一种防止生锈的金属料冷却装置的制作方法

本发明涉及冶金领域，具体涉及一种冷却装置。

背景技术：

冶金就是从矿石中提取金属或金属化合物，用各种加工方法将金属制成具有一定性能的金属材料的过程和工艺。冶金的方法多样，其中传统的冶金方法就是火法冶金，火法冶金是在高温条件下进行的冶金过程。矿石或精矿中的部分或全部矿物在高温下经过一系列物理化学变化，生成另一种形态的化合物或单质，分别富集在气体、液体或固体产物中，达到所要提取的金属与脉石及其它杂质分离的目的。

在将金属提取出后，需要将熔融状态的金属倒入模具中，金属温度降低并凝固形成块状的金属料，方便运输以及销售，但是凝固后的金属料仍然有较高温度，需要对金属料进行降温。目前一般采用冷水进行降温，在降温过程中，冷水的温度升高、金属料温度降低，金属料表面同时与冷水和空气中的氧气接触，极易生锈。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种避免金属生锈的金属料冷却装置。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种防止生锈的金属料冷却装置，包括机架、冷却机构和固定机构，冷却机构包括固定在机架上的外桶和与机架转动连接的内桶，外桶位于内桶外周，机架上固定有驱动内桶转动的电机；内桶内设有可沿内桶侧壁滑动的固定活塞，固定活塞将内桶的内腔分隔为上方的顶起腔和下方的冷却腔；内桶内壁设有卡槽，卡槽位于固定活塞上方，固定活塞侧壁设有凹槽，凹槽内设有可沿凹槽滑动的固定块和两端分别固定在固定块和凹槽底部的第一弹簧；冷却腔侧壁设有脱水孔和可封闭的进料口；外桶低于进料口，外桶上设有可封闭的进水口和出水口；固定机构包括至少四个气缸，四个气缸沿内桶中心线均布，气缸位于内桶下方并固定在内桶上，气缸上端朝向内桶中心线的倾斜设置；气缸的活塞上固定有固定杆，固定杆上部贯穿内桶底部，顶起腔与多个气缸连通。

在冷却金属料时，打开进水口，从进水口将冷水加入外桶内，冷水通过脱水孔进入冷却腔中，再关闭进水口，然后打开进料口并将金属料放入冷却腔中，最后关闭进料口。金属料与冷水接触后，冷水吸收金属料上的热量大量蒸发形成水蒸汽，水蒸汽的体积增大，内桶和外桶的压力增大，固定活塞向上滑动，位于顶起腔中的气体被压入气缸内，固定杆从气缸内伸出并抵在金属料上，将金属料固定在内桶底部。然后打开电机，电机使内桶转动，并打开出水口，外桶和内桶中的水从出水口流出。在内桶转动的同时，固定活塞随着内桶转动，固定块受到离心力作用，并从凹槽内滑出，卡入卡槽内，在外桶和内桶内的水流出后，避免固定活塞下滑。金属料同时随着内桶转动，附着在金属料上的水珠同样随着金属料转动，水珠受到离心力的作用，并在离心力的作用下穿过脱水孔，最后从出水口流出，实现水珠与金属料的分离。水全部流出后增大电机的功率，附着在金属料上的水珠受到的离心力增大，可以使体积更小的水珠被甩出，进一步减少残留在金属料上的水珠。

在附着在金属料上的水珠全部脱离金属料后，关闭电机，内桶停止转动，固定活塞亦停止转动，固定块不再受到离心力作用，固定块在第一弹簧作用下滑入凹槽内，固定活塞在自身重力作用下向下滑动，最后停留在限位块上。同时顶起腔内的气压减小，气缸内的气体被吸入顶起腔内，固定杆重新缩入气缸内，固定杆放松对金属料的固定，最后打开进料口，从进料口将金属料取出，完成一个金属料的冷却。

本方案的有益效果为：(一)先在内桶中加入冷水，然后将金属料放入内桶中，金属料在自身重力下沉入水中，冷水可以隔绝空气，避免温度较高的金属料同时与水和空气中的氧气接触，可以避免金属料生锈。金属料上的热量同时被冷水吸收，金属料温度降低，实现对金属料的冷却。

(二)冷水吸收金属料上的热量大量蒸发时，内桶中压力增大，固定活塞向上滑动，固定杆从气缸内伸出，固定住金属料，然后内桶转动，水珠在离心力作用下与金属料分离，如此可以减少残留在金属料表面的水珠，避免在保存过程中金属料生锈。

(三)固定杆可以将金属料固定在内桶中部，避免金属料在离心力作用下与内桶侧壁接触，避免金属料被撞坏，还可以避免内桶侧壁的水珠粘在金属料上，进一步避免水珠附着在金属料上。

(四)内桶内的冷水全部流出后加大电机的功率，内桶的转速增大，附着在金属料上的水珠受到的离心力增大，可以使更小的水珠与金属料分离，进一步避免水珠残留在金属料上，继而进一步避免金属料生锈。

优选方案一，作为对基础方案的进一步改进，机架上设有转盘，转盘位于内桶下方并与机架转动连接，内桶和气缸底部均固定在转盘上，电机驱动转盘转动。电机驱动转盘转动，固定在转盘上的内桶随之转动，此时内桶底部和转盘不会发生相对运动，可以避免内桶底部被磨损，提高内桶的使用寿命。

优选方案二，作为对优选方案一的进一步改进，外桶底部为远离内桶一侧较低的倾斜设置。打开出水口后，残留在外桶底部的水可以沿着倾斜的外桶底部流动，从外桶靠近内桶一侧流向外桶远离内桶一侧流动，最后从出水口流出，减少外桶内的水残留。

优选方案三，作为对优选方案二的进一步改进，内桶内壁固定有环状的限位块，限位块位于固定活塞和进料口之间。关闭电机后，固定块在第一活塞的作用下重新滑入凹槽内，固定活塞在自身重力作用下向下滑动，最后落在限位块上，避免固定活塞越过进料口。

优选方案四，作为对优选方案一的进一步改进，转盘上固定有内储有高压热空气的热气箱，热气箱上固定有l形的热气管，热气管远离热气箱一端与内桶连通，热气管内设有可沿热气管侧壁滑动的热气活塞，热气活塞上设有l形的进气通道，热气管内设有两端分别与热气活塞和热气管侧壁固定的第二弹簧。在内桶和外桶内的水全部流出后，增大电机的功率，内桶和转盘的转速增大，此时热气活塞同时随着转盘转动，热气活塞同时受到离心力作用，热气活塞沿着热气管滑动，最后热气活塞端部从热气管中伸出，此时热气管处于连通状态，热气箱中的高压热空气从l形的进气通道进入热气管中，再从热气管进入内桶内，对金属料进行烘干，使附着在金属料上的细小水珠蒸发，防止水珠残留在金属料上。最后关闭电机，热气活塞在第二弹簧作用下回复原位，重新堵塞热气管，高压热空气停止进入内桶内。

优选方案五，作为对优选方案四的进一步改进，转盘内设有空腔，空腔与顶起腔和多个气缸连通。在高温的金属料与冷水接触的同时，冷水快速吸收金属料上的热量，产生大量水蒸汽，快速使固定活塞向上滑动，此时顶起腔内的气体快速进入空腔内，使空腔内的压力增大，然后空腔中的气体进入气缸内，使固定杆伸出。在整个过程中，空腔可以起到缓冲作用，避免在固定活塞快速向上滑动时，顶起腔内的气体快速进入气缸内使固定杆快速伸出，避免固定杆撞击在金属料上折断。

附图说明

图1为本发明一种防止生锈的金属料冷却装置实施例的结构示意图；

图2为图1中固定活塞的剖视图；

图3为图1中热气箱的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

附图标记为：机架1、电机11、转盘2、空腔21、内桶3、顶起腔31、冷却腔32、进料口33、脱水孔34、卡槽35、限位块36、滑槽37、固定活塞4、凹槽41、固定块42、第一弹簧43、外桶5、进水口51、出水口52、气缸6、固定杆61、热气箱7、热气管71、热气活塞72、进气通道73、第二弹簧74。

如图1所示，一种防止生锈的金属料冷却装置，包括机架1、冷却机构和固定机构，冷却机构包括内桶3和位于内桶3外周的外桶5，外桶5焊接在机架1上，并可相对于内桶3转动。机架1上设有转盘2，转盘2底部中心处一体成型有转轴，转轴可相对机架1转动，转盘2位于内桶3和外桶5下方，内桶3底部焊接在转盘2上，且内桶3和转盘2同轴，内桶3可相对于外桶5转动。机架1上固定有电机11，转轴下部焊接有转动齿轮，电机11的输出轴上焊接有可与转动齿轮啮合的驱动齿轮，电机11驱动转盘2转动；转盘2内设有空腔21。内桶3内设有可沿内桶3侧壁上下滑动的固定活塞4，固定活塞4将内桶3的内腔分隔为上方的顶起腔31和下方的冷却腔32，顶起腔31通过管道与空腔21连通。

内桶3内壁设有卡槽35和沿竖直方向设有滑槽37，卡槽35位于固定活塞4上方，滑槽37位于顶起腔31内。如图2所示，固定活塞4侧壁设有凹槽41，凹槽41内设有可沿凹槽41滑动的固定块42和两端分别焊接在固定块42和凹槽41底部的第一弹簧43。固定活塞4侧壁还一体成型有可沿滑槽37滑动的滑块，内桶3侧壁一体成型有环状的限位块36，限位块36位于固定活塞4和进料口33之间。冷却腔侧壁设有进料口33和若干脱水孔34，进料口33外设有可封闭进料口33的堵块。外桶5顶部低于进料口33，外桶5顶部设有进水口51、底部设有出水口52，进水口51和出水口52外缘向外凸起，且设有两个盖体，两个盖体分别与进水口51和出水口52外缘螺纹配合。外桶5底部为远离内桶3一侧较低的倾斜设置。

如图3所示，转盘2上焊接有内储有高压热空气的热气箱7，热气箱7上设有l形的热气管71，热气管71左端与热气箱7内部连通，热气管71上端贯穿内桶3底部，热气管71内设有可沿热气管71侧壁滑动的热气活塞72，热气活塞72上设有l形的进气通道73，热气管71内设有两端分别与热气活塞72和热气管71侧壁焊接的第二弹簧74。

固定机构包括四个气缸6，四个气缸6上下两端分别焊接在内桶3底部和转盘2上，四个气缸6均呈上部朝向内桶3中心线的倾斜设置，四个气缸6分别位于内桶3的四周，相邻的气缸6之间的夹角为90°，空腔21通过另一管道与四个气缸6连通。四个气缸6的活塞上均焊接有固定杆61，固定杆61上部贯穿内桶3底部。

在倒入模具中冷却成块状的金属料需要冷却时，打开进水口51外的盖体，从进水口51将冷水加入外桶5内，冷水通过脱水孔34进入冷却腔32中，再关闭进水口51外的盖体，然后取出堵块，将金属料从进料口33放入冷却腔32中，然后快速将堵块塞入进料口33内。金属料与冷水接触后，冷水吸收金属料上的热量大量蒸发形成水蒸汽，水蒸汽的体积增大，内桶3和外桶5的压力增大，固定活塞4向上滑动，位于顶起腔31中的气体被压入空腔21内，使空腔21中的压力增大，空腔21内的气体进入四个气缸6中，使固定杆61从气缸6内伸出并抵在金属料上，将金属料固定在内桶3底部。打开电机11，电机11驱动转盘2转动，内桶3随着转盘2转动，并打开出水口52外的盖体，外桶5和内桶3中的水从出水口52流出。在内桶3转动的同时，固定活塞4随着内桶3转动，固定块42受到离心力作用，并从凹槽41内滑出，卡入卡槽35内，在外桶5和内桶3内的水流出后，避免固定活塞4下滑。金属料同时随着内桶3转动，附着在金属料上的水珠同样随着金属料转动，水珠受到离心力的作用，并在离心力的作用下穿过脱水孔34，最后从出水口52流出，实现水珠与金属料的分离。水全部流出后增大电机11的功率，附着在金属料上的水珠受到的离心力增大，可以使体积更小的水珠被甩出，进一步减少残留在金属料上的水珠；与此同时，热气活塞72随着转盘2转动，热气活塞72受到离心力作用，并沿着热气管71滑动，最后热气活塞72左端端部从热气管71中伸出，此时热气管71处于连通状态，热气箱7中的高压热空气从l形的进气通道73进入热气管71中，再从热气管71进入内桶3内，对金属料进行烘干。

最后关闭电机11，内桶3停止转动，固定活塞4亦停止转动，固定块42和热气活塞72不再受到离心力作用，固定块42在第一弹簧43作用下滑入凹槽41内，固定活塞4在自身重力作用下向下滑动，最后停留在限位块36上；热气活塞72在第二弹簧74作用下回复原位，热气管71重新封闭。同时顶起腔31内的气压减小，气缸6内的气体被吸入顶起腔31内，固定杆61重新缩入气缸6内，固定杆61放松对金属料的固定，最后打开进料口33，从进料口33将金属料取出，完成一个金属料的冷却。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本发明所省略描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。