CN112059131B - 一种无缠绕高效率非晶细带制备装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种无缠绕高效率非晶细带制备装置，包括：熔融制备装置和收集装置；所述熔融制备装置包括熔融机构和快淬冷却辊；所述熔融机构设置于所述快淬冷却辊上方；所述熔融机构包括坩埚，高频感应线圈，熔融管和溶体漏嘴；所述坩埚设置于所述熔融管顶面；所述高频感应线圈设置有至少一组，且等间距设置于所述熔融管的管壁外侧；所述溶体漏嘴设置于所述熔融管底端，且与所述熔融管一体铸成。本发明技术相比现有技术，具有生产效率高、成本低的优点，而且实现在线自动收集整理，无繁琐费时的后续误工，生产效率是现有技术的数倍甚至数十倍，大大提高了生产效率、降低了生产成本。

Description

一种无缠绕高效率非晶细带制备装置
技术领域
本发明涉及非晶细带制备技术领域，特别是涉及一种无缠绕高效率非晶细带制备装置。
背景技术
为获得非晶合金优异的性能和独特的微观结构，要求制备过程中以极高的冷却速率直接从熔融状态快淬到凝固点以下的温度。为了满足非晶合金的这种特殊的快淬工艺要求，单辊快淬技术是当前制备1cm以上的宽非晶细带应用最广泛的技术，然而，对于宽度小于0.5cm的非晶细带，由于存在严重的相互缠绕现象，现有的单辊快淬技术难以实现产业化批量制备非晶细带。现行常用的非晶细丝制备技术是旋转水纺法，但是，旋转水纺法同样存在细丝的相互缠绕问题，同时存在生产效率低生产成本高的问题，难以实现产业化应用。泰勒法虽然可以通过在线盘绕的方法解决细丝间相互缠绕的问题，但是在制备过程中需要消耗软化温度与合金熔点相匹配的特种包裹材料，并且后续应用通常需剥离包覆材料，可见，泰勒法由于工艺复杂且难度大、生产成本高且效率低，也难以广泛应用。
但是，采用现有单辊快淬技术制备的宽非晶细带制备磁芯，存在涡流损耗大、制备过程不可避免引入应力作用导致磁芯性能下降和无法灵活调节磁芯横截面形状(采用宽非晶带制备磁芯的横截面只能是矩形，无法制成圆形、椭圆形等形状横截面)等问题。
综上所述，现有非晶细带制备方法不能够解决生产效率低、生产成本高和相互缠绕等现有非晶细丝制备技术所遇到的困难；不能使磁芯涡流损耗明显降低，不能提升磁芯的磁导率，不能根据应用要求灵活调节磁芯横截面形状。
发明内容
本发明的目的是提供一种无缠绕高效率非晶细带制备装置，以解决解决现有非晶细带或细丝制备方法所遇到的相互缠绕和生产效率低、生产成本高的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种无缠绕高效率非晶细带制备装置，包括：熔融制备装置，输送带和收集装置；
所述熔融制备装置包括熔融机构和快淬冷却辊；所述熔融机构设置于所述快淬冷却辊上方；所述熔融机构包括坩埚，高频感应线圈，熔融管和溶体漏嘴；所述坩埚设置于所述熔融管顶面；所述高频感应线圈设置有至少一组，且等间距设置于所述熔融管的管壁外侧；所述溶体漏嘴设置于所述熔融管底端，且与所述熔融管一体铸成。
所述输送带包括皮带和冷却轴；所述皮带包括耐高温层和冷却层；所述耐高温层设置于所述冷却层外侧；所述冷却层套设在所述冷却轴上；
所述溶体喷嘴内设有若干个喷射小孔；所述喷射小孔的直径为1-10mm，个数为20-100个。
所述快淬冷却辊上设置有沟槽；所述沟槽设置有至少一个，且长度与所述快淬冷却辊的辊面长度相同；所述沟槽的宽度为0.1-0.6mm，深度为0.1-0.35mm。
优选的，本发明技术相比现有技术，具有整齐无缠绕和自动收集的的优点：在现行技术中，都是采用连续甩制方法将合金熔融体制成连续的非晶细丝或细带，长度都在数千米以上。这么长的非晶细带或细丝会严重地相互缠绕，给后续的工序带来了很多困难，几乎无法将缠绕一起的细丝整理整齐，严重制约了相关技术的应用，迄今未能实现非晶细带和细丝的产业化应用。然而，非晶细带或细丝相比非晶宽薄带由于横截面小，具有高频涡流损耗小、轴向退磁场小、磁导率高和矫顽力小等优点，是制备磁芯的优质材料。本发明技术采用在冷却辊面设置横向沟槽的方法使非晶细带自动分离成一定长度，避免了过长细丝或细带相互缠绕，同时采用在线自动收集技术，在非晶细带甩制过程中就将其收集并整理整齐，方便后续应用。
所述收集装置包括收集箱，弧形板，压缩空气管；所述弧形板设置有两块，所诉每块弧形板上均设置有一条所述压缩空气管；所述压缩空气管上开设有若干个喷气孔，所述喷气孔开孔方向朝向相对的所述弧形板且向下倾斜；所述弧形板的固定设置于所述收集箱的顶面。
优选的，所述压缩空气管为固定引导方向的管道，其作用一为再度降温，二为将通过空气引导非晶细带的走向使其不会向外流出，而是直接引导进入收集箱。
优选的，所述压缩空气管作用在于快速将刚熔融形成的非晶细丝冷却成型，且按照一定轨道从弧形板区域，进入到收集箱内。
所述收集箱包括分选机构，收集槽道，输送机构，位置传感器，推板和推杆；所述收集槽道设置有若干个，且相邻所述收集槽道通过方形隔板分隔；所述收集槽道槽壁顶端安装有位置传感器；所述推杆一端与所述推板固定连接；另一端伸出所述收集箱箱壁与电机固定连接；所述推板垂直于所述收集槽道且与所述收集槽道形状适配。
优选的，所述分选机构将刚冷却好的非晶细带进行分选，将其分选入不同的槽道安放，当数量达到所述位置传感器的高度时，位置传感器发出信号，通过电机运行推板，将所有的非晶细带输送到输送机构。
所述分选机构限定于两块所述弧形板所形成的的下部空间；所述分选机构由若干个锥形隔板组成；所述锥形隔板的上端为锥形，下端为方形；所述锥形端与所述弧形板组成的底端平面平齐，所述方形端最底端高于所述推板顶端；所述锥形隔板与所述方形隔板个数相同，且所述锥形隔板的方形端与所述方形隔板宽度相同。
所述输送机构包括放置槽道，传动带，传动轮，转杆，驱动电机，凸轮；所述放置槽道与所述收集槽道连通且形状相同；所述传动带设置有两个，且对称设置于所述放置槽道底部；所述传动带的两端均转动连接有所述传动轮；
所述转杆设置于所述放置槽道的下方；且所述转杆的两端均通过轴承分别与所述收集箱的两侧内壁转动连接；驱动电机固定设置于所述收集箱的侧壁；所述转杆的一端穿过所述收集箱的侧壁与所述驱动电机的输出轴固定连接；所述转杆的外侧对称套设有所述凸轮；所述凸轮的外侧开设有凹槽，所述传动轮安装于所述凹槽内。
所述放置槽道的侧壁固定有圆柱块；所述收集箱的两侧壁内壁开设有滑槽；所述圆柱块滑动连接在所述滑槽内。
优选的所述滑杆的底部均固定有圆柱块，对称开设有滑槽，所述滑块分别滑动连接在相对应的滑槽内。使得输送机构可以灵活活动。且还设置有捆扎器，将收集滑槽的非晶细丝，直接进行整理捆扎，整齐的通过收集滑槽运送出收集箱。
所述放置槽道的槽道上方还安装有捆扎器。
所述冷却轴包括壳体，外轴，内轴和隔板；所述壳体两端与所述外轴固定连接；所述内轴套接在所述外轴上；所述内轴一侧固定连接有所述隔板；
所述壳体沿圆周方向间隔设置有第一通道；所述壳体与所述隔板分别形成第一空腔，第二空腔；所述外轴，内轴端部安装有密封机构。
优选的，壳体采用耐高温钢材；冷却液在所述第一空腔和第二空腔以相反方向流动，实现冷却机构的均匀冷却。轴端设置密封机构，使冷却液在所述冷却机构内循环，不会出现冷却液泄漏问题。
优选的，所述外轴外侧固定套接有齿轮、链轮、或带轮。
所述密封机构包括密封圈，T型环楔，卡环和固定座；所述密封圈外侧套设有所述T型环楔；所述T型环楔与所述卡环固定连接；所述卡环通过螺钉固定有所述固定座；所述固定座上开设有液体通道。
本发明公开了以下技术效果：本发明技术相比现有技术，具有生产效率高、成本低的优点：导致非晶细带或细丝未能在磁芯生产中应用的原因，除了如上所述，按照现有技术制备的非晶细丝或细带存在严重缠绕问题外，更重要的原因，还因为现有非晶细丝或细带制备技术的生产效率低、成本高。现有非晶细丝或细带制备技术，一次只能制备一根非晶细丝或细带，而且需要整理解缠绕等繁琐费时的后续工序，产量很低，成本很高。而本发明技术，采用多喷嘴同时喷射技术，可以同时制备多根非晶细丝或细带，而且实现在线自动收集整理，无繁琐费时的后续误工，生产效率是现有技术的数倍甚至数十倍，大大提高了生产效率、降低了生产成本。
输送带将内部轴部进行了改进，通过两个通道内冷却液相对流动，实现整个冷却轴的均匀冷却，皮带套接在壳体的外侧，进一步加强皮带的冷却。轴端设置有密封机构，使冷却液不会从轴端泄漏。
再者，由于本发明技术可以采用多喷嘴，同时制备多根非晶细带，单位长度非晶细带制备过程中的耗能，只有现有技术的多喷嘴数平方分之一，大幅度下降了非晶细丝或细带制备过程中的耗能，是一种节能降耗新技术。
综合以上优势，本发明技术使非晶细带的生产具有了推广应用的价值和前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明熔融制备装置结构示意图。
图2为本发明收集箱结构示意图。
图3为本发明收集箱侧视剖视图。
图4为本发明输送带侧视图。
图5为本发明冷却轴侧视剖视图。
图6为本发明密封机构剖视图。
其中，1-熔融制备装置，2-收集装置，11-坩埚，12-高频感应线圈，13-熔融管，14-溶体漏嘴，15-快淬冷却辊，16-沟槽，21-收集箱，22-弧形板，23-压缩空气管，31-收集槽道，32-位置传感器，33-锥形隔板，34-推板，35-推杆，36-方形隔板，37-滑槽，41-放置槽道，42-传动带，43-传动轮，44-转杆，45-驱动电机，46-凸轮，47-凹槽，48-圆柱块,49-捆扎器，5-输送带，51-皮带，52-冷却轴，53-壳体，54-外轴，55-内轴，56-隔板，57-第一通道，58-第一空腔，59-第二空腔，6-密封机构，61-密封圈，62-T型环楔，63-卡环和64-固定座。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明提供一种无缠绕高效率非晶细带制备装置，包括：熔融制备装置1和收集装置2；
熔融制备装置1包括熔融机构和快淬冷却辊15；熔融机构设置于快淬冷却辊15上方；熔融机构包括坩埚11，高频感应线圈12，熔融管13和溶体漏嘴14；坩埚11设置于熔融管13顶面；高频感应线圈12设置有至少一组，且等间距设置于熔融管13的管壁外侧；溶体漏嘴14设置于熔融管13底端，且与熔融管13一体铸成；
输送带5包括皮带51和冷却轴52；皮带51包括耐高温层和冷却层；耐高温层设置于冷却层外侧；冷却层套设在冷却轴52上；
收集装置2包括收集箱21，弧形板22，压缩空气管23；弧形板22设置有两块，每块弧形板22上均设置有一条压缩空气管23；压缩空气管23上开设有若干个喷气孔，喷气孔开孔方向朝向相对的弧形板22且向下倾斜；弧形板22固定设置于收集箱21的顶面。
溶体喷嘴13内设有若干个喷射小孔；喷射小孔的直径为1-10mm，个数为20-100个。
快淬冷却辊15上设置有沟槽16；沟槽16设置有至少一个，且长度与快淬冷却辊15的辊面长度相同；沟槽的宽度为0.1-0.6mm，深度为0.1-0.35mm。
收集箱21包括分选机构，收集槽道31，输送机构，位置传感器32，推板34和推杆35；收集槽道31设置有若干个，且相邻收集槽道31通过方形隔板36分隔；收集槽道31槽壁顶端安装有位置传感器32；推杆35一端与推板34固定连接；另一端伸出收集箱21箱壁与电机固定连接；推板34垂直于收集槽道31且与收集槽道31形状适配。
分选机构限定于两块弧形板22所形成的的下部空间；分选机构由若干个锥形隔板33组成；锥形隔板33的上端为锥形，下端为方形；锥形端与弧形板22组成的底端平面平齐，方形端最底端高于推板34顶端；锥形隔板33与方形隔板36个数相同，且锥形隔板33的方形端与方形隔板36宽度相同。
输送机构包括放置槽道41，传动带42，传动轮43，转杆44，驱动电机45和凸轮46；放置槽道41与收集槽道31连通且形状相同；传动带42设置有两个，且对称设置于放置槽道41底部；传动带42的底端均转动连接有传动轮43；转杆44设置于放置槽道41的下方；且转杆44的两端均通过轴承分别与收集箱21的两侧内壁转动连接；驱动电机45固定设置于收集箱21的侧壁；传动轮43与转杆44转动连接；转杆44的一端穿过收集箱21的侧壁与驱动电机45的输出轴固定连接；转杆44的外侧对称套设有凸轮46；凸轮46的外侧开设有凹槽47，传动轮43安装于凹槽47内。
放置槽道41的侧壁固定有圆柱块48；收集箱21的两侧壁内壁开设有滑槽37；圆柱块48滑动连接在滑槽37内。
放置槽道41的槽道上方还安装有捆扎器49。
冷却轴52包括壳体53，外轴54，内轴55和隔板56；壳体53两端与外轴54固定连接；内轴55套接在外轴54上；内轴55一侧固定连接有隔板56；
壳体53沿圆周方向间隔设置有第一通道57；壳体1与隔板6分别形成第一空腔58、第二空腔59；外轴54、内轴55端部安装有密封机构6。
密封机构6包括密封圈61，T型环楔62，卡环63和固定座64；密封圈61外侧套设有T型环楔62；T型环楔62与卡环63固定连接；卡环63通过螺钉固定有固定座64；固定座64上开设有液体通道。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本发明公开了以下技术效果：本发明技术相比现有技术，具有生产效率高、成本低的优点：导致非晶细带或细丝未能在磁芯生产中应用的原因，除了如上所述，按照现有技术制备的非晶细丝或细带存在严重缠绕问题外，更重要的原因，还因为现有非晶细丝或细带制备技术的生产效率低、成本高。现有非晶细丝或细带制备技术，一次只能制备一根非晶细丝或细带，而且需要整理解缠绕等繁琐费时的后续工序，产量很低，成本很高。而本发明技术，采用多喷嘴同时喷射技术，可以同时制备多根非晶细丝或细带，而且实现在线自动收集整理，无繁琐费时的后续误工，生产效率是现有技术的数倍甚至数十倍，大大提高了生产效率、降低了生产成本。
输送带将内部轴部进行了改进，通过两个通道内冷却液相对流动，实现整个冷却轴的均匀冷却，皮带套接在壳体的外侧，进一步加强皮带的冷却。轴端设置有密封机构，使冷却液不会从轴端泄漏。
再者，由于本发明技术可以采用多喷嘴，同时制备多根非晶细带，单位长度非晶细带制备过程中的耗能，只有现有技术的多喷嘴数平方分之一，大幅度下降了非晶细丝或细带制备过程中的耗能，是一种节能降耗新技术。
综合以上优势，本发明技术使非晶细带的生产具有了推广应用的价值和前景。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种无缠绕高效率非晶细带制备装置，其特征在于，包括：熔融制备装置(1)，输送带(5)和收集装置(2)；
所述输送带(5)包括皮带(51)和冷却轴(52)；所述皮带(51)包括耐高温层和冷却层；所述耐高温层设置于所述冷却层外侧；所述冷却层套设在所述冷却轴(52)上；
所述收集装置(2)包括收集箱(21)，弧形板(22)，压缩空气管(23)；所述弧形板(22)设置有两块，每块所述弧形板(22)上均设置有一条所述压缩空气管(23)；所述压缩空气管(23)上开设有若干个喷气孔，所述喷气孔开孔方向朝向相对的所述弧形板(22)且向下倾斜；所述弧形板(22)固定设置于所述收集箱(21)的顶面；
所述收集箱(21)包括分选机构，收集槽道(31)，输送机构，位置传感器(32)，推板(34)和推杆(35)；所述收集槽道(31)设置有若干个，且相邻所述收集槽道(31)通过方形隔板(36)分隔；所述收集槽道(31)槽壁顶端安装有位置传感器(32)；所述推杆(35)一端与所述推板(34)固定连接，另一端伸出所述收集箱(21)箱壁与电机固定连接；所述推板(34)垂直于所述收集槽道(31)且与所述收集槽道(31)形状适配；
所述分选机构限定于两块所述弧形板(22)所形成的下部空间；所述分选机构由若干个锥形隔板(33)组成；所述锥形隔板(33)的上端为锥形端，下端为方形端；所述锥形端与所述弧形板(22)组成的底端平面平齐，所述方形端最底端高于所述推板(34)顶端；所述锥形隔板(33)与所述方形隔板(36)个数相同，且所述锥形隔板(33)的方形端与所述方形隔板(36)宽度相同；
所述输送机构包括放置槽道(41)，传动带(42)，传动轮(43)，转杆(44)，驱动电机(45)，凸轮(46)；所述放置槽道(41)与所述收集槽道(31)连通且形状相同；所述传动带(42)设置有两个，且对称设置于所述放置槽道(41)底部；所述传动带(42)的两端均转动连接有所述传动轮(43)；
所述转杆(44)设置于所述放置槽道(41)的下方；且所述转杆(44)的两端均通过轴承分别与所述收集箱(21)的两侧内壁转动连接；所述传动轮(43)与所述转杆(44)转动连接；驱动电机(45)固定设置于所述收集箱(21)的侧壁；所述转杆(44)的一端穿过所述收集箱(21)的侧壁与所述驱动电机(45)的输出轴固定连接；所述转杆(44)的外侧对称套设有所述凸轮(46)；所述凸轮(46)的外侧开设有凹槽(47)，所述传动轮(43)安装于所述凹槽(47)内。
2.根据权利要求1所述的无缠绕高效率非晶细带制备装置，其特征在于：所述熔融制备装置(1)包括熔融机构和快淬冷却辊(15)；所述熔融机构设置于所述快淬冷却辊(15)上方；所述熔融机构包括坩埚(11)，高频感应线圈(12)，熔融管(13)和熔体漏嘴(14)；所述坩埚(11)设置于所述熔融管(13)顶面；所述高频感应线圈(12)设置有至少一组，且等间距设置于所述熔融管(13)的管壁外侧；所述熔体漏嘴(14)设置于所述熔融管(13)底端，且与所述熔融管(13)一体铸成；
所述快淬冷却辊(15)上设置有沟槽(16)；所述沟槽(16)设置有至少一个，且长度与所述快淬冷却辊(15)的辊面长度相同；所述沟槽的宽度为0.1-0.6mm，深度为0.1-0.35mm。
3.根据权利要求2所述的无缠绕高效率非晶细带制备装置，其特征在于：所述熔体漏嘴(14)内设有若干个喷射小孔；所述喷射小孔的直径为1-10mm，个数为20-100个。
4.根据权利要求1所述的无缠绕高效率非晶细带制备装置，其特征在于:所述放置槽道(41)的侧壁固定有圆柱块(48)；所述收集箱(21)的两侧壁内壁开设有滑槽(37)；所述圆柱块(48)滑动连接在所述滑槽(37)内。
5.根据权利要求1所述的无缠绕高效率非晶细带制备装置，其特征在于:所述放置槽道(41)的槽道上方还安装有捆扎器(49)。
6.根据权利要求1所述的无缠绕高效率非晶细带制备装置，其特征在于:所述冷却轴(52)包括壳体(53)，外轴(54)，内轴(55)和隔板(56)；所述壳体(53)两端与所述外轴(54)固定连接；所述内轴(55)套接在所述外轴(54)上；所述内轴(55)一侧固定连接有所述隔板(56)；
所述壳体(53)沿圆周方向间隔设置有第一通道(57)；所述壳体(53)与所述隔板(56)分别形成第一空腔(58)、第二空腔(59)；所述外轴(54)、内轴(55)端部安装有密封机构(6)。
7.根据权利要求6所述的无缠绕高效率非晶细带制备装置，其特征在于:所述密封机构(6)包括密封圈(61)，T型环楔(62)，卡环(63)和固定座(64)；所述密封圈(61)外侧套设有所述T型环楔(62)；所述T型环楔(62)与所述卡环(63)固定连接；所述卡环(63)通过螺钉固定有所述固定座(64)；所述固定座(64)上开设有液体通道。
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