一种控制阀系统、铸造件冷却系统及铸造件冷却方法与流程

1.本发明涉及铸造技术领域，尤其涉及一种控制阀系统、铸造件冷却系统及铸造件冷却方法。


背景技术：

2.在现有的铸造件冷却过程中，一般是通过人工操作机械将铸造件从铸造设备上直接放入冷却液(冷却液一般采用水)中进行冷却，这种方法成本低，操作简单，但是存在较大缺陷，在铸造件成型之初，具有较高的温度，将铸造件直接放入水中，铸造件表面与大量水直接接触，将导致铸造件表层温度急剧下降(比如从1200℃瞬间下降到100℃)，但是，由于温度传导需要一定的时间，在铸造件内部仍然温度较高，这样冷却不均匀容易想到铸造件产生裂纹，甚至炸裂，造成产品报废甚至人员受伤，并且，人工操作冷却的方式效率低下。
3.其次，在某些铸造件冷却设备中，虽然采用喷洒冷却液的形式，但是，仅仅是在一个方向进行喷洒，铸造件同样会冷却不均匀，而产生裂缝，并且，由于向铸造件表面喷水的冷却效率比直接将铸造件放入水中的冷却效率低，因此，喷水冷却过程持续时间将更长。并且，采用喷水方式，在铸造件温度大于100℃时，冷却水与铸造件温差大，水遇到铸造件直接气化，冷却效率较高，但是，当铸造件低于100℃时，冷却水喷洒的冷却效率将大幅下降(比如，采用30℃的水喷洒，将铸造件从1200℃下降到100℃需要2分钟，但是，将铸造件从100℃下降到50℃，则需要10分钟以上)，这将严重影响铸造件冷却的工作进展。并且，喷水冷却后，大量水分被蒸发，没有蒸发的水由于温度较高，冷却效果也将下降，这将导致大量的水资源浪费。
4.在现有铸造件冷却设备中，采用电气设备进行控制，电气设备的位置靠近冷却设备甚至位于冷却设备内部，由于铸造件的高温影响，将大大缩短电气设备的寿命，并影响冷却设备运行的稳定性。


技术实现要素：

5.本发明的目的是为了解决现有技术中铸造件冷却效果差、效率低且浪费水资源等问题，而提出一种控制阀系统、铸造件冷却系统及铸造件冷却方法。
6.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
7.一种控制阀系统，其特征在于：包括多通先导换向阀、第一冷却机构、第二冷却机构、冲洗机构、吹风机构、保护液喷射机构、泄压阀；多通先导换向阀包括圆形的阀体和圆形的旋转阀芯；阀芯可旋转的安装在阀体内部，阀芯底部设有阀芯进气口，阀芯进气口连接先导气源，阀芯侧部设有至少一个阀芯出气口，阀芯进气口与阀芯出气口的延伸方向相互垂直；阀体周向上设有能与阀芯出气口连通的六个开口，相邻开口之间的夹角为60
°
，所述六个开口分别是封堵口、第一出气口、第二出气口、第三出气口、第四出气口、第五出气口；封堵口处设有封堵螺栓；第一出气口、第二出气口、第三出气口、第四出气口、第五出气口分别通过管道连接第一冷却机构、第二冷却机构、冲洗机构、吹风机构、保护液喷射机构的气动
致动器；第一冷却机构、第二冷却机构、冲洗机构、吹风机构、保护液喷射机构的气动致动器分别通过管道连接泄压阀。
8.优选的，第一冷却机构、第二冷却机构、冲洗机构、保护液喷射机构的气动致动器均为阀门气动致动器；吹风机构包括风机，其气动致动器为气动开关。
9.优选的，阀芯出气口的数量为三个，相邻的阀芯出气口之间的夹角为120
°
。
10.本发明还提供了一种铸造件冷却系统，包括控制阀系统、壳体、过滤机构、冷却液收集槽、传送带；壳体内部空间大致呈圆柱形，壳体两端设有开口，传送带设置在壳体中部并贯穿壳体两端；壳体底部设有冷却液收集槽，壳体与冷却液收集槽之间设有漏液板，冷却液收集槽中设有过滤机构，冷却液收集槽通过冷却液回收管连接冷却液储存装置；在壳体内壁上，从一端到另一端依次设有第一喷头、第二喷头、第三喷头、吹风头、第四喷头；壳体外部设有控制阀系统，第一冷却机构通过第一进液管连接冷却液储存装置，第一进液管上设有加压泵，第一冷却机构通过第一出液管连接第一喷头；第二冷却机构通过第二进液管连接低温液罐，低温液罐中装有液氮或液态二氧化碳，第二冷却机构通过第二出液管连接第二喷头；冲洗机构通过第三进液管连接冷却液储存装置，第三进液管上设有加压泵，冲洗机构通过第三出液管连接第三喷头；吹风机构通过进风管连通大气，进风管上设有风机，吹风机构通过出风管连接吹风头；保护液喷射机构通过第四进液管连接保护液储存装置，第四进液管上设有加压泵，保护液喷射机构通过第四出液管连接第四喷头。
11.优选的，传送带为金属材质制作而成的镂空带状结构。
12.优选的，在第一喷头、第二喷头、第三喷头、吹风头、第四喷头相邻的两两之间分别设有第一圆环形隔板、第二圆环形隔板、第三圆环形隔板、第四圆环形隔板，通过圆环形隔板将壳体划分为五组空间，依次是第一空间、第二空间、第三空间、第四空间、第五空间。
13.优选的，在第一空间、第二空间、第三空间、第四空间、第五空间内分别设有三组第一喷头、三组第二喷头、三组第三喷头、三组吹风头、三组第四喷头，三组第一喷头、三组第二喷头、三组第三喷头、三组吹风头、三组第四喷头分别在壳体的内部圆周方向上呈等腰三角形排列。
14.优选的，在第二喷头、第三喷头、吹风头、第四喷头相邻的两两之间分别设有第二圆环形隔板、第三圆环形隔板、第四圆环形隔板，通过圆环形隔板划分为四组空间，第一喷头、第二喷头处于同一空间内。
15.本发明还提供了一种铸造件冷却方法，通过铸造件冷却系统进行铸造件的冷却，具体步骤包括：s1:将铸造件放置在传送带上，相邻的铸造件保持预设的间距；s2:当铸造件传送到第一喷头处时，调节多通先导换向阀使阀芯出气口与第一出气口连通，打开第一冷却机构，进行第一次冷却，完成后，打开泄压阀对第一冷却机构的致动器进行泄压，关闭第一冷却机构；s3:当铸造件传送到第二喷头处时，调节多通先导换向阀使阀芯出气口与第二出气口连通，打开第二冷却机构，进行第二次冷却，完成后，打开泄压阀对第二冷却机构的致动器进行泄压；s4:当铸造件传送到第三喷头处时，调节多通先导换向阀使阀芯出气口与第三出气口连通，打开冲洗机构，对铸造件进行冲洗清洁，完成后，打开泄压阀对冲洗机构的致动
器进行泄压；s5:当铸造件传送到吹风头处时，调节多通先导换向阀使阀芯出气口与第四出气口连通，打开风机，对铸造件表面水分进行吹干，吹干水分后，打开泄压阀对吹风机构的致动器进行泄压；s6:当铸造件传送到第四喷头处时，调节多通先导换向阀使阀芯出气口与第五出气口连通，打开保护液喷射机构，对铸造件表面喷洒保护液，完成后，打开泄压阀对保护液喷射机构的致动器进行泄压；s7：当下一个铸造件进入壳体中时，重复步骤s2-s6的操作。
16.本发明提出的一种控制阀系统、铸造件冷却系统及铸造件冷却方法，有益效果在于：
17.1、通过多通先导换向阀远程操作，能够距离高温的铸造件冷却系统更远，避免了人员在高温环境下的暴露，提高操作人员的工作环境；通过多通先导换向阀同时控制第一冷却机构、第二冷却机构、冲洗机构、吹风机构、保护液喷射机构，降低了操作的难度，使得操作更加简便。
18.2、在铸造件冷却系统中，依次设置了第一冷却机构、第二冷却机构、冲洗机构、吹风机构、保护液喷射机构，上述机构分别均匀设置了三组，能够充分均匀的进行操作处理；整个冷却过程采用传送带流水化处理，效率高。
19.3、冷却过程采用阶梯冷却方式，降温效果好，效率高。第一冷却机构采用水喷洒冷却，冷却均匀，相比于直接将铸造件浸入水中更加温和，不易产生裂缝，喷水冷却可将铸造件从 1200℃以上快速降低到100℃左右，当铸造件温度下降到100℃以下时，水冷却的效率将大大下降，此时，则通过液化氮气或液化二氧化碳进行第二次冷却，将铸造件从100℃快速降到30-50℃，接近于常温，对工作人员更加友好，两次不同介质的阶梯冷却方式大大提高了铸造件的冷却效率。
20.4、液化氮气或液化二氧化碳还能够使壳体内部环境温度下降，有助于水蒸气的液化，提高水蒸气的回收率，减少了水资源的浪费。
21.5、在铸造件表面，会存在一些碎屑颗粒，在进行第一次和第二次冷却后，然后采用喷头喷水进行清洗，使其表面更加清洁，在清洗铸造件表面之后，采用风机将其表面水分吹干，干净、干燥的表面有利于后续的保护油的覆盖；在铸造件表面喷射保护油，能够保护铸造件不受腐蚀。
22.6、在铸造件冷却系统中，设置了冷却液收集槽，能够将冷却液进行回收利用，减少了资源的浪费；全程采用先导阀气控的方式操作，相比于电控稳定性更高，仅风机是用电设备，风机设于冷却系统外部，通过进风管与壳体连接，不受铸造件的温度影响。
附图说明
23.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。
24.图1为本发明的多通先导换向阀的结构示意图一；
25.图2为本发明的多通先导换向阀的结构示意图二；
26.图3为本发明的多通先导换向阀的另一实施方式的结构示意图一；
27.图4为本发明的多通先导换向阀的另一实施方式的结构示意图二；
28.图5为本发明的铸造件冷却系统的结构示意图；
29.图6为本发明的铸造件冷却系统的另一实施方式的结构示意图；
30.图7为图5和图6的虚线a处的截面图。
31.图中：多通先导换向阀1、阀体101、旋转阀芯102、封堵口1011、第一出气口1012、第二出气口1013、第三出气口1014、第四出气口1015、第五出气口1016、阀芯进气口1021、阀芯出气口1022；第一冷却机构2、第一进液管201、第一出液管202、第一喷头203；第二冷却机构3、第二进液管301、第二出液管302、第二喷头303；冲洗机构4、第三进液管401、第三出液管402、第三喷头403；吹风机构5、进风管501、出风管502、吹风头503；保护液喷射机构6、第四进液管601、第四出液管602、第四喷头603；壳体7、漏液板71、过滤机构8、冷却液收集槽9、冷却液回收管901、传送带10、铸造件11。
具体实施方式
32.以下将配合附图及实施例来详细说明本技术的实施方式，借此对本技术如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。
33.第一实施方式：参照图1-7，一种控制阀系统，包括多通先导换向阀1、第一冷却机构2、第二冷却机构3、冲洗机构4、吹风机构5、保护液喷射机构6、泄压阀(图中未示出)；多通先导换向阀1包括圆形的阀体101和圆形的旋转阀芯102；阀芯102可旋转的安装在阀体101内部，阀芯102底部设有阀芯进气口1021，阀芯进气口1021连接先导气源，阀芯102侧部设有至少一个阀芯出气口1022，阀芯进气口1021与阀芯出气口1022的延伸方向相互垂直；阀体周向上设有能与阀芯出气口1022连通的六个开口，相邻开口之间的夹角为60
°
，所述六个开口分别是封堵口1011、第一出气口1012、第二出气口1013、第三出气口1014、第四出气口1015、第五出气口1016；封堵口1011处设有封堵螺栓；第一出气口1012、第二出气口1013、第三出气口1014、第四出气口1015、第五出气口1016分别通过管道连接第一冷却机构2、第二冷却机构3、冲洗机构4、吹风机构5、保护液喷射机构6的气动致动器；第一冷却机构2、第二冷却机构3、冲洗机构4、吹风机构5、保护液喷射机构6的气动致动器分别通过管道连接泄压阀；通过控制泄压阀，能够排出气动致动器中的气体，使第一冷却机构2、第二冷却机构3、冲洗机构4、吹风机构5、保护液喷射机构6停止工作。
34.第一冷却机构2、第二冷却机构3、冲洗机构4、保护液喷射机构6均是阀门，能够在多通先导换向阀和泄压阀的控制下进行开闭，可同时操作多个阀门，操作更加方便；吹风机构5包括风机，其气动致动器为气动开关，通过控制气动开关的开闭，从而控制风机的电源的通断。
35.当阀芯出气口1022与第一出气口1012导通时，先导气体能够通入第一冷却机构2的气动致动器，从而打开第一冷却机构2；当阀芯出气口1022与第一出气口1012不导通时，第一冷却机构2的气动致动器内的气压能够通过通过泄压阀排出，从而使第一冷却机构2停止工作；此外，第二冷却机构3、冲洗机构4、吹风机构5或保护液喷射机构6与第一冷却机构2具有相同的工作原理。
36.参照附图3、4，阀芯出气口1022的数量为三个，相邻的阀芯出气口1022之间的夹角为 120
°
。在阀芯102转动过程中，具有两种管道连接状态，第一连接状态是阀芯出气口1022
同时与封堵口1011、第二出气口1013、第四出气口1015连通，第二连接状态是阀芯出气口1022同时与第一出气口1012、第三出气口1014、第五出气口1016连通。通过设置三个阀芯出气口1022，能够同时进行三个操作过程，在铸造件大批量生产和冷却过程中，能够大大提高铸造件冷却的工作效率。
37.参照附图5，一种铸造件冷却系统，包括控制阀系统、壳体7、过滤机构8、冷却液收集槽 9、传送带10；壳体7内部空间大致呈圆柱形，壳体7两端开口，传送带10设置在壳体7中部并贯穿壳体7两端，传送带10将高温铸造件传送到冷却系统中，在冷却后再传送出去；传送带 10为金属材质制作而成的镂空带状结构，既能够承受铸造件高温，同时也降低传送带10与铸造件支架的接触面积，有利于冷却液充分的接触高温铸造件；壳体7底部设有冷却液收集槽9，壳体7与冷却液收集槽9之间设有漏液板71，冷却液收集槽9中设有过滤机构8，冷却液收集槽9 通过冷却液回收管901连接冷却液储存装置，用于将过滤后的冷却液回收到冷却液储存装置中，减少冷却液的浪费；冷却液可以采用水；在壳体7内壁上，从右到左，依次设有第一喷头203、第二喷头303、第三喷头403、吹风头503、第四喷头603；壳体7外部设有控制阀系统，第一冷却机构2通过第一进液管201连接冷却液储存装置，第一进液管201上设有加压泵，第一冷却机构2通过第一出液管202连接第一喷头203；第二冷却机构3通过第二进液管301连接低温液罐，低温液罐中装有液氮或液态二氧化碳，第二冷却机构3通过第二出液管302连接第二喷头303；冲洗机构4通过第三进液管401连接冷却液储存装置，第三进液管401上设有加压泵，冲洗机构 4通过第三出液管402连接第三喷头403；吹风机构5通过进风管501连通大气，进风管501上设有风机，吹风机构5通过出风管502连接吹风头503；保护液喷射机构6通过第四进液管601 连接保护液储存装置，第四进液管601上设有加压泵，保护液喷射机构6通过第四出液管602 连接第四喷头603。
38.参照图5、7，第一喷头203、第二喷头303、第三喷头403、吹风头503、第四喷头603 相邻的两两之间分别设有第一圆环形隔板、第二圆环形隔板、第三圆环形隔板、第四圆环形隔板，通过圆环形隔板将壳体7划分为五组空间，依次是第一空间、第二空间、第三空间、第四空间、第五空间，通过隔板能够降低不同空间的相互干扰。第一空间内安装有三组第一喷头203，三组第一喷头203在壳体7的内部圆周上呈等腰三角形排列，这样能够使第一喷头203更加全面的覆盖铸造件，使得冷却更加全面均匀，不会因冷却不均匀而产生裂缝。同理，为了喷射更加均匀，在第二空间、第三空间、第四空间、第五空间内也分别设有三组第二喷头303、三组第三喷头403、三组吹风头503、三组第四喷头603，三组第二喷头303、三组第三喷头403、三组吹风头503、三组第四喷头603分别在壳体7的内部圆周上呈等腰三角形排列。
39.第二实施方式：参照图6，相对于第一实施方式的区别在于，撤去第一空间和第二空间之间的圆环形隔板，使得在壳体7内壁上，从右到左，第二喷头303、第三喷头403、吹风头503、第四喷头603相邻的两两之间分别设有第二圆环形隔板、第三圆环形隔板、第四圆环形隔板，通过圆环形隔板划分为四组空间，第一喷头203、第二喷头303处于同一空间内。这样做的目的在于，当高温铸造件进入壳体7内时，第一喷头203喷洒在高温铸造件表面，会汽化产生大量水蒸气，水蒸气会通过壳体7开口溢出，从而造成水资源浪费；当第一喷头203结束喷洒，传送带 10将铸造件11传送到第二喷头303处，第二喷头303会喷出液氮或液态二氧化碳，对铸造件表面进行进一步的冷却，同时，液氮或液态二氧化碳在受热后气化，但是其温度会比水蒸气温度低，能够有助于壳体7内的水蒸气液化，从而流入到壳体7底部的冷却
水收集槽9进行回收，减少水资源浪费。
40.第三实施方式：一种铸造件冷却方法，通过铸造件冷却系统进行铸造件的冷却，具体步骤包括：s1:将铸造件11放置在传送带10上，相邻的铸造件11保持预设的间距；s2:当铸造件11传送到第一喷头203处时，调节多通先导换向阀1使阀芯出气口1022与第一出气口1012连通，打开第一冷却机构2，进行第一次冷却，完成后，打开泄压阀对第一冷却机构2 的致动器进行泄压，关闭第一冷却机构2；s3:当铸造件11传送到第二喷头303处时，调节多通先导换向阀1使阀芯出气口1022与第二出气口1013连通，打开第二冷却机构3，进行第二次冷却，完成后，打开泄压阀对第二冷却机构3 的致动器进行泄压；s4:当铸造件11传送到第三喷头403处时，调节多通先导换向阀1使阀芯出气口1022与第三出气口1014连通，打开冲洗机构4，对铸造件进行冲洗清洁，完成后，打开泄压阀对冲洗机构4 的致动器进行泄压；s5:当铸造件11传送到吹风头503处时，调节多通先导换向阀1使阀芯出气口1022与第四出气口1015连通，打开风机，对铸造件表面水分进行吹干，吹干水分后，打开泄压阀对吹风机构5 的致动器进行泄压；s6:当铸造件11传送到第四喷头603处时，调节多通先导换向阀1使阀芯出气口1022与第五出气口1016连通，打开保护液喷射机构6，对铸造件表面喷洒保护液，完成后，打开泄压阀对保护液喷射机构6的致动器进行泄压；s7：当下一个铸造件11进入壳体7中时，重复步骤s2-s6的操作。
41.在步骤s2-s6中，当其中任意一个步骤的操作完成时，并且下一个铸造件没有进入该步骤时，打开泄压阀对相应的致动器进行泄压，从而关闭该步骤中的机构。比如，当铸造件11从第一空间进入到第二空间后，下一个铸造件还没有到达第一空间，此时，就可以通过泄压阀关闭第一冷却机构2，从而避免资源浪费。
42.如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本技术的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本技术的一般原则为目的，并非用以限定本技术的范围。本技术的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
43.需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
44.上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识
进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。