一种用于高速线材的混合冷却设备

技术领域

本发明涉及高速线材生产技术领域，尤其是涉及一种用于高速线材的混合冷却设备。

背景技术

高速线材轧制吐丝成圈后普遍采用斯太尔摩风冷线进行冷却，这种工艺方法在控制高速线材组织性能方面取得了显著效果，是一种较为完善的高速线材风冷工艺。

经检索，公告号为：CN103406372B的中国专利，公开了一种高速线材风雾混合控制冷却方法及装置，其技术方案是：在吐丝机出口处以及1#~2#风机辊道的上、下方分别安装喷头，喷头与上水管道和上气管道相连接，喷头将压缩空气和水混合成雾滴后喷出，冷却线材的上、下表面，通过分别控制压缩空气与水的流量和流量比控制喷头喷出的雾量及雾滴尺寸，实现对线材冷却速度的控制，在喷雾冷却之后再采用风机进行吹风冷却控制线材的相变过程。

基于上述检索并结合现实问题发现：该专利是通过辊架带动高速线材线圈匀速移动经过风机，风机对线圈减小散热，但是在实际生产中，大批量的线圈是堆叠放置在辊架的上侧，线圈的位置太过集中，与空气的接触面积小，线圈释放出来的热量聚集在一处，这样不仅降低了冷却效率，而且相邻的线圈之间的接触点互相抵紧，接触点处的热量不能快速地散发，导致该点处的原子结构排列与正常散热位置产生区别，从而会影响高速线材整体的质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于高速线材的混合冷却设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明的技术方案是：一种用于高速线材的混合冷却设备，包括底板，所述底板的上侧一端设置有两个平行排列的冷却辊架，两个所述冷却辊架之间通过连接杆固定，所述底板的上侧一端固定有辊架连接板，位于下方一个所述冷却辊架的一端与辊架连接板转动连接，所述底板的上侧位于这个冷却辊架另一端位置处转动连接有两个气缸，两个所述气缸的伸缩端分别与下方的一个冷却辊架的两侧转动连接，所述底板的上侧位于中段位置处固定有分散辊架，且底板的上侧位于另一端位置处固定有上料辊架，还包括；线材分散机构，所述线材分散机构设置在分散辊架的一端位置处，所述线材分散机构用于将斜着堆叠的线材圈均匀分散至两个冷却辊架的上侧，避免了相邻两个线材圈之间的搭接，使得线材圈表面可以更均匀地冷却；线材摊开机构，所述线材摊开机构设置在上料辊架的一端位置处，所述线材摊开机构用于将重合堆叠的线材圈均匀摊开，便于线材分散机构对每个线材圈进行逐一的分散；多个混合冷却机构，多个所述混合冷却机构等间距固定在两个冷却辊架的一侧位置处，所述混合冷却机构用于提高了线材圈的冷却速度，同时减小空气中的氧气对加热后的线材圈的氧化。

优选的，所述线材分散机构包括固定在分散辊架一端的两个第一连接板，两个所述第一连接板之间转动连接有辊轴，且其中一个第一连接板的一侧安装有第一电机，所述第一电机的驱动端与辊轴的一端固定连接，所述辊轴的外侧设置有四个呈圆周排列的弹射机构，所述第一电机为伺服电机。

优选的，所述弹射机构包括固定在辊轴外侧的承载板，所述承载板的上侧位于两端位置处转动连接有两个齿轮转轴，两个所述齿轮转轴的外侧均固定有齿轮，两个所述齿轮的一侧均固定有第一转臂，两个所述第一转臂的一端均转动连接有第二转臂，两个所述第二转臂的一端转动连接末端连接板，所述末端连接板的一侧两端固定有两个推板连接板，两个所述推板连接板之间转动连接有弹射推板，所述承载板的上侧位于两个齿轮之间位置处设置有移动杆，所述移动杆的内部开设有滑槽，所述承载板的上侧固定有位于滑槽内侧的固定块，所述固定块与滑槽之间滑动连接，所述滑槽的内侧一端通过弹射弹簧与固定块的一端弹性连接，且滑槽的内侧一端安装有电磁铁，所述移动杆的两侧对称固定有两个齿条，两个所述齿条均通过齿牙分别与两个齿轮啮合。

优选的，所述线材摊开机构包括固定在上料辊架一端的两个第二连接板，两个所述第二连接板的一侧均转动连接有两个第一转轴，且其中一个第二连接板的一侧安装有第二电机，所述第二电机的驱动端与其中一个第一转轴的一端固定连接，四个所述第一转轴的一端均固定有摇臂，位于同一高度的两个所述摇臂之间均固定有第二转轴，两个所述第二转轴的外侧转动连接有竖直板，所述竖直板的上端固定有横向顶架，所述横向顶架的一端安装有第三电机，所述第三电机的驱动端固定有与横向顶架内侧转动连接的推料辊转轴，所述推料辊转轴的外侧固定有推料辊筒。

优选的，所述混合冷却机构包括固定在冷却辊架一侧的风筒，所述风筒的一端固定有聚风管，所述聚风管的内侧位于中段位置处固定有第一隔板，所述风筒的内侧一端通过电机固定架固定有鼓风电机，所述鼓风电机的驱动端固定有扇叶，所述风筒的内侧另一端固定有第二隔板，所述风筒的内侧与第二隔板之间位置处固定有格栅。

优选的，所述弹射推板的一侧通过复位弹簧与末端连接板的一侧弹性连接，所述末端连接板的一侧对应复位弹簧的位置处固定有限位挡板。

优选的，所述分散辊架的转速大于上料辊架的转速。

优选的，所述分散辊架的高度低于上料辊架的高度。

优选的，所述第二隔板的一端转动连接有盖板。

优选的，所述推料辊筒的外侧均匀设置有防滑凸条，所述防滑凸条的一侧均呈弧形面结构。

本发明通过改进在此提供用于高速线材的混合冷却设备，与现有技术相比，具有如下改进及优点：

其一：本发明通过线材分散机构，可以将分散辊架上侧堆叠的每个线圈分别均匀地弹射到两个冷却辊架的上侧，使冷却辊架上侧相邻的两个线圈之间无搭接点，相邻两个线圈距离更远，因此增大了与空气的接触面积，提高了冷却效果，而且使得线圈外表面各个位置的热量都能快速地被散发，使线圈内部原子结构排列更均匀，提高了高速线材的加工质量。

其二：本发明通过线材摊开机构，可以将堆叠在一起的多个高速线材线圈进行预先的摊开分散，增大线圈与空气接触面积，有利于提高冷却效率，同时便于线材分散机构将每个线圈逐个地弹射到冷却辊架的上侧。

其三：本发明通过混合冷却机构，可以同时向冷却辊架上方喷出空气和低温的二氧化碳气体，位于下方的低温二氧化碳气体与冷却辊架上侧线圈的温差更大，因此可以快速带走线圈中大量的热量，二氧化碳上方的空气可以将冷却辊架上方的热空气快速吹散，提高了冷却效果，而且二氧化碳气体将线圈与空气中的氧气进行一定程度的隔离，可以有效降低氧气对高温线圈的氧化作用，提高了高速线材线圈的加工质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明的结构示意图；

图2为本发明中分散辊架的结构示意图；

图3为本发明中弹射机构的结构示意图；

图4为本发明的图3中A处的放大结构示意图；

图5为本发明的图3中B处的放大结构示意图；

图6为本发明中上料辊架的结构示意图；

图7为本发明的图6中C处的放大结构示意图；

图8为本发明中混合冷却机构的结构示意图。

附图标记：

1、底板；2、冷却辊架；3、连接杆；4、辊架连接板；5、气缸；6、分散辊架；7、上料辊架；101、第一连接板；102、第一电机；103、辊轴；104、承载板；105、齿轮转轴；106、齿轮；107、第一转臂；108、第二转臂；109、末端连接板；110、推板连接板；111、弹射推板；112、移动杆；113、滑槽；114、固定块；115、弹射弹簧；116、电磁铁；117、齿条；118、复位弹簧；119、限位挡板；201、第二连接板；202、第二电机；203、第一转轴；204、摇臂；205、第二转轴；206、竖直板；207、横向顶架；208、第三电机；209、推料辊转轴；210、推料辊筒；211、防滑凸条；301、风筒；302、聚风管；303、第一隔板；304、鼓风电机；305、扇叶；306、电机固定架；307、第二隔板；308、格栅；309、盖板。

具体实施方式

下面对本发明进行详细说明，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。

本发明通过改进在此提供一种用于高速线材的混合冷却设备，本发明的技术方案是：

如图1至图8所示，本发明实施例提供了一种用于高速线材的混合冷却设备，包括底板1，底板1的上侧一端设置有两个平行排列的冷却辊架2，两个冷却辊架2之间通过连接杆3固定，底板1的上侧一端固定有辊架连接板4，位于下方一个冷却辊架2的一端与辊架连接板4转动连接，底板1的上侧位于这个冷却辊架2另一端位置处转动连接有两个气缸5，两个气缸5的伸缩端分别与下方的一个冷却辊架2的两侧转动连接，底板1的上侧位于中段位置处固定有分散辊架6，且底板1的上侧位于另一端位置处固定有上料辊架7，还包括；线材分散机构，线材分散机构设置在分散辊架6的一端位置处，线材分散机构用于将斜着堆叠的线材圈均匀分散至两个冷却辊架2的上侧，避免了相邻两个线材圈之间的搭接，使得线材圈表面可以更均匀地冷却；线材摊开机构，线材摊开机构设置在上料辊架7的一端位置处，线材摊开机构用于将重合堆叠的线材圈均匀摊开，便于线材分散机构对每个线材圈进行逐一的分散；多个混合冷却机构，多个混合冷却机构等间距固定在两个冷却辊架2的一侧位置处，混合冷却机构用于提高了线材圈的冷却速度，同时减小空气中的氧气对加热后的线材圈的氧化。

进一步的，线材分散机构包括固定在分散辊架6一端的两个第一连接板101，两个第一连接板101之间转动连接有辊轴103，且其中一个第一连接板101的一侧安装有第一电机102，第一电机102的驱动端与辊轴103的一端固定连接，辊轴103的外侧设置有四个呈圆周排列的弹射机构，第一电机102为伺服电机；

线材分散机构用于将堆叠的线圈分散开来，提高散热效果。

进一步的，弹射机构包括固定在辊轴103外侧的承载板104，承载板104的上侧位于两端位置处转动连接有两个齿轮转轴105，两个齿轮转轴105的外侧均固定有齿轮106，两个齿轮106的一侧均固定有第一转臂107，两个第一转臂107的一端均转动连接有第二转臂108，两个第二转臂108的一端转动连接末端连接板109，末端连接板109的一侧两端固定有两个推板连接板110，两个推板连接板110之间转动连接有弹射推板111，承载板104的上侧位于两个齿轮106之间位置处设置有移动杆112，移动杆112的内部开设有滑槽113，承载板104的上侧固定有位于滑槽113内侧的固定块114，固定块114与滑槽113之间滑动连接，滑槽113的内侧一端通过弹射弹簧115与固定块114的一端弹性连接，且滑槽113的内侧一端安装有电磁铁116，移动杆112的两侧对称固定有两个齿条117，两个齿条117均通过齿牙分别与两个齿轮106啮合；

弹射机构，可以将分散辊架6上侧堆叠的每个线圈分别均匀地弹射到两个冷却辊架2的上侧，使冷却辊架2上侧相邻的两个线圈之间无搭接点，相邻两个线圈距离更远，因此增大了与空气的接触面积，提高了冷却效果，而且使得线圈外表面各个位置的热量都能快速地被散发，使线圈内部原子结构排列更均匀，提高了高速线材的加工质量。

进一步的，线材摊开机构包括固定在上料辊架7一端的两个第二连接板201，两个第二连接板201的一侧均转动连接有两个第一转轴203，且其中一个第二连接板201的一侧安装有第二电机202，第二电机202的驱动端与其中一个第一转轴203的一端固定连接，四个第一转轴203的一端均固定有摇臂204，位于同一高度的两个摇臂204之间均固定有第二转轴205，两个第二转轴205的外侧转动连接有竖直板206，竖直板206的上端固定有横向顶架207，横向顶架207的一端安装有第三电机208，第三电机208的驱动端固定有与横向顶架207内侧转动连接的推料辊转轴209，推料辊转轴209的外侧固定有推料辊筒210；

通过线材摊开机构的不断作用，可以将堆叠在一起的多个高速线材线圈进行预先的摊开分散，增大线圈与空气接触面积，有利于提高冷却效率。

进一步的，混合冷却机构包括固定在冷却辊架2一侧的风筒301，风筒301的一端固定有聚风管302，聚风管302的内侧位于中段位置处固定有第一隔板303，风筒301的内侧一端通过电机固定架306固定有鼓风电机304，鼓风电机304的驱动端固定有扇叶305，风筒301的内侧另一端固定有第二隔板307，风筒301的内侧与第二隔板307之间位置处固定有格栅308；

将干冰放在风筒301内侧位于格栅308和第二隔板307之间位置处，两个冷却辊架2一侧混合冷却机构的鼓风电机304运行带动扇叶305转动，扇叶305转动将外部的空气通过第二隔板307的上侧吸入到风筒301的内侧，并将空气通过聚风管302的上端喷出，同时转动的扇叶305将第二隔板307下方干冰升华产生的低温二氧化碳气体通过聚风管302的下端喷出，位于下方的低温二氧化碳气体与冷却辊架2上侧线圈的温差更大，因此可以快速带走线圈中大量的热量，二氧化碳上方的空气可以将冷却辊架2上方的热空气快速吹散，提高了冷却效果，而且二氧化碳气体将线圈与空气中的氧气进行一定程度的隔离，可以有效降低氧气对高温线圈的氧化作用，提高了高速线材线圈的加工质量。

进一步的，弹射推板111的一侧通过复位弹簧118与末端连接板109的一侧弹性连接，末端连接板109的一侧对应复位弹簧118的位置处固定有限位挡板119；

当弹射推板111弹射至最远处时，由于其自身的惯性，会向前转动，便于线圈的另一端经过末端连接板109的上方，防止对线圈的另一端造成阻挡，复位弹簧118用于拉动弹射推板111转动复位。

进一步的，分散辊架6的转速大于上料辊架7的转速；

可以快速地将分散辊架6上侧的线圈移走，使相邻两个线圈的间距更大。

进一步的，分散辊架6的高度低于上料辊架7的高度；

防止线圈与分散辊架6的一端产生碰撞，使线圈更容易落在分散辊架6的上侧。

进一步的，第二隔板307的一端转动连接有盖板309；

盖板309用于阻挡外部的空气与干冰升华的二氧化碳气体混合。

进一步的，推料辊筒210的外侧均匀设置有防滑凸条211，防滑凸条211的一侧均呈弧形面结构；

防滑凸条211防止推料辊筒210与线圈之间发生打滑，提高了运行稳定性。

工作原理：使用时将需要冷却的高速线材线圈放在上料辊架7的上侧，上料辊架7将线材向分散辊架6的一端输送，线材摊开机构的第二电机202运行带动其中一个第一转轴203转动，这个第一转轴203通过摇臂204带动第二转轴205和另一个第一转轴203转动，从而带动竖直板206的下端沿着圆周轨迹运动，通过与上方的第一转轴203、摇臂204、第二转轴205的配合，可以带动竖直板206整体沿着圆周轨迹移动，从而带动竖直板206上端的横向顶架207沿着圆周轨迹运动，当横向顶架207带动推料辊筒210由下向上移动时，推料辊筒210可以将上方的一个线圈顶起一定高度，当推料辊筒210从最高点向最低点移动时，可以带动线圈向分散辊架6的方向移动一定距离，同时第三电机208带动推料辊转轴209转动，推料辊转轴209带动推料辊筒210以一定速度转动，推料辊筒210转动可以给顶起的线圈一个指向分散辊架6方向的初速度，横向顶架207做圆周轨迹移动和推料辊筒210转动的共同作用，使这个线圈具有一定初速度之后在惯性作用下移动到分散辊架6的上侧，通过线材摊开机构的不断作用，可以将堆叠在一起的多个高速线材线圈进行预先的摊开分散，增大线圈与空气接触面积，有利于提高冷却效率，当多个线圈移动至分散辊架6的上侧后，相邻的两个线圈之间的间距已经增大一部分，通过控制气缸5的伸缩端伸缩，可以带动两个冷却辊架2的一端上下转动，当带动两个冷却辊架2上转动时，可以使下方一个冷却辊架2的一端与分散辊架6的一端对齐，反之，则是上方一个冷却辊架2的一端与分散辊架6的一端对齐，当任意一个冷却辊架2的一端与分散辊架6的一端对齐时，此时有线圈移动至线材分散机构的辊轴103上侧，此时控制第一电机102带动辊轴103转动45°，使其中一个弹射机构转动至最高点处，此时这个弹射机构正好位于一个线圈的内侧，由于电磁铁116一直处于通电状态，其对固定块114的一端产生吸力，使移动杆112向固定块114一端移动，同时将弹射弹簧115压缩，此时移动杆112通过两侧的两个齿条117带动两个齿轮106反转，两个齿轮106带动两个第一转臂107转动至与承载板104接近重合的角度，此时两个第一转臂107和两个第二转臂108合拢，因此末端连接板109距离承载板104最近，此时控制最高处的一个弹射机构的电磁铁116断电，弹射弹簧115释放弹力，瞬间推动移动杆112反向移动，移动杆112带动两个齿条117移动，两个齿条117通过齿牙啮合带动两个齿轮106反向转动，两个齿轮106分别带动两个第一转臂107向冷却辊架2一端转动伸开，从而带动两个第二转臂108转动伸开，带动末端连接板109带动弹射推板111远离承载板104，弹射推板111可以从高速线材线圈的内侧对其施加瞬间的推力，将线圈弹射到与分散辊架6一端对齐的一个冷却辊架2的上侧，然后再通过气缸5控制两个冷却辊架2反向转动，使另一个冷却辊架2的一端与分散辊架6的一端对齐，此时第一电机102控制下一个弹射机构转动至最上方，将下一个线圈弹射到另一个冷却辊架2的上侧，如此重复运行，可以将分散辊架6上侧堆叠的每个线圈分别均匀地弹射到两个冷却辊架2的上侧，使冷却辊架2上侧相邻的两个线圈之间无搭接点，相邻两个线圈距离更远，因此增大了与空气的接触面积，提高了冷却效果，而且使得线圈外表面各个位置的热量都能快速地被散发，使线圈内部原子结构排列更均匀，提高了高速线材的加工质量，在生产时，批量的线圈都是均匀地放在上料辊架7上的，因此每个线圈之间的距离都是差不多的，不会出现距离太大或太小，因此可以将每个线圈逐个的弹到冷却辊架2的上侧，线圈在两个冷却辊架2的上侧移动，将干冰放在风筒301内侧位于格栅308和第二隔板307之间位置处，两个冷却辊架2一侧混合冷却机构的鼓风电机304运行带动扇叶305转动，扇叶305转动将外部的空气通过第二隔板307的上侧吸入到风筒301的内侧，并将空气通过聚风管302的上端喷出，同时转动的扇叶305将第二隔板307下方干冰升华产生的低温二氧化碳气体通过聚风管302的下端喷出，位于下方的低温二氧化碳气体与冷却辊架2上侧线圈的温差更大，因此可以快速带走线圈中大量的热量，二氧化碳上方的空气可以将冷却辊架2上方的热空气快速吹散，提高了冷却效果，而且二氧化碳气体将线圈与空气中的氧气进行一定程度的隔离，可以有效降低氧气对高温线圈的氧化作用，提高了高速线材线圈的加工质量。

上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。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发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明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。