CN108247017B - 基于余热回收的铝型材真空加工控制系统 - Google Patents

基于余热回收的铝型材真空加工控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于余热回收的铝型材真空加工控制系统，包括连接PLC控制器上的真空压力控制器、温度控制器以及余热回收控制装置，真空压力控制器，通过浇注真空泵连接在0.7‑0.8MPa的真空密闭浇注室内控制其真空状态，其通过冷却真空泵连接在0.8‑0.9的真空无尘密闭冷却室内控制其真空状态；0.7‑0.8MPa的真空密闭浇注室和0.8‑0.9的真空无尘密闭冷却室均通过余热回收装置和余热回收控制装置将其内的余热通过导引熔炼室；余热回收控制装置用于记录余热回收装置内的热风输送量以及一定时间间隔内的热风温度。使用本发明的基于余热回收的铝型材真空加工控制系统制得的铝合金门窗，耐候性能以及抗腐蚀性能较强、外观质量好、实时进行余热回收、监控，环保性能佳。

Description

基于余热回收的铝型材真空加工控制系统
技术领域
本发明涉及铝型材技术领域，特别是涉及基于余热回收的铝型材真空加工控制系统。
背景技术
现有的铝材加工时，特别是加工成铝棒时，客户对应不同规格的铝棒具有不同的要求，需要在铝材融化后的铝液中加入各种不同的配料才能满足客户的需求；因此，目前有一种用于铝液配料时保温的保温炉，能够在铝液配料时进行保温，确保铝液和配料能够充分融合。但是，现有的这类保温炉在使用时会产生并排放一定的烟气、废气，造成一定的环境污染；而且，保温性能不理想，铝液会出现一定的冷却现象，导致铝液和配料的融合效果不理想，影响产品质量。因此，现有的铝材加工用的保温炉存在着环境污染、保温性能不理想和影响产品质量的问题。
中国专利申请CN201610367330.3公开了一种具有热循环功能的环保型铝材加工用保温系统， 它包括保温炉，保温炉的顶部连接有集热炉；集热炉内设置有“U”型的进气管和多个集热板，进气管和集热板交错分布，进气管一端连接有热风机；所述集热炉的两侧分别连接有抽风炉罩和负压风机，集热炉一侧通过负压风机连接有烟气净化器。本申请不仅具有环保的优点，还能够实现热循环，提高热能利用率、保温性能和产品质量。
该申请虽然充分利用了保温炉内产生的余热,并且及时将其产生的烟气进行净化达到环保的效果，但是顶部的集热炉以及集热铸造单元占用的空间较大，整个加工系统结构较为庞大，整体支撑结构较多，也较为复杂。此外对于门窗使用的铝合金型材来说，这种保温结构以及系统实用性不是很好，较为浪费能源。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种在压力为0.7-0.8MPa的真空密闭环境中对门窗铝合金型材进行浇注成形，随后依次真空冷却、型材预处理以及铝合金型材喷涂以及固化、铝合金型材精加工以及切割、包装的基于余热回收的铝型材真空加工控制系统。
本发明所采用的技术方案是：基于余热回收的铝型材真空加工控制系统，包括连接PLC控制器上的真空压力控制器、温度控制器以及余热回收控制装置，其中：
真空压力控制器，通过浇注真空泵连接在0.7-0.8MPa的真空密闭浇注室5内控制其真空状态，同时其通过冷却真空泵连接在0.8-0.9MPa的真空无尘密闭冷却室内控制其真空状态；
温度控制器，分别连接0.7-0.8MPa的真空密闭浇注室的浇注温度传感器7、0.8-0.9MPa的真空无尘密闭冷却室的冷却温度传感器以及铝合金型材喷涂以及固化烘干室的烘干温度传感器11上；
0.7-0.8MPa的真空密闭浇注室和0.8-0.9MPa的真空无尘密闭冷却室均通过余热回收装置和余热回收控制装置将其内的余热通过熔炼室，为熔炼室周围提供足够的温度环境；
余热回收控制装置用于记录余热回收装置内的热风输送量以及一定时间间隔内的热风温度，通过其还连接PLC控制装置直接控制热风回流量的大小。
进一步地，余热回收装置包括依次连接的吸风机、蓄热结构件以及热风传输管，其中蓄热结构件上设有多根热风传输管，这些热风传输管将蓄热结构件内的热风同时传送至熔炼室的不同部位，熔炼室的这些部位包括熔炼室顶部、靠近中间的侧面以及靠近底部的侧面。
进一步地，余热回收装置的热风传输管还通过一个电磁阀门连接 0.7-0.8MPa的真空密闭浇注室内，当0.7-0.8MPa的真空密闭浇注室内泄压时，电磁阀门打开，热风传输管从0.7-0.8MPa的真空密闭浇注室获取风压传输热风；当0.7-0.8MPa的真空密闭浇注室内加压时，电磁阀门关闭。
进一步地，在具体操作时，0.7-0.8MPa的真空密闭浇注室设有可打开的部分，并且这些可打开的部分均完全密封，并且其外侧的浇注真空泵使用真空压力控制器按照下列预定进行控制：
当密闭浇注室的内部压力达到预定的0.7-0.8MPa时，真空压力控制器关闭真空泵，然后通过设于密闭浇注室内的压力传感器不停地检测密闭浇注室内的压力信号，当真空压力大于0.8MPa后，启动真空泵抽取真空，进而保证密闭浇注室内的真空环境。
进一步地，PLC控制器还实时显示0.7-0.8MPa的真空密闭浇注室、0.8-0.9MPa的真空无尘密闭冷却室以及铝合金型材喷涂以及固化烘干室内的温度变化参数，同时当温度参数变化到预定值时，PLC控制器内的告警装置就好进行告警。
进一步地，PLC控制器内的告警装置为闪光报警或者音频告警。
与现有技术相比，本发明的有益效果是： 1. 基于余热回收的铝型材真空加工控制系统,借助PLC控制器以及连接在其上的真空压力控制器以及温度控制器，实现对0.7-0.8MPa的真空密闭浇注室、0.8-0.9MPa的真空无尘密闭冷却室以及铝合金型材喷涂以及固化烘干室进行温度、真空度控制，同时实时进行余热回收、监控，保证了其在加工铝合金型材时的控制效果，也方便真空浇注系统控制铝型材的加工过程，以及对铝型材加工进行参数调整，以符合铝型材的使用要求。
2. 使用上述基于余热回收的铝型材真空加工控制系统进行门窗铝合金型材加工的方法，是一种在压力为0.7-0.8MPa的真空密闭环境中对门窗铝合金型材进行浇注成形，随后依次真空冷却、型材预处理以及铝合金型材喷涂以及固化、铝合金型材精加工以及切割、包装，得到使用强度高、耐腐蚀性能好的铝合金门窗。
3.使用该真空浇注以及真空冷却得到的铝合金门窗，其内的杂质含量少、浇注裂纹、银纹几乎没有，也不会收到环境气流以及温度变化的影响，得到的铝合金门窗较常温常压环境中的强度高，而且耐候性能以及抗腐蚀性能较强。
4. 型材喷涂以及固化，在铝合金型材的表面喷涂一层膜层，防止氧化，随后将其置于50-70°C的温度环境中低温烘烤30-45min，铝合金门窗外观质量好，销售前景较好。
附图说明
图1为基于余热回收的铝型材真空加工控制系统的原理框图；
图2为使用上述基于余热回收的铝型材真空加工控制系统进行门窗铝合金型材加工的方法的流程图。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。
如图1所示，基于余热回收的铝型材真空加工控制系统，包括连接PLC控制器1上的真空压力控制器2、温度控制器3以及余热回收控制装置12，其中：真空压力控制器2，通过浇注真空泵4连接在0.7-0.8MPa的真空密闭浇注室5内控制其真空状态，同时其通过冷却真空泵10连接在0.8-0.9MPa的真空无尘密闭冷却室6内控制其真空状态；温度控制器3，分别连接0.7-0.8MPa的真空密闭浇注室5的浇注温度传感器7、0.8-0.9MPa的真空无尘密闭冷却室6的冷却温度传感器8以及铝合金型材喷涂以及固化烘干室9的烘干温度传感器11上；0.7-0.8MPa的真空密闭浇注室和0.8-0.9MPa的真空无尘密闭冷却室均通过余热回收装置13和余热回收控制装置12将其内的余热通过熔炼室14，为熔炼室周围提供足够的温度环境；余热回收控制装置用于记录余热回收装置内的热风输送量以及一定时间间隔内的热风温度，通过其还连接PLC控制装置直接控制热风回流量的大小。
在上述实施例中，余热回收装置13包括依次连接的吸风机、蓄热结构件以及热风传输管，其中蓄热结构件上设有多根热风传输管，这些热风传输管将蓄热结构件内的热风同时传送至熔炼室的不同部位，熔炼室的这些部位包括熔炼室顶部、靠近中间的侧面以及靠近底部的侧面。
在上述实施例中，余热回收装置的热风传输管还通过一个电磁阀门15连接 0.7-0.8MPa的真空密闭浇注室5内，当0.7-0.8MPa的真空密闭浇注室内泄压时，电磁阀门15打开，热风传输管从0.7-0.8MPa的真空密闭浇注室获取风压传输热风；当0.7-0.8MPa的真空密闭浇注室内加压时，电磁阀门关闭。
在上述实施例中，在具体操作时，0.7-0.8MPa的真空密闭浇注室设有可打开的部分，并且这些可打开的部分均完全密封，并且其外侧的浇注真空泵使用真空压力控制器按照下列预定进行控制：
当密闭浇注室的内部压力达到预定的0.7-0.8MPa时，真空压力控制器关闭真空泵，然后通过设于密闭浇注室内的压力传感器不停地检测密闭浇注室内的压力信号，当真空压力大于0.8MPa后，启动真空泵抽取真空，进而保证密闭浇注室内的真空环境该密闭浇注室压力控制方法，既保证了真空浇注的要求，又很好地节省了能源，进而节省了加工成本。
在上述实施例中，PLC控制器还实时显示0.7-0.8MPa的真空密闭浇注室、0.8-0.9MPa的真空无尘密闭冷却室以及铝合金型材喷涂以及固化烘干室内的温度变化参数，同时当温度参数变化到预定值时，PLC控制器内的告警装置就好进行告警可以及时示警不符合要求的真空度、温度以及湿度等数值，保证铝合金门窗加工的环境参数。
在上述实施例中，PLC控制器内的告警装置为闪光报警或者音频告警，示警效果较好。
使用上述基于余热回收的铝型材真空加工控制系统进行门窗铝合金型材加工的方法，详见图2，至少包括如下步骤：
S100，真空密封浇注，使用密闭的传输通道将熔炼室内的高温铝水缓慢引流至0.7-0.8MPa的真空密闭浇注室，在该真空密闭浇注室内浇注铝合金型材雏形，得到基本形状的铝合金型材，在该步骤中密闭浇注室外侧至少设有一个侧面的可视观察窗；
S200，真空冷却，将密闭浇注室内浇注成形的铝材取出至0.8-0.9MPa的真空无尘密闭冷却室内进行冷却，当铝合金型材冷却至30°C时，将其取出；
S300，铝合金型材预处理，将浇注成型的铝材毛坯依次经过水冷清洗、硫酸漂白以及烘干处理，除去铝合金型材表面的油污和氧化物，使铝合金型材表面无色斑和腐蚀点；
S400，铝合金型材喷涂以及固化，在铝合金型材的表面喷涂一层膜层，防止氧化，随后将其置于50-70°C的温度环境中低温烘烤30-45min；
S500，铝合金型材精加工以及切割、包装，使用精加工切割设备以及包装设备一斤进行处理，得到成形铝合金窗。
在上述实施例中，步骤S100中的0.7-0.8MPa的真空密闭浇注室以及步骤S200中的0.8-0.9MPa的真空无尘密闭冷却室均通过余热回收装置将其内的余热通过熔炼室，为熔炼室周围提供足够的温度环境。
在上述实施例中，余热回收装置包括依次连接的吸风机、蓄热结构件以及热风传输管，其中蓄热结构件上设有多根热风传输管，这些热风传输管将蓄热结构件内的热风同时传送至熔炼室的不同部位，熔炼室的这些部位包括熔炼室顶部、靠近中间的侧面以及靠近底部的侧面，能够充分利用铝合金型材加工过程中的预热来保证熔炼室周围的环境温度较高，提高铝合金的熔炼的效率，同时降低成本。
步骤S400铝合金型材喷涂以及固化工艺，在密闭喷涂设备内进行喷涂，并且该密闭喷涂设备的温度保持在30-55度，喷涂完成之后直接固化，固化的时间不少于30min，得到的铝合金型材外观质量更好，内部强度固化性能也好，喷涂于其上的漆也不容易脱落，保证了铝合金型材的质量。在处理步骤S500铝合金型材精加工以及切割、包装工艺时，精加工以及切割工艺使用连接成为一个整体的打磨切割设备进行处理，并且该打磨切割设备上连接有用于处理废气以及废屑的处理装置，可以完整地将废屑以及废水进行收集、处理，环保性能较好。
综上所述，使用本发明的基于余热回收的铝型材真空加工控制系统制得的铝合金门窗，耐候性能以及抗腐蚀性能较强、外观质量好、实时进行余热回收、监控，能够使用各种气候环境使用，抗疲劳性能较好，使用方便。
本发明的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本发明的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本发明的精神，都在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.基于余热回收的铝型材真空加工控制系统，其特征在于：包括连接PLC控制器（1）上的真空压力控制器（2）、温度控制器（3）以及余热回收控制装置（12），其中：
真空压力控制器（2），通过浇注真空泵（4）连接在0.7-0.8MPa的真空密闭浇注室（5）内控制其真空状态，同时其通过冷却真空泵（10）连接在0.8-0.9MPa的真空无尘密闭冷却室（6）内控制其真空状态；
温度控制器（3），分别连接0.7-0.8MPa的真空密闭浇注室（5）的浇注温度传感器（7）、0.8-0.9MPa的真空无尘密闭冷却室（6）的冷却温度传感器（8）以及铝合金型材喷涂以及固化烘干室（9）的烘干温度传感器（11）上；
0.7-0.8MPa的真空密闭浇注室和0.8-0.9MPa的真空无尘密闭冷却室均通过余热回收装置（13）和余热回收控制装置（12）将其内的余热通过熔炼室（14），为熔炼室周围提供足够的温度环境；
余热回收控制装置用于记录余热回收装置内的热风输送量以及一定时间间隔内的热风温度，通过其还连接PLC控制装置直接控制热风回流量的大小。
2.根据权利要求1所述的基于余热回收的铝型材真空加工控制系统，其特征在于：余热回收装置（13）包括依次连接的吸风机、蓄热结构件以及热风传输管，其中蓄热结构件上设有多根热风传输管，这些热风传输管将蓄热结构件内的热风同时传送至熔炼室的不同部位，熔炼室的这些部位包括熔炼室顶部、靠近中间的侧面以及靠近底部的侧面。
3.根据权利要求2所述的基于余热回收的铝型材真空加工控制系统，其特征在于：余热回收装置的热风传输管还通过一个电磁阀门（15）连接 0.7-0.8MPa的真空密闭浇注室（5）内，当0.7-0.8MPa的真空密闭浇注室内泄压时，电磁阀门（15）打开，热风传输管从0.7-0.8MPa的真空密闭浇注室获取风压传输热风；当0.7-0.8MPa的真空密闭浇注室内加压时，电磁阀门关闭。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的基于余热回收的铝型材真空加工控制系统，其特征在于：在具体操作时，0.7-0.8MPa的真空密闭浇注室设有可打开的部分，并且这些可打开的部分均完全密封，并且其外侧的浇注真空泵使用真空压力控制器按照下列预定进行控制：
当真空 密闭浇注室的内部压力达到预定的0.7-0.8MPa时，真空压力控制器关闭真空泵，然后通过设于真空 密闭浇注室内的压力传感器不停地检测真空 密闭浇注室内的压力信号，当真空压力大于0.8MPa后，启动真空泵抽取真空，进而保证真空 密闭浇注室内的真空环境。
5.根据权利要求4所述的基于余热回收的铝型材真空加工控制系统，其特征在于：PLC控制器还实时显示0.7-0.8MPa的真空密闭浇注室、0.8-0.9MPa的真空无尘密闭冷却室以及铝合金型材喷涂以及固化烘干室内的温度变化参数，同时当温度参数变化到预定值时，PLC控制器内的告警装置就好进行告警。
6.根据权利要求4所述的基于余热回收的铝型材真空加工控制系统，其特征在于：PLC控制器内的告警装置为闪光报警或者音频告警。
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Address after: 242234 Economic Development Zone, new Hang Town, Guangde County, Xuancheng, Anhui

Patentee after: Anhui Gaode Aluminum Co.,Ltd.

Address before: 242234 Economic Development Zone, new Hang Town, Guangde County, Xuancheng, Anhui

Patentee before: ANHUI GAODE ALUMINUM Co.,Ltd.