[发明专利]用于复杂轮廓波纹管的热处理装置及其热处理方法

说明书

本发明提供一种用于复杂轮廓波纹管的热处理装置，感应加热机构、淬火冷却单元组件、旋转升降平台和底板自上而下依次安装。在感应加热机构中，伺服电机的外壳和固定环的内侧固定连接，伺服电机的输出端和蜗杆的输入端固定连接，圆形感应线圈和阴阳型蜗轮的内侧连接；阴阳型蜗轮，包括导磁体和非导磁体，导磁体和非导磁体分别占阴阳型蜗轮的一半，阴阳型蜗轮在圆形感应线圈上呈圆周阵列排布。本发明的热处理方法，运用导磁体能够改变磁通密度和方向的原理，根据正弦形波纹管加热的轮廓形状实时调控阴阳型蜗轮的转速和转角，实现对正弦形波纹管的均匀热处理，保证淬硬层的连续性，同时适用于不同波纹周期和波峰高度的正弦形波纹管。

技术领域

本发明涉及管材热处理领域，特别涉及一种用于复杂轮廓波纹管的热处理装置及其热处理方法。

背景技术

换热器是一种常见的核电厂安全设备，同时在化工、能源、制冷、冶金等众多领域都有广泛应用，强化换热器的换热能力一直都是国内外学者的重点研究方向。波纹管是一种基于强化传热技术提出的异型结构换热管道，其管道壁面由多组相切的圆弧构成，具有换热效率高、热补偿能力强、不易结垢等诸多优点。在实际工程应用中，通过减小波纹周期或增加波峰高，强化波纹管流体产生二次流，从而降低其流体的流动阻力，以提升其换热性能，所以波纹管不仅长期处于高温高压的工作环境，其波峰处还要额外承受二次流的冲击，使波纹管在使用过程中发生疲劳损伤、应力腐蚀、变形裂纹等缺陷，缩短了波纹管的使用寿命，因此对波纹管进行表面强化，实施表面热处理来进一步保障其工作的可靠性和安全性就显得尤为重要。

目前，由于波纹管复杂的外形轮廓，传统的圆形线圈对其加热后其淬硬层并不均匀，在波峰处容易出现应力集中的现象；同时，也因为波纹管复杂的外形轮廓，仿形线圈的制作成本高且适用范围小，只能对某一种型号的波纹管进行感应加热。

发明内容

基于现有技术存在的问题，本发明提供一种用于复杂轮廓波纹管的热处理装置及其热处理方法，主要是为了能够用于复杂轮廓的波纹管进行感应热处理，确保波纹管淬硬层的连续性，完成波纹管的表面强化，进一步保障其工作的可靠性和安全性。

本发明提供了一种用于复杂轮廓波纹管的热处理装置，其包括感应加热机构、淬火冷却单元组件、旋转升降平台、控制单元组件和底板，所述感应加热机构、所述淬火冷却单元组件、所述旋转升降平台和所述底板自上而下依次安装。所述感应加热机构包括一道次感应加热机构和二道次感应加热机构组成，具体包括固定环、伺服电机、蜗杆、圆形感应线圈、固定柱和阴阳型蜗轮，所述固定柱的下端和所述底板的上表面固定连接，所述固定柱的上端和所述固定环的外侧连接，所述伺服电机的外壳和所述固定环的内侧固定连接，所述伺服电机的输出端和所述蜗杆的输入端固定连接，所述蜗杆和所述阴阳型蜗轮啮合，所述圆形感应线圈和所述阴阳型蜗轮的内侧连接。所述圆形感应线圈的截面为中空薄壁圆管状，所述圆形感应线圈的两端分别设有正极连接板和负极连接板，所述正极连接板在远离负极连接板的外侧设有进水口，所述负极连接板在远离正极连接板的外侧设有出水口。所述淬火冷却单元组件，其包括淬火液喷洒圈和淬火液入口，所述淬火液喷洒圈的外侧和所述固定柱的中下端固定连接，所述淬火液喷洒圈的内侧均匀分布着小孔，所述淬火液喷洒圈的输入端和所述淬火液入口连接；波纹管和所述旋转升降平台的上端装配连接，所述旋转升降平台的下端和所述底板的上表面固定连接；所述控制单元组件，其包括智能控制中心、支撑杆、图像扫描仪和测温传感器，所述智能控制中心的下端和所述底板的上表面固定连接，所述支撑杆的下端和所述底板的上表面固定连接，所述支撑杆的上端分别与所述图像扫描仪和所述测温传感器的外壳固定连接，所述图像扫描仪和所述测温传感器的输出端分别与所述智能控制中心连接。

可优选的是，所述一道次感应加热机构、所述二道次感应加热机构、所述波纹管、所述淬火冷却单元组件和所述旋转升降平台的轴线在同一条直线上。

可优选的是，所述伺服电机在固定环内侧呈圆周阵列排布，所述阴阳型蜗轮在圆形感应线圈上呈圆周阵列排布，所述固定柱对称分布在所述固定环和所述淬火液喷洒圈的两侧，所述固定环和所述淬火液喷洒圈的外径相等。