专利名称：用于挤压金属的设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及用于连续地挤压金属的设备和系统。
背景技术：
US3693394公开了用于连续地挤压金属的设备，该设备还以Hansson-Robertson 类型的金属挤压机著称。此类金属挤压机可用于生成例如铅的管道或条。连续金属挤压机的另一应用为电缆的包皮。铅包电缆(lead sheathed cable)为更防潮的，并且具有比其他电缆高的耐用性。地下沟渠和潮湿地点为使用铅包电缆的典型领域。铅具有主要的优势，其可以在无限长度上通过在不会损坏甚至最最敏感的导体 (光纤)或绝缘材料(纸或塑料)的温度下挤压而被应用到电缆芯。铅是柔韧的，并因此可承受在对电缆的后续制造阶段和安装期间包括的若干次的盘绕、解开、处理和弯曲操作。 当需要连接电缆长度或安装新电缆时，可(再次在低的温度下)轻易地焊接铅套(lead sheath)。利用现代螺杆类型的连续挤压机，已经产生了长达100千米的海底电力电缆的非连接的长度。存在对现有金属挤压机进行改善的需要。
实用新型内容本实用新型的目的为提供一种改进的金属挤压机。根据第一方面，提供了一种用于连续地挤压金属的设备，该设备包括布置成关于实质上垂直的轴线旋转的可旋转的螺杆、实质上包围螺杆的螺杆外壳(screw housing)、布置在螺杆下游部分以形成挤压金属的形状的模具组件(die assembly)、含有适合于驱动螺杆的主马达和适合于将来自主马达的动力转移到螺杆的齿轮箱组件的基座框架，以及用于冷却至少螺杆外壳的冷却组件。冷却组件包括与基座框架相结合的冷却液容器。“冷却液容器”应理解成能够保持足够量的冷却液以允许在没有连接到任何外部冷却液供应的预先确定的时间段期间冷却机械的容器。因此，提供了紧凑的机械。螺杆外壳可包括由螺杆外壳主体元件径向包围的衬里元件(liner element)，并且衬里元件可提供多个实质上纵向的槽，用于在由螺杆运输金属期间夹住金属，所述纵向的槽具有实质上U形的横截面。此U形槽实质上减小了在铅和衬里元件之间旋转的危险，尤其是在高压下旋转的危险。设备还可包括用于将液态金属投入至入口的进料管道，该进料管道被布置在螺杆的上游部分，以接收熔化的或粒状的金属。进料管道可包围内部加热元件，该内部加热元件可延伸至紧邻螺杆，优选地至螺杆的径向最外部的表面50mm内、25mm内、15mm内、IOmm内或 5mm 内 ο[0013]因此，减小了熔化金属在其从熔炉(melting pot)传输至挤压机期间变硬的危险。进料管道还可包括外部加热元件，该外部加热元件至少部分地环绕进料管道。进料管道可提供大致弯曲的部分，该大致弯曲的部分可呈现大致C、L、U、V或Ω的形状。因此，减小了在挤压机与熔炉之间相对运动的情况下损坏进料管道的危险。螺杆可以为涂敷有从由铬和氮化钛组成的组中选定的材料的表面。因此，可减少熔化金属对螺杆的粘附。螺杆可设计成，使得沿着螺杆不会发生待挤压金属的压缩。可选地，螺杆和螺杆外壳的设计可使得期望的压实发生在螺杆的朝模具组件的相应于螺杆的高达Mo。旋转，或螺杆螺纹长度的高达1. 5圈的下游端。模具组件可包括模具和模型(matrix)，该模具和模型借助于液压致动器而在轴向方向上相对于彼此为可移置的，并且其中模具组件和模型相对于彼此为机械可固定的。冷却组件可包括用于冷却螺杆外壳以提供期望的操作温度的第一冷却系统，以及用于冷却设备的除了螺杆外壳以外的至少一个功能元件的第二冷却系统。冷却组件可适合于从外部供应接收冷的冷却液。可设置有热交换器，用于允许来自外部供应的冷的冷却液与第一冷却系统和第二冷却系统相互作用。模具组件可提供通孔，待包皮的电缆穿过该通孔是可引导的。根据第二方面，提供了一种包括如上述第一方面所述的设备的系统，还包括布置成将熔化的金属供应到设备的熔炉，其中熔炉入口被放置在熔炉的垂直地和/或水平地直径上相对的部分，其中至少一个分隔壁设置成将入口区与出口区分开，并且其中从入口区到出口区的通道被放置在分隔壁的上半部分。
图1为根据本实用新型的实施方式的金属挤压机的示意性截面图。图2为熔炉的示意性截面侧视图。
具体实施方式
参照图1，公开了用于挤压金属的金属挤压机1，上述金属例如铅、铅合金乃至其他类型的诸如铝或铝合金的可挤压金属。此类型的金属挤压机大体公开在US3693394中。挤压机1包括驱动马达2、齿轮箱3、螺杆外壳4、模具组件5、基座框架7、冷却液容器8、冷却组件19a、19b、螺杆外壳衬套(screw housing lining) 10、螺杆11、熔炉12以及用于将熔化的金属投入到螺杆11的进料管道13。螺杆11具有连续的实质上螺旋的脊(未示出)，用于朝向模具组件5运送熔化的金属。尤其是，脊的一部分可以为连续的。衬套10可提供多个轴向延伸的槽(未示出)，该多个轴向延伸的槽中的至少一些具有实质上U形的横截面。进料管道13呈现大致Ω形状，并且具有内部加热元件14，该内部加热元件14延伸出进料管道，并且延伸至靠近螺杆最外面的表面。进料管道13还具有外部加热元件15，使得至少部分地，可能整个地围住进料管道13。在模具组件的下游侧可设置模具16和可选的模型17。模具16和模型17在附图的实质上水平的方向上相对于彼此是可移置的，以便调整挤压金属的壁厚度。可由至少一个致动器18a、18b来实现位移，该至少一个致动器18a、18b可以为液压致动器。可设置单独的锁定装置(locking arrangement)，用于相对于彼此固定地锁定模具和模型。模型和模具还可以是在径向方向上机械可调整的，以便设置模具和模型的同心度。驱动马达2可以是通过轴连接到齿轮箱3的电马达。齿轮箱3可被布置成，将由驱动马达提供的关于实质上水平的轴线的旋转转换成适合于驱动螺杆11的关于实质上垂直的轴线的旋转。冷却系统可包括液体冷却罐8，典型地使得保持一定体积的水，该一定体积的水可以是大约500-2000升，优选地1000-1500升。所以，在没有外连接到冷水或冷却水的源的情况下冷却系统可操作一段时间。但是，设备典型的操作将包括至冷水或冷却水的源的可操作的连接。液体冷却罐可通过热交换器21与外部冷却液供应20相互作用。冷却系统还可包括控制9，该控制9包括用于通过第一管道19a将冷却液弓I导至螺杆外壳4的至少一个部分的泵(未示出)和阀。此冷却系统还可冷却模具块和/或致动器18a、18b。可选地，第二管道19b可设置成用于将冷却液引导至模具组件5的至少一个部分。 例如，此第二冷却系统可适合于冷却模具。在此情况下，系统可以是闭环系统，以便容纳任何铅残留物。螺杆外壳4可包括多个冷却通道。冷却通道可被划分成冷却通道的组，该冷却通道的组中的每个可以是单独可控制的。参照图2，公开了熔炉12。熔炉具有用于固体金属的入口 121和用于熔化金属的出口 122，进料管道13被连接到该出口。熔炉被划分成至少两个，优选三个区Z1、Z2J3。可提供隔断壁123a、123b以分开区。优选地，使隔断壁隔热以减小区Z1、Z2* D之间的传热。可以在每个区中设置加热元件(未示出)。还可以使熔炉的外壁隔热，以便减少能量消耗，并减小操作者受伤的危险。通过使壁隔热，由于在入口 121处供应的冷的金属块或颗粒而在第一区中发生的热变化将不会转移到第三区，在该第三区中，期望用于挤压机1的最佳作用的均勻的且精确的温度。包括马达2、齿轮箱3、螺杆外壳4和模具组件5的整个挤压机1可被安装在基座框架7的顶部上，并因此可以和基座框架一起为可移动的。如图2所说明的，第二 Z2区和第三B区之间的通道12 可设置在隔断壁123a 的上半部，而第一 Zl区和第二 Z2区之间的通道可设置在隔断壁12 的下半部。这将迫使熔化的金属实质上沿着虚线/箭头移动。通过延长熔化金属的路径，将给予不期望的氧化物足够的时间，以浮动到表面，而不是跟着熔化的金属至挤压机1，其中它们可能导致对机械的损坏和/或使挤压的产品产生缺陷。尽管图2被示出为侧视图(因此在垂直定向的平面上观察)，但是应该理解到，图 2还可以被看成俯视图，即在水平定向的平面上观察，使得金属路径在水平上和垂直上都是弯曲的。挤压机1可用作电缆包皮设备(cable sheathing device)。在此情况下，模具组件5可提供通孔，用于允许待包皮的电缆被实质上水平地引入并拉动穿过模具组件，同时金属被供给并通过模具组件成型。
权利要求1.一种用于连续地挤压金属的设备，包括可旋转的螺杆，其布置成关于实质上垂直的轴线旋转；螺杆外壳，其实质上包围所述螺杆；模具组件，其布置在所述螺杆的下游部分，以形成挤压金属的形状；基座框架，其包括适合于驱动所述螺杆的主马达、适合于将来自所述主马达的动力转移到所述螺杆的齿轮箱组件；以及冷却组件，其用于冷却至少所述螺杆外壳；其特征在于，所述冷却组件包括与所述基座框架相结合的冷却液容器。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述螺杆外壳包括衬里元件，所述衬里元件被螺杆外壳主体元件径向地包围，并且其中，所述衬里元件提供多个实质上纵向的槽，用于在由所述螺杆运输金属期间夹住金属，所述纵向的槽具有实质上U形的横截面。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括用于将液态金属投入至入口的进料管道，所述进料管道被布置在所述螺杆的上游部分，以接收熔化的或粒状的金属，并且其中，所述进料管道包围内部加热元件，所述内部加热元件延伸至紧邻所述螺杆。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述内部加热元件延伸至所述螺杆的径向最外部的表面50mm内。
5.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述进料管道还包括外部加热元件，所述外部加热元件至少部分地环绕所述进料管道。
6.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，所述进料管道提供大致弯曲的部分。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述大致弯曲的部分呈现大致C、L、U、V 或Ω的形状。
8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述螺杆为涂敷有从由铬和氮化钛组成的组中选定的材料的表面。
9.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述螺杆被设计成，使得沿着所述螺杆不会发生待挤压金属的压缩。
10.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，对所述螺杆和所述螺杆外壳的设计使得期望的压实发生在所述螺杆的朝所述模具组件的相应于所述螺杆的高达的旋转，或相应于螺杆螺纹长度的高达1. 5圈的下游端。
11.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述模具组件包括模具和模型，所述模具和所述模型借助于液压致动器而在轴向方向上相对于彼此为可移置的，并且其中，所述模具组件和所述模型相对于彼此为机械可固定的。
12.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述冷却组件包括第一冷却系统，其用于冷却所述螺杆外壳，以提供期望的操作温度，以及；第二冷却系统，其用于冷却所述设备的除了所述螺杆外壳以外的至少一个功能元件。
13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述冷却组件适合于从外部供应接收冷的冷却液。
14.根据权利要求13所述的设备，其特征在于，设置有热交换器，所述热交换器允许来自所述外部供应的所述冷的冷却液与所述第一冷却系统和所述第二冷却系统相互作用。
15.一种电缆包皮设备，其特征在于，所述电缆包皮设备包括根据权利要求1所述的设备，其中，所述模具组件提供通孔，待包皮的电缆穿过所述通孔是可引导的。
16. 一种包括熔炉的系统，所述熔炉被布置成将熔化的金属供应到一用于连续地挤压金属的设备，其中，熔炉入口被放置在所述熔炉的垂直地和/或水平地直径上相对的部分处， 其中，至少一个分隔壁被设置成将入口区与出口区分开，并且其中，从所述入口区到所述出口区的通道被放置在所述分隔壁的上半部分， 其特征在于，所述用于连续地挤压金属的设备是根据上述权利要求中的任一项所述的设备来设计的。
专利摘要本实用新型涉及用于挤压金属的设备。一种用于连续地挤压金属的设备包括布置成关于实质上垂直的轴线旋转的可旋转的螺杆、实质上包围螺杆的螺杆外壳、布置在螺杆的下游部分以形成挤压金属的形状的模具组件、含有适合于驱动螺杆的主马达和适合于将来自主马达的动力转移到螺杆的齿轮箱组件的基座框架，以及用于冷却至少螺杆外壳的冷却组件。冷却组件包括与基座框架相结合的冷却液容器。
文档编号B21C33/02GK201950084SQ20102055639
公开日2011年8月31日 申请日期2010年9月30日 优先权日2010年9月30日
发明者德里克·拉塞尔, 肯尼斯·古斯塔夫森 申请人:H.福克桑德林有限公司