燃气轮机叶片热处理的控温式冷却装置及其热处理方法

1.本发明属于控温式冷却装置技术领域，具体地说，涉及燃气轮机叶片热处理的控温式冷却装置。


背景技术：

2.燃气轮机广泛应用于飞机、船舶等领域，通常工作在高温、高压、高载荷、高腐蚀以及工况状态变化剧烈的极端条件下，极易产生疲劳失效，而叶片为燃气轮机的核心部件，其表面完整性控制对其工作性能与寿命有重要影响，项目针对燃气轮机叶片类典型复杂结构件进行精密磨削工艺实验和模拟仿真，研究精密磨削过程材料-磨粒相互作用机制、精密磨削温度场和应力-应变场及精密磨削热/力耦合作用规律、精密磨削表层烧伤及表层微观组织、显微硬度和残余应力形成机理，通过实验与测试研究表面完整性对疲劳的影响规律，分析疲劳强度应力集中的影响规律，通过端口形貌特征与疲劳仿真模型分析疲劳失效机制并最终获得疲劳约束的工艺控制方法，从而提高磨削加工后燃气轮机叶片的抗疲劳性能。
3.控温式冷却装置是一种通过控温效果，达成对于加工产品表面冷却加工效果的专业装置，在控温式冷却装置的实际使用过程中，由于传统冷却装置的制冷方式往往仅通过对温度调控的方式，对加工产品进行冷却，整体制冷流程速度较慢，而燃气轮机叶片热处理后的冷却过程，往往需要在极短的过程中，对燃气轮机叶片表面进行散热，传统类型冷却装置的冷却效率跟不上热处理的冷却速率需求，需要进行改进。
4.有鉴于此特提出本发明。


技术实现要素：

5.为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：
6.燃气轮机叶片热处理的控温式冷却装置，包括束风机构、传动机构和喷淋机构，所述束风机构包括顶框，所述顶框的上表面设置有壳体，所述壳体的上表面设置有上框架，所述上框架的内侧装有半导体冷凝片，所述上框架的上表面装有防尘透气网，所述壳体的内壁两侧均装有安装架，所述安装架之间装有限位杆，所述安装架之间装有双向螺杆，所述限位杆和双向螺杆的外表面设置有固定框，所述固定框的内侧开设有多级风槽和卡位槽，所述多级风槽的内侧设置有一级牵引机、二级牵引机和三级牵引机，所述一级牵引机、二级牵引机和三级牵引机均包括外框架和导向风机。
7.作为本发明的进一步方案：所述顶框的上表面开设有放置槽，所述放置槽套设在壳体的外表面，所述放置槽呈等间距分布，所述上框架的下表面四角位置均装有插杆，所述壳体的内侧四角位置均装有空心筒，所述空心筒套设在插杆的外表面。
8.作为本发明的进一步方案：所述固定框呈对称分布，所述固定框的外表面装有调节板，所述调节板的侧表面贯穿开设有螺孔和限位孔，所述限位孔套设在限位杆的外表面，所述双向螺杆与螺孔的内壁相啮合。
9.作为本发明的进一步方案：所述多级风槽包括一级风槽、二级风槽和三级风槽，所
述一级风槽、二级风槽和三级风槽分别套设在一级牵引机、二级牵引机和三级牵引机的外表面，所述卡位槽开设在多级风槽的内侧，所述外框架的外表面装有卡位环，所述卡位环与卡位槽的内壁相贴合，所述导向风机装在外框架的内侧，所述外框架设置为网状镂空结构。
10.作为本发明的进一步方案：所述传动机构包括侧框架，所述侧框架固定连接在顶框的两侧，所述侧框架之间装有一号传送带和铁质连接架，所述侧框架的前后端均装有隔温布，所述隔温布的外表面开设有开口，所述隔温布的底端装有磁块，所述磁块与铁质连接架相贴合。
11.作为本发明的进一步方案：所述铁质连接架的下表面装有电机和套件，所述电机的输出端装有导向架，所述导向架的内侧装有电动伸缩杆，所述套件的内侧转动连接有万向轴，所述万向轴的底端装有下框架，所述下框架的下表面两侧均装有滑轨，所述电动伸缩杆的输出端装有滑动轴，所述滑动轴的两端均滑动连接在滑轨的内侧。
12.作为本发明的进一步方案：所述下框架的内侧装有一号双轴气缸，所述一号双轴气缸的输出端装有支撑框，所述支撑框的内侧装有二号传送带。
13.作为本发明的进一步方案：所述喷淋机构包括支撑架，所述支撑架装在铁质连接架的下表面，所述支撑架的上表面装有放置框，所述放置框的内侧贯穿开设有排水槽，所述放置框的外表面两侧均装有支撑轴，所述支撑轴的顶端装有雾化器，所述雾化器的内侧设置有储液槽，所述储液槽的内侧填装有冷却液，所述储液槽的内侧插设有封盖，所述雾化器的输出端装有雾化喷头，所述雾化喷头呈等间距分布。
14.作为本发明的进一步方案：所述放置框的前端装有二号双轴气缸，所述二号双轴气缸的输出端装有推板，所述推板与放置框的内壁相贴合。
15.燃气轮机叶片的热处理方法，包括以下步骤：
16.s1：将燃气轮机叶片放置在锻造炉中控制炉温、保温时间和淬火时间，达成对于燃气轮机叶片的热处理效果；
17.s2：将燃气轮机叶片放置在放置框的内侧，通过雾化器的运作，将冷却液通过雾化喷头喷出，喷淋在燃气轮机叶片表面，通过二号双轴气缸的运作，带动推板进行位置调节，以此推动燃气轮机叶片进入传动机构内部，并确保燃气轮机叶片位于一号传送带的居中位置；
18.s3：通过半导体冷凝片进行制冷，通过多级风槽对于一级牵引机、二级牵引机和三级牵引机的位置进行限定，达成对于气流的束风效果，启动一级牵引机、二级牵引机和三级牵引机，通过导向风机的运作，带动空气流通，并基于尾流效应，达成对于气流的收束集中效果，达成更加强力的冷却效果，提升冷却速率，对燃气轮机叶片进行冷却处理；
19.s4：通过磁块对隔温布的位置进行限定，以此达成一号传送带上方空间的相对密封效果，并通过开口给燃气轮机叶片的导出提供空间，燃气轮机叶片在传送至一号传送带末端后，掉落在二号传送带表面，通过电机的运作，对导向架的方向进行调节，并通过电动伸缩杆的伸缩，带动滑动轴移动，以此对滑轨的方向和角度进行调节，并通过一号双轴气缸的运作，对支撑框的位置进行进一步调整，以此对传动机构的最终落点进行灵活支配，给后续加工步骤提供便捷。
20.有益效果：
21.1、在装配过程中，将外框架放置在多级风槽内侧，通过转动双向螺杆的方式，对调
节板的位置进行调节，以此调节两组固定框的间距，通过卡位槽对外框架进行固定，将插杆插入空心筒内侧，对上框架的位置进行限定，通过半导体冷凝片进行制冷，通过多级风槽对于一级牵引机、二级牵引机和三级牵引机的位置进行限定，达成对于气流的束风效果，启动一级牵引机、二级牵引机和三级牵引机，通过导向风机的运作，带动空气流通，并基于尾流效应，达成对于气流的收束集中效果，达成更加强力的冷却效果，提升冷却速率，对燃气轮机叶片进行冷却处理。
22.2、通过磁块对隔温布的位置进行限定，以此达成一号传送带上方空间的相对密封效果，并通过开口给燃气轮机叶片的导出提供空间，燃气轮机叶片在传送至一号传送带末端后，掉落在二号传送带表面，通过电机的运作，对导向架的方向进行调节，并通过电动伸缩杆的伸缩，带动滑动轴移动，以此对滑轨的方向和角度进行调节，并通过一号双轴气缸的运作，对支撑框的位置进行进一步调整，以此对传动机构的最终落点进行灵活支配，给后续加工步骤提供便捷。
23.3、将燃气轮机叶片放置在放置框的内侧，通过雾化器的运作，将冷却液通过雾化喷头喷出，喷淋在燃气轮机叶片表面，通过二号双轴气缸的运作，带动推板进行位置调节，以此推动燃气轮机叶片进入传动机构内部，并确保燃气轮机叶片位于一号传送带的居中位置。
24.下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步详细的描述。
附图说明
25.在附图中：
26.图1为本发明立体结构示意图；
27.图2为本发明束风机构示意图；
28.图3为本发明束风机构爆炸示意图；
29.图4为本发明图3的部分结构示意图；
30.图5为本发明传动机构爆炸示意图；
31.图6为本发明图5的仰视角示意图；
32.图7为本发明喷淋机构示意图；
33.图8为本发明喷淋机构爆炸示意图。
34.图中：1、顶框；2、壳体；3、上框架；4、半导体冷凝片；5、防尘透气网；6、安装架；7、限位杆；8、双向螺杆；9、固定框；10、多级风槽；11、卡位槽；12、一级牵引机；13、二级牵引机；14、三级牵引机；15、导向风机；16、侧框架；17、一号传送带；18、铁质连接架；19、隔温布；20、磁块；21、电机；22、导向架；23、电动伸缩杆；24、套件；25、万向轴；26、下框架；27、滑轨；28、一号双轴气缸；29、支撑框；30、二号传送带；31、支撑架；32、放置框；33、支撑轴；34、雾化器；35、封盖；36、雾化喷头；37、二号双轴气缸；38、推板。
具体实施方式
35.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明。
36.如图1至图4所示，燃气轮机叶片热处理的控温式冷却装置，包括束风机构、传动机
构和喷淋机构，束风机构包括顶框1，顶框1的上表面设置有壳体2，壳体2的上表面设置有上框架3，上框架3的内侧装有半导体冷凝片4，上框架3的上表面装有防尘透气网5，壳体2的内壁两侧均装有安装架6，安装架6之间装有限位杆7，安装架6之间装有双向螺杆8，限位杆7和双向螺杆8的外表面设置有固定框9，固定框9的内侧开设有多级风槽10和卡位槽11，多级风槽10的内侧设置有一级牵引机12、二级牵引机13和三级牵引机14，一级牵引机12、二级牵引机13和三级牵引机14均包括外框架和导向风机15。
37.在装配过程中，将外框架放置在多级风槽10内侧，通过转动双向螺杆8的方式，对调节板的位置进行调节，以此调节两组固定框9的间距，通过卡位槽11对外框架进行固定，将插杆插入空心筒内侧，对上框架3的位置进行限定，通过半导体冷凝片4进行制冷，通过多级风槽10对于一级牵引机12、二级牵引机13和三级牵引机14的位置进行限定，达成对于气流的束风效果，启动一级牵引机12、二级牵引机13和三级牵引机14，通过导向风机15的运作，带动空气流通，并基于尾流效应，达成对于气流的收束集中效果，达成更加强力的冷却效果，提升冷却速率，对燃气轮机叶片进行冷却处理。
38.具体的，如图3所示，顶框1的上表面开设有放置槽，放置槽套设在壳体2的外表面，放置槽呈等间距分布，上框架3的下表面四角位置均装有插杆，壳体2的内侧四角位置均装有空心筒，空心筒套设在插杆的外表面。
39.将插杆插入空心筒内侧，对上框架3的位置进行限定，通过放置槽能够实现对于壳体2的位置限定功能。
40.具体的，如图4所示，固定框9呈对称分布，固定框9的外表面装有调节板，调节板的侧表面贯穿开设有螺孔和限位孔，限位孔套设在限位杆7的外表面，双向螺杆8与螺孔的内壁相啮合。
41.通过限位孔在限位杆7表面的滑动，能够对固定框9的移动轨迹进行限定，通过螺孔能够实现双向螺杆8对于调节板的驱动功能。
42.具体的，如图4所示，多级风槽10包括一级风槽、二级风槽和三级风槽，一级风槽、二级风槽和三级风槽分别套设在一级牵引机12、二级牵引机13和三级牵引机14的外表面，卡位槽11开设在多级风槽10的内侧，外框架的外表面装有卡位环，卡位环与卡位槽11的内壁相贴合，导向风机15装在外框架的内侧，外框架设置为网状镂空结构。
43.该种设计是为了通过一级风槽、二级风槽和三级风槽对一级牵引机12、二级牵引机13和三级牵引机14的位置进行初步限定，并通过卡位槽11与卡位块的结构组合，确保一级牵引机12、二级牵引机13和三级牵引机14放置的稳定性，通过外框架确保空气流通性能，并对导向风机15进行保护。
44.具体的，如图5所示，传动机构包括侧框架16，侧框架16固定连接在顶框1的两侧，侧框架16之间装有一号传送带17和铁质连接架18，侧框架16的前后端均装有隔温布19，隔温布19的外表面开设有开口，隔温布19的底端装有磁块20，磁块20与铁质连接架18相贴合。
45.通过磁块20对隔温布19的位置进行限定，以此达成一号传送带17上方空间的相对密封效果，并通过开口给燃气轮机叶片的导出提供空间。
46.具体的，如图6所示，铁质连接架18的下表面装有电机21和套件24，电机21的输出端装有导向架22，导向架22的内侧装有电动伸缩杆23，套件24的内侧转动连接有万向轴25，万向轴25的底端装有下框架26，下框架26的下表面两侧均装有滑轨27，电动伸缩杆23的输
出端装有滑动轴，滑动轴的两端均滑动连接在滑轨27的内侧。
47.通过电机21的运作，对导向架22的方向进行调节，并通过电动伸缩杆23的伸缩，带动滑动轴移动，以此对滑轨27的方向和角度进行调节。
48.具体的，如图6所示，下框架26的内侧装有一号双轴气缸28，一号双轴气缸28的输出端装有支撑框29，支撑框29的内侧装有二号传送带30。
49.通过一号双轴气缸28的运作，对支撑框29的位置进行进一步调整，以此对传动机构的最终落点进行灵活支配，给后续加工步骤提供便捷，燃气轮机叶片在传送至一号传送带17末端后，掉落在二号传送带30表面。
50.具体的，如图7所示，喷淋机构包括支撑架31，支撑架31装在铁质连接架18的下表面，支撑架31的上表面装有放置框32，放置框32的内侧贯穿开设有排水槽，放置框32的外表面两侧均装有支撑轴33，支撑轴33的顶端装有雾化器34，雾化器34的内侧设置有储液槽，储液槽的内侧填装有冷却液，储液槽的内侧插设有封盖35，雾化器34的输出端装有雾化喷头36，雾化喷头36呈等间距分布。
51.将燃气轮机叶片放置在放置框32的内侧，通过雾化器34的运作，将冷却液通过雾化喷头36喷出，喷淋在燃气轮机叶片表面。
52.具体的，如图8所示，放置框32的前端装有二号双轴气缸37，二号双轴气缸37的输出端装有推板38，推板38与放置框32的内壁相贴合。
53.通过二号双轴气缸37的运作，带动推板38进行位置调节，以此推动燃气轮机叶片进入传动机构内部，并确保燃气轮机叶片位于一号传送带17的居中位置。
54.燃气轮机叶片的热处理方法，包括以下步骤：
55.s1：将燃气轮机叶片放置在锻造炉中控制炉温、保温时间和淬火时间，达成对于燃气轮机叶片的热处理效果；
56.s2：将燃气轮机叶片放置在放置框32的内侧，通过雾化器34的运作，将冷却液通过雾化喷头36喷出，喷淋在燃气轮机叶片表面，通过二号双轴气缸37的运作，带动推板38进行位置调节，以此推动燃气轮机叶片进入传动机构内部，并确保燃气轮机叶片位于一号传送带17的居中位置；
57.s3：通过半导体冷凝片4进行制冷，通过多级风槽10对于一级牵引机12、二级牵引机13和三级牵引机14的位置进行限定，达成对于气流的束风效果，启动一级牵引机12、二级牵引机13和三级牵引机14，通过导向风机15的运作，带动空气流通，并基于尾流效应，达成对于气流的收束集中效果，达成更加强力的冷却效果，提升冷却速率，对燃气轮机叶片进行冷却处理；
58.s4：通过磁块20对隔温布19的位置进行限定，以此达成一号传送带17上方空间的相对密封效果，并通过开口给燃气轮机叶片的导出提供空间，燃气轮机叶片在传送至一号传送带17末端后，掉落在二号传送带30表面，通过电机21的运作，对导向架22的方向进行调节，并通过电动伸缩杆23的伸缩，带动滑动轴移动，以此对滑轨27的方向和角度进行调节，并通过一号双轴气缸28的运作，对支撑框29的位置进行进一步调整，以此对传动机构的最终落点进行灵活支配，给后续加工步骤提供便捷。
59.工作原理：
60.首先将燃气轮机叶片放置在锻造炉中控制炉温、保温时间和淬火时间，达成对于
燃气轮机叶片的热处理效果，将燃气轮机叶片放置在放置框32的内侧，通过雾化器34的运作，将冷却液通过雾化喷头36喷出，喷淋在燃气轮机叶片表面，通过二号双轴气缸37的运作，带动推板38进行位置调节，以此推动燃气轮机叶片进入传动机构内部，并确保燃气轮机叶片位于一号传送带17的居中位置，通过半导体冷凝片4进行制冷，通过多级风槽10对于一级牵引机12、二级牵引机13和三级牵引机14的位置进行限定，达成对于气流的束风效果，启动一级牵引机12、二级牵引机13和三级牵引机14，通过导向风机15的运作，带动空气流通，并基于尾流效应，达成对于气流的收束集中效果，达成更加强力的冷却效果，提升冷却速率，对燃气轮机叶片进行冷却处理，通过磁块20对隔温布19的位置进行限定，以此达成一号传送带17上方空间的相对密封效果，并通过开口给燃气轮机叶片的导出提供空间，燃气轮机叶片在传送至一号传送带17末端后，掉落在二号传送带30表面，通过电机21的运作，对导向架22的方向进行调节，并通过电动伸缩杆23的伸缩，带动滑动轴移动，以此对滑轨27的方向和角度进行调节，并通过一号双轴气缸28的运作，对支撑框29的位置进行进一步调整，以此对传动机构的最终落点进行灵活支配，给后续加工步骤提供便捷。
61.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。