專利名稱：用于金屬擠壓的直接式冷卻桶及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明實施例涉及冷卻技術(shù)，特別涉及一種用于金屬擠壓的直接式冷卻桶及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
金屬型材在使用過程中，為了適用使用的要求，需要通過擠壓機將金屬型材擠壓 成型。擠壓機對金屬型材進行擠壓成型時，金屬型材在擠壓過程中會產(chǎn)生大量的熱量，使擠 壓機擠壓出的金屬型材的溫度升高，容易造成金屬型材表面過度氧化，內(nèi)部組織不均勻等 擠壓缺陷，使金屬性能下降。 現(xiàn)有技術(shù)中，擠壓機在擠壓鋁合金或鎂合金時，通常采用壓縮空氣冷卻。例如，采 用排式風扇吹風冷卻方法，通過排式風扇向擠壓后的鋁合金或鎂合金的表面吹冷空氣，從 而對鋁合金或鎂合金進行冷卻降溫。 而現(xiàn)有技術(shù)中的排式風扇吹風冷卻方法，只能保證較低的擠壓速度，在鋁合金或 鎂合金的擠壓生產(chǎn)過程中，往往由于瞬時擠壓速度過快，導(dǎo)致擠壓出的鋁合金或鎂合金不 能被快速冷卻，出現(xiàn)過度氧化、甚至燃燒的情況，現(xiàn)有技術(shù)中冷卻金屬型材的速度較慢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例提供了一種用于金屬擠壓的直接式冷卻桶及系統(tǒng)，以提高金屬型材 擠壓過程中的冷卻速度。
本發(fā)明實施例提供了一種用于金屬擠壓的直接式冷卻桶，包括 —空心桶，所述空心桶的進料端面上設(shè)置有進料口，所述空心桶的出料端面上設(shè)
置有與所述進料口相對的出料口，所述進料口和所述出料口之間形成用于冷卻擠壓型材的
冷卻腔；所述空心桶內(nèi)的所述冷卻腔的上方還設(shè)置有噴射管，所述噴射管上沿所述進料口
至所述出料口的方向設(shè)置有數(shù)個用于向所述擠壓型材噴射冷卻液的噴嘴。
本發(fā)明實施例提供了一種冷卻系統(tǒng)，包括 冷卻液儲存裝置，用于盛放冷卻液； 空氣壓縮機，與所述冷卻液儲存裝置連接，通過制備壓縮空氣將所述冷卻液儲存 裝置內(nèi)的冷卻液排出； 用于金屬擠壓的直接式冷卻桶，與所述冷卻液儲存裝置連接，用于接收所述空氣 壓縮機壓排出的冷卻液并應(yīng)用所述冷卻液冷卻擠壓型材；其中，所述用于金屬擠壓的直接 式冷卻桶采用上述的用于金屬擠壓的直接式冷卻桶。 本發(fā)明實施例提供的用于金屬擠壓的直接式冷卻桶及系統(tǒng)，通過設(shè)置空心桶，將 冷卻液通過噴嘴管直接噴到擠壓型材上，使擠壓型材快速降溫，提高了擠壓型材的冷卻速 度，從而降低了型材內(nèi)部金屬晶粒長大傾向，減輕了高溫氧化，有利于得到高品質(zhì)的型材。


圖1為本發(fā)明用于金屬擠壓的直接式冷卻桶實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明冷卻系統(tǒng)實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面通過具體實施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細描述。
圖1為本發(fā)明用于金屬擠壓的直接式冷卻桶實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本 實施例用于金屬擠壓的直接式冷卻桶包括空心桶l(fā)，其中，空心桶1具體結(jié)構(gòu)介紹如下
空心桶1的進料端面上設(shè)置有進料口，空心桶1的出料端面上設(shè)置有與進料口相 對的出料口，進料口和出料口之間形成用于冷卻擠壓型材2的冷卻腔；空心桶1內(nèi)的冷卻腔 的上方還設(shè)置有噴射管ll，噴射管11上沿進料口至出料口的方向設(shè)置有數(shù)個用于向擠壓 型材2噴射冷卻液的噴嘴111。 本實施例中的冷卻液可以以液氮為例，對本發(fā)明進行說明，由于氮氣是大氣中含 量最多的成分，液氮作為制氧工業(yè)的副產(chǎn)品，來源十分廣闊。使用液氮作為冷卻媒介，應(yīng)用 后直接揮發(fā)成氣體返回到大氣中，沒有任何污染物。本實施例中空心桶1的進料口與擠壓 機的出口對接在一起，從而使擠壓型材2從擠壓機擠出后，能夠立即進入空心桶1中進行冷 卻。當擠壓機將擠壓型材2從擠出機的出口擠出后，高溫的擠壓型材2將立即通過進料口 進入空心桶l(fā)內(nèi)。擠壓型材2進入空心桶1后，通過噴射管11上的噴嘴111直接將液氮噴 射在擠壓型材2上，實現(xiàn)了對擠壓型材2直接進行冷卻。 具體地，空心桶1可以截面為圓形的空心桶，可以是截面為方形的空心桶，本發(fā)明對 環(huán)形空心套1的外部形狀不做限定?？招耐?進料端面設(shè)置有用于供擠壓型材2進入的進料 口，并且該進料口與擠壓機的出口對應(yīng)連接，從而使擠壓型材2從擠壓機穿出后，通過進料口 直接進入空心桶1內(nèi)?？招耐?出料端面還設(shè)置有與進料口對應(yīng)的出料口，該出料口用于排 出經(jīng)過空心桶1冷氣后的擠壓型材2，進料口與出料口之間形成了用于冷卻擠壓型材2冷卻 腔。為了實現(xiàn)對進入空心桶1內(nèi)的擠壓型材2進行直接冷卻，空心桶1內(nèi)位于冷卻腔的上方 設(shè)置有噴射管11，噴射管11上沿擠壓型材2的運動方向設(shè)置有數(shù)個用于向擠壓型材2噴射 液氮的噴嘴111?？招耐?具體地冷卻過程為擠壓型材2通過空心桶1的進料口進入空心 桶1內(nèi)，空心桶1內(nèi)的噴射管11通過噴嘴111將液氮直接噴射到擠壓型材2的表面上，對擠 壓型材2進行快速降溫，最后，降溫后的擠壓型材2由空心桶1的出料口輸出。
本實施例提供的用于金屬擠壓的直接式冷卻桶，通過空心桶中的噴射管直接將液 氮噴到擠壓型材表面，使擠壓型材與液氮直接接觸，低溫的液氮與擠壓型材接觸后，快速的 吸收擠壓型材的溫度，使擠壓型材在很短的時間內(nèi)降低溫度，提高了擠壓型材的冷卻速度， 從而降低了型材內(nèi)部金屬晶粒長大傾向，減輕了高溫氧化，有利于得到高品質(zhì)的型材。
基于上述技術(shù)方案，可選的，本實施例用于金屬擠壓的直接式冷卻桶中，空心桶1 的外壁上設(shè)置有用于向噴射管11內(nèi)注入冷卻液的注入口 12，還設(shè)置有用于排出冷卻液的 排出口 13。具體地，液氮經(jīng)過注入口 12注入噴射管11內(nèi)，噴射管ll內(nèi)的液氮通過噴嘴lll 直接噴射到擠壓型材2，對擠壓型材2進行直接冷卻，快速降低擠壓型材2的溫度，最后使用 過的液氮通過排出口 13排出。 本實施例提供的用于金屬擠壓的直接式冷卻桶通過在空心桶外壁上設(shè)置液氮的注入口和排出口，可以方便的將液氮注入到空心桶中，并能夠?qū)⑹褂眠^的液氮方便的排出。
基于上述技術(shù)方案，可選的，本實施例用于金屬擠壓的直接式冷卻桶中，噴嘴111 向外噴射冷卻液的噴射方向與冷卻腔的主軸方向垂直，使噴嘴111噴射的冷卻液垂直的噴 射到擠壓型材2上。具體地，為了增強噴嘴111噴射液氮對擠壓型材2的沖擊強度，使噴射 出的液氮能夠快速的噴射到擠壓型材2上，并與擠壓型材2的表面充分接觸，噴嘴111噴射 液氮的方向與冷卻腔的主軸方向垂直，也就是說，噴嘴111噴射液氮的方向與擠壓型材2的 運動方向垂直。從而使噴嘴111噴出的液氮能夠垂直的噴射到擠壓型材2，液氮與擠壓型材 2撞擊后充分散布在擠壓型材2的表面，液氮快速吸收擠壓型材2的熱量，使擠壓型材2快 速降溫。 為了更方便的控制噴射出的液氮的噴射強度和噴射角度，本實施例用于金屬擠壓 的直接式冷卻桶還可以包括與噴射管11連接的、用于控制噴射管11上的數(shù)個噴嘴111的 控制單元(未圖示)。具體地，該控制單元用于控制噴嘴111的開關(guān)以及噴嘴111噴射液氮 的噴射強度及噴射角度，從而方便的實現(xiàn)控制液氮的噴射強度和噴射角度。
為了實現(xiàn)以使用較少的液氮，快速降低擠壓型材2的溫度的效果，本實施例用于 金屬擠壓的直接式冷卻桶中，噴射管11上的相鄰噴嘴111之間的間距，沿進料口至出料口 的方向上由小到大設(shè)置。具體他，在空心桶l(fā)內(nèi)，相鄰噴嘴lll之間的間距沿進料口至出料 口的方向由小到大設(shè)置，也就是說，相鄰噴嘴111沿擠壓型材2運動方向，由密到疏在噴射 管11上設(shè)置有多個噴嘴111。因為，在空心桶1的進料口處，擠壓型材2的溫度很高，需要 向擠壓型材2上噴射大量的液氮，以快速降低擠壓型材2的溫度，因此，相鄰噴嘴111在進 料口處的間距較小，設(shè)置噴嘴111的個數(shù)較多；沿著擠壓型材2運動方向，擠壓型材2的溫 度逐漸降低，對于低溫的擠壓型材2無需再對其噴射大量的液氮進行冷卻，因此，相鄰噴嘴 111在出料口處的間距較大，設(shè)置噴嘴111的個數(shù)較少。 本實施例用于金屬擠壓的直接式冷卻桶中，通過設(shè)置噴嘴的噴射方向與冷卻腔的 主軸方向垂直，使噴嘴噴出的液氮能夠垂直的噴射到擠壓型材，液氮與擠壓型材撞擊后充 分散布在擠壓型材的表面，液氮快速吸收擠壓型材的熱量，使擠壓型材快速降溫。通過設(shè)置 控制單元控制噴嘴的開關(guān)以及噴嘴噴射液氮的噴射方向和噴射強度，可以方便的對噴嘴進 行控制。通過將噴嘴的間距沿進口至出口方向由小到大設(shè)置，使噴射管對進料口處高溫的 擠壓型材部分噴射大量的液氮，使高溫的擠壓型材快速降溫；隨著擠壓型材溫度的沿進料 口至出料口的方向逐漸降低，噴射管無需噴射大量的液氮，減少了液氮的使用量，從而提高 了液氮的利用率，提高了擠壓型材的冷卻速度。 基于上述技術(shù)方案，可選的，空心桶l(fā)外設(shè)置有保溫層(未圖示)。具體地，為了更 有效的減少空心桶1中的液氮與外界環(huán)境進行熱交換，更有效的保持空心桶1中的液氮的 低溫狀態(tài)，在空心桶l(fā)外設(shè)置有保溫層，通過保溫層使外界環(huán)境與空心桶1內(nèi)的液氮有效的 隔離，降低外界環(huán)境對液氮的影響。 本實施例用于金屬擠壓的直接式冷卻桶中，通過在空心桶外設(shè)置保溫層，可以有 效的減少空心桶內(nèi)的冷卻液與外界環(huán)境進行熱傳遞，保溫層可以對液氮起到保溫作用，維 持液氮較低的溫度，更有利于快速降低擠壓型材的溫度。 圖2為本發(fā)明冷卻系統(tǒng)實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，本實施例冷卻系統(tǒng)，包 括冷卻液儲存裝置、空氣壓縮機202和用于金屬擠壓的直接式冷卻桶203，其中冷卻液儲存裝置，分別與空氣壓縮機202和用于金屬擠壓的直接式冷卻桶203連接。 冷卻液儲存裝置用于盛放冷卻液。本實施例中的冷卻液儲存裝置可以盛放液氮或
水作為冷卻液。冷卻液儲存裝置可以具體為并聯(lián)杜瓦瓶組201，其中，并聯(lián)杜瓦瓶組201為
常規(guī)商用硼硅玻璃杜瓦瓶，三個一組并聯(lián)，用來裝盛冷卻液，例如，液氮。 空氣壓縮機202與冷卻液儲存裝置連接，通過制備壓縮空氣將冷卻液儲存裝置內(nèi)
的冷卻液排出。具體地，本實施例空氣壓縮機202通過管道與并聯(lián)杜瓦瓶組201連接，通過
制備壓縮空氣，并將壓縮空氣輸入并聯(lián)杜瓦瓶組201中，壓縮空氣將并聯(lián)杜瓦瓶組201中的
冷卻液排出，使并聯(lián)杜瓦瓶組201按需要的量或速度供應(yīng)液氮。 用于金屬擠壓的直接式冷卻桶203與冷卻液儲存裝置連接，用于接收空氣壓縮機 202壓排出的冷卻液并應(yīng)用冷卻液冷卻擠壓型材，其中，用于金屬擠壓的直接式冷卻桶203 采用本發(fā)明用于金屬擠壓的直接式冷卻桶實施例中的用于金屬擠壓的直接式冷卻桶，具體 結(jié)構(gòu)參照本發(fā)明用于金屬擠壓的直接式冷卻桶實施例及圖1的記載，在此不再贅述。具體 地，用于金屬擠壓的直接式冷卻桶203與并聯(lián)杜瓦瓶組201液氮出口連接，置于擠壓機前端 出料口 ，用以快速冷卻擠壓出的型材。通過并聯(lián)杜瓦瓶組201與空氣壓縮機202相連，空氣 壓縮機202壓縮的空氣進入并聯(lián)杜瓦瓶組201中，使液氮壓入用于金屬擠壓的直接式冷卻 桶203中，從而使用于金屬擠壓的直接式冷卻桶203得到噴射液氮所需壓力。用于金屬擠 壓的直接式冷卻桶203利用液氮冷卻擠壓型材205，使擠壓型材205快速降溫。
本發(fā)明冷卻系統(tǒng)通過空氣壓縮機制備壓縮空氣，并通過將壓縮空氣輸入并聯(lián)杜瓦 瓶組中，將并聯(lián)杜瓦瓶組內(nèi)的液氮輸入用于金屬擠壓的直接式冷卻桶中，使用于金屬擠壓 的直接式冷卻桶利用液氮將擠壓型材快速降溫，提高了擠壓型材的冷卻速度。
基于上述技術(shù)方案，可選的，本實施例冷卻系統(tǒng)包括控制裝置，控制裝置分別與空 氣壓縮機202、冷卻液儲存裝置和用于金屬擠壓的直接式冷卻桶203電連接，用于控制空 氣壓縮機202和冷卻液儲存裝置的開啟和關(guān)閉，并用于控制用于金屬擠壓的直接式冷卻桶 203中噴嘴的開啟時間、噴射強度和噴射角度。具體地，控制裝置可以為中央控制臺204， 中央控制臺204通過分別連接設(shè)置在并聯(lián)杜瓦瓶組201、空氣壓縮機202和用于金屬擠壓 的直接式冷卻桶203上的壓力表207，實現(xiàn)控制液氮的自動噴射及補給，即當并聯(lián)杜瓦瓶組 201中工作的杜瓦瓶中氣壓逐漸降低到臨界值，中央控制臺204啟動液氮填充系統(tǒng)，通過并 聯(lián)杜瓦瓶組201其他的杜瓦瓶對工作中的杜瓦瓶進行液氮補充；中央控制臺204通過控制 設(shè)置在并聯(lián)杜瓦瓶組201、空氣壓縮機202和用于金屬擠壓的直接式冷卻桶203上的閥門 206，控制液氮噴射的自動起始和終止，并實現(xiàn)冷卻強度的自動控制。 本發(fā)明冷卻系統(tǒng)通過控制裝置控制空氣壓縮機、并聯(lián)杜瓦瓶組和用于金屬擠壓的 直接式冷卻桶，可以實現(xiàn)冷卻系統(tǒng)的自動化控制，方便對擠壓型材進行冷卻。
基于上述技術(shù)方案，可選的，本實施例冷卻系統(tǒng)包括溫度監(jiān)控裝置，該溫度監(jiān)控裝 置與控制裝置電連接，用于檢測擠壓機出口處擠出的擠壓型材的溫度。具體地，溫度監(jiān)控裝 置可以為溫度監(jiān)控儀208，溫度監(jiān)控儀208監(jiān)測到擠壓機出口處擠出的擠壓型材205的溫度 后，將溫度信號反饋給中央控制臺204，中央控制臺204根據(jù)接收到的溫度信號控制并聯(lián)杜 瓦瓶組201、空氣壓縮機202和用于金屬擠壓的直接式冷卻桶203的啟動和關(guān)閉。擠壓結(jié)束 后，溫度監(jiān)控儀208發(fā)送溫度反饋信號通知中央控制臺204，使中央控制臺204切斷液氮噴 射。
6
本發(fā)明冷卻系統(tǒng)通過溫度監(jiān)控裝置監(jiān)測擠壓型材的溫度，并將溫度信號反饋給控
制裝置，使控制裝置根據(jù)溫度信號控制冷卻系統(tǒng)的運行，提高了擠壓型材的冷卻速度。
最后應(yīng)說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡
管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解其依然
可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替
換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精
神和范圍。
權(quán)利要求
一種用于金屬擠壓的直接式冷卻桶，其特征在于，包括一空心桶，所述空心桶的進料端面上設(shè)置有進料口，所述空心桶的出料端面上設(shè)置有與所述進料口相對的出料口，所述進料口和所述出料口之間形成用于冷卻擠壓型材的冷卻腔；所述空心桶內(nèi)的所述冷卻腔的上方還設(shè)置有噴射管，所述噴射管上沿所述進料口至所述出料口的方向設(shè)置有數(shù)個用于向所述擠壓型材噴射冷卻液的噴嘴。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于金屬擠壓的直接式冷卻桶，其特征在于 所述空心桶的外壁上設(shè)置有用于向所述噴射管內(nèi)注入冷卻液的注入口，還設(shè)置有用于排出冷卻液的排出口。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于金屬擠壓的直接式冷卻桶，其特征在于 所述噴嘴向外噴射冷卻液的噴射方向與所述冷卻腔的主軸方向垂直。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于金屬擠壓的直接式冷卻桶，其特征在于，還包括 與所述噴射管連接的、用于控制所述噴射管上的數(shù)個噴嘴的控制單元。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于金屬擠壓的直接式冷卻桶，其特征在于 所述噴射管上的相鄰所述噴嘴之間的間距，沿所述進料口至所述出料口的方向上由小到大設(shè)置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于金屬擠壓的直接式冷卻桶，其特征在于 所述空心桶外設(shè)置有保溫層。
7. —種冷卻系統(tǒng)，包括 冷卻液儲存裝置，用于盛放冷卻液；空氣壓縮機，與所述冷卻液儲存裝置連接，通過制備壓縮空氣將所述冷卻液儲存裝置 內(nèi)的冷卻液排出；用于金屬擠壓的直接式冷卻桶，與所述冷卻液儲存裝置連接，用于接收所述空氣壓縮 機壓排出的冷卻液并應(yīng)用所述冷卻液冷卻擠壓型材；其特征在于，所述用于金屬擠壓的直 接式冷卻桶采用如權(quán)利要求1至6任一所述的用于金屬擠壓的直接式冷卻桶。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，還包括控制裝置，分別與所述空氣壓縮機、所述冷卻液儲存裝置和所述用于金屬擠壓的直接 式冷卻桶電連接，用于控制所述空氣壓縮機和所述冷卻液儲存裝置的開啟和關(guān)閉，并用于 控制所述用于金屬擠壓的直接式冷卻桶中所述噴嘴的開啟時間、噴射強度和噴射角度。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，還包括溫度監(jiān)控裝置，與所述控制裝置電連接，用于檢測擠壓機出口處擠出的所述擠壓型材 的溫度。
全文摘要
本發(fā)明實施例提供了一種用于金屬擠壓的直接式冷卻桶及系統(tǒng)，用于金屬擠壓的直接式冷卻桶包括空心桶，空心桶的進料端面上設(shè)置有進料口，空心桶的出料端面上設(shè)置有與進料口相對的出料口，進料口和出料口之間形成用于冷卻擠壓型材的冷卻腔；空心桶內(nèi)的冷卻腔的上方還設(shè)置有噴射管，噴射管上沿進料口至出料口的方向設(shè)置有數(shù)個用于向擠壓型材噴射冷卻液的噴嘴。擠壓型材通過空心桶時，將冷卻液通過噴嘴管直接噴到擠壓型材上，使擠壓型材快速降溫，提高了擠壓型材的冷卻速度，從而降低了型材內(nèi)部金屬晶粒長大傾向，減輕了高溫氧化，有利于得到高品質(zhì)的型材。
文檔編號B21C31/00GK101704032SQ20091020934
公開日2010年5月12日 申請日期2009年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月4日
發(fā)明者丁濤, 劉雪生, 權(quán)高峰 申請人:北京華盛榮鎂業(yè)科技有限公司