專利名稱：：鋁合金鑄造用氣動三通閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種鋁合金鑄造用非連續(xù)式水冷關(guān)鍵裝置，尤其涉及一種氣動三通閥，屬于鋁合金半連續(xù)鑄造
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：鋁合金半連續(xù)鑄造是鋁加工行業(yè)生產(chǎn)擠壓用圓錠和軋制用板錠的主要手段，液態(tài)鋁熔體被澆注到由結(jié)晶器和引錠頭所圍成的空間內(nèi)，當(dāng)鋁熔體與結(jié)晶器和引錠頭發(fā)生接觸，鋁熔體就會被結(jié)晶器和引錠頭冷卻并且沿其邊界發(fā)生凝固。鋁熔體在結(jié)晶器中達(dá)到一定高度后并且凝殼具有足夠強(qiáng)度來支撐這些鋁熔體的時候，引錠頭將以給定的鑄造速度向下運動。已凝固的鑄錠將隨著引錠頭一起下降，當(dāng)鑄錠從結(jié)晶器被拉出時，結(jié)晶器內(nèi)的冷卻水直接噴到鑄錠的表面，鑄錠被迅速的冷卻下來。這樣鋁熔體將不斷的被澆鑄到結(jié)晶器內(nèi)，而已凝固的鑄錠也不斷的被從結(jié)晶器內(nèi)拽出，構(gòu)成一連續(xù)的過程。鋁合金半連續(xù)鑄造過程的開始階段是整個鑄造過程最不穩(wěn)定的階段，鑄錠往往發(fā)生翹曲、漏流甚至開裂的鑄造問題。半連續(xù)鑄造過程中鑄錠四周采用連續(xù)的冷卻水噴射冷卻，導(dǎo)致鑄錠橫截面上存在非常大的溫度梯度，鑄錠縱剖面存在一個液穴，鑄錠凝固收縮的拉應(yīng)力產(chǎn)生一個鑄錠軸向分量，鑄造開始階段成形鑄錠抗變形能力較差，導(dǎo)致鑄錠的底部形成拱形，這種現(xiàn)象被稱為翹曲。翹曲形成對凝殼有破壞作用，凝殼破裂就會產(chǎn)生漏流現(xiàn)象。對于硬鋁/超硬鋁合金，由于凝固過程中鑄錠抗裂紋的能力非常低，常常在鑄造開始階段發(fā)生鑄錠開裂的現(xiàn)象。非連續(xù)式水冷系統(tǒng)是在常規(guī)水冷系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了一個閥，該閥是非連續(xù)式水冷系統(tǒng)的關(guān)鍵裝置，通過閥的開關(guān)控制排水和供水?，F(xiàn)有的閥無法實現(xiàn)頻率開關(guān)，不能滿足半連續(xù)鑄造水冷系統(tǒng)的要求。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種鋁合金鑄造用氣動三通閥，能夠很好的承受大流量冷卻水的沖擊，滿足高頻率開關(guān)的要求。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)鋁合金鑄造用氣動三通閥，包括閥體、閥桿、閥套、閥芯、上壓蓋、下壓蓋及薄膜氣缸，特點是所述閥體的底部設(shè)有一進(jìn)水口，左右側(cè)部各開有一排水口，其左側(cè)排水口與右側(cè)排水口呈上下交錯設(shè)置；所述閥桿上下貫穿閥體，閥桿的上端與薄膜氣缸的導(dǎo)桿相連，閥桿的下端與閥芯相連，在閥體內(nèi)與閥芯相對的位置設(shè)置閥套，所述閥套上下開兩排長孔，即上分水孔和下分水孔，由薄膜氣缸驅(qū)動閥桿使閥芯沿閥套上下運動，閥芯在上位時，閥套的下分水孔與右側(cè)排水口相通，閥芯在下位時，閥套的上分水孔與左側(cè)排水口相通，構(gòu)成交替排水通道；另外，閥體上下兩端通過上壓蓋和下壓蓋密封。進(jìn)一步地，上述的鋁合金鑄造用氣動三通閥，所述閥套的材質(zhì)為錫青銅。更進(jìn)一步地，上述的鋁合金鑄造用氣動三通閥，所述閥芯的材質(zhì)為錫青銅。3再進(jìn)一步地，上述的鋁合金鑄造用氣動三通閥，所述上分水孔和下分水孔呈長矩形，長矩形兩端各接一半圓形。本發(fā)明技術(shù)方案突出的實質(zhì)性特點和顯著的進(jìn)步主要體現(xiàn)在本發(fā)明設(shè)計的氣動三通閥由一薄膜氣缸驅(qū)動，具有動作響應(yīng)快的優(yōu)點，能夠很好的承受大流量冷卻水的沖擊，滿足非連續(xù)式水冷系統(tǒng)開關(guān)頻率高的要求。氣動三通閥的開閉實現(xiàn)非連續(xù)式冷卻水供給，有效的改善鑄錠的翹曲。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步說明圖1:鋁合金半連續(xù)鑄造水冷系統(tǒng)示意圖；圖2:本發(fā)明氣動三通閥的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3a:閥套的主視圖；圖3b:閥套的剖切結(jié)構(gòu)示意圖；圖4a:閥芯的主視圖；圖4b:閥芯的剖切結(jié)構(gòu)示意圖。圖中各附圖標(biāo)記的含義見下表<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>具體實施例方式為了很好地改善鑄錠翹曲效果，要求供應(yīng)管道冷卻水瞬間流量大，同時閥能頻率開關(guān)，最小周期達(dá)到1.2s;本發(fā)明提供了一種鋁合金鑄造用非連續(xù)式水冷關(guān)鍵裝置，具體為一種氣動三通閥，能夠很好的承受大流量冷卻水的沖擊，滿足開關(guān)頻率高的要求。如圖2所示的鋁合金鑄造用氣動三通閥，包括閥體5、閥桿12、閥套8、閥芯10、上壓蓋11、下壓蓋7及薄膜氣缸13，閥體5的底部設(shè)有一進(jìn)水口A，左右側(cè)部各開有一排水口，便于工作時交替排水，其左側(cè)排水口C與右側(cè)排水口B呈上下交錯設(shè)置；閥桿12上下貫穿閥體5，閥桿12的上端與薄膜氣缸13的導(dǎo)桿相連，閥桿12的下端通過螺母9與閥芯10相連，在閥體內(nèi)與閥芯相對的位置設(shè)置閥套8，閥套8上下開兩排長孔，如圖3a、3b，即閥套壁16上分布上分水孔18和下分水孔17，便于排水時水流量的線性控制；由薄膜氣缸13驅(qū)動閥桿12使閥芯10沿閥套8上下運動。如圖4a、4b，閥芯具有閥芯內(nèi)壁19和閥芯外壁20，閥芯內(nèi)壁19與閥芯外壁20間有閥芯進(jìn)水孔21;閥芯IO在上位時，閥套的下分水孔17與右側(cè)排水口B相通，閥芯10在下位時，閥套的上分水孔18與左側(cè)排水口C相通，構(gòu)成交替排水通道。另外，閥體上下兩端通過上壓蓋11和下壓蓋7密封，上壓蓋11通過內(nèi)六角螺栓15與閥體5相固定，下壓蓋7通過螺釘6與閥體5相固定，起到固定閥套和防止?jié)B漏的作用。閥套8材料采用錫青銅，閥芯10材料也采用錫青銅，摩擦系數(shù)小，使用壽命長，三通閥工作時閥芯10與閥套8頻繁運動，錫青銅材料可以有效保證兩者運動暢通。閥桿12材料采用不銹鋼。閥套8上設(shè)計了兩排長孔，即上分水孔18和下分水孔17，上分水孔18和下分水孔17呈長矩形，長矩形兩端各接一半圓形，該分水孔具有排水時水流量線性增加的優(yōu)點。薄膜氣缸13通過外六角螺栓14固定在上壓蓋11上，薄膜氣缸13動作帶動閥芯10在閥套8內(nèi)上下運動，具體是進(jìn)氣后閥芯向下運動，排氣后彈簧回位帶動閥芯10向上運動。具有動作響應(yīng)快的優(yōu)點，滿足非連續(xù)式水冷系統(tǒng)開關(guān)頻率高的要求。在開始半連續(xù)鑄造前構(gòu)建鋁合金半連續(xù)鑄造水冷系統(tǒng)，如圖1所示，供水管道1提供的水通過氣動三通閥2可輸送給結(jié)晶器進(jìn)水管道4，或經(jīng)排水管道3排出。根據(jù)鋁合金鑄造工藝調(diào)節(jié)合適的冷卻水流量和壓力，氣動三通閥的開閉實現(xiàn)非連續(xù)式冷卻水供給，有效的改善鑄錠的翹曲，隨著鑄造進(jìn)入到穩(wěn)定階段，將氣動三通閥保持在常閉狀態(tài)，實現(xiàn)連續(xù)式冷卻水供給。具體應(yīng)用時，向薄膜氣缸13進(jìn)氣口D提供一定壓力的氣體，薄膜氣缸充氣驅(qū)動閥桿12帶動閥芯10下移，閥芯外壁20緊貼閥套8下部，氣動三通閥進(jìn)水口A流入的冷卻水，通過閥芯進(jìn)水孔21流到閥套內(nèi)部，在水壓驅(qū)動下從閥套上分水孔18流入到閥體的左排水口C，通過排水管道排出，此時由于閥芯外壁20緊貼閥套8下部，可以有效阻止冷卻水從下分水孔17流入到閥體的結(jié)晶器供水端口。薄膜氣缸排氣后，彈簧復(fù)位帶動閥芯10上移，閥芯外壁20緊貼閥套8上部，氣動三通閥進(jìn)水口A流入的冷卻水，在水壓驅(qū)動下從閥套下分水孔17經(jīng)過閥體的右排水口B流入到閥體的結(jié)晶器供水端口，此時由于閥芯外壁20緊貼閥套8上部，可以有效阻止冷卻水從上分水孔18流入到閥體的排水端口。綜上所述，本發(fā)明鋁合金非連續(xù)式水冷系統(tǒng)的關(guān)鍵裝置三通閥，結(jié)構(gòu)合理、簡單，使用時通過電磁閥控制薄膜氣缸的進(jìn)氣/排氣，即可控制該氣動三通閥的開/閉，通過程序設(shè)定電磁閥的開關(guān)周期達(dá)到設(shè)定鋁合金鑄造用非連續(xù)式供水周期的功能。以上僅是本發(fā)明的具體應(yīng)用范例，對本發(fā)明的保護(hù)范圍不構(gòu)成任何限制。凡采用等同變換或者等效替換而形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明權(quán)利保護(hù)范圍之內(nèi)。權(quán)利要求鋁合金鑄造用氣動三通閥，包括閥體、閥桿、閥套、閥芯、上壓蓋、下壓蓋及薄膜氣缸，其特征在于所述閥體的底部設(shè)有一進(jìn)水口，左右側(cè)部各開有一排水口，其左側(cè)排水口與右側(cè)排水口呈上下交錯設(shè)置；所述閥桿上下貫穿閥體，閥桿的上端與薄膜氣缸的導(dǎo)桿相連，閥桿的下端與閥芯相連，在閥體內(nèi)與閥芯相對的位置設(shè)置閥套，所述閥套上下開兩排長孔，即上分水孔和下分水孔，由薄膜氣缸驅(qū)動閥桿使閥芯沿閥套上下運動，閥芯在上位時，閥套的下分水孔與右側(cè)排水口相通，閥芯在下位時，閥套的上分水孔與左側(cè)排水口相通，構(gòu)成交替排水通道；另外，閥體上下兩端通過上壓蓋和下壓蓋密封。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金鑄造用氣動三通閥，其特征在于所述閥套的材質(zhì)為錫青銅。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金鑄造用氣動三通閥，其特征在于所述閥芯的材質(zhì)為錫青銅。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁合金鑄造用氣動三通閥，其特征在于所述上分水孔和下分水孔呈長矩形，長矩形兩端各接一半圓形。全文摘要本發(fā)明提供一種鋁合金鑄造用氣動三通閥，在閥體的底部設(shè)有一進(jìn)水口，左右側(cè)部各開有一排水口，其左側(cè)排水口與右側(cè)排水口呈上下交錯設(shè)置；閥桿上下貫穿閥體，閥桿的上端與薄膜氣缸的導(dǎo)桿相連，閥桿的下端與閥芯相連，在閥體內(nèi)與閥芯相對的位置設(shè)置閥套，閥套上下開兩排長孔，即上分水孔和下分水孔，由薄膜氣缸驅(qū)動閥桿使閥芯沿閥套上下運動，閥芯在上位時，閥套的下分水孔與右側(cè)排水口相通，閥芯在下位時，閥套的上分水孔與左側(cè)排水口相通，構(gòu)成交替排水通道；另外，閥體上下兩端通過上壓蓋和下壓蓋密封。該氣動三通閥具有動作響應(yīng)快的優(yōu)點，能夠很好的承受大流量冷卻水的沖擊，滿足非連續(xù)式水冷系統(tǒng)開關(guān)頻率高的要求。文檔編號F16K3/00GK101749453SQ20081024417公開日2010年6月23日申請日期2008年12月18日優(yōu)先權(quán)日2008年12月18日發(fā)明者余銘皋,劉金炎,王家淳,鄧楨楨,郭忠敬申請人:蘇州有色金屬研究院有限公司