专利名称：：铝合金铸造用气动三通阀的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种铝合金铸造用非连续式水冷关键装置，尤其涉及一种气动三通阀，属于铝合金半连续铸造
技术领域：
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背景技术：
：铝合金半连续铸造是铝加工行业生产挤压用圆锭和轧制用板锭的主要手段，液态铝熔体被浇注到由结晶器和引锭头所围成的空间内，当铝熔体与结晶器和引锭头发生接触，铝熔体就会被结晶器和引锭头冷却并且沿其边界发生凝固。铝熔体在结晶器中达到一定高度后并且凝壳具有足够强度来支撑这些铝熔体的时候，引锭头将以给定的铸造速度向下运动。已凝固的铸锭将随着引锭头一起下降，当铸锭从结晶器被拉出时，结晶器内的冷却水直接喷到铸锭的表面，铸锭被迅速的冷却下来。这样铝熔体将不断的被浇铸到结晶器内，而已凝固的铸锭也不断的被从结晶器内拽出，构成一连续的过程。铝合金半连续铸造过程的开始阶段是整个铸造过程最不稳定的阶段，铸锭往往发生翘曲、漏流甚至开裂的铸造问题。半连续铸造过程中铸锭四周采用连续的冷却水喷射冷却，导致铸锭横截面上存在非常大的温度梯度，铸锭纵剖面存在一个液穴，铸锭凝固收縮的拉应力产生一个铸锭轴向分量，铸造开始阶段成形铸锭抗变形能力较差，导致铸锭的底部形成拱形，这种现象被称为翘曲。翘曲形成对凝壳有破坏作用，凝壳破裂就会产生漏流现象。对于硬铝/超硬铝合金，由于凝固过程中铸锭抗裂纹的能力非常低，常常在铸造开始阶段发生铸锭开裂的现象。非连续式水冷系统是在常规水冷系统的基础上增加了一个阀，该阀是非连续式水冷系统的关键装置，通过阀的开关控制排水和供水。现有的阀无法实现频率开关，不能满足半连续铸造水冷系统的要求。
发明内容本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种铝合金铸造用气动三通阀，能够很好的承受大流量冷却水的冲击，满足高频率开关的要求。本发明的目的通过以下技术方案来实现铝合金铸造用气动三通阀，包括阀体、阀杆、阀套、阀芯、上压盖、下压盖及薄膜气缸，特点是所述阀体的底部设有一进水口，左右侧部各开有一排水口，其左侧排水口与右侧排水口呈上下交错设置；所述阀杆上下贯穿阀体，阀杆的上端与薄膜气缸的导杆相连，阀杆的下端与阀芯相连，在阀体内与阀芯相对的位置设置阀套，所述阀套上下开两排长孔，即上分水孔和下分水孔，由薄膜气缸驱动阀杆使阀芯沿阀套上下运动，阀芯在上位时，阀套的下分水孔与右侧排水口相通，阀芯在下位时，阀套的上分水孔与左侧排水口相通，构成交替排水通道；另外，阀体上下两端通过上压盖和下压盖密封。进一步地，上述的铝合金铸造用气动三通阀，所述阀套的材质为锡青铜。更进一步地，上述的铝合金铸造用气动三通阀，所述阀芯的材质为锡青铜。3再进一步地，上述的铝合金铸造用气动三通阀，所述上分水孔和下分水孔呈长矩形，长矩形两端各接一半圆形。本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在本发明设计的气动三通阀由一薄膜气缸驱动，具有动作响应快的优点，能够很好的承受大流量冷却水的冲击，满足非连续式水冷系统开关频率高的要求。气动三通阀的开闭实现非连续式冷却水供给，有效的改善铸锭的翘曲。下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明图1:铝合金半连续铸造水冷系统示意图；图2:本发明气动三通阀的结构示意图；图3a:阀套的主视图；图3b:阀套的剖切结构示意图；图4a:阀芯的主视图；图4b:阀芯的剖切结构示意图。图中各附图标记的含义见下表<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>具体实施例方式为了很好地改善铸锭翘曲效果，要求供应管道冷却水瞬间流量大，同时阀能频率开关，最小周期达到1.2s;本发明提供了一种铝合金铸造用非连续式水冷关键装置，具体为一种气动三通阀，能够很好的承受大流量冷却水的冲击，满足开关频率高的要求。如图2所示的铝合金铸造用气动三通阀，包括阀体5、阀杆12、阀套8、阀芯10、上压盖11、下压盖7及薄膜气缸13，阀体5的底部设有一进水口A，左右侧部各开有一排水口，便于工作时交替排水，其左侧排水口C与右侧排水口B呈上下交错设置；阀杆12上下贯穿阀体5，阀杆12的上端与薄膜气缸13的导杆相连，阀杆12的下端通过螺母9与阀芯10相连，在阀体内与阀芯相对的位置设置阀套8，阀套8上下开两排长孔，如图3a、3b，即阀套壁16上分布上分水孔18和下分水孔17，便于排水时水流量的线性控制；由薄膜气缸13驱动阀杆12使阀芯10沿阀套8上下运动。如图4a、4b，阀芯具有阀芯内壁19和阀芯外壁20，阀芯内壁19与阀芯外壁20间有阀芯进水孔21;阀芯IO在上位时，阀套的下分水孔17与右侧排水口B相通，阀芯10在下位时，阀套的上分水孔18与左侧排水口C相通，构成交替排水通道。另外，阀体上下两端通过上压盖11和下压盖7密封，上压盖11通过内六角螺栓15与阀体5相固定，下压盖7通过螺钉6与阀体5相固定，起到固定阀套和防止渗漏的作用。阀套8材料采用锡青铜，阀芯10材料也采用锡青铜，摩擦系数小，使用寿命长，三通阀工作时阀芯10与阀套8频繁运动，锡青铜材料可以有效保证两者运动畅通。阀杆12材料采用不锈钢。阀套8上设计了两排长孔，即上分水孔18和下分水孔17，上分水孔18和下分水孔17呈长矩形，长矩形两端各接一半圆形，该分水孔具有排水时水流量线性增加的优点。薄膜气缸13通过外六角螺栓14固定在上压盖11上，薄膜气缸13动作带动阀芯10在阀套8内上下运动，具体是进气后阀芯向下运动，排气后弹簧回位带动阀芯10向上运动。具有动作响应快的优点，满足非连续式水冷系统开关频率高的要求。在开始半连续铸造前构建铝合金半连续铸造水冷系统，如图1所示，供水管道1提供的水通过气动三通阀2可输送给结晶器进水管道4，或经排水管道3排出。根据铝合金铸造工艺调节合适的冷却水流量和压力，气动三通阀的开闭实现非连续式冷却水供给，有效的改善铸锭的翘曲，随着铸造进入到稳定阶段，将气动三通阀保持在常闭状态，实现连续式冷却水供给。具体应用时，向薄膜气缸13进气口D提供一定压力的气体，薄膜气缸充气驱动阀杆12带动阀芯10下移，阀芯外壁20紧贴阀套8下部，气动三通阀进水口A流入的冷却水，通过阀芯进水孔21流到阀套内部，在水压驱动下从阀套上分水孔18流入到阀体的左排水口C，通过排水管道排出，此时由于阀芯外壁20紧贴阀套8下部，可以有效阻止冷却水从下分水孔17流入到阀体的结晶器供水端口。薄膜气缸排气后，弹簧复位带动阀芯10上移，阀芯外壁20紧贴阀套8上部，气动三通阀进水口A流入的冷却水，在水压驱动下从阀套下分水孔17经过阀体的右排水口B流入到阀体的结晶器供水端口，此时由于阀芯外壁20紧贴阀套8上部，可以有效阻止冷却水从上分水孔18流入到阀体的排水端口。综上所述，本发明铝合金非连续式水冷系统的关键装置三通阀，结构合理、简单，使用时通过电磁阀控制薄膜气缸的进气/排气，即可控制该气动三通阀的开/闭，通过程序设定电磁阀的开关周期达到设定铝合金铸造用非连续式供水周期的功能。以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。权利要求铝合金铸造用气动三通阀，包括阀体、阀杆、阀套、阀芯、上压盖、下压盖及薄膜气缸，其特征在于所述阀体的底部设有一进水口，左右侧部各开有一排水口，其左侧排水口与右侧排水口呈上下交错设置；所述阀杆上下贯穿阀体，阀杆的上端与薄膜气缸的导杆相连，阀杆的下端与阀芯相连，在阀体内与阀芯相对的位置设置阀套，所述阀套上下开两排长孔，即上分水孔和下分水孔，由薄膜气缸驱动阀杆使阀芯沿阀套上下运动，阀芯在上位时，阀套的下分水孔与右侧排水口相通，阀芯在下位时，阀套的上分水孔与左侧排水口相通，构成交替排水通道；另外，阀体上下两端通过上压盖和下压盖密封。2.根据权利要求1所述的铝合金铸造用气动三通阀，其特征在于所述阀套的材质为锡青铜。3.根据权利要求1所述的铝合金铸造用气动三通阀，其特征在于所述阀芯的材质为锡青铜。4.根据权利要求1所述的铝合金铸造用气动三通阀，其特征在于所述上分水孔和下分水孔呈长矩形，长矩形两端各接一半圆形。全文摘要本发明提供一种铝合金铸造用气动三通阀，在阀体的底部设有一进水口，左右侧部各开有一排水口，其左侧排水口与右侧排水口呈上下交错设置；阀杆上下贯穿阀体，阀杆的上端与薄膜气缸的导杆相连，阀杆的下端与阀芯相连，在阀体内与阀芯相对的位置设置阀套，阀套上下开两排长孔，即上分水孔和下分水孔，由薄膜气缸驱动阀杆使阀芯沿阀套上下运动，阀芯在上位时，阀套的下分水孔与右侧排水口相通，阀芯在下位时，阀套的上分水孔与左侧排水口相通，构成交替排水通道；另外，阀体上下两端通过上压盖和下压盖密封。该气动三通阀具有动作响应快的优点，能够很好的承受大流量冷却水的冲击，满足非连续式水冷系统开关频率高的要求。文档编号F16K3/00GK101749453SQ20081024417公开日2010年6月23日申请日期2008年12月18日优先权日2008年12月18日发明者余铭皋,刘金炎,王家淳,邓桢桢,郭忠敬申请人:苏州有色金属研究院有限公司