CN105543745A - 一种脉冲电流辅助对铜管中频感应加热处理的装置 - Google Patents

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CN105543745A CN201510957439.8A CN201510957439A CN105543745A CN 105543745 A CN105543745 A CN 105543745A CN 201510957439 A CN201510957439 A CN 201510957439A CN 105543745 A CN105543745 A CN 105543745A
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Abstract

本发明公开一种脉冲电流辅助对铜管中频感应加热处理的装置，包括电机电源、脉冲电路、施加脉冲电流装置、中频电源和感应线圈；脉冲电路通过控制开关K1与电机电源连接；脉冲电路能将电机电源的直流电流转换为间断导通的脉冲电流；施加脉冲电流装置包括正极机构P和负极机构N；正极机构P包括第一斜扎辊、第二斜扎辊、第一传动轴、第二传动轴、第一石墨滑块、第二石墨滑块、第一导电螺杆、第二导电螺杆、1号二辊斜扎管机、1号电机和正极绝缘机架；负极机构N包括第三斜扎辊、第四斜扎辊、第三传动轴、第四传动轴、第三石墨滑块、第四石墨滑块、第三导电螺杆、第四导电螺杆、2号二辊斜扎管机、2号电机和负极绝缘机架。

Description

一种脉冲电流辅助对铜管中频感应加热处理的装置
技术领域
本发明涉及一种改善铜管性能的装置，特别涉及一种脉冲电流辅助对铜管中频感应加热处理的装置，能够实现对铜管进行中频热处理的同时予以施加脉冲电流。
背景技术
铜管在广泛的国民生产生活中占有重要地位，国内生产制造铜管主要采用的方法为挤压法和铸轧法，其中尤以铸轧法为主，但由于现有生产在技术上的局限，普遍存在一定缺陷，而导致其生产的铜管成品性能有不同程度下降。为了提高铜管的性能，在生产过程中需要克服的加工难度以及人力物力的投入不断增多，这都加重了企业的负担和成本。
已有研究结果表明，脉冲电流的施加对金属、合金的组织性能会有显著的影响，脉冲电流作用于高温金属组织时，能够使其组织得到细化，改善力学性能；另一方面，电磁感应加热处理由于具有加热快、效率高、污染小的优点在工业生产中普遍应用，结合这两点，对铜管进行中频热处理的同时，施加脉冲电流，可以细化铜管组织，改善其力学性能。从而避免为降低生产工艺缺陷造成的影响而带来的高加工难度和高生产成本等缺点。
发明内容
本发明针对现有技术中的缺点提供一种脉冲电流辅助对铜管中频感应加热处理的装置。针对铜管生产工艺过程中由于缺陷而导致产品性能下降的问题，本发明应用于铜管铸轧法生产工艺过程中，提出在铜管最终成品之前，利用中频感应加热技术对铜管制品进行热处理的同时，予以施加脉冲电流，以便改善铜管组织和力学性能。
为了解决上述存在的技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种脉冲电流辅助对铜管中频感应加热处理的装置，包括电机电源、脉冲电路、施加脉冲电流装置、中频电源和感应线圈；所述的脉冲电路通过控制开关K1与电机电源连接；所述的脉冲电路能将电机电源的直流电流转换为间断导通的脉冲电流；
所述的施加脉冲电流装置包括正极机构P和负极机构N；所述的正极机构P包括第一斜扎辊4、第二斜扎辊18、第一传动轴3、第二传动轴19、第一石墨滑块2、第二石墨滑块20、第一导电螺杆1、第二导电螺杆21、1号二辊斜扎管机24、1号电机25和正极绝缘机架22；所述的负极机构N包括第三斜扎辊6、第四斜扎辊16、第三传动轴7、第四传动轴15、第三石墨滑块8、第四石墨滑块14、第三导电螺杆9、第四导电螺杆13、2号二辊斜扎管机10、2号电机11和负极绝缘机架12；
所述的正极绝缘机架22和所述的负极绝缘机架12左右相对对称安装，待加热铜管17安装在所述的正极绝缘机架22和所述的负极绝缘机架12中间的通孔内，并在两绝缘机架外侧分别穿过1号二辊斜扎管机24和2号二辊斜扎管机10；
在位于左侧所述的正极机构P上，第一斜扎辊4位于待加热铜管17的上部通过第一传动轴3安装在1号二辊斜扎管机24上，第二斜扎辊18位于待加热铜管17的下部通过第二传动轴19安装在1号二辊斜扎管机24上，第一传动轴3和第二传动轴19与1号二辊斜轧管机内的1号电机25联接，由1号电机25驱动两传动轴转动；第一斜扎辊4和第二斜扎辊18彼此成一定倾斜角度在待加热铜管17的上下紧贴待加热铜管17外表面布置，在第一传动轴3和第二传动轴19的带动下，第一斜扎辊4和第二斜扎辊18同向转动，从而推动待加热铜管17轴向移动；在第一传动轴3的上部第一导电螺杆1的一端通过正极绝缘机架22的上槽口安装固定在正极绝缘机架22上，第一导电螺杆1能够沿正极绝缘机架22的上槽口上下调整位置并固定，第一导电螺杆1的另一端与第一石墨滑块2固定连接在一起，第一石墨滑块2的弧面与第一传动轴3紧密充分接触；在第二传动轴19的下部第二导电螺杆21的一端通过正极绝缘机架22的下槽口安装固定在正极绝缘机架22上，第二导电螺杆21能够沿正极绝缘机架22的下槽口上下调整位置并固定，第二导电螺杆21的另一端与第二石墨滑块20固定连接在一起，第二石墨滑块20的弧面与第二传动轴19紧密充分接触；
在位于右侧所述的负极机构N与位于左侧所述的正极机构P对称装配：
第三斜扎辊6位于待加热铜管17的上部通过第三传动轴7安装在2号二辊斜扎管机10上，第四斜扎辊16位于待加热铜管17的下部通过第四传动轴15安装在2号二辊斜扎管机10上，第三传动轴7和第四传动轴15与2号二辊斜轧管机10内的2号电机11联接，由2号电机11驱动两传动轴转动；第三斜扎辊6和第四斜扎辊16彼此成一定倾斜角度在待加热铜管17的上下紧贴待加热铜管17外表面布置，在第三传动轴7和第四传动轴15带动下，第三斜扎辊7和第四斜扎辊16同向转动，从而推动待加热铜管17轴向移动；在第三传动轴7的上部第三导电螺杆9的一端通过负极绝缘机架12的上槽口安装固定在负极绝缘机架12上，第三导电螺杆9能够沿负极绝缘机架12的上槽口上下调整位置并固定，第三导电螺杆9的另一端与第三石墨滑块8固定连接在一起，第三石墨滑块8的弧面与第三传动轴7紧密充分接触；在第四传动轴15的下部第四导电螺杆13的一端通过负极绝缘机架12的下槽口安装固定在负极绝缘机架12上，第四导电螺杆13能够沿负极绝缘机架12的下槽口上下调整位置并固定，第四导电螺杆13的另一端与第四石墨滑块14固定连接在一起，第四石墨滑块14的弧面与第四传动轴15紧密充分接触；
所述的脉冲电路与第一导电螺杆1和第二导电螺杆21连接，通过第一导电螺杆1和第二导电螺杆21将电流导入到第一石墨滑块2和第二石墨块20上，再由第一石墨滑块2和第二石墨滑块20通过第一传动轴3和第二传动轴19将脉冲电流传给第一斜扎辊4和第二斜扎辊18，借助第一斜扎辊4和第二斜扎辊18在推动待加热铜管17轴向移动的同时将脉冲电流施加在待加热铜管17上；所述的脉冲电流经铜管17与第三导电螺杆9和第四导电螺杆13连接，通过第三斜扎辊6和第四斜扎辊传16至第三传动轴7和第四传动轴15，再由第三传动轴7和第四传动轴15通过第三石墨滑块8和第四石墨滑块14，经第三石墨滑块8和第四石墨滑块14传给第三导电螺杆9和第四导电螺杆13，脉冲电流在通过第三导电螺杆9和第四导电螺杆13后，最终合流；
所述的中频电源通过控制开关K2和感应线圈5组成感应加热电路；所述的感应线圈5在所述的正极绝缘机架22和所述的负极绝缘机架12之间缠绕在待加热铜管17管壁外；所述的中频电源通过控制开关K2和感应线圈5组成感应加热电路，对待加热铜管17进行感应加热处理。
本发明工作过程如下：
当脉冲电路导通时，直流电经控制开关K1转变为脉冲电流，脉冲电流经第一导电螺杆1和第二导电螺杆21导入第一石墨滑块2和第二石墨滑块20，再由第一传动轴3和第二传动轴19流至第一斜扎辊4和第二斜扎辊18中，并最终经第一斜扎辊4和第二斜扎辊18推动铜管轴向移动的同时将总脉冲电流施加在铜管上，从而实现对铜管进行中频感应加热处理同时施加脉冲电流。脉冲电流流经铜管17后，通过第三斜扎辊6和第四斜扎辊传16至第三传动轴7和第四传动轴15，再由第三传动轴7和第四传动轴15通过第三石墨滑块8和第四石墨滑块14，经第三石墨滑块8和第四石墨滑块14传给第三导电螺杆9和第四导电螺杆13，脉冲电流在通过第三导电螺杆9和第四导电螺杆13后，最终合流。
由于采用上述技术方案，本发明提供的一种脉冲电流辅助对铜管中频感应加热处理的装置，与现有技术相比具有这样的有益效果：
本发明在铜管生产工艺中选择合适的工序，采用本装置对铜管进行中频热处理的同时施加脉冲电流，能够细化组织，改善铜管力学性能，而且，在铜管的生产过程中对铜管运用本发明，既节省成本又容易实施，也为企业减少了在铜管生产外为了改善性能需要额外增加工序的麻烦，并且在生产过程中铜管的性能易于改善，相比铜管成品后再改善性能优势明显，本发明为企业减轻为提高铜管性能所增加的负担提供帮助。
附图说明
图1是本发明结构原理图；
图2是本发明结构示意图；
图3是本发明的施加脉冲电流的装置结构示意图。
图中：1-第一导电螺杆，2-第一石墨滑块，3-第一传动轴，4-第一斜扎辊，5-感应线圈，6-第三斜扎辊，7-第三传动轴，8-第三石墨滑块，9-第三导电螺杆，10-2号二辊斜轧管机，11-2号电机，12-负极绝缘机架，13-第四导电螺杆，14-第四石墨滑块，15-第四传动轴，16-第四斜扎辊，17-铜管，18-第二斜扎辊，19-第二传动轴，20-第二石墨滑块，21-第二导电螺杆，22-正极绝缘机架，23-螺母，24-1号二辊斜扎管机，25-1号电机，26-绝缘垫片。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
本发明的一种脉冲电流辅助对铜管中频感应加热处理的装置，如图1—3所示，该装置包括电机电源、脉冲电路、施加脉冲电流装置、中频电源和感应线圈；所述的脉冲电路通过控制开关K1与电机电源连接；所述的脉冲电路能将电机电源的直流电流转换为间断导通的脉冲电流；
所述的施加脉冲电流装置包括正极机构P和负极机构N；如图3所示，所述的正极机构P包括第一斜扎辊4、第二斜扎辊18、第一传动轴3、第二传动轴19、第一石墨滑块2、第二石墨滑块20、第一导电螺杆1、第二导电螺杆21、1号二辊斜扎管机24、1号电机25和正极绝缘机架22；所述的负极机构N包括第三斜扎辊6、第四斜扎辊16、第三传动轴7、第四传动轴15、第三石墨滑块8、第四石墨滑块14、第三导电螺杆9、第四导电螺杆13、2号二辊斜扎管机10、2号电机11和负极绝缘机架12；
所述的正极绝缘机架22和所述的负极绝缘机架12左右相对对称安装，待加热铜管17安装在正极绝缘机架22和负极绝缘机架12中间的通孔内，并在两绝缘机架外侧分别穿过1号二辊斜扎管机24和2号二辊斜扎管机10；
在位于左侧所述的正极机构P上，第一斜扎辊4位于待加热铜管17的上部通过第一传动轴3安装在1号二辊斜扎管机24上，第二斜扎辊18位于待加热铜管17的下部通过第二传动轴19安装在1号二辊斜扎管机24上，第一传动轴3和第二传动轴19与1号二辊斜轧管机24内的1号电机25联接，由1号电机25驱动两传动轴转动；第一斜扎辊4和第二斜扎辊18彼此成一定倾斜角度在待加热铜管17的上下紧贴待加热铜管17外表面布置，在第一传动轴3和第二传动轴19带动下，第一斜扎辊4和第二斜扎辊18同向转动，从而推动待加热铜管17轴向移动；在第一传动轴3的上部第一导电螺杆1的一端通过正极绝缘机架22的上槽口并用螺母和绝缘垫片26将其安装固定在正极绝缘机架22上，第一导电螺杆1能够沿正极绝缘机架22的上槽口上下调整位置并固定，第一导电螺杆1的另一端与第一石墨滑块2固定连接在一起，第一石墨滑块2的弧面与第一传动轴3紧密充分接触；在第二传动轴19的下部第二导电螺杆21的一端通过正极绝缘机架22的下槽口并用螺母23和绝缘垫片将其安装固定在正极绝缘机架22上，第二导电螺杆21能够沿正极绝缘机架22的下槽口上下调整位置并固定，第二导电螺杆21的另一端与第二石墨滑块20固定连接在一起，第二石墨滑块20的弧面与第二传动轴19紧密充分接触；
为了避免由于磨损而导致的接触不良，可在机架的开口槽内调节其高度，以使石墨滑块与传动轴充分接触，石墨滑块的上下两端均按传动轴形状制成，因此当石墨滑块接触的一端磨损严重时，可将螺母卸下后，将导电螺杆绕轴转动180度，切换至石墨滑块另一端，当两端都磨损后，再次卸下螺母，进行更换。
在位于右侧所述的负极机构N与位于左侧所述的正极机构P对称装配：
第三斜扎辊6位于待加热铜管17的上部通过第三传动轴7安装在2号二辊斜扎管机10上，第四斜扎辊16位于待加热铜管17的下部通过第四传动轴15安装在2号二辊斜扎管机10上，第三传动轴7和第四传动轴15与2号二辊斜轧管机10内的2号电机11联接，由2号电机11驱动两传动轴转动；第三斜扎辊6和第四斜扎辊16彼此成一定倾斜角度在待加热铜管17的上下紧贴待加热铜管外表面布置，在第三传动轴7和第四传动轴15带动下，第三斜扎辊7和第四斜扎辊16同向转动，从而推动待加热铜管17轴向移动；在第三传动轴7的上部第三导电螺杆9的一端通过负极绝缘机架12的上槽口并用螺母和绝缘垫片将其安装固定在负极绝缘机架12上，第三导电螺杆9能够沿负极绝缘机架12的上槽口上下调整位置并固定，第三导电螺杆9的另一端与第三石墨滑块8固定连接在一起，第三石墨滑块8的弧面与第三传动轴7紧密充分接触；在第四传动轴15的下部第四导电螺杆13的一端通过负极绝缘机架12的下槽口并用螺母和绝缘垫片将其安装固定在负极绝缘机架12上，第四导电螺杆13能够沿负极绝缘机架12的下槽口上下调整位置并固定，第四导电螺杆13的另一端与第四石墨滑块14固定连接在一起，第四石墨滑块14的弧面与第四传动轴15紧密充分接触；
所述的脉冲电路主体安装固定在正、负极绝缘机架上，在正极机构P上，与第一导电螺杆1和第二导电螺杆21连接，通过第一导电螺杆1和第二导电螺杆21将脉冲电流导入到第一石墨滑块2和第二石墨块20上，再由第一石墨滑块2和第二石墨滑块20通过第一传动轴3和第二传动轴19将脉冲电流传给第一斜扎辊4和第二斜扎辊18，借助第一斜扎辊4和第二斜扎辊18在推动待加热铜管17轴向移动的同时将脉冲电流施加在待加热铜管17上；在负极机构N上，所述的脉冲电流经铜管17与第三导电螺杆9和第四导电螺杆13连接，脉冲电流经铜管17通过第三斜扎辊6和第四斜扎辊传16至第三传动轴7和第四传动轴15，再由第三传动轴7和第四传动轴15通过第三石墨滑块8和第四石墨滑块14，经第三石墨滑块8和第四石墨滑块14传给第三导电螺杆9和第四导电螺杆13，脉冲电流在通过第三导电螺杆9和第四导电螺杆13后，最终合流；
所述的中频电源通过控制开关K2和感应线圈5组成感应加热电路；所述的感应线圈5在所述的正极绝缘机架22和所述的负极绝缘机架12之间缠绕在待加热铜管17管壁外，所述的中频电源通过控制开关K2和感应线圈5组成感应加热电路；对铜管17进行感应加热处理。
参照图1-2，脉冲电路由控制开关K1来控制通断，脉冲电路为：脉冲电源—控制开关K1—正极机构P—铜管—负极机构N—脉冲电源，将脉冲电流导入到处于中频感应加热的铜管中，用来改善铜管的组织和力学性能。在中频感应加热时，感应加热电路导通，由控制开关K1使脉冲电路导通，此时通过开关K1规律性的通断来控制脉冲电流的通断，开关K1一个完整的通断时间即为脉冲电流的周期，单次导通的持续时间即为脉冲电流的宽度，脉冲电流的强度由电机电源调节。
本发明中脉冲电流电路分为上下两路分别将电流通过导电螺杆导入至正极机构的上下两个石墨滑块中，通过螺母来调节石墨滑块的高度，以保证石墨滑块与传动轴的充分接触，再由传动轴传至两个斜扎辊处并最终导入中频热处理的铜管处，导入后，再分为两路通过负极机构的上下两个斜扎辊将电流导出，经由传动轴，电流流至石墨滑块，并通过导电螺杆将上下两路电流传至导线合为一处。

Claims (1)

1.一种脉冲电流辅助对铜管中频感应加热处理的装置，其特征在于：该装置包括电机电源、脉冲电路、施加脉冲电流装置、中频电源和感应线圈；所述的脉冲电路通过控制开关K1与电机电源连接；所述的脉冲电路能将电机电源的直流电流转换为间断导通的脉冲电流；
所述的施加脉冲电流装置包括正极机构P和负极机构N；所述的正极机构P包括第一斜扎辊(4)、第二斜扎辊(18)、第一传动轴(3)、第二传动轴(19)、第一石墨滑块(2)、第二石墨滑块(20)、第一导电螺杆(1)、第二导电螺杆(21)、1号二辊斜扎管机(24)、1号电机(25)和正极绝缘机架(22)；所述的负极机构N包括第三斜扎辊(6)、第四斜扎辊(16)、第三传动轴(7)、第四传动轴(15)、第三石墨滑块(8)、第四石墨滑块(14)、第三导电螺杆(9)、第四导电螺杆(13)、2号二辊斜扎管机(10)、2号电机(11)和负极绝缘机架(12)；
所述的正极绝缘机架(22)和所述的负极绝缘机架(12)左右相对对称安装，待加热铜管(17)安装在所述的正极绝缘机架(22)和所述的负极绝缘机架(12)中间的通孔内，并在两绝缘机架外侧分别穿过1号二辊斜扎管机(24)和2号二辊斜扎管机(10)；
在位于左侧所述的正极机构P上，第一斜扎辊(4)位于待加热铜管(17)的上部通过第一传动轴(3)安装在1号二辊斜扎管机(24)上，第二斜扎辊(18)位于待加热铜管(17)的下部通过第二传动轴(19)安装在1号二辊斜扎管机(24)上，第一传动轴(3)和第二传动轴(19)与1号二辊斜轧管机内的1号电机(25)联接，由1号电机(25)驱动两传动轴转动；第一斜扎辊(4)和第二斜扎辊(18)彼此成一定倾斜角度在待加热铜管(17)的上下紧贴待加热铜管(17)外表面布置，在第一传动轴(3)和第二传动轴(19)的带动下，第一斜扎辊(4)和第二斜扎辊(18)同向转动，从而推动待加热铜管(17)轴向移动；在第一传动轴(3)的上部第一导电螺杆(1)的一端通过正极绝缘机架(22)的上槽口安装固定在正极绝缘机架(22)上，第一导电螺杆(1)能够沿正极绝缘机架(22)的上槽口上下调整位置并固定，第一导电螺杆(1)的另一端与第一石墨滑块(2)固定连接在一起，第一石墨滑块(2)的弧面与第一传动轴(3)紧密充分接触；在第二传动轴(19)的下部第二导电螺杆(21)的一端通过正极绝缘机架(22)的下槽口安装固定在正极绝缘机架(22)上，第二导电螺杆(21)能够沿正极绝缘机架(22)的下槽口上下调整位置并固定，第二导电螺杆(21)的另一端与第二石墨滑块(20)固定连接在一起，第二石墨滑块(20)的弧面与第二传动轴(19)紧密充分接触；
在位于右侧所述的负极机构N与位于左侧所述的正极机构P对称装配：
第三斜扎辊(6)位于待加热铜管(17)的上部通过第三传动轴(7)安装在2号二辊斜扎管机(10)上，第四斜扎辊(16)位于待加热铜管(17)的下部通过第四传动轴(15)安装在2号二辊斜扎管机(10)上，第三传动轴(7)和第四传动轴(15)与2号二辊斜轧管机(10)内的2号电机(11)联接，由2号电机(11)驱动两传动轴转动；第三斜扎辊(6)和第四斜扎辊(16)彼此成一定倾斜角度在待加热铜管(17)的上下紧贴待加热铜管(17)外表面布置，在第三传动轴(7)和第四传动轴(15)带动下，第三斜扎辊(7)和第四斜扎辊(16)同向转动，从而推动待加热铜管(17)轴向移动；在第三传动轴(7)的上部第三导电螺杆(9)的一端通过负极绝缘机架(12)的上槽口安装固定在负极绝缘机架(12)上，第三导电螺杆(9)能够沿负极绝缘机架(12)的上槽口上下调整位置并固定，第三导电螺杆(9)的另一端与第三石墨滑块(8)固定连接在一起，第三石墨滑块(8)的弧面与第三传动轴(7)紧密充分接触；在第四传动轴(15)的下部第四导电螺杆(13)的一端通过负极绝缘机架(12)的下槽口安装固定在负极绝缘机架(12)上，第四导电螺杆(13)能够沿负极绝缘机架(12)的下槽口上下调整位置并固定，第四导电螺杆(13)的另一端与第四石墨滑块(14)固定连接在一起，第四石墨滑块(14)的弧面与第四传动轴(15)紧密充分接触；
所述的脉冲电路与第一导电螺杆(1)和第二导电螺杆(21)连接，通过第一导电螺杆(1)和第二导电螺杆(21)将电流导入到第一石墨滑块(2)和第二石墨块(20)上，再由第一石墨滑块(2)和第二石墨滑块(20)通过第一传动轴(3)和第二传动轴(19)将脉冲电流传给第一斜扎辊(4)和第二斜扎辊(18)，借助第一斜扎辊(4)和第二斜扎辊(18)在推动待加热铜管(17)轴向移动的同时将脉冲电流施加在待加热铜管(17)上；所述的脉冲电流经铜管(17)与第三导电螺杆(9)和第四导电螺杆(13)连接，通过第三斜扎辊(6)和第四斜扎辊传(16)至第三传动轴(7)和第四传动轴(15)，再由第三传动轴(7)和第四传动轴(15)通过第三石墨滑块(8)和第四石墨滑块(14)，经第三石墨滑块(8)和第四石墨滑块(14)传给第三导电螺杆(9)和第四导电螺杆(13)，脉冲电流在通过第三导电螺杆(9)和第四导电螺杆(13)后，最终合流；
所述的中频电源通过控制开关(K2)和感应线圈(5)组成感应加热电路；所述的感应线圈(5)在所述的正极绝缘机架(22)和所述的负极绝缘机架(12)之间缠绕在待加热铜管(17)管壁外；所述的中频电源通过控制开关(K2)和感应线圈(5)组成感应加热电路，对待加热铜管(17)进行感应加热处理。
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