CN107052287A - 非晶合金射流急冷装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种非晶合金射流急冷装置。该非晶合金射流急冷装置包括旋转夹板、旋转驱动部件、导热件、进液嘴、储水器、进水管以及出水管。旋转夹板为两个且相对；导热件呈两端开口且空心的圆柱形，导热件具有密闭的导热腔，导热件套设在两个旋转夹板的周缘上且与两个旋转夹板围成冷却腔；旋转驱动部件连接于旋转夹板以用于驱动旋转夹板带动导热件转动。进液嘴的出液口朝向于导热件的外壁。储水器设在冷却腔内，储水器与进液嘴相对静止；进水管连接于储水器且与储水器连通；出水管连通于冷却腔；储水器朝向导热件的侧壁具有多个喷水孔，导热件朝向冷却腔的内壁具有针肋结构。该非晶合金射流急冷装置能够达到极速冷却要求。
Description
技术领域
本发明涉及传热技术领域，特别是涉及一种非晶合金射流急冷装置。
背景技术
非晶合金是由超急冷凝固，合金凝固时原子来不及有序排列结晶，从而得到长程无序的结构，没有晶态合金的晶粒、晶界存在，因而具有许多独特的性能，例如优异的磁性、耐磨性、耐蚀性、高强度、高硬度和高韧性、高的电阻率和机电耦合性能等，在电子产业中越来越受重视，被广泛应用。然而非晶合金的生产工艺要求极高。
非晶合金作为近年来迅速发展起来的新材料，一般采用快速凝固技术，也称为单辊急冷法制造。通常的工艺流程包括：配料-熔炼炉熔炼-稳流包-喷嘴包-冷却辊(非晶结晶器)-制成卷材。其中液态金属在非晶结晶器能否得到快速、均匀的冷却，是限制非晶合金产品质量、性能的关键因素。尽管现在不断有厂商开始生产非晶带材，也采用各种方法改善轴向冷却的均温性、冷却速率较低的缺陷，但改善效果有限。由于冷却水在通道内存在流动边界层，所以传统设计思路下，即使通过增加冷却水流量也无法再提高冷却速率。
发明内容
基于此，有必要提供一种能够达到极速冷却要求从而生产出高品质非晶合金的非晶合金射流急冷装置。
一种非晶合金射流急冷装置，包括旋转夹板、旋转驱动部件、导热件、进液嘴、储水器、进水管以及出水管；
所述旋转夹板的数量为两个，两个所述旋转夹板相对；所述导热件呈两端开口的圆筒形，所述导热件的内壁套设在两个所述旋转夹板的周缘上且与两个所述旋转夹板围成冷却腔；所述旋转驱动部件连接于所述旋转夹板以用于驱动所述旋转夹板带动所述导热件转动；
所述进液嘴具有储液腔以及连通于所述储液腔的进液口以及出液口，所述出液口朝向于所述导热件的外壁；所述储水器设在所述冷却腔内且与所述冷却腔的腔壁具有间隔，所述储水器与所述进液嘴相对静止；所述进水管连接于所述储水器且与所述储水器连通，所述进水管用于与压力水源连通；所述出水管的一端连通于所述冷却腔，另一端用于与抽吸机连通；所述储水器朝向所述导热件的侧壁具有多个喷水孔，所述导热件朝向所述冷却腔的内壁具有微槽结构。
在其中一个实施例中，所述喷水孔的内径为0.1mm-3mm。
在其中一个实施例中，所述导热件朝向所述冷却腔的内壁具有微槽结构。
在其中一个实施例中，所述微槽结构包括多个顺序排列的锯齿和/或多个顺序排列的凸起。
在其中一个实施例中，所述微槽结构布满所述导热件朝向所述冷却腔的内壁。
在其中一个实施例中，还包括多个喷水管，多个所述喷水管均位于所述冷却腔内，多个所述喷水管的一端均延伸至所述储水器内，另一端均延伸至所述储水器的外部且朝向于所述导热件的内壁。
在其中一个实施例中，所述喷水管呈弧形，多个所述喷水管呈顺序排列，所述喷水管的管嘴呈扁形。
在其中一个实施例中，所述旋转夹板呈圆形，所述储水器的径向截面呈扇形，所述储水器的弧形侧壁与所述导热件的内壁间隙配合。
在其中一个实施例中，还包括两个转轴，各个所述转轴两端开口且呈空心状，两个所述转轴分别贯穿一个所述旋转夹板的中部，两个所述转轴均与所述冷却腔连通，所述进水管以及所述出水管分别贯穿两个所述转轴。
在其中一个实施例中，两个所述转轴与相应的所述旋转夹板可拆卸式连接。
在其中一个实施例中，各个所述转轴朝向所述旋转夹板一端的边缘均具有朝外的外翻边，各个所述转轴通过外翻边以及紧固件与相应的所述旋转夹板连接。
在其中一个实施例中，所述进水管呈直线管状，所述出水管与相应的所述旋转夹板垂直；所述出水管的一端呈90°弯折形成弯折部，所述出水管与相应的所述旋转夹板垂直且所述弯折部与相应的所述旋转夹板平行。
在其中一个实施例中，所述进水管通入的低温恒温水的水温为3℃-5℃。
上述的非晶合金射流急冷装置，通过与压力水源连通的进水管使得储水器内的冷却水具有较高的水压，高水压的冷却水通过储水器的喷水孔朝向导热件的内壁喷射，使得导热件的内壁降温迅速，降温效果好，经过该非晶合金射流急冷装置，能够达到极速冷却要求从而生产出高品质非晶合金。上述的非晶合金射流急冷装置，可有效破坏换热边界层，降低表面热阻，强化流体与壁面的热交换能力，并且可以导致部分流体局限在一个较薄的层内流动，对于提高壁面的流体流速，强化传热非常有效。如果流速足够高，还可在换热表面产生空化现象，空化现象伴随着相变，进一步大幅提高换热效率，有效应对高热流的换热工况，这提高了设备整体散热能力，可大幅提高单次开机产量，提高生产效率。上述的非晶合金射流急冷装置，在导热件的内壁上设置了微槽结构，针肋结构使得导热件换热面积更大，对流动扰动更强烈，可有效强化换热，提高设备的换热能力，增加设备产能，提高生产效率。
上述的非晶合金射流急冷装置，采用细孔径的圆形喷水管，使得从喷水管出来的冷却水流速快，换热迅速。
上述非晶合金射流急冷装置,采用低温恒温水冷却,低温恒温水可保证冷却强度和冷却能力稳定性,提高非晶合金成型品质.
附图说明
图1为一实施例非晶合金射流急冷装置轴向侧面示意图；
图2为图1所示非晶合金射流急冷装置径向侧面示意图。
附图标记说明
10、非晶合金射流急冷装置；100、旋转夹板；200、导热件；210、微槽结构；300、进液嘴；310、储液腔；320、进液口；330、出液口；400、储水器；410、喷水孔；500、进水管；600、出水管；700、弯折部；800、转轴；900、紧固件；20、成型带材。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
参见图1及图2所示，本实施例涉及了一种非晶合金射流急冷装置10。该非晶合金射流急冷装置10包括旋转夹板100、旋转驱动部件、导热件200、进液嘴300、储水器400、进水管500以及出水管600。进水管500通入的低温恒温水的水温为3℃-5℃。
在本实施例中，参见图1及图2所示，旋转夹板100的数量为两个，两个旋转夹板100相对。
参见图1及图2所示，导热件200呈两端开口的圆筒形，也即导热件200的径向面呈圆环形。导热件200具有密闭的导热腔，导热件200套设在两个旋转夹板100的周缘上且与两个旋转夹板100围成冷却腔。
旋转驱动部件连接于旋转夹板100以用于驱动旋转夹板100带动导热件200转动。在本实施例中，旋转驱动部件可以是电机，在附图中未示出。
在本实施例中，参见图1所示，优选地，导热件200朝向冷却腔的内壁具有微槽结构210微槽结构210布满导热件200朝向冷却腔的内壁。所述微槽结构包括多个顺序排列的锯齿和/或多个顺序排列的凸起。或者上述的微槽结构210还可以是翅页状也可以是凸出的半圆、梯形、凸出的矩形等各种截面形状。
参见图1及图2所示，进液嘴300具有储液腔310以及连通于储液腔310的进液口320以及出液口330。出液口330朝向于导热件200的外壁。金属液体从进液口320进入到储液腔310并通过出液口330流入到转动的导热件200的外壁上，在导热件内200内壁迅速降温的条件下，金属液体迅速成型形成片状的成型带材20。
参见图1及图2所示，储水器400设在冷却腔内且与冷却腔的腔壁具有间隔，储水器400与进液嘴300相对静止。储水器400朝向导热件200的侧壁具有多个喷水孔410。喷水孔410的内径为0.1mm-3mm。
参见图1及图2所示，进水管500连接于储水器400且与储水器400连通。进水管500用于与压力水源连通。出水管600的一端连通于冷却腔，另一端用于与抽吸机连通；储水器400的侧壁具有多个出水口，出水口朝向于导热件200的内壁。
优选地，参见图1及图2所示，旋转夹板100呈圆形，储水器400的径向截面呈扇形，储水器400的弧形侧壁与导热件200的内壁间隙配合。
在本实施例中，参见图1及图2所示，还包括两个转轴800。各个转轴800两端开口且呈空心状，两个转轴800分别贯穿一个旋转夹板100的中部，两个转轴800均与冷却腔连通，进水管500以及出水管600分别贯穿两个转轴800。
进一步地，参见图1及图2所示，两个转轴800与相应的旋转夹板100可拆卸式连接。各个转轴800朝向旋转夹板100一端的边缘均具有朝外的外翻边，各个转轴800通过外翻边以及紧固件900与相应的旋转夹板100连接。
进一步地，参见图1及图2所示，进水管500呈直线管状。出水管600与相应的旋转夹板100垂直。出水管600的一端呈90°弯折形成弯折部700。出水管600与相应的旋转夹板100垂直且弯折部700与相应的旋转夹板100平行。
上述的非晶合金射流急冷装置10，通过与压力水源连通的进水管500使得储水器400内的冷却水具有较高的水压，高水压的冷却水通过储水器400的出水口朝向导热件200的内壁喷射，使得导热件200的内壁降温迅速，降温效果好，经过该非晶合金射流急冷装置10，能够达到极速冷却要求从而生产出高品质非晶合金。
上述的非晶合金射流急冷装置10，在导热件200的内壁上设置了微槽结构210，微槽结构210使得导热件200换热面积更大，对流动扰动更强烈，可有效强化换热，提高设备的换热能力，增加设备产能，提高生产效率。
上述的非晶合金射流急冷装置10，在使用时，可以采用低温恒温水，采用低温恒温水可增大冷却水与铜套间的换热温差，同时稳定进水温度，对提高设备冷却能力和减少带材温度梯度都有益处。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种非晶合金射流急冷装置，其特征在于，包括旋转夹板、旋转驱动部件、导热件、进液嘴、储水器、进水管以及出水管；
所述旋转夹板的数量为两个，两个所述旋转夹板相对；所述导热件呈两端开口的圆筒形，所述导热件的内壁套设在两个所述旋转夹板的周缘上且与两个所述旋转夹板围成冷却腔；所述旋转驱动部件连接于所述旋转夹板以用于驱动所述旋转夹板带动所述导热件转动；
所述进液嘴具有储液腔以及连通于所述储液腔的进液口以及出液口，所述出液口朝向于所述导热件的外壁；
所述储水器设在所述冷却腔内且与所述冷却腔的腔壁具有间隔，所述储水器与所述进液嘴相对静止；所述进水管连接于所述储水器且与所述储水器连通，所述进水管用于与压力水源连通；所述出水管的一端连通于所述冷却腔，另一端用于与抽吸机连通；所述储水器朝向所述导热件的侧壁具有多个喷水孔，所述导热件朝向所述冷却腔的内壁具有微槽结构。
2.根据权利要求1所述的非晶合金射流急冷装置，其特征在于，所述喷水孔的内径为0.1mm-3mm。
3.根据权利要求2所述的非晶合金射流急冷装置，其特征在于，所述微槽结构布满所述导热件朝向所述冷却腔的内壁。
4.根据权利要求3所述的非晶合金射流急冷装置，其特征在于，所述微槽结构包括多个顺序排列的锯齿和/或多个顺序排列的凸起。
5.根据权利要求1-3任意一项所述的非晶合金射流急冷装置，其特征在于，所述旋转夹板呈圆形，所述储水器的径向截面呈扇形，所述储水器的弧形侧壁与所述导热件的内壁间隙配合。
6.根据权利要求1-3任意一项所述的非晶合金射流急冷装置，其特征在于，还包括两个转轴，各个所述转轴两端开口且呈空心状，两个所述转轴分别贯穿一个所述旋转夹板的中部，两个所述转轴均与所述冷却腔连通，所述进水管以及所述出水管分别贯穿两个所述转轴。
7.根据权利要求6所述的非晶合金射流急冷装置，其特征在于，两个所述转轴与相应的所述旋转夹板可拆卸式连接。
8.根据权利要求7所述的非晶合金射流急冷装置，其特征在于，各个所述转轴朝向所述旋转夹板一端的边缘均具有朝外的外翻边，各个所述转轴通过外翻边以及紧固件与相应的所述旋转夹板连接。
9.根据权利要求1-3任意一项所述的非晶合金射流急冷装置，其特征在于，所述进水管呈直线管状，所述出水管与相应的所述旋转夹板垂直；所述出水管的一端呈90°弯折形成弯折部，所述出水管与相应的所述旋转夹板垂直且所述弯折部与相应的所述旋转夹板平行。
10.根据权利要求1-3任意一项所述的非晶合金射流急冷装置，其特征在于，所述进水管通入的低温恒温水的水温为3℃-5℃。
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