CN208042803U - 一种回转连续生产合金的热能回收装置及其设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种回转连续生产合金的热能回收装置及其设备，属于液态合金凝固技术领域，热能回收装置包括供水系统、布水器、冷凝器、热水回收缓存器、温度传感器、控制器、开关和用户热水供应系统。设备包括流口包、转盘、冷凝器、加粉装置、布水器、液位探测仪、冲针、喷涂装置、动力装置和控制装置。该设备能能够连续大批量生产致密铸棒或粒状材料，能满足各种大、中、小批量的有色金属、钢锭生产需要；生产效率比目前国内使用的固定式铸锭生产设备效率提高十倍以上。通过热能回收装置把生产金属过程中的热能进行回收，从而可以大大的减少能量的损耗，减少生产成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及液态合金凝固技术领域，特别是涉及一种回转连续生产合金的热能回收装置及其设备。
背景技术
目前，国内钢铁冶金、有色金属和机械铸造业领域生产铸锭大多数是把液态金属浇铸到钢锭模中得到大小不同的各种铸锭。传统方法有以下缺点，一是高温液态金属直接冲刷到锭模底部，导致模子烧损严重、单位产品模具成本费用高；二是液态金属冷凝时间长，出现严重的成分偏析；三是生产周期长；四是劳动生产率特别低。以铁合金浇铸为例，从浇铸到加工成合格的成品需要长达24-36小时，吨合金产品的模子费用达到5-20元；产品成分极不均匀，不同部位成分相差很大，有的高达10％以上，不能满足用户需求。有的企业采用链板浇铸机，生产效率得到了较大提高，但模具费用高问题仍然得不到解决，且这种方法无法生产出高质量铸棒。
现有的钢铁冶金领域均是使用传送链技术来进行生产合金，由于传送链生产效率较低，因此需要设计出一种环形的生产线。但是由于合金生产过程中使得环形的生产线的受力非常大，常常会因为重力不平衡、启动或者制动过程会使得制成部件的磨损非常大，因此需要设计出一种磨损更小的环形转盘。
实用新型内容
为解决现有技术的不足，本实用新型提供一种回转连续生产合金的热能回收装置及其设备。
本实用新型通过以下技术方案解决上述问题：
一种回转连续生产合金的热能回收装置，包括供水系统、布水器、冷凝器、热水回收缓存器、温度传感器、控制器、开关和用户热水供应系统；
所述供水系统经布水器与冷凝器连接；所述冷凝器的输出端与热水回收缓存器连接；所述热水回收缓存器经开关分别与布水器和用户热水供应系统连接；所述温度传感器的采集端与热水回收缓存器连接，温度传感器的输出端与控制器连接；所述控制器的控制端分别与布水器和开关连接。
热能回收装置还进一步包括热水存储器，所述热水存储器的输入端与开关连接，热水存储器的输出端与用户热水供应系统连接。
上述方案中，优选的是冷凝器包括冷却介质入口、冷却介质出口、强冷器外壳、凝固器、介质运动间隙和密封圈，强冷器外壳设置在凝固器的外壁上且与外壁形成介质运动间隙，强冷器外壳两端通过密封圈固定设置在凝固器上，强冷器外壳上设置有冷却介质入口和冷却介质出口，介质入口与布水器连接，冷却介质出口与热水回收缓存器连接。
上述方案中，优选的是布水器包括供水法兰、若干根分水管和若干个电子水流阀，所述供水法兰与供水系统连接，若干根分水管一端均与供水法兰连接，每根分水管的另一端与凝固器的冷却介质入口连接，每根分水管内设置有一个电子水流阀，电子水流阀与控制器连接。
上述方案中，优选的是开关为多出口的电子阀开关。
一种回转连续生产合金的设备，包括流口包、转盘、冷凝器、布水器、冲针、动力装置和控制装置；
转盘底部设置有支柱和轴承座，支柱一端设置在转盘底部，另一端活动设置在轴承座上，动力装置与转盘连接驱动转盘转动，控制装置与动力装置连接，冷凝器设置在转盘上，流口包设置在冷凝器的上方，布水器设置在转盘的中心位置，布水器的供水口与出水口均与冷凝器连接，冲针通过杠杆装置与动力装置连接，冲针设置冷凝器的上方。
设备还进一步包括加粉装置、液位探测仪和/或喷涂装置，加粉装置设置在冷凝器的上方且与布水器在通弧线上，液位探测仪和喷涂装置通过杠杆装置与动力装置连接，液位探测仪和喷涂装置设置冷凝器的上方且与冲针在同一条弧线上。
设备动力装置包括工作箱驱动轴、工作箱输出轴、工作箱输入轴、箱速机、工作箱和电动机，电动机经箱速机、工作箱输入轴与工作箱连接，工作箱经工作箱驱动轴和工作箱输出轴驱动转盘转动。
设备转盘设置为圆弧形，转盘的边缘处设置有若干个冷凝器安装孔，冷凝器安装孔底部固定外部的冷凝器。
控制装置包括微处理器、时钟电路和电机驱动电路，时钟电路与微处理器连接，微处理器经电机驱动电路与电动机连接。
本实用新型的优点与效果是：
本实用新型通过设置一个热能回收装置，从而使得很好的对金属铸造过程中的热能进行回收，热能回收率可以达到40％-45,从而对热能进行回收利用，减少生产成本，节约能源。本实用新型提供的生产设备能能够连续大批量生产致密铸棒或粒状材料，能满足各种大、中、小批量的有色金属、钢锭生产需要；生产效率比目前国内使用的固定式铸锭生产设备效率提高十倍以上。若用于脆性材料如铁合金、金属硅的铸造，配上简单的挤压、分筛设备就能得到符合用户要求的粒状材料，粉率低、生产效率高。本实用新型与现有的生产设备相比，模具的损耗率更低，二次利用金属粉末，并且生产的产品的粉率非常低，现有技术的产品的粉率为10％左右，本实用新型的产品的粉率低到5％左右，并且通过冷凝器进行快速冷凝，从使得生产产品周期更短，效率更高。
附图说明
图1是本实用新型热能回收装置的结构框图。
图2是本实用新型生产设备的结构示意图。
图3是本实用新型多动力转盘的结构示意图。
图4是本实用新型冷凝器横放结构示意图。
图5是本实用新型转盘的俯视图。
图6是本实用新型动力装置结构示意图。
图中标号：1流口包、2转盘、2.1支柱、2.2轴承座、2.3转盘台面、2.4冷凝器安装孔、3冷凝器、3.1冷却介质入口、3.2冷却介质出口、3.3强冷器外壳、3.4凝固器、3.5介质运动间隙、3.6密封圈、4加粉装置、5布水器、6液位探测仪、7冲针、8喷涂装置、9动力装置、9.1工作箱驱动轴、9.2工作箱输出轴、9.3工作箱输入轴、9.4箱速机、9.5电动机、10控制装置。
具体实施方式
以下结合实施例对本实用新型作进一步说明。
如图2所示，一种回转连续生产合金的热能回收装置，包括供水系统、布水器、冷凝器、热水回收缓存器、温度传感器、控制器、开关、热水存储器和用户热水供应系统。本装置通过把冷却金属的水进行回收利用，从而使得节省了金属铸造的能源。
供水系统经布水器与冷凝器连接。供水系统为生活中的自来水供水系统或者用户设置的水塔，具有一个水压。
布水器布水器包括供水法兰、若干根分水管和若干个电子水流阀。所述供水法兰与供水系统连接，若干根分水管一端均与供水法兰连接。每根分水管的另一端与凝固器3.4的冷却介质入口3.1连接。每根分水管内设置有一个电子水流阀，电子水流阀与控制器连接。分水管和电子水流阀的个数相同，多根分水管已金属铸造生产转盘为中心，构成圆形的供水轨道。分水管与电子水流阀的数量根据金属铸造过程中冷凝器的个数而定的。
冷凝器的输出端与热水回收缓存器连接。冷凝器包括冷却介质入口3.1、冷却介质出口3.2、强冷器外壳3.3、凝固器3.4、介质运动间隙3.5和密封圈3.6。强冷器外壳3.3设置在凝固器3.4的外壁上且与外壁形成介质运动间隙3.5。强冷器外壳3.3两端通过密封圈3.6固定设置在凝固器3.4上。强冷器外壳3.3上设置有冷却介质入口3.1和冷却介质出口3.2。介质入口3.1与布水器连接。冷却介质出口3.2与热水回收缓存器连接。本申请限定的是水作为冷凝的介质，其他的冷凝介质均是可以的。
热水回收缓存器经开关分别与布水器和用户热水供应系统连接。开关为多出口的电子阀开关。温度传感器的采集端与热水回收缓存器连接，温度传感器设置在热水回收缓存器内部。温度传感器的输出端与控制器连接。控制器的控制端分别与布水器和开关连接。温度传感器传感器感应热水回收缓存器内部水的温度，如果水的温度没有预设定高时，控制器控制开关打开开关与布水器连接管道，使得水再回到布水器进行作为冷却水进行使用。其中，中间设置有升力水泵进行抽取。当温度传感器检测水的温度比预设值大时，控制器控制开关打开开关与用户热水供应系统或热水存储器的管道开关阀，从而使得够热的热水直接给用户热水供应系使用或给热水存储器进行存储。用户热水供应系统为用户洗澡热水供水系统或者暖气供热系统。热水存储器为保温存储容器，对热水进行存储。
一种回转连续生产合金的设备，包括流口包1、转盘2、冷凝器3、加粉装置4、布水器5、液位探测仪6、冲针7、喷涂装置8、动力装置9和控制装置10。流口包1用于装刚熔融的金属熔液，流口包1的金属熔液流入冷凝器3中进行快速冷却，控制装置10控制动力装置9带动转盘2转动，使得形成环形式生产，转盘2将冷却的金属带到冲针7底部时，冲针7从上往下敲打冷凝器3内的金属冷却产品，把冷却的金属合金击落，完成金属棒或颗粒的铸造。本设备可以设置为一个圆环形的生产转盘，也可以设置为一个椭圆形或者坦克链的环形状态。只要是闭环的连续生产均是本申请的可实现的范围。
每台设备安装1-5个流口包1，其功能是把高温液态合金引入凝固器中，并对铸棒起补缩作用。流口包1外壳用钢板焊接或铸铁(铸钢)铸造而成。包内部有耐火材料，耐火材料包括不定形耐火材料和定型耐火材料，其材质为硅质或镁质或铝质或粘土质或上述三种混合物。包底有一个或数个液态合金流出口，流出口直径为10-150mm，流口包同时具备浇铸和补缩功能。
转盘2底部设置有支柱2.1和轴承座2.2，支柱2.1一端设置在转盘2底部，另一端活动设置在轴承座2.2上。动力装置9与转盘2连接驱动转盘2转动，控制装置10与动力装置9连接。控制装置10控制动力装置9进行同步控制转盘2转动，从而使得控制点从一个变为多个更好的控制，启动速度更加快，制动效果更好。
冷凝器3设置在转盘2上，流口包1设置在冷凝器3的上方。冷凝器3包括冷却介质入口3.1、冷却介质出口3.2、强冷器外壳3.3、凝固器3.4、介质运动间隙3.5和密封圈3.6。强冷器外壳3.3设置在凝固器3.4的外壁上且与外壁形成介质运动间隙3.5。强冷器外壳3.3两端通过密封圈3.6固定设置在凝固器3.4上，强冷器外壳3.3上设置有冷却介质入口3.1和冷却介质出口3.2。每台设备含有5套以上凝固器和激冷器，凝固器循环工作，其功能是实现液态合金快速凝固和连续生产。凝固器和激冷器组合为一个整体安装在回转平台上。凝固器由材质为铜(钢、石墨)或三者组合制成，长度和内径根据市场需求而定，容纳液体的内腔设计成方形或圆形，内腔轮廓直径范围30mm至300mm,内腔高度100mm到2000mm。激冷器用钢或铜制造，并安装密封圈。激冷器包含有冷却介质进口和出口，采用水为冷却介质，每一个激冷器的冷却水压力0.05-2.0Mpa、流量1-50吨每小时、流速不小于0.1m/s。冷凝器3底部设置了底盖，在冷凝器3运动在冲针7底部时，底盖打开，等冷凝器3的金属合金被敲打出来后，底盖再盖上。
布水器5设置在转盘2的中心位置，布水器5的供水口与出水口均与冷凝器3连接。布水器5包括供水法兰、若干根分水管和热水回收管。供水法兰与外部供水管连接，若干根分水管一端均与供水法兰连接。每根水管的另一端与凝固器3.4的冷却介质入口3.1连接，热水回收管与凝固器3.4的冷却介质出口3.2连接。布水器由金属材料制成，安装在回转平台内，通过压力软管与激冷器相连接。布水器和激冷器均随着回转平台一起同步转动，二者保持相对静止状态。布水器能在转运过程中，自动调节给水量。
加粉装置4设置在冷凝器3的上方且与布水器5在通弧线上。加粉装置4上装的为要生产的金属合金的粉末材料，粉末材料为在产品包装中回收回来的次品。在准备放入放金属熔液前，先通过加粉装置4往冷凝器3内部倒入少量的金属合金粉末，从而更好的对冷凝器3的底盖进行保护，同时也对生产过程中产生的粉料进行了二次融合，更好的提高产品的合格率，减少粉末成为次品的比例。
转盘2设置在支柱2.1的顶端上，支柱2.1的低端与轴承座2.2活动连接。轴承座2.2底部设置有底座，底座通过大型螺丝与打有混泥土地桩的螺丝杆进行把底座固定，从而使得轴承座2.2能够支撑起几十吨的重物。
动力装置9用于驱动或制动转盘2，控制装置10均与4个动力装置9连接。动力装置9均匀对称设置在支柱2.1周边，动力装置9以支柱2.1为轴心，动力装置9与动力装置9之间的夹角相同，从而使得受力更加平衡，大大的减少了在启动或制动时对动力装置9与支柱2.1连接部件和由于转盘2的重力不平衡长生对轴承座2.2的磨损。
动力装置9包括工作箱驱动轴9.1、工作箱输出轴9.2、工作箱输入轴9.3、箱速机9.4、工作箱和电动机9.5。电动机9.5经箱速机9.4、工作箱输入轴9.3与工作箱连接。电动机9.5转动带动箱速机9.4转动，箱速机9.4通过工作箱输入轴9.3进而带动工作箱工作。驱动缓冲箱一端设置在支柱2.1上，驱动缓冲箱的另一端与一个工作箱的工作箱驱动轴(9.1)和工作箱输出轴9.2连接。工作箱经工作箱驱动轴9.1和工作箱输出轴9.2驱动转盘2转动。
控制装置10包括微处理器、时钟电路和电机驱动电路，时钟电路与微处理器连接，微处理器经电机驱动电路与电动机9.5连接。微处理器使用STM32系列单片机芯片，电机驱动电路使用多路电机输出控制电路。
液位探测仪6、冲针7和喷涂装置8通过杠杆装置与动力装置9连接。液位探测仪6、冲针7和喷涂装置8设置冷凝器3的上方且在同一条弧线上。喷涂装置8用于喷涂涂料，用于保护冷凝器3内部的模具。动力装置9控制液位探测仪6、冲针7和喷涂装置8往下运动时，液位探测仪6设置在冲针7的前面，喷涂装置8设置在冲针7后面，液位探测仪6、冲针7和喷涂装置8分别进入一个冷凝器3内。液位探测仪6对刚加好金属熔液的冷凝器3内的金属液位高度进行探测，并把探测记过传给控制装置10，形成反馈调节控制。喷涂装置8对空的冷凝器3内部喷涂涂料，使得冷凝器3得到更好的保护，利用模具的预热使得涂料变干。
液位探测仪6用于检测凝固器3.4内液态金属液面高度，若达不到规定高度的下限，则输出电信号，让金属流量控制装置加大流量，若高于规定的液面高度，则减小流量。
冲针7由金属材料制成，在驱动器输出轴驱动下作上下垂直运动，永远保持与回转平台同步运动。当回转平台转位时冲针7正好离开凝固器3.4上表面；当转位停止时冲针7正好从凝固器3.4上端进入凝固器3.4腔内，冲击已经凝固的合金铸棒，使铸棒脱离凝固器3.4。铸棒脱模后，凝固器3.4即进入下一个工作循环。
喷涂装置8由金属材料制成，通过压力软管把液态涂料和压缩空气与喷涂装置8内设有的液态涂料通道和压缩空气通道相连接。喷涂装置8也是通过驱动器工作箱的输出轴驱动，与冲针7同步同相位上下垂直运动，实现对凝固器内壁喷涂涂料。驱动器包括电动机、减速箱和工作箱。工作箱设有输入轴、输出轴和驱动轴。输入轴将减速箱输出的功率传递到工作箱，驱动轴负责驱动回转平台绕中心作水平间歇回转运动，输出轴推动冲针7及喷涂装置8作上下垂直运动。
以上已对本实用新型创造的较佳实施例进行了具体说明，但本实用新型并不限于实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型创造精神的前提下还可做出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请的范围内。
Claims (10)
1.一种回转连续生产合金的热能回收装置，其特征在于，包括供水系统、布水器、冷凝器、热水回收缓存器、温度传感器、控制器、开关和用户热水供应系统；
所述供水系统经布水器与冷凝器连接；所述冷凝器的输出端与热水回收缓存器连接；所述热水回收缓存器经开关分别与布水器和用户热水供应系统连接；所述温度传感器的采集端与热水回收缓存器连接，温度传感器的输出端与控制器连接；所述控制器的控制端分别与布水器和开关连接。
2.根据权利要求1所述的一种回转连续生产合金的热能回收装置，其特征在于：还包括热水存储器，所述热水存储器的输入端与开关连接，热水存储器的输出端与用户热水供应系统连接。
3.根据权利要求1所述的一种回转连续生产合金的热能回收装置，其特征在于：所述冷凝器包括冷却介质入口(3.1)、冷却介质出口(3.2)、强冷器外壳(3.3)、凝固器(3.4)、介质运动间隙(3.5)和密封圈(3.6)，强冷器外壳(3.3)设置在凝固器(3.4)的外壁上且与外壁形成介质运动间隙(3.5)，强冷器外壳(3.3)两端通过密封圈(3.6)固定设置在凝固器(3.4)上，强冷器外壳(3.3)上设置有冷却介质入口(3.1)和冷却介质出口(3.2)，介质入口(3.1)与布水器连接，冷却介质出口(3.2)与热水回收缓存器连接。
4.根据权利要求3所述的一种回转连续生产合金的热能回收装置，其特征在于：所述布水器包括供水法兰、若干根分水管和若干个电子水流阀，所述供水法兰与供水系统连接，若干根分水管一端均与供水法兰连接，每根分水管的另一端与凝固器(3.4)的冷却介质入口(3.1)连接，每根分水管内设置有一个电子水流阀，电子水流阀与控制器连接。
5.根据权利要求1所述的一种回转连续生产合金的热能回收装置，其特征在于：所述开关为多出口的电子阀开关。
6.一种回转连续生产合金的设备，其特征在于：包括流口包(1)、转盘(2)、冷凝器(3)、布水器(5)、冲针(7)、动力装置(9)和控制装置(10)；
转盘(2)底部设置有支柱(2.1)和轴承座(2.2)，支柱(2.1)一端设置在转盘(2)底部，另一端活动设置在轴承座(2.2)上，动力装置(9)与转盘(2)连接驱动转盘(2)转动，控制装置(10)与动力装置(9)连接，冷凝器(3)设置在转盘(2)上，流口包(1)设置在冷凝器(3)的上方，布水器(5)设置在转盘(2)的中心位置，布水器(5)的供水口与出水口均与冷凝器(3)连接，冲针(7)通过杠杆装置与动力装置(9)连接，冲针(7)设置冷凝器(3)的上方。
7.根据权利要求6所述的一种回转连续生产合金的设备，其特征在于：还包括加粉装置(4)、液位探测仪(6)和/或喷涂装置(8)，加粉装置(4)设置在冷凝器(3)的上方且与布水器(5)在通弧线上，液位探测仪(6)和喷涂装置(8)通过杠杆装置与动力装置(9)连接，液位探测仪(6)和喷涂装置(8)设置冷凝器(3)的上方且与冲针(7)在同一条弧线上。
8.根据权利要求6所述的一种回转连续生产合金的设备，其特征在于：所述动力装置(9)包括工作箱驱动轴(9.1)、工作箱输出轴(9.2)、工作箱输入轴(9.3)、箱速机(9.4)、工作箱和电动机(9.5)，电动机(9.5)经箱速机(9.4)、工作箱输入轴(9.3)与工作箱连接，工作箱经工作箱驱动轴(9.1)和工作箱输出轴(9.2)驱动转盘(2)转动。
9.根据权利要求6所述的一种回转连续生产合金的设备，其特征在于：所述转盘(2)设置为圆弧形，转盘(2)的边缘处设置有若干个冷凝器安装孔(2.4)，冷凝器安装孔(2.4)底部固定外部的冷凝器(3)。
10.根据权利要求6所述的一种回转连续生产合金的设备，其特征在于：所述控制装置(10)包括微处理器、时钟电路和电机驱动电路，时钟电路与微处理器连接，微处理器经电机驱动电路与电动机(9.5)连接。
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