一种用于冷却铝件的液氮冷却设备的制作方法

1.本实用新型涉及一种冷却装置，特别是一种用于冷却铝件的液氮冷却设备。


背景技术：

2.铝是最常见的金属之一，由于具有密度低、强度高、热塑性好以及导电性、导热性以及抗蚀性好等优点，以铝合金为原料制造的铝件被广泛应用于航空、航天、汽车、机械制造、船舶以及化学工业等领域。随着工业技术水平的不断发展与提高，人们对铝合金制品的品质需求也越来越高，同时对于改善铝合金制品的技术也越发关注。
3.在现有技术中，对铝合金制品进行热挤压生产时，铝锭在被挤压通过热挤压模具后，挤出的铝制品以及热挤压模具温度均会升高，且高温状态的铝制品以及热挤压模具均暴露在空气中，就会产生下列三个问题：一、铝制品表面会发生氧化生成氧化铝，其中部分氧化铝会附着在热挤压模具出口，并对后续的铝制品表面产生划痕，而热挤压模具表面也会产生磨损；二、热挤压模具由于持续升温导致热挤压模具表面退氮进而降低热挤压模具的硬度、缩短热挤压模具寿命；三、由于挤出的铝制品温度不断升高，也将导致铝制品无规律变形甚至报废。目前国内的企业为了避免因温度高而导致出现废品，均采用较低的挤压速度，不但挤压效率非常低，而且低速度和低效率阻碍了挤压铝材产量和质量的进一步提高。
4.对此，专利号为cn201822049050.5中的应用于铝合金管材的液氮冷却装置提出用液氮冷却铝合金管材，有效解决了上述问题；由于该实用新型是直接与热挤压模具相贴合，在铝制品的尺寸与贯穿孔相近时，液氮只能通过若干个氮气出口通道与铝管的一小部分接触，因此不能做到对铝管进行充分冷却，被挤出的铝制品的表面仍有可能氧化生成氧化铝。


技术实现要素：

5.本实用新型提出一种用于冷却铝件的液氮冷却设备，即便铝制品的尺寸与贯穿孔相近仍能够被充分冷却，解决了现有技术中使用过程中存在的上述问题。
6.本实用新型的技术方案是这样实现的：一种用于冷却铝件的液氮冷却设备，包括本体，所述本体前端安装于热挤压模具的出口处，所述本体的圆周外壁上开设有液氮导入孔，所述本体的中心位置上沿其轴线方向贯穿开设有冷却通道，所述本体上包括有与热挤压模具相接触的密闭环，所述密闭环的内径大于热挤压模具的出口内径，所述本体在冷却通道靠近密闭环的一端上开设有集冷腔，所述集冷腔后端与冷却通道相连通，并且所述集冷腔前端贯穿出本体前端，所述本体内开设有连接集冷腔与液氮导入孔之间的环形输送通道，所述环形输送通道套设于冷却通道靠近密闭环的一侧外，所述冷却通道的前半段位于环形输送通道内，所述集冷腔的内径大于热挤压模具出口处的内径。
7.通过采用上述技术方案，本实用新型与热挤压模具连接后，密闭环将热挤压模具的出口与外界隔绝开，在开始对铝件进行冷却前，液氮通过液氮导入孔注入本实用新型中，并通过环形输送通道流动至集冷腔，液氮在常温常压下迅速汽化成氮气充满集冷腔并流向
冷却通道，集冷腔与冷却通道中的空气由此被排出，铝件在被热挤压模具挤压出后由集冷腔进入冷却通道。集冷腔与冷却通道中充满氮气，避免铝件表面与空气中的氧气接触发生氧化；集冷腔的内径大于热挤压模具出口处的内径能够保证与冷却通道尺寸相近的铝件在被热挤压模具挤压进入集冷腔后，铝件的表面与集冷腔内的氮气充分接触，从而保证氮气能够对铝件进行充分的冷却。
8.本实用新型进一步设置为：所述冷却通道的内壁上开设有若干个出口通道，所述出口通道的前端均与集冷腔相连通。
9.通过采用上述技术方案，当与冷却通道尺寸相近的铝件进入冷却通道时，冷却通道的内部空间几乎被铝件填满，集冷腔与冷却通道内的氮气无法排出，本体容易因内部压强过大而发生爆炸，出口通道能够使集冷腔的氮气进入冷却通道并通过出口通道被排出，并且氮气在由出口通道进入冷却通道后也与铝件有接触，从而进一步对铝件进行冷却。
10.本实用新型进一步设置为：所述本体内开设有位于环形输送通道外侧上的循环通道，所述循环通道呈环形结构，所述循环通道与液氮导入孔相连通。
11.通过采用上述技术方案，循环通道能够保证液氮进入液氮导入孔后能够快速进入并充满集冷腔，同时部分液氮汽化后生成的氮气经由循环通道进入环形输送通道，并被输送进集冷腔中，从而对铝件进行充分的冷却；并且循环通道还起到分压的作用，避免液氮在进入环形输送通道后瞬间汽化导致环形输送通道内压强过大导致本体内部破裂的情况，从而保证本实用新型的安全性。
12.本实用新型进一步设置为：所述本体在循环通道远离液氮导入孔的一侧上开设有连通孔，所述连通孔连通循环通道与环形输送通道，所述本体在环形输送通道与冷却通道之间开设有与连通孔相对应的输送孔，所述输送孔连通环形输送通道与冷却通道。
13.通过采用上述技术方案，液氮进入液氮导入孔后流入循环通道，其中一部分液氮汽化后通过连通孔进入环形输送通道，进而进入集冷腔中对铝件进行冷却；另一部分液氮汽化进入环形输送通道后，又通过输送孔进入冷却通道中，配合集冷腔中的氮气进一步对铝件进行冷却。
14.本实用新型进一步设置为：所述本体在冷却通道后半段的内壁上开设有与外界相通的辅助泄压通道。
15.通过采用上述技术方案，在尺寸与冷却通道相近的的铝件进入冷却通道后，辅助泄压通道能够配合出口通道将冷却通道内的氮气排出，避免因冷却通道内的压强过大而导致本体内部出现裂痕，从而保证本实用新型的安全性。
16.本实用新型进一步设置为：所述液氮导入孔的入口处内壁开设有内螺纹。
17.通过采用上述技术方案，输送氮气的设备可通过内螺纹与液氮导入孔螺纹连接。
18.本实用新型进一步设置为：所述本体的圆周表面上开设有用于固定本体位置的圆槽。
19.通过采用上述技术方案，圆槽用于固定本体，使本实用新型能够平稳地与热挤压模具进行连接，从而对铝件进行直接冷却。
附图说明
20.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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本实用新型的整体结构示意图；
22.图2为本实用新型与热挤压模具连接时的结构示意图；
23.图3为本实用新型与热挤压模具连接时的侧面结构示意图；
24.图4为图3的a-a向剖面结构示意图；
25.图5为冷却通道为其他形状时的剖面结构示意图；
26.图6为本实用新型与热挤压模具固定后的正面结构示意图；
27.图7为图6的b-b向剖面结构示意图。
28.图中标号：1本体、2液氮导入孔、3冷却通道、4密闭环、5集冷腔、6环形输送通道、7出口通道、8循环通道、9连通孔、10输送孔、11辅助泄压通道、12内螺纹、13圆槽、14热挤压模具、15卡箍。
具体实施方式
29.下面将结合本实用新型实施例中的附图1-7，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作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。
30.实施例：
31.如图1至图7所示，本实用新型公开了一种用于冷却铝件的液氮冷却设备，包括本体1，本体1前端安装于热挤压模具14的出口处，并且本体1的圆周外壁上开设有液氮导入孔2，此外本体1的中心位置上沿其轴线方向还贯穿开设有冷却通道3；进一步地，本体1上包括有与热挤压模具14相接触的密闭环4，该密闭环4的内径大于热挤压模具14的出口内径，本体1在冷却通道3靠近密闭环4的一端上还开设有集冷腔5，集冷腔5的后端与冷却通道3相连通，并且集冷腔5的前端贯穿出本体1前端，本体1内还开设有连接集冷腔5与液氮导入孔2之间的环形输送通道6，该环形输送通道6套设于冷却通道3靠近密闭环4的一侧外，并且冷却通道3的前半段位于环形输送通道6内，此外集冷腔5的内径大于热挤压模具14出口处的内径。本实用新型与热挤压模具14连接后，密闭环4将热挤压模具14的出口与外界隔绝开，在开始对铝件进行冷却前，液氮通过液氮导入孔2注入本实用新型中，并通过环形输送通道6流动至集冷腔5，液氮在常温常压下迅速汽化成氮气充满集冷腔5并流向冷却通道3，集冷腔5与冷却通道3中的空气由此被排出，铝件在被热挤压模具14挤压出后由集冷腔5进入冷却通道3。集冷腔5与冷却通道3中充满氮气，避免铝件表面与空气中的氧气接触发生氧化；集冷腔5的内径大于热挤压模具14出口处的内径能够保证与冷却通道3尺寸相近的铝件在被热挤压模具14挤压进入集冷腔5后，铝件的表面与集冷腔5内的氮气充分接触，从而保证氮气能够对铝件进行充分的冷却。需要注意的是，在对铝件进行冷却前，需先行向本实用新型通入一段时间的液氮，确保集冷腔5与冷却通道3中充满氮气，避免铝件与集冷腔5及冷却通道3中残存的空气发生氧化反应。
32.此外，冷却通道3的内壁上开设有若干个出口通道7，这些出口通道7的前端均与集
冷腔5相连通。当与冷却通道3尺寸相近的铝件进入冷却通道3时，冷却通道3的内部空间几乎被铝件填满，集冷腔5与冷却通道3内的氮气无法排出，本体1容易因内部压强过大而发生爆炸，出口通道7能够使集冷腔5的氮气进入冷却通道3并通过出口通道7被排出，并且氮气在由出口通道7进入冷却通道3后也与铝件有接触，从而进一步对铝件进行冷却。
33.进一步地，本体1内开设有位于环形输送通道6外侧上的循环通道8，该循环通道8呈环形结构，且循环通道8与液氮导入孔2相连通。循环通道8能够保证液氮进入液氮导入孔2后能够快速进入并充满集冷腔5，同时部分液氮汽化后生成的氮气经由循环通道8进入环形输送通道6，并被输送进集冷腔5中，从而对铝件进行充分的冷却；并且循环通道8还起到分压的作用，避免液氮在进入环形输送通道6后瞬间汽化导致环形输送通道6内压强过大导致本体内部破裂的情况，从而保证本实用新型的安全性。
34.更进一步地，本体1在循环通道8远离液氮导入孔2的一侧上开设有用于连通循环通道8与环形输送通道6的连通孔9，本体1在环形输送通道6与冷却通道3之间开设有与连通孔9相对应的输送孔10，输送孔10连通环形输送通道6与冷却通道3。通过上述结构，液氮进入液氮导入孔2后流入循环通道8，其中一部分液氮汽化后通过连通孔9进入环形输送通道6，进而进入集冷腔5中对铝件进行冷却；另一部分液氮汽化进入环形输送通道6后，又通过输送孔10进入冷却通道3中，配合集冷腔5中的氮气进一步对铝件进行冷却。
35.并且，本体1在冷却通道3后半段的内壁上开设有与外界相通的辅助泄压通道11。在尺寸与冷却通道3相近的的铝件进入冷却通道3后，辅助泄压通道11能够配合出口通道7将冷却通道3内的氮气排出，避免因冷却通道3内的压强过大而导致本体内部出现裂痕，从而保证本实用新型的安全性。
36.此外，液氮导入孔2的入口处内壁开设有内螺纹12，输送氮气的设备可通过内螺纹12与液氮导入孔2螺纹连接。本体1的圆周表面上还开设有用于固定本体1位置的圆槽13，使本体1能够平稳地与热挤压模具14进行连接，从而对铝件进行直接冷却。本实用新型的固定方式为：如图7所示，将本体1的前端插入卡箍15中，使卡箍15压持在圆槽上，再将热挤压模具14的出口处套设入卡箍15中并与密闭环紧密贴合，最后拧紧卡箍15上的螺杆，确保卡箍15在圆槽内不会发生松动，即可保证本体1与热挤压模具14之间连接的稳定性。
37.最后，如图5所示，本实用新型中的冷却通道3的形状可根据需要冷却的铝材形状进行调整，冷却通道3的形状并不局限于圆柱形。
38.同时需要指出的本实用新型指出的术语，如：
ꢀ“
前”、“后”、“竖直”、“水平”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
39.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。