CN111365920A - 一种超低温冷却塔 - Google Patents

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唐学锋
兰泽贵
唐杰
张隆权
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    • B23P11/02—Connecting or disconnecting metal parts or objects by metal-working techniques not otherwise provided for  by first expanding and then shrinking or vice versa, e.g. by using pressure fluids; by making force fits
    • B23P11/025—Connecting or disconnecting metal parts or objects by metal-working techniques not otherwise provided for  by first expanding and then shrinking or vice versa, e.g. by using pressure fluids; by making force fits by using heat or cold

Abstract

本发明公开了一种超低温冷却塔，包括低温筒体、以及设置在低温筒体进口端的进料隔离组件和出口端的出料隔离组件；所述低温筒体包括外筒体、内筒体和设置在内筒体内的用于物料滑动的滑道，外筒体与内筒体之间形成真空层，内筒体内填充有液氮，通过液氮给滑道内制造超低温环境进而实现物料制冷冷缩；本发明通过设置三层的低温筒体，通过内筒体的液氮给滑道提供超低温环境，对滑道内的物料冷却，进而使物料缩小，便于后续的安装；以及通过设置进料隔离组件和出料隔离组件，将低温筒体的进出料口与大气隔离，降低液氮的耗量，并且通过气缸驱动进料和出料，实现自动进出料，减少人员伤害。

Description

一种超低温冷却塔
技术领域
本发明涉及超低温制冷领域，具体涉及一种自动进料和出料的超低温冷却塔。
背景技术
目前，大多数的机械压装都是常温强压力装配，在压装过程中容易造成零件的破裂甚至是压装不合理造成脱离。已有少部分的厂家想到液氮浸泡后压装，但是都是采用人工手动浸泡，不仅速度慢还容易造成冻伤。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可自动进出料的超低温冷却塔，通过该冷却塔实现对物料的冷却，使物料冷却缩小后压装，提高压装效率。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种超低温冷却塔，包括低温筒体、以及设置在低温筒体进口端的进料隔离组件和出口端的出料隔离组件；所述低温筒体包括外筒体、内筒体和设置在内筒体内的用于物料滑动的滑道，外筒体与内筒体之间形成真空层，内筒体内填充有液氮，通过液氮给滑道内制造超低温环境进而实现物料制冷冷缩；
所述进料隔离组件包括与低温筒体顶部固定连接的上法兰、安装在上法兰上的进料隔离块、以及与进料隔离块连接的进料气缸，上法兰开有与滑道连通的落料口，进料隔离块上开有与落料口匹配的储料仓，进料气缸带动进料隔离块往复运动实现储料仓与落料口连通或断开，进而实现进料和隔离密封；
所述出料隔离组件包括与低温筒体底部固定连接的下法兰、与内筒体底部固定的连接块，所述连接块上开有与滑道连通的出料口，且其底部固定有下限位块，下限位块内开有下限位槽，下限位槽内安装有出料隔离块，出料隔离块上开有与出料口匹配的出料仓，出料仓下方设有安装在下法兰上的出料管；出料隔离块连接有驱动其与出料口连通或出料管连通的驱动模块，驱动模块包括出料气缸和联动杆，联动杆铰接在下限位块上，联动杆一端与出料气缸连接，另一端与出料隔离块连接。
进一步地，所述上法兰上安装有上限位块，上限位块上开有上限位槽，进料隔离块位于上限位槽内，位于落料口正上方的上限位块上安装满料气缸，满料气缸连接有与落料口匹配的满料块。
进一步地，所述内筒体与连接块之间设有波纹补偿器。
进一步地，所述上法兰和下法兰底部均设置有硅胶加热片。
进一步地，在所述下法兰的硅胶加热板底部安装有压紧块。
进一步地，所述内筒体为上大下小的结构，其上部安装有进液管，底部的连接块上安装有排液管。
进一步地，所述滑道、压紧法兰和上限位块上均开有氮气保护孔，滑道的氮气保护孔位于内筒体内的液氮液位上方。
进一步地，所述内筒体内安装有液位传感器。
进一步地，所述外筒体上安装抽空咀。
本发明还提供了一种多轨道超低温冷却塔，包括外筒体、设置在外筒体内的多个相互两桶的内筒体，设置在内筒体内的滑道；所述外筒体的顶部设置数个分别与滑道连通的进料隔离组件，其底部设置数个分别与滑道连通的出料隔离组件。
本发明具有以下有益效果：
(1)通过设置三层的低温筒体，通过内筒体的液氮给滑道提供超低温环境，对滑道内的物料冷却，进而使物料缩小，便于后续的安装；
(2)通过设置进料隔离组件和出料隔离组件，将低温筒体的进出料口与大气隔离，降低液氮的耗量，并且通过气缸驱动进料和出料，实现自动进出料，减少人员伤害；
(3)通过设置波纹补偿管，对内筒体液氮造成的冷缩进行补偿；
(4)通过在上、下法兰底部设置硅胶加热片，将熔化进出料因内外温差造成结冰；
(5)通过设置联动杆，可增长出料路径，进而增长热传递距离；
(6)通过设置满料气缸和满料管，可对滑道内的物料是否满料进行检查，还可解除落料口因结冰造成的物料粘接；
(7)通过在滑道上开氮气保护孔，防止外部空气进入滑道内形成冰块。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图。
图2为本发明的俯视结构示意图。
图3为沿图2中A-A线的剖面示意图。
图4为沿图2中B-B线的剖面示意图。
图5为图4中A处放大示意图。
图6为本发明进料隔离组件示意图。
图7为本发明出料隔离组件示意图。
图8为本发明实施例2结构示意图。
图9为本发明实施例2剖面示意图。
图中标记：100、低温筒体；110、外筒体；111、抽空咀；120、内筒体；121、进液管；122、出液管；123、波纹补偿管；130、滑道；131、氮气保护孔；200、进料隔离组件；201、上法兰；202、进料隔离块；203、进料气缸；204、落料口；205、储料仓；206、上限位块；207、满料气缸；208、满料块；230、硅胶加热片；300、出料隔离组件；301、连接块；302、下法兰；303、下限位块；304、出料隔离块；305、出料口；306、出料仓；307、出料管；308、联动杆；309、出料气缸；310、压紧法兰；400、物料；500、轨道汇集板。
具体实施方式
如图1～图4所示，本实施例提供的一种超低温冷却塔，所述冷却塔可对滑道130内的物料400进行冷却，进而使物料400热胀冷缩。在发动机装配时，座圈和导管的压装都要对其冷却，使其缩小后压装，安装容易且零件损坏率小，在常温装下恢复至原来的大小，进而完成安装。
本实施例的超低温冷却塔包括低温筒体100、安装在低温筒体100进料端的进料隔离组件200和安装在低温筒体100出料端的出料隔离组件300。
所述低温筒体100包括外筒体110、内筒体120、以及设置在内筒体120内的滑道130；所述外筒体110与内筒体120之间形成真空层，可减少热量的传递，在所述外筒体110上安装有抽空咀111，便于内外筒体110之间形成真空；所述内筒体120填充液氮，液氮的温度为-196℃，超低温度，便于滑道130内超低温度环境形成，物料400遇冷冷缩，便于后续的安装。
所述内筒体120结构优先采用上大下小的结构，上大下小的有利于物料400冷缩以及冷缩后的定型，还可减少液氮的使用量，位于内筒体120上部的侧壁上开有进液口，进液口连接有进液管121，进液管121穿过外筒体110侧壁与液氮存储罐连接；所述内筒体120的底部连接有波纹补偿管123，用于对内筒体120液氮造成的冷缩进行补偿；波纹补偿管123底部连接有连接块301，连接块301上开有与滑道130连通的出料口305和与内筒体120连通的出液口，出液口连接排液管122，排液管122延伸至低温筒体100外并与液氮回收箱连接，实现液氮回收重复使用，降低成本。
所述滑道130用于物料400滑道130的轨道，其形成与物料400的形状匹配，如发动机上的座圈才有横截面为矩形的滑道130，其长略大于座圈的直径，宽度略大于座圈的高，其长度为座圈的直径×n，n≥1；通过物料400自身的重力向下滑动，通过控制出口隔离组件实现内部物料400出料。若需冷却其他物料400，改变内部滑道130的形状即可，如导管，可采用管道型的滑道130。
所述内筒体120的液氮有一定量的会成为氮气，防止筒体的压力过大，在所述滑道130上开有氮气保护孔131，如图5所示，氮气保护孔131位于液氮的液面上方，氮气通过氮气保护孔131的进入滑道130内，并通过滑道130的进出口排放出去，降低内筒体120的压力，同时可让氮气进滑道130内，使滑道130内的空气排出，避免空气中的水分遇冷结冰。为检测到内筒体120的液位，在所述内筒体120安装有液位传感器，避免液位高于氮气保护孔131，从而进进入到滑道130内。
所述进料隔离组件200用于进料并隔离内外温度，其结构如图6所示，它包括上法兰201、进料隔离块202和进料气缸203，所述上法兰201安装在低温筒体100的顶部，且其上开有与滑道130连通的落料口204；所述上法兰201顶部安装有上限位块206，并且上限位块206内开有限位槽，限位槽内设有可在上法兰201做往复运动的进料隔离块202，所述进料隔离块202上开有与落料口204匹配的储料仓205，进料隔离块202与进料气缸203连接，进料气缸203带动进料隔离模块在上法兰201上并且上限位槽内做往复运动，使储料仓205与落料口204连通或断开，当储料仓205与落料口204连通时，可将储料仓205内的物料400通过落料口204落入滑道130内，当储料仓205与落料口204断开时，进料隔离块202可将落料口204封住，可减少冷量的排放。所述上限位块206上开有进料口，当储料仓205与落料口204断开时，储料仓205与进料口对齐，进料口可与物料400输送装置连接，实现自动进料。所述上限位块206的一侧开有氮气保护孔131，通过氮气保护孔131可往冷却塔内注入氮气，减少空气进入冷却塔内，从而实现保护冷却塔。
避免冷量排放造成落料口204结冰，使的物料400粘连无法因重力下落，位于落料口204正上方的上限位块206上安装满料气缸207，满料气缸207连接有与落料口204匹配的满料块208，满料气缸207带动所述满料块208向下运动，给落料口204的物料400施加一个向下的力，使其落下，同时，满料气缸207带动满料块208还可检测到滑道130内是否满料。
为解决落料口204结冰现象，在所述上法兰201的底部安装有硅胶加热片230，通过硅胶加热片230发热产生热量将结冰熔化，也可避免物料400粘连。
如图7所示，所述出料隔离组件300包括下法兰302、下限位块303、出料隔离块304、出料气缸309和联动杆308；所述连接块301的底部安装有下限位块303，下限位块303内开有下限位槽，下限位槽内设有出料隔离块304，出料隔离块304上开有与连接块301上的出料口305匹配的出料仓306，出料仓306下方设有安装在下法兰302上的出料管307；下法兰302固定在外筒体110的底部，出料隔离块304连接有驱动其与出料口305连通或出料管307连通的驱动模块，当出料口305与出料仓306连通时，滑道130内的物料400落入出料仓306内，当出料口305与出料管307连通时，出料隔离块304可将出料口305封住，同时又将出料仓306的物料400落入出料管307，出料管307与出料输送装置连接，实现自动出料，避免人为出料造成冻伤。
所述驱动模块包括出料气缸309和联动杆308，联动杆308铰接在下限位块303上，联动杆308一端与出料气缸309连接，另一端与出料隔离块304连接，出料气缸309通过联动杆308带动出料隔离块304在下限位槽内做往复运动，实现出料口305和出料仓306连通或断开，同时还延长了出料路径，进而增长热传递距离，液氮耗损降低。
为避免出料管307内物料400粘接，在所述下法兰302的底部也安装硅胶加热片230，在所述下法兰302的硅胶加热板底部安装有压紧法兰310，在所述压紧法兰310的一侧开有氮气保护孔131，通过氮气保护孔131可往冷却塔内注入氮气，减少空气进入冷却塔内，从而实现保护冷却塔。
实施例2
如图8和图9所示，本实施例提供一种多轨道超低温冷却塔包括外筒体110、内筒体120、滑道130、出料隔离组件300和进料隔离组件，所述外筒体110内设置多个相互连通的内筒体120，至少包括上部连通，便于进液口121输送液氮，底部连连通，设置一个出液口122，可回收所有内筒体120的液氮；在内筒体120的进液口121与出液口122之间的任意位置连通波纹补偿器，两两内筒体120的波纹管错开设置；内筒体120设置滑道130每个滑道130均设置有进料隔离组件和出料隔离组件300，进料隔离组件和出料隔离组件300采用实施例1所述的进料隔离组件和出料隔离组件300，在所述出料隔离组件300的下方设置有轨道汇集板500，轨道汇集板500上有多条轨道，每条轨道对应连通一个出料隔离组件300的出料管307；本实施例的其他结构与实施例1相同，通过本实施例可实现多物料400的同时冷却，提高工作效率。
以上所述仅是本发明优选的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何基于本发明所提供的技术方案和发明构思进行的改造和替换都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种超低温冷却塔，其特征在于：包括低温筒体(100)、以及设置在低温筒体(100)进口端的进料隔离组件(200)和出口端的出料隔离组件(300)；所述低温筒体(100)包括外筒体(110)、内筒体(120)和设置在内筒体(120)内的用于物料(400)滑动的滑道(130)，外筒体(110)与内筒体(120)之间形成真空层，内筒体(120)内填充有液氮，通过液氮给滑道(130)内制造超低温环境进而实现物料(400)制冷冷缩；
所述进料隔离组件(200)包括与低温筒体(100)顶部固定连接的上法兰(201)、安装在上法兰(201)上的进料隔离块(202)、以及与进料隔离块(202)连接的进料气缸(203)，上法兰(201)开有与滑道(130)连通的落料口(204)，进料隔离块(202)上开有与落料口(204)匹配的储料仓(205)，进料气缸(203)带动进料隔离块(202)往复运动实现储料仓(205)与落料口(204)连通或断开，进而实现进料和隔离密封；
所述出料隔离组件(300)包括与低温筒体(100)底部固定连接的下法兰(302)、与内筒体(120)底部固定的连接块(301)，所述连接块(301)上开有与滑道(130)连通的出料口(305)，且其底部固定有下限位块(303)，下限位块(303)内开有下限位槽，下限位槽内安装有出料隔离块(304)，出料隔离块(304)上开有与出料口(305)匹配的出料仓(306)，出料仓(306)下方设有安装在下法兰(302)上的出料管(307)；出料隔离块(304)连接有驱动其与出料口(305)连通或出料管(307)连通的驱动模块，驱动模块包括出料气缸(309)和联动杆(308)，联动杆(308)铰接在下限位块(303)上，联动杆(308)一端与出料气缸(309)连接，另一端与出料隔离块(304)连接。
2.根据权利要求1所述的超低温冷却塔，其特征在于：所述上法兰(201)上安装有上限位块(206)，上限位块(206)上开有上限位槽，进料隔离块(202)位于上限位槽内，位于落料口(204)正上方的上限位块(206)上安装满料气缸(207)，满料气缸(207)连接有与落料口(204)匹配的满料块(208)。
3.根据权利要求1所述的超低温冷却塔，其特征在于：所述内筒体(120)与连接块(301)之间设有波纹补偿器。
4.根据权利要求2所述的超低温冷却塔，其特征在于：所述上法兰(201)和下法兰(302)底部均设置有硅胶加热片(230)。
5.根据权利要求4所述的超低温冷却塔，其特征在于：在所述下法兰(302)的硅胶加热板底部安装有压紧法兰(310)。
6.根据权利要求1所述的超低温冷却塔，其特征在于：所述内筒体(120)为上大下小的结构，其上部安装有进液管(121)，底部的连接块(301)上安装有排液管(122)。
7.根据权利要求5所述的超低温冷却塔，其特征在于：所述滑道(130)、压紧法兰(310)和上限位块(206)上均开有氮气保护孔(131)，滑道(130)的氮气保护孔(131)位于内筒体(120)内的液氮液位上方。
8.根据权利要求7所述的超低温冷却塔，其特征在于：所述内筒体(120)内安装有液位传感器。
9.根据权利要求1所述的超低温冷却塔，其特征在于：所述外筒体(110)上安装抽空咀(111)。
10.一种多轨道超低温冷却塔，其特征在于：包括外筒体(110)、设置在外筒体(110)内的多个相互两桶的内筒体(120)，设置在内筒体(120)内的滑道(130)；所述外筒体(110)的顶部设置数个分别与滑道(130)连通的进料隔离组件，其底部设置数个分别与滑道(130)连通的出料隔离组件(300)，所述进料隔离组件和出料隔离组件(300)均采用权利要求1～9所述的进料隔离组件和出料隔离组件(300)。
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