專利名稱：用于金屬擠壓的間接式冷卻套及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明實(shí)施例涉及冷卻技術(shù)，特別涉及一種用于金屬擠壓的間接式冷卻套及系統(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(jī)將金屬型材擠壓 成型。擠壓機(jī)對(duì)金屬型材進(jìn)行擠壓成型時(shí)，金屬型材在擠壓過程中會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，使擠 壓機(jī)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)部結(jié)晶組織不均 勻等擠壓缺陷，使金屬性能下降或因表面過度氧化而形成廢品。 現(xiàn)有技術(shù)中，擠壓機(jī)在擠壓鋁合金或鎂合金時(shí)，通常采用壓縮空氣冷卻。例如，采 用排式風(fēng)扇吹風(fēng)冷卻方法，通過排式風(fēng)扇向擠壓后的鋁合金或鎂合金的表面吹冷空氣，從 而對(duì)鋁合金或鎂合金進(jìn)行冷卻降溫。 而現(xiàn)有技術(shù)中的排式風(fēng)扇吹風(fēng)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(shí)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(shí)施例提供了一種用于金屬擠壓的間接式冷卻套及系統(tǒng)，以提高擠壓型材 的冷卻速度。 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種用于金屬擠壓的間接式冷卻套，包括 —環(huán)形空心套，所述環(huán)形空心套的內(nèi)壁形成用于冷卻擠壓型材的冷卻通道，所述
環(huán)形空心套的外壁和所述內(nèi)壁之間設(shè)置有容置腔，所述容置腔中設(shè)置有用于冷卻所述擠壓
型材用的冷卻液。 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種冷卻系統(tǒng)，包括
冷卻液儲(chǔ)存裝置，用于盛放冷卻液； 空氣壓縮機(jī)，與所述冷卻液儲(chǔ)存裝置連接，通過制備壓縮空氣將所述冷卻液儲(chǔ)存 裝置內(nèi)的冷卻液排出； 用于金屬擠壓的間接式冷卻套，與所述冷卻液儲(chǔ)存裝置連接，用于接收所述空氣 壓縮機(jī)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間接 式冷卻套采用上述的用于金屬擠壓的間接式冷卻套。 發(fā)明實(shí)施例提供的用于金屬擠壓的間接式冷卻套及系統(tǒng)，通過設(shè)置環(huán)形空心套， 使擠壓型材與環(huán)形空心套內(nèi)的冷卻液進(jìn)行熱傳遞，使擠壓型材快速降溫提高了擠壓型材的 冷卻速度。


圖1為本發(fā)明用于金屬擠壓的間接式冷卻套實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意 圖2為本發(fā)明冷卻系統(tǒng)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面通過具體實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
圖1為本發(fā)明用于金屬擠壓的間接式冷卻套實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示， 本實(shí)施例用于金屬擠壓的間接式冷卻套包括環(huán)形空心套l，其中，環(huán)形空心套1具體結(jié)構(gòu) 介紹如下 環(huán)形空心套1的內(nèi)壁12形成用于冷卻擠壓型材2的冷卻通道，環(huán)形空心套1的外 壁11和內(nèi)壁12之間設(shè)置有容置腔15，該容置腔15中設(shè)置有用于冷卻擠壓型材2用的冷卻 液。 本實(shí)施例中的冷卻液可以以液氮為例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明，由于氮?dú)馐谴髿庵泻?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(shí)施例中環(huán)形空心套1的冷卻通道 的進(jìn)口與擠壓機(jī)的出口對(duì)接在一起，從而使擠壓型材2從擠壓機(jī)擠出后，能夠立即進(jìn)入環(huán) 形空心套1中進(jìn)行冷卻。當(dāng)擠壓機(jī)將擠壓型材2從擠出機(jī)的出口擠出后，高溫的擠壓型材2 將立即進(jìn)入環(huán)形空心套1的冷卻通道中。由于剛從擠壓機(jī)擠出的擠壓型材2的溫度很高， 如果將擠壓型材2直接放入液氮中冷卻，可能會(huì)造成擠壓型材2與液氮發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而 會(huì)降低擠壓型材2的質(zhì)量。本實(shí)施例中，擠壓型材2進(jìn)入到冷卻通道后，擠壓型材2與容置 腔15中的液氮采用熱傳遞的方式，通過內(nèi)壁12將擠壓型材2的熱量傳遞給低溫的液氮，實(shí) 現(xiàn)了液氮對(duì)擠壓型材2進(jìn)行間接冷卻。 具體地，環(huán)形空心套1的外形可以是圓柱形，也可以是立方柱體，本發(fā)明對(duì)環(huán)形空 心套1的外部形狀不做限定。環(huán)形空心套1的外壁11和內(nèi)壁12之間形成封閉的容置腔 15，該容置腔15中可以盛放液氮用來冷卻擠壓型材2。內(nèi)壁12形成冷卻通道，用于供給擠 壓型材2從中穿過，對(duì)穿過的擠壓型材2進(jìn)行冷卻。其中，冷卻通道的外形尺寸與擠壓型材 2的外形尺寸相匹配，從而使擠壓型材2的熱量能夠快速的通過內(nèi)壁12傳遞給液氮。其中， 環(huán)形空心套1的材料可以為銅，因?yàn)?，銅有很好的傳熱性能，能夠快速的將擠壓型材2的熱 量傳遞給液氮。環(huán)形空心套1的具體地冷卻過程為擠壓型材2在穿過冷卻通道的過程中， 擠壓型材2的熱量通過內(nèi)壁12傳給容置腔15中的液氮，通過液氮快速吸收擠壓型材2的 熱量，從而使擠壓型材2的溫度快速下降。 本實(shí)施例提供的用于金屬擠壓的間接式冷卻套，通過環(huán)形空心套中的液氮與擠壓 型材進(jìn)行熱傳遞，使擠壓型材快速降溫，提高了擠壓型材的冷卻速度。環(huán)形空心套與擠壓型 材采用熱傳遞的方式降溫，使剛擠壓成型的高溫?cái)D壓型材不與液氮直接接觸，可以減小高 溫?cái)D壓型材與液氮或其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的幾率。環(huán)形空心套的材料采用銅，更有利于 加快擠壓型材與液氮之間的熱量傳遞的速度，更快速的降低擠壓型材的溫度，更有利于提 高擠壓型材的冷卻速度。通過設(shè)置冷卻通道的外形尺寸與擠壓型材的外形尺寸相匹配，使 擠壓型材的熱量能夠快速的通過內(nèi)壁傳遞給液氮，有利于提高擠壓型材的冷卻速度。
基于上述技術(shù)方案，可選的，本實(shí)施例用于金屬擠壓的間接式冷卻套中，環(huán)形空心 套1的外壁11上設(shè)置有用于向容置腔15內(nèi)注入冷卻液的注入口 13，還設(shè)置有用于排出冷 卻液的排出口 14。具體地，液氮經(jīng)過注入口 13注入容置腔15內(nèi)，容置腔15內(nèi)的液氮與擠
4壓型材2進(jìn)行熱傳遞，對(duì)擠壓型材2進(jìn)行降溫，最后液氮通過排出口 14排出。 本實(shí)施例提供的用于金屬擠壓的間接式冷卻套通過在環(huán)形空心套外壁上設(shè)置液
氮的注入口和排出口，可以方便的將液氮注入到環(huán)形空心套中，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，環(huán)形空心套l外設(shè)置有支撐套(未圖示)。具體地，由 于環(huán)形空心套l為銅質(zhì)，因此，環(huán)形空心套l的強(qiáng)度較低。為了防止環(huán)形空心套l被外界物 品損壞，在環(huán)形空心套l外部需要設(shè)置支撐套用于保護(hù)固定，有利于降低環(huán)形空心套l中液 氮發(fā)生泄漏現(xiàn)象。同時(shí)，支撐套還有利于降低環(huán)形空心套l中的液氮與外界環(huán)境進(jìn)行熱交 換，有效的維持了環(huán)形空心套1中的液氮的溫度。為了更有效的減少環(huán)形空心套1中的液 氮與外界環(huán)境進(jìn)行熱交換，更有效的保持環(huán)形空心套1中的液氮的低溫狀態(tài)，可以在環(huán)形 空心套1外設(shè)置有保溫層，通過保溫層使外界環(huán)境與環(huán)形空心套1內(nèi)的液氮有效的隔離，降 低外界環(huán)境對(duì)液氮的影響。 本實(shí)施例用于金屬擠壓的間接式冷卻套中，通過在環(huán)形空心套外設(shè)置有支撐套， 可以有效的保護(hù)環(huán)形空心套不被損壞，并有利于環(huán)形空心套的安裝固定，同時(shí)，對(duì)環(huán)形空心 套中的液氮起保溫的作用。通過在環(huán)形空心套外設(shè)置保溫層，可以有效的減少環(huán)形空心套 內(nèi)的冷卻液與外界環(huán)境進(jìn)行熱傳遞，保溫層可以對(duì)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(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，本實(shí)施例冷卻系統(tǒng)，包
括冷卻液儲(chǔ)存裝置、空氣壓縮機(jī)202和用于金屬擠壓的間接式冷卻套203，其中冷卻液儲(chǔ)
存裝置，分別與空氣壓縮機(jī)202和用于金屬擠壓的間接式冷卻套203連接。 冷卻液儲(chǔ)存裝置用于盛放冷卻液。本實(shí)施例中的冷卻液儲(chǔ)存裝置可以盛放液氮或
水作為冷卻液。冷卻液儲(chǔ)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(gè)一組并聯(lián)，用來裝盛冷卻液，例如，液氮。 空氣壓縮機(jī)202與冷卻液儲(chǔ)存裝置連接，通過制備壓縮空氣將冷卻液儲(chǔ)存裝置內(nèi)
的冷卻液排出。具體地，本實(shí)施例空氣壓縮機(jī)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。 用于金屬擠壓的間接式冷卻套203與冷卻液儲(chǔ)存裝置連接，用于接收空氣壓縮機(jī) 202壓排出的冷卻液并應(yīng)用冷卻液冷卻擠壓型材，其中，用于金屬擠壓的間接式冷卻套203 采用本發(fā)明用于金屬擠壓的間接式冷卻套實(shí)施例中的用于金屬擠壓的間接式冷卻套，具體 結(jié)構(gòu)參照本發(fā)明用于金屬擠壓的間接式冷卻套實(shí)施例及圖1的記載，在此不再贅述。具體 地，用于金屬擠壓的間接式冷卻套203與并聯(lián)杜瓦瓶組201液氮出口連接，置于擠壓機(jī)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(jī)202相連，空氣 壓縮機(jī)202壓縮的空氣進(jìn)入并聯(lián)杜瓦瓶組201中，將液氮壓入用于金屬擠壓的間接式冷卻 套203中。用于金屬擠壓的間接式冷卻套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(jī)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間接式冷卻套中，使用于金屬擠壓 的間接式冷卻套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(shí)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(jī)202和冷卻液儲(chǔ)存裝置電連接，用于控制空氣壓縮機(jī)202和冷卻液儲(chǔ)存裝置的開 啟和關(guān)閉。具體地，控制裝置可以為中央控制臺(tái)204，中央控制臺(tái)204通過分別連接設(shè)置在 并聯(lián)杜瓦瓶組201和空氣壓縮機(jī)202上的壓力表207，實(shí)現(xiàn)控制液氮的自動(dòng)噴射及補(bǔ)給，即 當(dāng)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(tái)204啟動(dòng)液氮 填充系統(tǒng)，通過并聯(lián)杜瓦瓶組201其他的杜瓦瓶對(duì)工作中的杜瓦瓶進(jìn)行液氮補(bǔ)充；中央控 制臺(tái)204通過控制設(shè)置在并聯(lián)杜瓦瓶組201和空氣壓縮機(jī)202上的閥門206，控制輸出液氮 的自動(dòng)起始和終止，并通過控制液氮的輸出量，實(shí)現(xiàn)冷卻強(qiáng)度的自動(dòng)控制。
本發(fā)明冷卻系統(tǒng)通過控制裝置控制空氣壓縮機(jī)和并聯(lián)杜瓦瓶組，可以實(shí)現(xiàn)冷卻系 統(tǒng)的自動(dòng)化控制，方便對(duì)擠壓型材進(jìn)行冷卻。 基于上述技術(shù)方案，可選的，本實(shí)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(cè)擠壓機(jī)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(cè)到擠壓機(jī)出口處擠出的擠壓型材205的溫度 后，將溫度信號(hào)反饋給中央控制臺(tái)204，中央控制臺(tái)204根據(jù)接收到的溫度信號(hào)控制并聯(lián)杜 瓦瓶組201和空氣壓縮機(jī)202的啟動(dòng)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(hào)通知中央控制臺(tái)204，使中央控制臺(tái)204切斷液氮的供應(yīng)。 本發(fā)明冷卻系統(tǒng)通過溫度監(jiān)控裝置監(jiān)測(cè)擠壓型材的溫度，并將溫度信號(hào)反饋給控
制裝置，使控制裝置根據(jù)溫度信號(hào)控制冷卻系統(tǒng)的運(yùn)行，提高了擠壓型材的冷卻速度。 最后應(yīng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡
管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然
可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)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(shí)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間接式冷卻套，其特征在于，包括一環(huán)形空心套，所述環(huán)形空心套的內(nèi)壁形成用于冷卻擠壓型材的冷卻通道，所述環(huán)形空心套的外壁和所述內(nèi)壁之間設(shè)置有容置腔，所述容置腔中設(shè)置有用于冷卻所述擠壓型材用的冷卻液。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于金屬擠壓的間接式冷卻套，其特征在于 所述環(huán)形空心套的外壁上設(shè)置有用于向所述容置腔內(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或2所述的用于金屬擠壓的間接式冷卻套，其特征在于 所述環(huán)形空心套外設(shè)置有支撐套。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于金屬擠壓的間接式冷卻套，其特征在于 所述環(huán)形空心套外部設(shè)置有保溫層。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于金屬擠壓的間接式冷卻套，其特征在于 所述冷卻通道，即空心套內(nèi)壁的形狀和尺寸與所述擠壓型材的外形尺寸相匹配。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于金屬擠壓的間接式冷卻套，其特征在于 所述環(huán)形空心套的材料為銅，所述支撐套的材料為不銹鋼。
7. —種冷卻系統(tǒng)，包括 冷卻液儲(chǔ)存裝置，用于盛放冷卻液；空氣壓縮機(jī)，與所述冷卻液儲(chǔ)存裝置連接，通過制備壓縮空氣將所述冷卻液儲(chǔ)存裝置 內(nèi)的冷卻液排出；用于金屬擠壓的間接式冷卻套，與所述冷卻液儲(chǔ)存裝置連接，用于接收所述空氣壓縮 機(jī)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間 接式冷卻套采用如權(quán)利要求1至6任一所述的用于金屬擠壓的間接式冷卻套。
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(jī)和所述冷卻液儲(chǔ)存裝置電連接，用于控制所述空氣 壓縮機(jī)和所述冷卻液儲(chǔ)存裝置的開啟和關(guān)閉。
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(cè)擠壓機(jī)出口處擠出的所述擠壓型材 的溫度。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例提供了一種用于金屬擠壓的間接式冷卻套及系統(tǒng)，用于金屬擠壓的間接式冷卻套包括環(huán)形空心套，環(huán)形空心套的內(nèi)壁形成用于冷卻擠壓型材的冷卻通道，環(huán)形空心套的外壁和內(nèi)壁之間設(shè)置有容置腔，容置腔中設(shè)置有用于冷卻擠壓型材用的冷卻液。通過環(huán)形空心套的內(nèi)壁與擠壓型材輕微接觸，使擠壓型材與環(huán)形空心套內(nèi)的冷卻液進(jìn)行熱傳遞，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(hào)B21C31/00GK101704031SQ200910209340
公開日2010年5月12日 申請(qǐng)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(qǐng)人:北京華盛榮鎂業(yè)科技有限公司