支承并相對水平線成一角度地旋轉(zhuǎn)。安置一個用于接收偏轉(zhuǎn)后的零件和淬火劑的筒54，用于圍繞淬火斜槽的傾斜部分35旋轉(zhuǎn)，并且由軸承210旋轉(zhuǎn)的支承。位于卸料端的軸56被旋轉(zhuǎn)的支承在油箱上。筒54的接收端位于油箱29內(nèi)，低于淬火劑的水位，并且比筒的卸料端低，筒的卸料端稍微伸延于油箱之上。為方便起見，軸56連同各種驅(qū)動元件支承在安裝于淬火油箱29上的架子59上，該驅(qū)動元件一般由參照數(shù)字58指出。
如圖8所示，筒54的下端具有一端壁元件60，它帶有一中心孔，孔周圍形成密封件202，它的作用是使筒54圍繞淬火斜槽的傾斜部分35旋轉(zhuǎn)時(shí)作為支承表面。當(dāng)筒安裝于淬火斜槽上時(shí)，筒的下端或接收端的壁60是封閉的，由此避免了任何零件落進(jìn)油箱29中。另外，一保護(hù)元件201，例如一錐形法蘭盤，可以連接于淬火斜槽的傾斜部分35的端部，以保證零件不會與密封件202接觸。保護(hù)元件201避免了零件與密封件接觸和造成損傷，由此，也就避免了零件本身穿過密封件并落進(jìn)油箱29中。保護(hù)元件可以由任何公知的連接裝置與淬火斜槽35相連，其中包括調(diào)節(jié)螺釘，套環(huán)和過盈配合。如圖11所示，保護(hù)元件201的最佳結(jié)構(gòu)是錐形，它從淬火斜槽35延伸并伸展，以便與筒54的端壁元件60接觸或接近于接觸。
在筒54內(nèi)包含有一螺旋板62，它做為淬火件的一個螺旋傳送器。螺旋板62將零件運(yùn)出淬火油箱，并將其存放進(jìn)與淬火系統(tǒng)鄰近的合適接收器內(nèi)。或者，零件可以從分離裝置53卸進(jìn)另一連續(xù)傳送裝置，以便將完全熱處理過和淬火過的零件運(yùn)送到另一個位置，以進(jìn)行進(jìn)一步加工、儲存或運(yùn)輸。螺旋板62的一部分從圖2中刪除了，以便更好地顯示偏轉(zhuǎn)器51。傾斜的螺旋板能夠減少淬火劑的帶走量，因?yàn)楫?dāng)零件移上旋轉(zhuǎn)的筒54時(shí)，它們處于有效的“翻轉(zhuǎn)干燥”狀態(tài)。
在某種情況下，有可能發(fā)生零件在過快的速度下輸運(yùn)過淬火斜槽的情況，速度過快以至不能進(jìn)行完全地淬火處理。通常，在零件輸運(yùn)過淬火斜槽并被攪拌時(shí)，零件和淬火劑間的初始接觸足以使零件的所有表面面積完全暴露，以便徹底和有效地淬火該表面。但是，對于一些大的零件，需要浸沒在淬火劑中更長時(shí)間。由此，在本發(fā)明中，當(dāng)零件從淬火斜槽35的出口端顯露出后，它們保持在盛載于筒54的較低的浸沒的接收端內(nèi)的淬火劑中。這樣在零件由安置在旋轉(zhuǎn)筒54內(nèi)的螺旋板裝置62傳送出之前，它們經(jīng)歷了附加的淬火周期過程。
傾斜旋轉(zhuǎn)的，多孔的分離裝置53的圓周壁還充當(dāng)了一個過濾器，以便從淬火劑中去除當(dāng)零件通過淬火斜槽時(shí)從零件上掉下來的鱗片。
筒54的驅(qū)動機(jī)構(gòu)可包括任何合適的動力源和傳輸裝置。例如，如圖1到4中所示，驅(qū)動機(jī)構(gòu)58包括一帶有鏈輪65的馬達(dá)64，它通過鏈66驅(qū)動鍵結(jié)在軸56上的齒輪67。
如圖6和7所示的另一個實(shí)施例與上述討論的實(shí)施例主要不同在于，增加的淬火劑泵送入淬火環(huán)路的方法方面。當(dāng)然還存在一些其它的微小區(qū)別，如前面提到的供應(yīng)管道傾斜角上的差別，該供應(yīng)管道在另一實(shí)施例中由數(shù)字131表示。再如泵的類型不同，該泵在另一實(shí)施例中由數(shù)字139標(biāo)示。在另一實(shí)施例中，進(jìn)料管道136不是與淬火連接器125相連，而是與淬火斜槽134直接相連于138處，此處大約是斜槽由向下、大體垂直的斜槽轉(zhuǎn)向到向上、傾斜的水平部分135的位置。淬火斜槽的入口端的一個擴(kuò)張部分本身形成了漏斗133。擋板元件144設(shè)置在淬火連接器125內(nèi)，以減小任何旋渦或渦流。在連接點(diǎn)138處，進(jìn)料管道136大體水平，這樣，高速淬火劑水平地引入淬火斜槽134中。在零件由重力落過垂直部分134后，該水平注入的、高速淬火劑粘著零件，并向上運(yùn)送零件到傾斜部分135外。淬火劑和工件的組合件從淬火斜槽的傾斜部分顯露出，并撞擊偏轉(zhuǎn)器51，偏轉(zhuǎn)器51與圖2顯示的實(shí)施例中描述的偏轉(zhuǎn)器類似，然后，組合件落入上面討論的分離裝置53內(nèi)。
圖8是旋轉(zhuǎn)淬火筒54，軸承210和傳送斜槽35的傾斜部分的側(cè)視圖。旋轉(zhuǎn)淬火筒54相對于傳送斜槽35，圍繞可轉(zhuǎn)動接頭202旋轉(zhuǎn)。保護(hù)元件201位于旋轉(zhuǎn)淬火筒54內(nèi)，如圖8所示，并且保護(hù)可轉(zhuǎn)動接頭202，以便避免使其與傳送過該系統(tǒng)的金屬零件接觸。保護(hù)元件201可形成為第一錐形法蘭盤，它從傳送斜槽35的傾斜部分端部延伸，以便與旋轉(zhuǎn)淬火筒的端壁元件60接觸或接近接觸。由此，元件就避免了與可轉(zhuǎn)動接頭202的接觸。
軸承210可位于旋轉(zhuǎn)淬火筒的外側(cè)，并鄰近于旋轉(zhuǎn)淬火筒54的輸出端。設(shè)計(jì)軸承210與軸承軸231相連，用于向旋轉(zhuǎn)淬火筒54提供懸臂梁式支承。由于旋轉(zhuǎn)淬火筒的大部分重量由軸承210和軸承軸231支承，從而可轉(zhuǎn)動接頭202不必要向旋轉(zhuǎn)淬火筒54提供大量支承。于是，可轉(zhuǎn)動接頭202的損壞就得到有效地避免，并且就全然消除了在可轉(zhuǎn)動接頭202處的重型軸承或任何其它軸承的需求。
圖9A是本發(fā)明另一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)淬火筒54，軸承210和傳送斜槽35的傾斜部分的側(cè)視圖。這一實(shí)施例包括旋轉(zhuǎn)淬火筒的管狀延伸部分221，它通過法蘭盤接頭220改型裝配在現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)淬火筒54上。該旋轉(zhuǎn)淬火筒管狀延伸部分221提供了用于將軸承210連接在旋轉(zhuǎn)淬火筒54上的連接裝置。一旦現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)淬火筒54經(jīng)改型，以便包括旋轉(zhuǎn)淬火筒管狀延伸部分221，軸承210和軸承軸231后，在傳送斜槽的傾斜部分35和旋轉(zhuǎn)淬火筒54之間提供可轉(zhuǎn)動支承的原有的軸承結(jié)構(gòu)，就可完全去除，或由包括可轉(zhuǎn)動接頭202的另一結(jié)構(gòu)替代。然后可安置保護(hù)元件201來保護(hù)可轉(zhuǎn)動接頭202，以免使其與工件接觸。
圖9B是圖9A中標(biāo)號B內(nèi)區(qū)域的一放大視圖。保護(hù)元件201連接于傳送斜槽的傾斜部分35的一端，該端位于旋轉(zhuǎn)淬火筒54內(nèi)部。如圖9B所示，可轉(zhuǎn)動接頭202包括一傳送斜槽連接部分205，連接部分205將旋轉(zhuǎn)淬火筒54連接在可轉(zhuǎn)動接頭202上；一傳送斜槽環(huán)狀軸承206；以及一旋轉(zhuǎn)淬火筒連接部分207，連接部分207將可轉(zhuǎn)動接頭202連接在旋轉(zhuǎn)淬火筒54上。然而，可設(shè)想其它的結(jié)構(gòu)構(gòu)成可轉(zhuǎn)動接頭202，如由塑料，金屬，陶瓷或其它材料制成的單個環(huán)形磨擦軸承，該單個環(huán)狀磨擦軸承可包含潤滑裝置，以便于旋轉(zhuǎn)淬火筒54相對于淬火斜槽35的轉(zhuǎn)動。
另外，可設(shè)想可轉(zhuǎn)動接頭202全然不包括任何軸承結(jié)構(gòu)，只在旋轉(zhuǎn)淬火筒54和淬火斜槽35的傾斜部分間包含開式連接。由于旋轉(zhuǎn)淬火筒54位于淬火油箱29內(nèi)，所以任何流過可轉(zhuǎn)動接頭202的淬火劑都能回收進(jìn)淬火油箱29內(nèi)。
圖10是按照本發(fā)明另一實(shí)施例的旋轉(zhuǎn)淬火筒54的側(cè)視圖。一個環(huán)狀軸承212由一筒托座211連接在旋轉(zhuǎn)淬火筒管狀延伸部分221上。環(huán)狀軸承212由一固定托座213安置于軸承軸231和軸承支承板232上。一個滴液槽240安置在筒托座211、環(huán)狀軸承212和固定托座213的下側(cè)，用于接納在旋轉(zhuǎn)淬火筒54的輸出端釋放的任何過量的淬火劑。
圖11是一按照本發(fā)明另一實(shí)施例的保護(hù)元件的透視圖。保護(hù)元件201可構(gòu)型成一錐體或燈罩的形式，并在結(jié)構(gòu)的小口徑端包括一個保護(hù)元件連接器203。如圖11所示，該保護(hù)元件連接器203包括一裝配在保護(hù)元件頸部204上的環(huán)狀夾。該環(huán)狀夾連接器可被鎖緊，使頸部204夾緊靠在傳送斜槽35傾斜部分的外端，以便使保護(hù)元件201連接在傳送斜槽35上。可設(shè)想保護(hù)元件連接器包括其它已知的連接裝置，而不是一個環(huán)狀夾連接器，如提供在頸部204上的調(diào)節(jié)螺釘，或是頸部204在傳送斜槽35上的過盈配合，或是焊接，或是本領(lǐng)域已知的任何其它連接裝置。保護(hù)元件201可以由任何合適的材料制成，該材料能承受住旋轉(zhuǎn)淬火筒54內(nèi)的工作環(huán)境。選擇制成保護(hù)元件201的一些材料，例如，耐熱塑料，金屬，凱夫拉爾(Kevlar)，金屬網(wǎng)和陶瓷。
雖然已顯示和描述了本發(fā)明的具體實(shí)施例，但對于那些熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人們來說，在不背離本發(fā)明廣義方面的情況下，可做出多種變型和修改，因此，在待批的權(quán)利要求書中，期望覆蓋符合本發(fā)明真正實(shí)質(zhì)和范圍的所有這些變型和修改。
權(quán)利要求
1.用于淬火加熱的零件的淬火裝置，包括一具有一輸入端和一輸出端的旋轉(zhuǎn)淬火筒，該輸入端包括一底部元件；一用于向旋轉(zhuǎn)淬火筒傳送加熱的零件的、連接在旋轉(zhuǎn)淬火筒上的淬火斜槽；一將淬火斜槽連接于旋轉(zhuǎn)淬火筒的可轉(zhuǎn)動接頭，以使旋轉(zhuǎn)淬火筒可相對于淬火斜槽轉(zhuǎn)動，和一位于可轉(zhuǎn)動接頭上的保護(hù)元件，以保護(hù)可轉(zhuǎn)動接頭免于接觸加熱的零件。
2.按照權(quán)利要求1的淬火裝置，其中保護(hù)元件的構(gòu)形如一錐形法蘭盤，其具有一小直徑端和一大直徑端。
3.按照權(quán)利要求2的淬火裝置，其中保護(hù)元件的大直徑端從保護(hù)元件的小直徑端延伸，并與旋轉(zhuǎn)淬火筒的輸入端的底部元件相接觸，其中一連接元件將該保護(hù)元件的小直徑端連接于淬火斜槽。
4.按照權(quán)利要求1的淬火裝置，其中還包括，用于從旋轉(zhuǎn)淬火筒的輸出端支承旋轉(zhuǎn)淬火筒的大部分重量的懸臂梁裝置，以使旋轉(zhuǎn)淬火筒可相對淬火斜槽旋轉(zhuǎn)。
5.按照權(quán)利要求1的淬火裝置，其中還包括，一位于旋轉(zhuǎn)淬火筒外側(cè)的軸承，用于支承旋轉(zhuǎn)淬火筒的大部分重量，同時(shí)允許旋轉(zhuǎn)淬火筒相對于淬火斜槽轉(zhuǎn)動。
6.按照權(quán)利要求5的淬火裝置，其中軸承是一環(huán)形軸承，并位于旋轉(zhuǎn)淬火筒的輸出端。
7.按照權(quán)利要求5的淬火裝置，其中還包括，一連接在旋轉(zhuǎn)淬火筒的輸出端的管狀延伸部分，其中軸承安置在管狀延伸部分上。
8.按照權(quán)利要求5的淬火裝置，其中還包括，一與軸承相連的軸承支架，用于向軸承提供支承。
9.按照權(quán)利要求8的淬火裝置，其中軸承和軸承支架位于旋轉(zhuǎn)淬火筒的輸出端，并共同協(xié)作向旋轉(zhuǎn)淬火筒提供一懸臂梁式支承。
10.用于淬火加熱的零件的淬火裝置，包括一具有一輸入端和一輸出端的旋轉(zhuǎn)淬火筒；一淬火斜槽，用于將加熱的零件傳送給旋轉(zhuǎn)淬火筒；一可轉(zhuǎn)動接頭，用于將旋轉(zhuǎn)淬火筒可轉(zhuǎn)動地連接于淬火斜槽；和保護(hù)裝置，位于可轉(zhuǎn)動接頭上，用于保護(hù)可轉(zhuǎn)動接頭免于接觸加熱的零件。
11.按照權(quán)利要求10的淬火裝置，其中保護(hù)裝置是一燈罩狀結(jié)構(gòu)，它具有一小直徑端和一大直徑端。
12.按照權(quán)利要求11的淬火裝置，其中還包括，一將保護(hù)裝置的小直徑端連接在淬火斜槽上的連接元件，其中保護(hù)裝置的大直徑端向旋轉(zhuǎn)淬火筒的輸入端延伸。
13.按照權(quán)利要求10的淬火裝置，其中還包括，一位于旋轉(zhuǎn)淬火筒外側(cè)的軸承，用于支承旋轉(zhuǎn)淬火筒的大部分重量，同時(shí)允許旋轉(zhuǎn)淬火筒相對于淬火斜槽旋轉(zhuǎn)。
14.用于淬火加熱的零件的淬火裝置，包括一具有一輸入端和一輸出端的旋轉(zhuǎn)淬火筒；一淬火斜槽，用于將加熱的零件傳送給旋轉(zhuǎn)淬火筒；一將淬火斜槽連接于旋轉(zhuǎn)淬火筒輸入端的可轉(zhuǎn)動接頭，以使旋轉(zhuǎn)淬火筒可相對淬火斜槽轉(zhuǎn)動；和位于旋轉(zhuǎn)淬火筒的輸出端的軸承裝置，用于支承旋轉(zhuǎn)淬火筒的大部分重量。
15.按照權(quán)利要求14的淬火裝置，其中軸承裝置包括一環(huán)狀軸承，它位于旋轉(zhuǎn)淬火筒的外側(cè)并與一軸承支架相連。
16.按照權(quán)利要求14的淬火裝置，其中軸承裝置為旋轉(zhuǎn)淬火筒提供一懸臂梁式的支承。
17.按照權(quán)利要求14的淬火裝置，其中還包括，一位于可轉(zhuǎn)動接頭上方的保護(hù)元件，以保護(hù)接頭免于與加熱的零件接觸。
18.按照權(quán)利要求17的淬火裝置，其中保護(hù)元件如同一錐形法蘭盤的形狀。
19.按照權(quán)利要求14的淬火裝置，其中還包括，位于可轉(zhuǎn)動接頭上方的保護(hù)裝置，用于保護(hù)接頭免于與加熱的零件接觸。
20.一種用于淬火加熱的零件的方法，該方法使用一淬火裝置，它包括一具有一入口端和一出口端的旋轉(zhuǎn)淬火筒，和一連接于淬火斜槽的可轉(zhuǎn)動接頭，上述萬法包括從一熔爐向旋轉(zhuǎn)淬火筒引進(jìn)加熱的零件，使用淬火劑流體提供驅(qū)動力；在可轉(zhuǎn)動接頭處提供帶保護(hù)元件的旋轉(zhuǎn)淬火筒，以保護(hù)可轉(zhuǎn)動接頭免于接觸加熱的零件；和從淬火劑流體中和從旋轉(zhuǎn)淬火筒的一出口端移出加熱的零件。
21.按照權(quán)利要求20的用于淬火加熱的零件的方法，其中還包括，用一軸承和軸承支架支承旋轉(zhuǎn)淬火筒的大部分重量，該軸承和軸承支架位于旋轉(zhuǎn)淬火筒的出口端。
22.按照權(quán)利要求21的用于淬火加熱的零件的方法，其中軸承位于旋轉(zhuǎn)淬火筒的外側(cè)。
23.按照權(quán)利要求20的用于淬火加熱的零件的方法，其中還包括，改型旋轉(zhuǎn)淬火筒裝配管狀延伸部分；和用一位于管狀延伸部分上的軸承支承旋轉(zhuǎn)淬火筒的大部分重量，該軸承由一軸承支架支承。
全文摘要
用于對從熔爐卸料的小零件進(jìn)行熱處理的液體淬火系統(tǒng)(20),包括一軸承(210)和軸承支架(231),它們向旋轉(zhuǎn)淬火筒(53)提供懸臂梁式的支承。一將旋轉(zhuǎn)淬火筒(53)可轉(zhuǎn)動地連接于傳送斜槽(35)的可轉(zhuǎn)動接頭(202),不對旋轉(zhuǎn)淬火筒(53)提供主要支承。所以,該可轉(zhuǎn)動接頭(202)可不包括任何軸承,或者可以是一個廉價(jià)的,容易制造的軸承或其它接合裝置。一保護(hù)元件(201)連接于傳送斜槽(35)的輸出端,并保護(hù)可轉(zhuǎn)動接頭(202)免于損壞并免于與淬火中的金屬零件接觸。
文檔編號C21D1/62GK1263564SQ99800521
公開日2000年8月16日 申請日期1999年3月18日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月19日
發(fā)明者理查德·M·羅伯茨, 邁克爾·A·施米特 申請人:塞科/沃威克公司