CN219852136U - 一种熔体冷却平台 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种熔体冷却平台，包括接触层，接触层顶部的承载面用于放置熔体，设于接触层下方的调温层内具有第一空间，第一空间内设有冷却介质，还包括有均匀分布的传热组件，传热组件沿第一方向延伸，沿第一方向具有置于接触层内的第一端和置于第一空间内的第二端，传热组件能够将接触层内的热量由第一端传导至第二端，使用时，将熔体置于承载面上，熔体上的热量不断的通过传热组件传道至冷却介质内，与现有技术中进出口冷却介质温差大相比，各传热组件均匀分布且性质相同，传热效率接近，熔体各部分冷却效果相近，熔体冷却后的铸锭组织均匀性较好。

Description

一种熔体冷却平台

技术领域

本申请涉及熔体冷却技术领域，具体涉及一种熔体冷却平台。

背景技术

现有3D打印铝合金铸锭技术中，铝合金的温度大概在650℃左右，打印完成的铝合金铸锭需要冷却，现有的冷却技术为自然冷却或使用冷却平台，采用自然冷却的冷却方法效率很低，故一般采用冷却平台的方法，冷却平台以铜或铝为材料，现有的冷却平台为冷却介质(一般为冷却水)从一端流入，另一端流出，出口端温度比入口端温度高，而由于冷却流道分布与流量限制的原因，平台入口处冷却介质温度低，出口温度高，导致平台不同部位冷却温差较大，进而冷却效果不同，影响熔体冷却后的铸锭组织均匀性。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本申请旨在提供一种熔体冷却平台，包括：

接触层，所述接触层顶面具有承载面，所述承载面用于放置所述熔体；

调温层，所述调温层设于所述接触层的下方，所述调温层内具有第一空间，所述第一空间流通有冷却介质；

传热组件，所述传热组件包括多个均匀分布的传热件，所述传热件沿第一方向具有置于所述接触层内的第一端和置于所述第一空间的第二端；所述传热件可将所述接触层内的热量由所述第一端传至所述第二端。

根据本申请实施例提供的技术方案，至少包括一个调温层，各所述调温层沿第一方向分布排列设置，各所述传热件的第二端置于距离所述接触层最远的所述第一空间内。

根据本申请实施例提供的技术方案，相邻两个所述调温层之间设有第一隔温层。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述接触层和所述调温层之间设有第二隔温层。

根据本申请实施例提供的技术方案，各所述第一空间外连接有控温组件，所述控温组件用于控制各所述第一空间内的所述冷却介质保持限定温度。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述传热件包括管壳本体，所述管壳本体内具有第二空间，所述管壳本体内壁周向设有多个毛细管，各所述毛细管远离所述管壳本体边沿端形成第一通道，所述第一通道内设有工作液体，所述工作液体在毛细力的作用下位于所述第一通道靠近所述第一端处，蒸发形成蒸汽，在微小压力差的作用下流至所述第一通道靠近所述第二端处，冷凝放热，恢复为液体，在所述毛细管毛细力的作用下回流至所述第一通道靠近所述第一端处。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述传热件外沿所述第一方向分布排列设置有多个传热板，各所述传热板套设于所述传热件外。

根据本申请实施例提供的技术方案，各所述第一端与所述接触层之间形成第一缝隙，所述第一缝隙内设有导热液。

根据本申请实施例提供的技术方案，各所述第一空间内的所述冷却介质为液体金属介质。

根据本申请实施例提供的技术方案，所述承载面的熔点高于所述熔体的熔点。

综上所述，本申请提出一种熔体冷却平台，包括接触层，所述接触层顶部的承载面用于放置所述熔体，设于所述接触层下方的调温层内具有第一空间，所述第一空间内设有冷却介质，还包括有均匀分布的传热组件，所述传热组件沿第一方向延伸，沿所述第一方向具有置于所述接触层内的第一端和置于所述第一空间内的第二端，所述传热组件能够将所述接触层内的热量由第一端传导至第二端，使用时，将所述熔体置于所述承载面上，所述熔体上的热量不断的通过所述传热组件传道至所述冷却介质内，与现有技术中进出口冷却介质温差大相比，各所述传热组件均匀分布且性质相同，传热效率接近，熔体各部分冷却效果相近，熔体冷却后的铸锭组织均匀性更好。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种熔体冷却平台的结构示意图。

图中所述文字标注表示为：

1、接触层；11、承载面；2、调温层；3、传热组件；31、传热件；32、第一端；33、第二端；34、管壳本体；35、毛细管；36、第一通道；37、传热板；38、第一缝隙；4、第一隔温层；5、第二隔温层。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

诚如背景技术中提到的，针对现有技术中的问题，本申请提出了一种熔体冷却平台，包括：

接触层1，所述接触层1顶面具有承载面11，所述承载面11用于放置所述熔体；

调温层2，所述调温层2设于所述接触层1的下方，所述调温层2内具有第一空间，所述第一空间流通有冷却介质；

传热组件3，所述传热组件3包括多个均匀分布的传热件31，所述传热件31沿第一方向具有置于所述接触层1内的第一端32和置于所述第一空间的第二端33；所述传热件31可将所述接触层1内的热量由所述第一端32传至所述第二端33。

其中，请参考如图1所示的熔体冷却平台，可选地，所述接触层1用于放置所述待冷却的熔体，所述接触层1选择传热快的材质，所述调温层2内的所述冷却介质一直处于流通状态，所述熔体内的热量通过传热组件3从所述层传导至所述调温层2，传热组件3均匀分布，所述第一方向为竖直方向，所述传热件31沿竖直方向延伸，最高端为第一端32，所述第一端32设于所述接触层1内，最低端为第二端33，所述第二端33设于所述第一空间内由所述冷却介质包围，所述传热件31具有传热快的特性，类似于热管，所述调温层2内没有固定的流道，实现大流量的流动，减少进出口温差，使用时，将所述熔体置于所述承载面11上，所述熔体上的热量不断的通过所述传热组件3传道至所述冷却介质内，与现有技术中进出口冷却介质温差大相比，各所述传热组件3均匀分布且性质相同，传热效率接近，熔体各部分冷却效果相近，熔体冷却后的铸锭组织均匀性更好。

在一优选实施例中，至少包括一个调温层2，各所述调温层2沿第一方向分布排列设置，各所述传热件31的第二端33置于距离所述接触层1最远的所述第一空间内。可选地，设有两个调温层2，所述调温层2沿竖直方向分布排列设置，上层的调温层2为第一冷却层，下层的调温层2为第二冷却层，所述第一冷却层与所述第二冷却层内均具有第一空间，各所述第一空间内流通有冷却介质，所述第一冷却层内的冷却介质的熔点高于所述第二冷却层内的冷却介质的熔点，所述传热件31的第一端32设于所述接触层1内，第二端33设于所述第二冷却层的所述第一空间内，所述第一冷却层内冷却介质的温度为第一限定温度，所述第二冷却层内冷却介质的温度为第二限定温度，所述第一冷却层内的介质流动，所述空间内的介质不流动，在所述传热件31传热作用下，所述熔体冷却至第一限定温度，所述第一冷却层内的所述冷却介质不流动，所述第二冷却层内的冷却介质流动，所述熔体冷却至所述第二限定温度，这样的冷却方式实现了梯度冷却。

在一优选实施例中，如图1所示，相邻两个所述调温层2之间设有第一隔温层4。其中，所述第一隔温层4选用隔热效果好的材质，各相邻两个所述调温层2之间设有第一隔温层4避免各所述调温层2之间传热，防止相邻两所述调温层2温度互相干扰影响梯度冷却。

在一优选实施例中，如图1所示，所述接触层1和所述调温层2之间设有第二隔温层5。其中，所述第二隔温层5选用隔热效果好的材质，所述第二隔温层5设于所述接触层1与所述调温层2之间，用于进一步避免所述调温层2内的冷却介质的进出口温度对所述接触层1传热影响。

在一优选实施例中，如图1所示，各所述第一空间外连接有控温组件，所述控温组件用于控制各所述第一空间内的所述冷却介质保持限定温度。其中，各所述控温组件设于所述第一空间外，设有第一进口与第一出口，分别与各所述第一空间连通，所述控温组件内包括驱动件和冷却件，所述驱动件用于驱动各所述第一空间内的所述冷却介质流动，所述冷却件用于冷却各所述第一空间内的冷却介质，使所述第一冷却层和所述第二冷却层内的冷却介质分别保持在所述第一限定温度和所述第二限定温度，加快冷却效率，保证冷却梯度。

在一优选实施例中，如图1所示，所述传热件31包括管壳本体34，所述管壳本体34内具有第二空间，所述管壳本体34内壁周向设有多个毛细管35，各所述毛细管35远离所述管壳本体边沿端形成第一通道36，所述第一通道36内设有工作液体，所述工作液体在毛细力的作用下位于所述第一通道36靠近所述第一端32处，蒸发形成蒸汽，在微小压力差的作用下流至所述第一通道36靠近所述第二端33处，冷凝放热，恢复为液体，在所述毛细管35毛细力的作用下回流至所述第一通道36靠近所述第一端32处。可选地，各所述传热件31内结构为热管结构，利用工作液体的蒸发和冷凝实现快速传热，所述第二空间内为负压状态，所述工作液体于所述第一端32吸热汽化形成蒸汽，在所述第二端33放热恢复为液体，形成的液体在毛细管35的毛细力作用下回流至所述第一端32，利用液体的吸热汽化和放热液化形成传热过程，循环往复，实现快速传热。

在一优选实施例中，如图1所示，各所述传热件31外沿所述第一方向分布排列设置有多个传热板37，各所述传热板37套设于所述传热件31外。可选地，所述传热板37可以选为传热翅片，所述传热翅片套设于所述传热件31外，在所述传热件31上沿竖直方向分布排列设置，所述传热板37用于加大传热面积，加快传热效率。

在一优选实施例中，如图1所示，各所述第一端32与所述接触层1之间形成第一缝隙38，所述第一缝隙38内设有导热液，可选地，所述导热液为导热油，所述导热油的传热效率高，用以填满所述第一缝隙38，进一步加快导热效率。

在一优选实施例中，如图1所示，所述第一空间内的所述冷却介质为液体金属介质。可选地，各所述第一空间内的冷却介质为比所述熔体温度低的液体金属介质，例如锡，铅，锌，相比于现有技术中以冷却水作为冷却介质，能够有效避免水的蒸发形成水蒸气影响传热效率。

在一优选实施例中，如图1所示，所述承载面的熔点高于所述熔体的熔点。可选地，所述承载面为铜或铝材质，熔体一般为铝合金材质，所述承载面熔点高于所述熔体，防止所述承载面11受热熔化。

本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其他场合的，均应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种熔体冷却平台，其特征在于，包括：

接触层(1)，所述接触层(1)顶面具有承载面(11)，所述承载面(11)用于放置所述熔体；

调温层(2)，所述调温层(2)设于所述接触层(1)的下方，所述调温层(2)内具有第一空间，所述第一空间流通有冷却介质；

传热组件(3)，所述传热组件(3)包括多个均匀分布的传热件(31)，所述传热件(31)沿第一方向具有置于所述接触层(1)内的第一端(32)和置于所述第一空间的第二端(33)；所述传热件(31)可将所述接触层(1)内的热量由所述第一端(32)传至所述第二端(33)。

2.根据权利要求1所述的熔体冷却平台，其特征在于：至少包括一个调温层(2)，各所述调温层(2)沿第一方向分布排列设置，各所述传热件(31)的第二端(33)置于距离所述接触层(1)最远的所述第一空间内。

3.根据权利要求2所述的熔体冷却平台，其特征在于：相邻两个所述调温层(2)之间设有第一隔温层(4)。

4.根据权利要求1所述的熔体冷却平台，其特征在于：所述接触层(1)和所述调温层(2)之间设有第二隔温层(5)。

5.根据权利要求2所述的熔体冷却平台，其特征在于：各所述第一空间外连接有控温组件，所述控温组件用于控制各所述第一空间内的所述冷却介质保持限定温度。

6.根据权利要求1所述的熔体冷却平台，其特征在于：所述传热件(31)包括管壳本体(34)，所述管壳本体(34)内具有第二空间，所述管壳本体(34)内壁周向设有多个毛细管(35)，各所述毛细管(35)远离所述管壳本体边沿端形成第一通道(36)，所述第一通道(36)内设有工作液体，所述工作液体在毛细力的作用下位于所述第一通道(36)靠近所述第一端(32)处，蒸发形成蒸汽，在微小压力差的作用下流至所述第一通道(36)靠近所述第二端(33)处，冷凝放热，恢复为液体，在所述毛细管(35)毛细力的作用下回流至所述第一通道(36)靠近所述第一端(32)处。

7.根据权利要求1所述的熔体冷却平台，其特征在于：所述传热件(31)外沿所述第一方向分布排列设置有多个传热板(37)，各所述传热板(37)套设于所述传热件(31)外。

8.根据权利要求1所述的熔体冷却平台，其特征在于：各所述第一端(32)与所述接触层(1)之间形成第一缝隙(38)，所述第一缝隙(38)内设有导热液。

9.根据权利要求2所述的熔体冷却平台，其特征在于：各所述第一空间内的所述冷却介质为液体金属介质。

10.根据权利要求1所述的熔体冷却平台，其特征在于：所述承载面的熔点高于所述熔体的熔点。