CN206936312U - 一种冷却辊装置及非晶带材生产设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种冷却辊装置，包括中空的圆柱状的辊壳和同轴设置于辊壳内的圆柱状的辊芯，辊芯的外圆周面上均匀分布有凹凸相间的螺线结构，螺线结构的旋向与辊壳及辊芯的旋向相反。在圆柱状的辊芯的圆周面上设置螺线结构，由于辊芯与辊壳之间的空间用于容纳冷却液流动，这样能够达到的效果是，当冷却辊旋转工作时，当冷却液流经辊芯的外圆周面时，可以经过螺线的设计将流经的冷却液加速，通过螺线的设计缩短冷却液通过辊芯和辊壳表面的时间，加快了冷却液更新速率，从而避免由于冷却液自身惯性，造成冷却液难以跟随辊芯和辊壳的高速旋转造成冷却液循环不足的问题。本实用新型还公开了一种非晶带材生产设备。
Description
技术领域
本实用新型涉及高速冷却技术领域，更具体地说，涉及一种冷却辊装置，还涉及一种非晶带材生产设备。
背景技术
制备非晶态合金采用一种快速凝固的工艺：将处于熔融状态的高温钢水喷射到高速旋转的冷却辊上。钢水以每秒百万度的速度迅速冷却，仅用千分之一秒的时间就将1300℃的钢水降到200℃以下，形成非晶带材。
由上可知，非晶带材是在高冷却速度下产生的，熔融状态的高温钢水喷射到高速旋转的冷却辊上被迅速冷却为很薄的带材，然后被气嘴剥离冷却辊，并由卷取装置进行卷取收纳。
其对冷却辊冷却能力要求非常高，在非晶态合金平面流铸带设备中广泛采用循环水冷甩带辊的设备，表面是铜辊，内部是循环冷却水。当合金溶液通过喷嘴浇注在水冷铜辊表面时，因铜的导热系数较大，合金溶液的热量通过铜辊会迅速传导给铜辊内的循环冷却水，并被循环冷却水带走。
该设计对铜辊内的循环水冷却能力要求非常高，冷却水的流速要求也非常高，由于铜辊处于高速旋转的状态，其内部流通的冷却水会受到惯性和阻力的作用而减慢，会严重影响冷却水的流速，进而影响冷却效果，导致非晶带材不合格。
综上所述，如何有效地解决非晶带材生产中，冷却辊内部的循环冷却水流动容易受阻，导致冷却能力不足等的技术问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的第一个目的在于提供一种冷却辊装置，该冷却辊装置的结构设计可以有效地解决非晶带材生产中，冷却辊内部的循环冷却水流动容易受阻，导致冷却能力不足等的技术问题，本实用新型的第二个目的是提供一种包括上述冷却辊装置的非晶带材生产设备。
为了达到上述第一个目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种冷却辊装置，包括中空的圆柱状的辊壳和同轴设置于所述辊壳内的圆柱状的辊芯，所述辊芯的外圆周面上均匀分布有凹凸相间的螺线结构，所述螺线结构的旋向与所述辊壳及辊芯的旋向相反。
优选的，上述冷却辊装置中，所述辊芯的轴向的两端与所述辊壳内周面设置有预设的距离，用于容纳冷却液流通。
优选的，上述冷却辊装置中，所述辊芯的轴向的两端与所述辊壳内周面之间的空间通过所述辊芯边缘的螺线结构连通
优选的，上述冷却辊装置中，所述辊壳外表面轴向的两端分别设置有冷却液进口及冷却液出口。
优选的，上述冷却辊装置中，所述冷却液进口及冷却液出口均设置于所述辊壳外表面的轴心区域。
优选的，上述冷却辊装置中，所述辊芯的两个端面上均设置有从轴心向边缘辐射的凸起纵纹，构成供冷却液流通的进出水道。
优选的，上述冷却辊装置中，所述凸起纵纹延伸至所述辊芯外圆周面边缘位置、与所述螺线结构相连，将所述进出水道与所述螺线结构构成的水道连通。
本实用新型提供的冷却辊装置，包括中空的圆柱状的辊壳和同轴设置于所述辊壳内的圆柱状的辊芯，所述辊芯的外圆周面上均匀分布有凹凸相间的螺线结构，所述螺线结构的旋向与所述辊壳及辊芯的旋向相反。这种冷却辊装置在圆柱状的辊芯的圆周面上设置凹凸相间的螺线结构，且螺线的旋向与辊壳及辊芯的工作旋转方向相反，由于辊芯与辊壳之间的空间用于容纳冷却液流动，这样能够达到的效果是，当冷却辊旋转工作时，当冷却液流经辊芯的外圆周面时，可以经过螺线的设计将流经的冷却液加速，通过螺线的设计缩短冷却液通过辊芯和辊壳表面的时间，加快了冷却液更新速率，从而避免由于冷却液自身惯性，造成冷却液难以跟随辊芯和辊壳的高速旋转造成冷却液循环不足的问题，有效地解决非晶带材生产中，冷却辊内部的循环冷却水流动容易受阻，导致冷却能力不足等的技术问题。
为了达到上述第二个目的，本实用新型还提供了一种非晶带材生产设备，该非晶带材生产设备包括上述任一种冷却辊装置。由于上述的冷却辊装置具有上述技术效果，具有该冷却辊装置的非晶带材生产设备也应具有相应的技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的冷却辊装置的辊芯的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的冷却辊装置的竖剖面结构示意图；
图3为本实用新型实施例提供的冷却辊装置的纵剖面结构示意图；
图4为本实用新型实施例提供的冷却辊装置的另一种辊芯的结构示意图。
附图中标记如下：
辊芯1、辊壳2、螺线结构3、冷却液进口4、冷却液出口5、凸起纵纹6。
具体实施方式
本实用新型实施例公开了一种冷却辊装置，以解决非晶带材生产中，冷却辊内部的循环冷却水流动容易受阻，导致冷却能力不足的技术问题。
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-图3，图1为本实用新型实施例提供的冷却辊装置的辊芯的结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的冷却辊装置的竖剖面结构示意图；图3为本实用新型实施例提供的冷却辊装置的纵剖面结构示意图。
本实用新型的实施例提供的冷却辊装置，包括中空的圆柱状的辊壳2和同轴设置于所述辊壳2内的圆柱状的辊芯1，所述辊芯1的外圆周面上均匀分布有凹凸相间的螺线结构3，所述螺线结构3的旋向与所述辊壳2及辊芯1的旋向相反。
现实情况下，辊壳是由两部分组成的，中空圆柱状的铜辊和两端的端盖，因为是用其较好的热传导性，表面的材料需要用铜和导热性能好的传导介质，价格昂贵，而且用过一段时间后，铜辊表面疲劳受损，需要修磨，端盖仅仅起到支撑作用即可，不需要为铜材质，普通钢材即可。
本实施例中这种冷却辊装置在圆柱状的辊芯的圆周面上设置凹凸相间的螺线结构，且螺线的旋向与辊壳及辊芯的工作旋转方向相反，由于辊芯与辊壳之间的空间用于容纳冷却液流动，这样能够达到的效果是，当冷却辊旋转工作时，当冷却液流经辊芯的外圆周面时，可以经过螺线的设计将流经的冷却液加速，通过螺线的设计缩短冷却液通过辊芯和辊壳表面的时间，加快了冷却液更新速率，从而避免由于冷却液自身惯性，造成冷却液难以跟随辊芯和辊壳的高速旋转造成冷却液循环不足的问题，有效地解决非晶带材生产中，冷却辊内部的循环冷却水流动容易受阻，导致冷却能力不足等的技术问题。
为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上优选的，上述冷却辊装置中，所述辊芯1的轴向的两端与所述辊壳2内周面设置有预设的距离，用于容纳冷却液流通。
本实施例提供的技术方案中，进一步限定了辊壳内空间的设计，辊壳内的辊芯在轴向的两端与辊壳内面设置有一定距离，该构成的空间供冷却液流通。
为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上优选的，上述冷却辊装置中，所述辊芯1的轴向的两端与所述辊壳2内周面之间的空间通过所述辊芯1边缘的螺线结构3连通。
本实施例提供的技术方案进一步优化了上述实施例的设计，上述实施例中已经给出了辊芯的轴向的两端与辊壳内周面之间构成空间，供冷却液流动的设计，本实施例中进一步优化辊芯的设计，令上述两块空间仅仅通过辊芯侧面的螺线结构连通，由此确保了冷却液在循环过程中一定会通过螺线结构，优化了通过螺线结构对冷却液转动加速的设计。
为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上优选的，上述冷却辊装置中，所述辊壳2外表面轴向的两端分别设置有冷却液进口4及冷却液出口5。
本实施例提供的技术方案，优化了冷却液进出口的设计，将冷却液的进口和出口分别设置于辊壳轴向两端面，保证了冷却液从一侧进入，流经螺线结构加速之后从另一侧流出，保证了冷却液的加速效果。
为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上优选的，上述冷却辊装置中，所述冷却液进口4及冷却液出口5均设置于所述辊壳2外表面的轴心区域。
本实施例提供的技术方案主要是出于装置旋转结构的综合考虑，由于辊芯及辊壳都绕中轴旋转，为防止旋转影响冷却液的出入，因此将冷却液的进出口设置于轴心区域，防止设置在其他位置转动速度过大，难以满足结构需求。
请参阅图4，图4为本实用新型实施例提供的冷却辊装置的另一种辊芯的结构示意图。
为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上优选的，上述冷却辊装置中，所述辊芯1的两个端面上均设置有从轴心向边缘辐射的凸起纵纹6，构成供冷却液流通的进出水道。并且进一步优选的所述凸起纵纹6延伸至所述辊芯外圆周面边缘位置、与所述螺线结构3相连，将所述进出水道与所述螺线结构3构成的水道连通。
本实施例提供的技术方案在辊芯的两个端面上也设置凸起的纵纹，其效果可以参照辊芯侧周面上螺线结构的设计，相当于在辊芯端面的空间内即冷却液进出的位置处也设置这种结构，进一步优化了辊内冷却液的分流及加速效果。
基于上述实施例中提供的冷却辊装置，本实用新型还提供了一种非晶带材生产设备，该非晶带材生产设备包括上述实施例中任意一种冷却辊装置。由于该非晶带材生产设备采用了上述实施例中的冷却辊装置，所以该非晶带材生产设备的有益效果请参考上述实施例。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种冷却辊装置，包括中空的圆柱状的辊壳和同轴设置于所述辊壳内的圆柱状的辊芯，其特征在于，所述辊芯的外圆周面上均匀分布有凹凸相间的螺线结构，所述螺线结构的旋向与所述辊壳及辊芯的旋向相反。
2.根据权利要求1所述的冷却辊装置，其特征在于，所述辊芯的轴向的两端与所述辊壳内周面设置有预设的距离，用于容纳冷却液流通。
3.根据权利要求2所述的冷却辊装置，其特征在于，所述辊芯的轴向的两端与所述辊壳内周面之间的空间通过所述辊芯边缘的螺线结构连通。
4.根据权利要求3所述的冷却辊装置，其特征在于，所述辊壳外表面轴向的两端分别设置有冷却液进口及冷却液出口。
5.根据权利要求4所述的冷却辊装置，其特征在于，所述冷却液进口及冷却液出口均设置于所述辊壳外表面的轴心区域。
6.根据权利要求5所述的冷却辊装置，其特征在于，所述辊芯的两个端面上均设置有从轴心向边缘辐射的凸起纵纹，构成供冷却液流通的进出水道。
7.根据权利要求6所述的冷却辊装置，其特征在于，所述凸起纵纹延伸至所述辊芯外圆周面边缘位置、与所述螺线结构相连，将所述进出水道与所述螺线结构构成的水道连通。
8.一种非晶带材生产设备，其特征在于，包括如权利要求1至7任一项所述的冷却辊装置。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN112714678A (zh) * | 2018-09-19 | 2021-04-27 | 弗劳恩霍夫应用研究促进协会 | 用于制造螺旋结构的辊压成型方法 |
| CN113600766A (zh) * | 2021-08-16 | 2021-11-05 | 江苏国能合金科技有限公司 | 一种冷却效果均匀的非晶结晶器 |
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| CN112714678B (zh) * | 2018-09-19 | 2023-12-19 | 弗劳恩霍夫应用研究促进协会 | 用于制造螺旋结构的辊压成型方法 |
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