CN105695697B - 一种铝型材在线淬火装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明的一种铝型材在线淬火装置，包括机架、铝型材输送装置、水箱、水罩以及冷却系统。型材传送装置设于水箱内部上方，下部冷却系统位于型材传送装置下部。上部及两侧冷却系统位于水罩内部，上部冷却系统、两侧冷却系统及水罩能通过升降机构上升下降。水罩下降后可与水箱一起罩住型材传送装置。风冷装置围绕挤压中心分布若干列风口，底部由一风机供风，上部和两侧由一风机供风，每列的出风量能任意调整。水冷系统围绕挤压机中心分布有若干列喷头，且按型材传送方向分设多段冷却。每段喷头流量按传送方向逐渐增大，每列、每段的出水量能任意调整。获得较大的冷却调节范围，实现不同的渐进冷却模式，以适应不同合金及不同断面型材的在线淬火需求。

Description

一种铝型材在线淬火装置及方法

技术领域

本发明涉及金属型材在线淬火装置，具体是一种铝型材在线淬火装置及方法。

背景技术

随着铝型材在工业、交通运输等领域中得到广泛应用对铝型材的质量、力学性能要求越来越高，现有的水冷淬火，风冷淬火设备只能单方面进行在线水水冷淬火或者风冷淬火，无法满足在线挤压不同铝型材进行不同冷却淬火方式的要求。目前，普遍使用的水冷淬火方式为“过水冷”或者喷淋的方式进行，存在冷却强度不够高，不能够冲开高温铝型材表面形成的水雾，从而降低了淬火质量，此外喷淋淬火时，其水压都是通过手动或者自动进行整体调高或者整体调低，不能够实现非对称式的铝型材不同部位的水压要求，继而造成冷却不够均匀，冷变形较严重；普遍使用的风冷淬火方式为，在铝型材输送装置的上下两侧设置风冷装置，继而铝型材的左右两侧会造成冷却不均匀，冷变形的情况较严重。

发明内容

本发明为解决上述现有技术存在的问题，提供一种操作简单快捷、淬火范围广、能实现不同的渐进冷却模式、能根据铝型材淬火要求的不同灵活地切换淬火方式以适应不同合金及截面型材的淬火需要的铝型材在线淬火装置及方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种铝型材在线淬火装置，包括机架、铝型材输送装置以及冷却系统，冷却系统包括水冷装置、风冷装置以及雾冷装置，其特征在于 ：所述的风冷装置包括上风箱、下风箱，上风箱、下风箱在垂直方向上相对设置，上风箱、下风箱风道与风机相连通，所述上风箱的出风口位于所述的铝型材输送装置的上方，所述的下风箱的出风口位于所述的铝型材输送装置的下方，上风箱外围设有水罩，上风箱设于水罩内，下风箱置于水箱内。

所述下风箱，包括下风箱主体、下风箱固定件、电动执行器、风门、下部风口、下部喷淋系统、下部喷雾系统，下部喷淋系统、下部喷雾系统进水管均位于下风箱主体的内部，喷头与风口错位布置，使整个淬火系统冷却源分布均匀，电动执行器连接风门，驱动其运转。

所述上风箱包括上风箱本体、升降提升导轮、电动执行器、上部风口、左右风口、上部喷淋系统、上部喷雾系统、左右喷淋系统、左右喷雾系统、风门，其上部风口与左右风口错位分布，上部喷淋系统、上部喷雾系统、左右喷淋系统、左右喷雾系统进水管均位于上风箱本体的内部，喷头与风口错位布置，淬火系统冷却源分布均匀，电动执行器连接风门，驱动其运转。

所述型材传送装置升降机构，包括涡轮蜗杆升降机、连接杆、桁架、防水装置，涡轮蜗杆升降机的螺杆连接连接杆一端，连接杆另一端连接桁架，连接杆之上套设有防水装置。

所述防水装置包括下防水管、上防水管，下防水管底部与水箱底板密封连接，上防水管顶部与连接杆上部密封连接，下防水管、上防水管分别套于连接杆之上，上防水管包裹在下部防水管之上。

所述防水装置包括下防水管、上防水管，下防水管底部与水箱底板满焊，上防水管顶部与连接杆上部满焊，下防水管、上防水管分别套于连接杆之上，上防水管包裹在下部防水管之上，连接杆带动上防水管上下运动时，上防水管始终套设于下防水管之上，不与下防水管脱离。

一种铝型材在线淬火方法，1）通过上、下冷却系统能独立升降，以适应大小不同的铝型材；2）冷却系统分多列、多段布置，每列每段能单独调节其流量，获得较大的冷却调节范围，实现不同的渐进冷却模式，以适应不同合金及截面型材的淬火需求；3）根据铝型材淬火要求的不同，设置风雾混合冷淬火、水冷淬火与风冷淬火，通过切换淬火方式实现淬火方式的多样化，其中风雾混合冷淬火介于水冷与风冷之间。

本发明具有如下优点：本发明铝型材在线淬火装置，由于型材传送装置设于水箱内部上方，下部冷却系统位于型材传送装置下部。上部及两侧冷却系统位于水罩内部，上部冷却系统、两侧冷却系统及水罩能通过升降机构上升下降。水罩下降后可与水箱一起罩住型材传送装置。风冷装置围绕挤压中心分布若干列风口，顶部若干列、底部若干列、左右各若干列。其顶部和两侧由同一风机供风，底部由一风机供风，每列的出风量能任意调整。水冷系统围绕挤压机中心分布有若干列小喷头，且按型材传送方向分设多段冷却。每段喷头流量按传送方向逐渐增大，每列、每段的出水量能任意调整。获得较大的冷却调节范围，实现不同的渐进冷却模式，以适应不同合金及不同断面型材的在线淬火需求。风雾混合冷系统，围绕挤压中心分布有若干列精细喷雾头，按型材传送方向分设多段冷却。每列、每段的出水量能任意调整，风雾混合冷却强度介于风冷与水冷之间形成良好的过度。水冷、风冷、风雾混合冷相结合能满足更多淬火要求的产品加工。整个淬火系统全部采用PLC可编程控制器控制，并全部采用触摸屏的方式进行操作控制和工艺参数的调整。先进的软件控制系统不仅带来操作的简单快捷，还具有数据记忆功能。每一规格型材的理想淬火工艺参数，可由系统的记忆功能记忆储存下次生产同一型材时，直接调取系统的参数并自动执行。有效提高调节效率的同时，保障了淬火后型材的性能。

附图说明

图1为一种铝型材在线淬火装置的结构示意图；

图2为一种铝型材在线淬火装置的侧视图；

图3为型材传送装置升降机构示意图。

具体实施方式

结合图1，详细说明本发明的具体实施方式，但不对权利要求作任何限定。

一种铝型材在线淬火装置，包括机架、铝型材输送装置、水箱、水罩以及冷却系统。型材传送装置设于水箱内部上方，下部冷却系统位于型材传送装置下部。上部及两侧冷却系统位于水罩内部，上部冷却系统、两侧冷却系统及水罩能通过升降机构上升下降。水罩下降后可与水箱一起罩住型材传送装置。风冷装置围绕挤压中心分布若干列风口（优选的至少6列风口），顶部若干列、底部若干列、左右两侧若干列。其顶部和两侧由同一风机供风，底部由一风机供风，每列的出风量能任意调整。水冷系统围绕挤压机中心分布有若干列大喷头若干列小喷头，且按型材传送方向分设多段冷却。每段喷头流量按传送方向逐渐增大，每列、每段的出水量能任意调整。获得较大的冷却调节范围，实现不同的渐进冷却模式，以适应不同合金及不同断面型材的在线淬火需求。风雾混合冷系统，围绕挤压中心分布有若干列精细喷雾头，按型材传送方向分设多段冷却。每列、每段的出水量能任意调整，风雾混合冷却强度介于风冷与水冷之间形成良好的过度。水冷、风冷、风雾混合冷相结合能满足更多淬火要求的产品加工。整个淬火系统全部采用PLC可编程控制器控制，并全部采用触摸屏的方式进行操作控制和工艺参数的调整。先进的软件控制系统不仅带来操作的简单快捷，还具有数据记忆功能。每一规格型材的理想淬火工艺参数，可由系统的记忆功能记忆储存下次生产同一型材时，直接调取系统的参数并自动执行。有效提高调节效率的同时，保障了淬火后型材的性能。

一种铝型材在线淬火装置，包括：型材传送装置1、下风箱2，其下风箱2固定在型材传送装置1上。型材传送装置1和下风箱2可通过升降实现单头自动升降，并位于水箱4内部。上部风箱8和水罩9可通过水罩9和上风箱升降机构14升降，上风箱升降机构14和上部供风机组13安装在机架12上部。上部风箱8位于水罩9内部，两侧安装毛刷、两端安装防水帆布密封。水罩9下降至最低时盖在水箱4上，升至最高点时可通过机架12上的气动安全插销11悬挂固定。上部喷淋头6和下部喷淋头7分别位于风口之间，其进水管都均藏于上、下风箱内部，故喷淋头可与风箱一起升降。供水机组5提供的冷却水经过自动清洗过滤器10后再到达各喷淋头处。所述水罩9下降后开启两端高压风机后将与水箱4形成相对密封的空间，水冷时可以防止淬火过程中水花外溅到其他设备上，也利于水的回收。风雾混合冷时，可将产生的大量水雾通过水罩9顶部的除雾桶消除。

所述上风箱、下风箱在垂直方向上相对设置，上风箱、下风箱风道与风机相连通，上风箱的出风口位于所述的铝型材输送装置的上方，下风箱的出风口位于所述的铝型材输送装置的下方，上风箱外围设有水罩，上风箱设于水罩内，下风箱置于水箱内。

所述下风箱，包括下风箱主体、下风箱固定件、电动执行器、风门、下部风口、下部喷淋系统、下部喷雾系统，下部喷淋系统、下部喷雾系统进水管均位于下风箱主体的内部，喷头与风口错位布置，使整个淬火系统冷却源分布均匀，电动执行器连接风门，驱动其运转。

所述上风箱包括上风箱本体、升降提升导轮、电动执行器、上部风口、左右风口、上部喷淋系统、上部喷雾系统、左右喷淋系统、左右喷雾系统、风门，其上部风口与左右风口错位分布，上部喷淋系统、上部喷雾系统、左右喷淋系统、左右喷雾系统进水管均位于上风箱本体的内部，喷头与风口错位布置，淬火系统冷却源分布均匀，电动执行器连接风门，驱动其运转。

所述型材传送装置升降机构3，包括涡轮蜗杆升降机31、连接杆32、桁架35、防水装置，涡轮蜗杆升降机31的螺杆连接连接杆32一端，连接杆32另一端连接桁架35，连接杆32之上套设有防水装置33。

所述所述防水装置包括下防水管333、上防水管334，下防水管333底部与水箱4底板满焊，上防水管334顶部与连接杆32上部满焊，下防水管333、上防水管334分别套于连接杆32之上，上防水管334包裹在下防水管333之上，连接杆32带动上防水管334上下运动时，上防水管334始终套设于下防水管333之上，不与下防水管333脱离

还包括设置在上风箱上部的气动安全插销，气动安全插销包括气缸、气缸座、插销杆和用于固定在淬火系统支架上的插销座，气缸座固定在插销座上并且气缸与插销杆连接形成在防水罩悬挂固定区插销杆在气缸的驱动下穿过防水罩轴下方的插销结构。

本发明铝型材在线淬火方法，1）通过上、下冷却系统能独立升降，以适应大小不同的铝型材；2）冷却系统分多列、多段布置，每列每段能单独调节其流量，获得较大的冷却调节范围，实现不同的渐进冷却模式，以适应不同合金及截面型材的淬火需求；3）根据铝型材淬火要求的不同，设置风雾混合冷淬火、水冷淬火与风冷淬火，通过切换淬火方式实现淬火方式的多样化，其中风雾混合冷淬火介于水冷与风冷之间。

其中淬火方式：

水冷淬火：水罩9降至最低点盖在水箱4，根据型材的规格将上部喷淋头6下降、下部喷淋头7上升至合适位置保证各喷淋头喷出的水能均匀的覆盖型材。开启水罩9两端的高压风机、开启供水机组5，冷却水经自动清洗过滤器10后经过调节阀后再到各喷淋头。可通过变频器调节器总流量，通过调节阀调节各列、各段的流量以适应不同截面型材的淬火需要。

风冷淬火：水罩9上升至最高点使用气动安全插销11悬挂固定，根据型材规格将上风箱8下降、下风箱2上升到合适位置。开启上、下风机，总风量可通过变频器进行调节，然后通过风管送到风箱风门处。通过电动执行器转动各列风口的风门，调节各列风口的风量使型材冷却均匀。

风雾混合冷淬火：水罩9下降至最低点盖在水箱4上，启动水罩9两端的高压风机形成相对封闭的空间，防止水雾直接排出。开启上、下风机及雾化水泵，风量调节同风冷淬火；喷雾水量可通过调节阀调节各列、各段精细雾化喷头的水量。冷却时候产生的大量水雾通过水罩9顶部的除雾桶消除。

本在线淬火装置优点：

能根据铝型材淬火要求的不同，灵活地切换淬火方式实现淬火方式的多样化；上、下冷却系统能独立升降，以适应大小不同的铝型材；冷却系统分多列、多段布置，每列每段能单独调节其流量，获得较大的冷却调节范围，实现不同的渐进冷却模式。以适应不同合金及截面型材的淬火需求；风雾混合冷淬火介于水冷与风冷之间形成良好的过度，淬火范围广。且淬火时产生的水雾能通过水罩上部的除雾桶消除，有效减少了水雾对其他设备的腐蚀；纯风冷淬火时，水罩上升至最高点通过气动安全插销悬挂固定，安全可靠；水冷淬火时，水罩下降后能可防止冷却水外溅到其他设备上；整个系统具有自动清过滤器，有效防止喷头堵塞的同时减少了人工清洗过滤器的劳动强度和清洗成本，提高了清洗效率；整个淬火系统全部采用PLC可编程控制器控制，并全部采用触摸屏的方式进行操作控制和工艺参数的调整。先进的软件控制系统不仅带来操作的简单快捷，还具有数据记忆功能。每一规格型材的理想淬火工艺参数，可由系统的记忆功能记忆储存下次生产同一型材时，直接调取系统的参数并自动执行。有效提高调节效率的同时，保障了淬火后型材的性能。

Claims (8)

1.一种铝型材在线淬火方法，设置机架、铝型材传送装置以及冷却系统，还设置如下构造，即下风箱固定在铝型材传送装置上，铝型材传送装置和下风箱通过升降实现单头自动升降，并位于水箱内部；上风箱外围设有水罩，上风箱设于水罩内，上风箱和水罩通过水罩和上风箱升降机构升降，上风箱升降机构和上部供风机组安装在机架上部：1)通过上、下冷却系统独立升降，以适应大小不同的铝型材；2)根据铝型材淬火要求的不同，设置风雾混合冷淬火、水冷淬火与风冷淬火，通过切换淬火方式实现淬火方式的多样化，其中风雾混合冷淬火介于水冷与风冷之间形成过渡；3)冷却系统分多列、多段布置，每列每段能单独调节其流量，而且冷却系统的水冷系统按型材传送方向分设多段冷却，每段喷头流量按传送方向逐渐增大，从而获得较大的冷却调节范围，实现不同的渐进冷却模式，以适应不同合金及截面型材的淬火需求，冷却系统的风雾混合冷系统，按型材传送方向分设多段冷却，风雾混合冷却强度介于风冷与水冷之间形成良好的过渡；

水冷淬火时，一水罩降至最低点盖在水箱上，根据型材的规格将上部喷淋头下降、下部喷淋头上升至合适位置保证各喷淋头喷出的水能均匀的覆盖型材；

风冷淬火时，水罩上升至最高点使用气动安全插销悬挂固定，根据型材规格将上风箱下降、下风箱上升到合适位置；

风雾混合冷淬火时，水罩下降至最低点盖在水箱上，启动水罩两端的高压风机形成相对封闭的空间，防止水雾直接排出，其中风量调节同风冷淬火，喷雾水量通过调节阀调节各列、各段精细雾化喷头的水量，冷却时候产生的大量水雾通过水罩顶部的除雾桶消除。

2.根据权利要求1所述铝型材在线淬火方法，其特征在于：其中风冷装置围绕挤压中心分布若干列风口，包括顶部若干列、底部若干列、左右两侧若干列，其顶部和两侧由同一风机供风，底部由一风机供风，每列的出风量能任意调整；

水冷系统围绕挤压中心分布有若干列大喷头与若干列小喷头，且按型材传送方向分设多段冷却，每段喷头流量按传送方向逐渐增大，每列、每段的出水量能任意调整；

风雾混合冷系统，围绕挤压中心分布有若干列精细喷雾头，按型材传 送方向分设多段冷却，每列、每段的出水量能任意调整，风雾混合冷却强度介于风冷与水冷之间形成良好的过渡。

3.根据权利要求1所述铝型材在线淬火方法，其特征在于：纯风冷淬火时，设置水罩使其上升至最高点通过气动安全插销悬挂固定，安全可靠；水冷淬火时，设置水罩使其下降后能防止冷却水外溅到其他设备上；整个系统具有自动清过滤器，有效防止喷头堵塞的同时减少了人工清洗过滤器的劳动强度和清洗成本，提高清洗效率；整个淬火系统全部采用PLC可编程控制器控制，并全部采用触摸屏的方式进行操作控制和工艺参数的调整。

4.一种专用于权利要求1所述铝型材在线淬火方法的铝型材在线淬火装置，包括机架、铝型材输送装置以及冷却系统，冷却系统包括水冷装置、风冷装置以及雾冷装置，其特征在于：

所述风冷装置包括上风箱、下风箱，上风箱、下风箱在垂直方向上相对设置，上风箱风道、下风箱风道分别与风机相连通，所述上风箱的出风口位于所述的铝型材输送装置的上方，所述的下风箱的出风口位于所述的铝型材输送装置的下方，

所述上风箱外围设有水罩，上风箱设于水罩内，下风箱置于水箱内；

所述下风箱，包括下风箱主体、下风箱固定件、电动执行器、风门、下部风口、下部喷淋系统、下部喷雾系统，下部喷淋系统、下部喷雾系统进水管均位于下风箱主体的内部，喷头与风口错位布置，使整个淬火系统冷却源分布均匀，电动执行器连接风门，驱动其运转；

所述上风箱包括上风箱本体、升降提升导轮、电动执行器、上部风口、左右风口、上部喷淋系统、上部喷雾系统、左右喷淋系统、左右喷雾系统、风门，其上部风口与左右风口错位分布，上部喷淋系统、上部喷雾系统、左右喷淋系统、左右喷雾系统进水管均位于上风箱本体的内部，喷头与风口错位布置，淬火系统冷却源分布均匀，电动执行器连接风门，驱动其运转。

5.根据权利要求4所述的铝型材在线淬火装置，其特征在于：所述型材传送装置升降机构，包括涡轮蜗杆升降机、连接杆、桁架、防水装置，涡轮蜗杆升降机的螺杆连接连接杆一端，连接杆另一端连接桁架，连接杆之上套设有防水装置。

6.根据权利要求5所述的铝型材在线淬火装置，其特征在于：所述防水装置包括下防水管、上防水管，下防水管底部与水箱底板密封连接，上防水管顶部与连接杆上部密封连接，下防水管、上防水管分别套于连接杆之上，上防水管包裹在下部防水管之上。

7.根据权利要求5所述的铝型材在线淬火装置，其特征在于：所述防水装置包括下防水管、上防水管，下防水管底部与水箱底板满焊，上防水管顶部与连接杆上部满焊，下防水管、上防水管分别套于连接杆之上，上防水管包裹在下部防水管之上，连接杆带动上防水管上下运动时，上防水管始终套设于下防水管之上，不与下防水管脱离。

8.一种专用于权利要求1所述铝型材在线淬火方法的铝型材在线淬火装置，其中风冷装置围绕挤压中心分布若干列风口，包括顶部若干列、底部若干列、左右两侧若干列，其顶部和两侧由同一风机供风，底部由一风机供风，每列的出风量能任意调整；

水冷系统围绕挤压机中心分布有若干列大喷头与若干列小喷头，且按型材传送方向分设多段冷却，每段喷头流量按传送方向逐渐增大，每列、每段的出水量能任意调整；

风雾混合冷系统，围绕挤压中心分布有若干列精细喷雾头，按型材传送方向分设多段冷却，每列、每段的出水量能任意调整，风雾混合冷却强度介于风冷与水冷之间形成良好的过渡。