[发明专利]一种用于定向凝固的封闭式水流直冷装置与方法

权利要求书

1.一种用于定向凝固的封闭式水流直冷装置，其特征在于，该装置设有试棒、鼓形铜垫、夹具上盖、夹具、侧管，具体结构如下：

夹具由位于侧面的侧管、位于下部的下管、位于上部的上管连通形成三通的一体结构，侧管的端部为出水端，下管的端部为进水端；夹具上管的端部内壁与鼓形铜垫相对应，试棒从上管端部伸至夹具中，鼓形铜垫置于试棒与夹具上管的端部内壁之间，夹具上盖罩扣于鼓形铜垫和上管外侧，夹具上盖与上管通过螺纹连接紧固，形成密封。

2.按照权利要求1所述的用于定向凝固的封闭式水流直冷装置，其特征在于，在上管外侧设置固定支架、固定螺栓，固定螺栓穿过固定支架顶持固定支架于上管上，固定螺栓与固定支架通过螺纹连接。

3.按照权利要求1所述的用于定向凝固的封闭式水流直冷装置，其特征在于，上管端部的内壁为内锥面或内球面，内锥面或内球面的开口为自下至上逐渐变大。

4.按照权利要求1所述的用于定向凝固的封闭式水流直冷装置，其特征在于，在下管上设有流量计、水阀。

5.一种利用权利要求1所述装置用于定向凝固的封闭式水流直冷的方法，其特征在于，水流从夹具的下管端部流入，经侧管端部流出，试棒直接浸入水流中，冷却水在封闭的管道中流动，通过快速流动的水流直接冷却试棒，从而获得温度梯度。

6.按照权利要求5所述的用于定向凝固的封闭式水流直冷的方法，其特征在于，通过固定螺栓的紧固与松开，实现试棒的抽拉与淬火。

7.按照权利要求5所述的用于定向凝固的封闭式水流直冷的方法，其特征在于，通过调节水流流量实现冷速的控制。

8.按照权利要求5所述的用于定向凝固的封闭式水流直冷的方法，其特征在于，具体步骤如下：

(1)试棒夹持与密封

试棒下端依次套上鼓形铜垫和夹具上盖后，插入夹具，并通过螺纹拧紧夹具上盖于夹具上，压紧鼓形铜垫，从而实现试棒的紧固密封与夹持；定向凝固结束后，拧开夹具上盖，即可取出试棒；

(2)夹具固定与淬火

通过固定支架上的固定螺栓顶住夹具，实现夹具的固定，并通过电机与传动机构带动固定支架上下移动，从而实现定向凝固所需的试棒抽拉动作；当需要进行试棒淬火时，松开固定螺栓，使夹具与试棒在重力作用下一起掉入下方的淬火液中；

(3)水流流量调节

通过在进水管上装配水阀与流量计，控制水流流量的大小，从而实现冷却速度的调节和控制。