CN212469683U - 一种变频式浪涌冷却装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种变频式浪涌冷却装置，包括：水箱，侧壁上部开设有至少一个进水口，侧壁下部开设有至少一个气口，上表面铺设铸锭生产轨道；储水池，设置于水箱外侧，内装冷却水；水泵，进水端通过进水管与储水池内的冷却水连接；冷空气源，设置于水箱外侧，输出端通过冷空气管与水箱连通，位于水箱内侧的冷空气管表面间隔开设有若干排气口，位于水箱外侧的冷空气管上设置有气泵；电控箱，设置于水箱外侧，水泵和气泵分别与电控箱通信连接。所述冷却装置可解决铸锭冷却效果不佳、安装难度和成本高、冷却不够铸锭生产线晃动导致铸锭品质不良等问题，所述冷却装置既能达到较好的冷却效果，又能降低实际的经济成本，适应灵活多变的安装需求。

Description

一种变频式浪涌冷却装置

技术领域

本实用新型属于铸造材料冷却技术领域，具体地，涉及一种变频式浪涌冷却装置。

背景技术

铝及其合金具有许多优良的物理、化学特性，因而在世界各国得到了非常广泛的应用。不同的含铝合金在日常用品、医药器械、国防军工和交通工具等方面发挥着重要的作用，是许多国家和地区的重要支柱产业之一，特别是当今世界人类的生存和发展正面临着资源、能源、环保、安全、效益等问题的严峻挑战，改善提升铝合金材料制备过程中的每一道工艺技术都有着重大的战略意义。

铝工业中常见的初级铝合金材料分为铝锭、铝棒和铝液等，铝锭是最为常见的一种初级铝合金材料，在生产过程中有一道非常重要的工序叫铸锭成型。该工序实际操作过程为：待铸的液态铝合金通过分汤毂浇注到铝合金锭模具中冷凝成型，这个过程常用到水冷和风冷两种冷却方式，水冷因效率远高于风冷而被普遍使用。

水冷又有浸泡冷却和喷淋两种结构。

浸泡冷却，是将铸锭线整体浸没在水槽中，通过水槽中大量的冷却水对铝锭模具降温冷却，该方式对场地等硬件要求很高，必须配套至少200吨以上的冷却水池，更长的铸锭生产线以保证充分浸泡冷却，基础建设条件要求更高更严格；其优点在于冷却效率效果好，缺点经济成本较大。一般新建工厂使用此系统。

喷淋式冷却，是通过在某一段铸锭生产线上使用冷却水对载锭的模具进行喷洒冷却，该方式对场地需求限制相对较低，其优点在于经济投入成本较低，场地布置灵活；缺点是冷却效果较差。

上述两种方式都需要大量的冷却水储备，否则冷却效果就会随着铸锭时间的增加而持续降低。

实用新型内容

为解决上述存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种变频式浪涌冷却装置，所述冷却装置可解决铸锭冷却效果不佳、安装难度和成本高、冷却不够铸锭生产线晃动导致铸锭品质不良等问题，所述冷却装置既能达到较好的冷却效果，又能降低实际的经济成本，适应灵活多变的安装需求。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种变频式浪涌冷却装置，包括：水箱，所述水箱的侧壁上部开设有至少一个进水口，所述水箱的侧壁下部开设有至少一个气口，所述水箱上表面铺设铸锭生产轨道，装有熔融铝液的模具由铸锭生产轨道滑移至水箱；储水池，设置于所述水箱外侧，储水池内装冷却水；水泵，所述水泵的进水端通过进水管与储水池内的冷却水连接，所述水泵的出水端通过出水管与水箱连通，所述出水管由进水口伸入水箱内侧上部；冷空气源，设置于水箱外侧，所述冷空气源的输出端通过冷空气管与水箱连通，所述冷空气管由水箱的气口伸入水箱内侧下部，位于水箱内侧的冷空气管表面间隔开设有若干排气口，位于水箱外侧的冷空气管上设置有气泵；电控箱，设置于水箱外侧，所述水泵和气泵分别与电控箱通信连接。

进一步地，所述水箱的侧壁上开设有液位口，所述液位口内插设有与电控箱通信连接的液位传感器，形成对水箱内冷却水液位高度的监测。

进一步地，所述水箱的侧壁上开设有测温口，所述测温口内插设有与电控箱通信连接的温度传感器，形成对水箱内冷却水温度的监测。

进一步地，所述水箱侧壁开设监测口，所述监测口内插设有与电控箱通信连接的液位-温度一体传感器，形成对水箱内冷却水的液位和温度的同步监测。

进一步地，所述进水口的数量为2个，间隔开设于水箱同一侧壁上部；所述出水管远离水泵一端连接有两出水支管，每个进水口内插设一根出水支管。

进一步地，所述气口的数量为2个或2个以上，每个气口内插设一根冷空气管。

进一步地，所述水泵的最低工作温度为23℃。

进一步地，所述水泵为离心泵。

进一步地，所述储水池设置于水箱的下方。

本实用新型的有益效果在于：

1)提升冷却效果：通过水泵向水箱内注冷却水，通过冷空气源-气泵-冷空气管-排气口的设计，向注水的水箱内侧下部通冷气，通入的冷气驱动水箱内的水产生浪涌，通过浪涌冷却技术，既能实现模具浸泡冷却的效果，同时向冷却水中注入冷空气产生催动浪涌，可以带走大量的热量，有效的降低冷却水和模具温度，相当于集合了气冷和浸泡水冷多重冷却效果；

2)降低生产线安装成本：因浪涌冷却技术的应用，拥有更好的冷却效果，所以冷却装置的长度大大缩短，在较短的铸锭线上也能够实现良好的冷却效果，从而降低了生长线和装置的成本；

3)降低安装难度：无论在水平或者有坡度的生产线上均可安装，降低了对生产线的技术需求；

4)升铸锭品质：提高了生产线冷却效果的同时，避免了铸锭线在高温条件下的晃动，为铝锭成型和冷凝提供了稳定的环境，进而提高了铝锭的表面品质；液位-温度一体传感器-电控电源-水泵的配合设计，可控制水泵工作的温度区间，合理安排水泵功率，提升水泵能效，降低能耗。

附图说明

图1为本实用新型实施例所提供的一种变频式浪涌冷却装置的结构示意图；

图2为图1中水箱的A-A向剖视图；

图3为图1中水箱的B-B向剖视图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

参照图1~3，本实用新型所述的一种变频式浪涌冷却装置，包括：水箱1，所述水箱1的侧壁上部开设有至少一个进水口11，所述水箱1的侧壁下部开设有至少一个气口12，所述水箱1上表面铺设铸锭生产轨道13，装有熔融铝液100的模具200由铸锭生产轨道13滑移至水箱；储水池2，设置于所述水箱1外侧，储水池2内装冷却水；水泵3，所述水泵3的进水端通过进水管31与储水池2内的冷却水连接，所述水泵3的出水端通过出水管32与水箱1连通，所述出水管32由进水口11伸入水箱1内侧上部；冷空气源（未图示），设置于水箱1外侧，所述冷空气源的输出端通过冷空气管4与水箱1连通，所述冷空气管4由水箱1的气口12伸入水箱1内侧下部，位于水箱1内侧的冷空气管4表面间隔开设有若干排气口41，位于水箱1外侧的冷空气管4上设置有气泵（未图示）；电控箱5，设置于水箱1外侧，所述水泵3和气泵分别与电控箱5通信连接。

进一步地，所述水箱1的侧壁上开设有液位口（未图示），所述液位口内插设有与电控箱5通信连接的液位传感器（未图示），形成对水箱1内冷却水液位高度的监测。

进一步地，所述水箱1的侧壁上开设有测温口（未图示），所述测温口内插设有与电控箱5通信连接的温度传感器（未图示），形成对水箱1内冷却水温度的监测。

进一步地，所述水箱1侧壁开设监测口14，所述监测口14内插设有与电控箱5通信连接的液位-温度一体传感器6，形成对水箱1内冷却水的液位和温度的同步监测。

进一步地，所述进水口11的数量为2个，间隔开设于水箱1同一侧壁上部；所述出水管32远离水泵3一端连接有两出水支管321，每个进水口11内插设一根出水支管321。

进一步地，所述气口12的数量为2个或2个以上，每个气口12内插设一根冷空气管4。

进一步地，所述水泵3的最低工作温度为23℃。

进一步地，所述水泵3为离心泵。

进一步地，所述储水池2设置于水箱1的下方。

其中，电控箱5的输入端连接液位-温度一体传感器6，输出端连接水泵3；

水泵3的输入端与储水池2相连，输出端连接水箱1，开启工作时持续将储水池2中的冷却水输入水箱1中；

水箱1上表面铺设有铸锭生产线，模具200底部部分浸泡在水箱1中，铸锭过程通过水箱1中的浪涌进行冷却；水箱1水满后直接溢流至回储水池2，形成冷却水循环利用；

5.冷空气管通过冷却空气阀控制冷空气的开启和流量，流量的大小可以调节浪涌的大小。

本实用新型所述的一种变频式浪涌冷却装置的使用方式如下：

1.铸锭生产线正常运行过程，铸锭用模具200规律的沿铸锭生产轨道13从水箱1中划过（模具200的滑移轨迹为沿垂直本实用新型说明书附图图2所在纸面方向），模具200内装铝液100，模具200下部部分浸泡在水箱1中；

2.启动电控箱5，液位-温度一体传感器6将水箱1中的冷却水的液位信号反馈至电控箱5，电信号驱动水泵3将储水池2中的冷却水持续注入水箱1中，直到满液位停止工作；

3.打开气泵，冷却空气通过冷空气管4向水箱1中的冷却水中持续吹入冷空气，行程浪涌“喷泉”，同时也不停的降低水箱1内冷却水的温度；

4.浪涌在模具200的底部不停冲刷，进行热交换，降低模具200使得内部的铝液100快速冷凝成铝锭；

5.随着铸锭过程持续进行，水箱1中的水温不断升高，当水箱1内的水温超过28℃时，液位-温度一体传感器6将水温信号反馈至电控箱5，开启水泵3的低功率状态工作，向水箱1中注入冷却水，进而降低水箱1中的冷却水温度；当水温降低至23℃时，水泵3停止工作；

6.铸锭过程如果水箱1中的水温快速升高至33℃以上，液位-温度一体传感器6将水温信号反馈至电控箱5，开启水泵3至高功率状态工作；直至水温降低至28℃，水泵3进入低功率状态工作；水温继续降低至23℃以下，水泵3进入低功率状态工作，停止向水箱1供水。

本实用新型所述的一种变频式浪涌冷却装置：

1)提升冷却效果：通过水泵3向水箱1内注冷却水，通过冷空气源-气泵-冷空气管4-排气口41的设计，向注水的水箱1内侧下部通冷气，通入的冷气驱动水箱1内的水产生浪涌，通过浪涌冷却技术，既能实现模具200浸泡冷却的效果，同时向冷却水中注入冷空气产生催动浪涌，可以带走大量的热量，有效的降低冷却水和模具温度，相当于集合了气冷和浸泡水冷多重冷却效果；

2)降低生产线安装成本：因浪涌冷却技术的应用，拥有更好的冷却效果，所以冷却装置的长度大大缩短，在较短的铸锭线上也能够实现良好的冷却效果，从而降低了生长线和装置的成本；

3)降低安装难度：无论在水平或者有坡度的生产线上均可安装，降低了对生产线的技术需求；

4)升铸锭品质：提高了生产线冷却效果的同时，避免了铸锭线在高温条件下的晃动，为铝锭成型和冷凝提供了稳定的环境，进而提高了铝锭的表面品质；液位-温度一体传感器-电控电源-水泵的配合设计，可控制水泵工作的温度区间，合理安排水泵功率，提升水泵能效，降低能耗。

需要说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制。尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。

Claims (9)

1.一种变频式浪涌冷却装置，其特征在于，包括：

水箱，所述水箱的侧壁上部开设有至少一个进水口，所述水箱的侧壁下部开设有至少一个气口，所述水箱上表面铺设铸锭生产轨道，装有熔融铝液的模具由铸锭生产轨道滑移至水箱；

储水池，设置于所述水箱外侧，储水池内装冷却水；

水泵，所述水泵的进水端通过进水管与储水池内的冷却水连接，所述水泵的出水端通过出水管与水箱连通，所述出水管由进水口伸入水箱内侧上部；

冷空气源，设置于水箱外侧，所述冷空气源的输出端通过冷空气管与水箱连通，所述冷空气管由水箱的气口伸入水箱内侧下部，位于水箱内侧的冷空气管表面间隔开设有若干排气口，位于水箱外侧的冷空气管上设置有气泵；

电控箱，设置于水箱外侧，所述水泵和气泵分别与电控箱通信连接。

2.根据权利要求1所述的一种变频式浪涌冷却装置，其特征在于，所述水箱的侧壁上开设有液位口，所述液位口内插设有与电控箱通信连接的液位传感器，形成对水箱内冷却水液位高度的监测。

3.根据权利要求1所述的一种变频式浪涌冷却装置，其特征在于，所述水箱的侧壁上开设有测温口，所述测温口内插设有与电控箱通信连接的温度传感器，形成对水箱内冷却水温度的监测。

4.根据权利要求1所述的一种变频式浪涌冷却装置，其特征在于，所述水箱侧壁开设监测口，所述监测口内插设有与电控箱通信连接的液位-温度一体传感器，形成对水箱内冷却水的液位和温度的同步监测。

5.根据权利要求1所述的一种变频式浪涌冷却装置，其特征在于，所述进水口的数量为2个，间隔开设于水箱同一侧壁上部；所述出水管远离水泵一端连接有两出水支管，每个进水口内插设一根出水支管。

6.根据权利要求1所述的一种变频式浪涌冷却装置，其特征在于，所述气口的数量为2个或2个以上，每个气口内插设一根冷空气管。

7.根据权利要求1所述的一种变频式浪涌冷却装置，其特征在于，所述水泵的最低工作温度为23℃。

8.根据权利要求1或7所述的一种变频式浪涌冷却装置，其特征在于，所述水泵为离心泵。

9.根据权利要求1所述的一种变频式浪涌冷却装置，其特征在于，所述储水池设置于水箱的下方。

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