專利名稱：用于擠壓金屬的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及用于連續(xù)地?cái)D壓金屬的設(shè)備和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
US3693394公開了用于連續(xù)地?cái)D壓金屬的設(shè)備，該設(shè)備還以Hansson-Robertson 類型的金屬擠壓機(jī)著稱。此類金屬擠壓機(jī)可用于生成例如鉛的管道或條。連續(xù)金屬擠壓機(jī)的另一應(yīng)用為電纜的包皮。鉛包電纜(lead sheathed cable)為更防潮的，并且具有比其他電纜高的耐用性。地下溝渠和潮濕地點(diǎn)為使用鉛包電纜的典型領(lǐng)域。鉛具有主要的優(yōu)勢(shì)，其可以在無(wú)限長(zhǎng)度上通過(guò)在不會(huì)損壞甚至最最敏感的導(dǎo)體 (光纖)或絕緣材料(紙或塑料)的溫度下擠壓而被應(yīng)用到電纜芯。鉛是柔韌的，并因此可承受在對(duì)電纜的后續(xù)制造階段和安裝期間包括的若干次的盤繞、解開、處理和彎曲操作。 當(dāng)需要連接電纜長(zhǎng)度或安裝新電纜時(shí)，可(再次在低的溫度下)輕易地焊接鉛套(lead sheath)。利用現(xiàn)代螺桿類型的連續(xù)擠壓機(jī)，已經(jīng)產(chǎn)生了長(zhǎng)達(dá)100千米的海底電力電纜的非連接的長(zhǎng)度。存在對(duì)現(xiàn)有金屬擠壓機(jī)進(jìn)行改善的需要。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的為提供一種改進(jìn)的金屬擠壓機(jī)。根據(jù)第一方面，提供了一種用于連續(xù)地?cái)D壓金屬的設(shè)備，該設(shè)備包括布置成關(guān)于實(shí)質(zhì)上垂直的軸線旋轉(zhuǎn)的可旋轉(zhuǎn)的螺桿、實(shí)質(zhì)上包圍螺桿的螺桿外殼(screw housing)、布置在螺桿下游部分以形成擠壓金屬的形狀的模具組件(die assembly)、含有適合于驅(qū)動(dòng)螺桿的主馬達(dá)和適合于將來(lái)自主馬達(dá)的動(dòng)力轉(zhuǎn)移到螺桿的齒輪箱組件的基座框架，以及用于冷卻至少螺桿外殼的冷卻組件。冷卻組件包括與基座框架相結(jié)合的冷卻液容器?！袄鋮s液容器”應(yīng)理解成能夠保持足夠量的冷卻液以允許在沒(méi)有連接到任何外部冷卻液供應(yīng)的預(yù)先確定的時(shí)間段期間冷卻機(jī)械的容器。因此，提供了緊湊的機(jī)械。螺桿外殼可包括由螺桿外殼主體元件徑向包圍的襯里元件(liner element)，并且襯里元件可提供多個(gè)實(shí)質(zhì)上縱向的槽，用于在由螺桿運(yùn)輸金屬期間夾住金屬，所述縱向的槽具有實(shí)質(zhì)上U形的橫截面。此U形槽實(shí)質(zhì)上減小了在鉛和襯里元件之間旋轉(zhuǎn)的危險(xiǎn)，尤其是在高壓下旋轉(zhuǎn)的危險(xiǎn)。設(shè)備還可包括用于將液態(tài)金屬投入至入口的進(jìn)料管道，該進(jìn)料管道被布置在螺桿的上游部分，以接收熔化的或粒狀的金屬。進(jìn)料管道可包圍內(nèi)部加熱元件，該內(nèi)部加熱元件可延伸至緊鄰螺桿，優(yōu)選地至螺桿的徑向最外部的表面50mm內(nèi)、25mm內(nèi)、15mm內(nèi)、IOmm內(nèi)或 5mm 內(nèi) ο[0013]因此，減小了熔化金屬在其從熔爐(melting pot)傳輸至擠壓機(jī)期間變硬的危險(xiǎn)。進(jìn)料管道還可包括外部加熱元件，該外部加熱元件至少部分地環(huán)繞進(jìn)料管道。進(jìn)料管道可提供大致彎曲的部分，該大致彎曲的部分可呈現(xiàn)大致C、L、U、V或Ω的形狀。因此，減小了在擠壓機(jī)與熔爐之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的情況下?lián)p壞進(jìn)料管道的危險(xiǎn)。螺桿可以為涂敷有從由鉻和氮化鈦組成的組中選定的材料的表面。因此，可減少熔化金屬對(duì)螺桿的粘附。螺桿可設(shè)計(jì)成，使得沿著螺桿不會(huì)發(fā)生待擠壓金屬的壓縮?？蛇x地，螺桿和螺桿外殼的設(shè)計(jì)可使得期望的壓實(shí)發(fā)生在螺桿的朝模具組件的相應(yīng)于螺桿的高達(dá)Mo。旋轉(zhuǎn)，或螺桿螺紋長(zhǎng)度的高達(dá)1. 5圈的下游端。模具組件可包括模具和模型(matrix)，該模具和模型借助于液壓致動(dòng)器而在軸向方向上相對(duì)于彼此為可移置的，并且其中模具組件和模型相對(duì)于彼此為機(jī)械可固定的。冷卻組件可包括用于冷卻螺桿外殼以提供期望的操作溫度的第一冷卻系統(tǒng)，以及用于冷卻設(shè)備的除了螺桿外殼以外的至少一個(gè)功能元件的第二冷卻系統(tǒng)。冷卻組件可適合于從外部供應(yīng)接收冷的冷卻液?？稍O(shè)置有熱交換器，用于允許來(lái)自外部供應(yīng)的冷的冷卻液與第一冷卻系統(tǒng)和第二冷卻系統(tǒng)相互作用。模具組件可提供通孔，待包皮的電纜穿過(guò)該通孔是可引導(dǎo)的。根據(jù)第二方面，提供了一種包括如上述第一方面所述的設(shè)備的系統(tǒng)，還包括布置成將熔化的金屬供應(yīng)到設(shè)備的熔爐，其中熔爐入口被放置在熔爐的垂直地和/或水平地直徑上相對(duì)的部分，其中至少一個(gè)分隔壁設(shè)置成將入口區(qū)與出口區(qū)分開，并且其中從入口區(qū)到出口區(qū)的通道被放置在分隔壁的上半部分。

圖1為根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的金屬擠壓機(jī)的示意性截面圖。圖2為熔爐的示意性截面?zhèn)纫晥D。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1，公開了用于擠壓金屬的金屬擠壓機(jī)1，上述金屬例如鉛、鉛合金乃至其他類型的諸如鋁或鋁合金的可擠壓金屬。此類型的金屬擠壓機(jī)大體公開在US3693394中。擠壓機(jī)1包括驅(qū)動(dòng)馬達(dá)2、齒輪箱3、螺桿外殼4、模具組件5、基座框架7、冷卻液容器8、冷卻組件19a、19b、螺桿外殼襯套(screw housing lining) 10、螺桿11、熔爐12以及用于將熔化的金屬投入到螺桿11的進(jìn)料管道13。螺桿11具有連續(xù)的實(shí)質(zhì)上螺旋的脊(未示出)，用于朝向模具組件5運(yùn)送熔化的金屬。尤其是，脊的一部分可以為連續(xù)的。襯套10可提供多個(gè)軸向延伸的槽(未示出)，該多個(gè)軸向延伸的槽中的至少一些具有實(shí)質(zhì)上U形的橫截面。進(jìn)料管道13呈現(xiàn)大致Ω形狀，并且具有內(nèi)部加熱元件14，該內(nèi)部加熱元件14延伸出進(jìn)料管道，并且延伸至靠近螺桿最外面的表面。進(jìn)料管道13還具有外部加熱元件15，使得至少部分地，可能整個(gè)地圍住進(jìn)料管道13。在模具組件的下游側(cè)可設(shè)置模具16和可選的模型17。模具16和模型17在附圖的實(shí)質(zhì)上水平的方向上相對(duì)于彼此是可移置的，以便調(diào)整擠壓金屬的壁厚度?？捎芍辽僖粋€(gè)致動(dòng)器18a、18b來(lái)實(shí)現(xiàn)位移，該至少一個(gè)致動(dòng)器18a、18b可以為液壓致動(dòng)器?？稍O(shè)置單獨(dú)的鎖定裝置(locking arrangement)，用于相對(duì)于彼此固定地鎖定模具和模型。模型和模具還可以是在徑向方向上機(jī)械可調(diào)整的，以便設(shè)置模具和模型的同心度。驅(qū)動(dòng)馬達(dá)2可以是通過(guò)軸連接到齒輪箱3的電馬達(dá)。齒輪箱3可被布置成，將由驅(qū)動(dòng)馬達(dá)提供的關(guān)于實(shí)質(zhì)上水平的軸線的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成適合于驅(qū)動(dòng)螺桿11的關(guān)于實(shí)質(zhì)上垂直的軸線的旋轉(zhuǎn)。冷卻系統(tǒng)可包括液體冷卻罐8，典型地使得保持一定體積的水，該一定體積的水可以是大約500-2000升，優(yōu)選地1000-1500升。所以，在沒(méi)有外連接到冷水或冷卻水的源的情況下冷卻系統(tǒng)可操作一段時(shí)間。但是，設(shè)備典型的操作將包括至冷水或冷卻水的源的可操作的連接。液體冷卻罐可通過(guò)熱交換器21與外部冷卻液供應(yīng)20相互作用。冷卻系統(tǒng)還可包括控制9，該控制9包括用于通過(guò)第一管道19a將冷卻液弓I導(dǎo)至螺桿外殼4的至少一個(gè)部分的泵(未示出)和閥。此冷卻系統(tǒng)還可冷卻模具塊和/或致動(dòng)器18a、18b?？蛇x地，第二管道19b可設(shè)置成用于將冷卻液引導(dǎo)至模具組件5的至少一個(gè)部分。 例如，此第二冷卻系統(tǒng)可適合于冷卻模具。在此情況下，系統(tǒng)可以是閉環(huán)系統(tǒng)，以便容納任何鉛殘留物。螺桿外殼4可包括多個(gè)冷卻通道。冷卻通道可被劃分成冷卻通道的組，該冷卻通道的組中的每個(gè)可以是單獨(dú)可控制的。參照?qǐng)D2，公開了熔爐12。熔爐具有用于固體金屬的入口 121和用于熔化金屬的出口 122，進(jìn)料管道13被連接到該出口。熔爐被劃分成至少兩個(gè)，優(yōu)選三個(gè)區(qū)Z1、Z2J3?？商峁└魯啾?23a、123b以分開區(qū)。優(yōu)選地，使隔斷壁隔熱以減小區(qū)Z1、Z2* D之間的傳熱?？梢栽诿總€(gè)區(qū)中設(shè)置加熱元件(未示出)。還可以使熔爐的外壁隔熱，以便減少能量消耗，并減小操作者受傷的危險(xiǎn)。通過(guò)使壁隔熱，由于在入口 121處供應(yīng)的冷的金屬塊或顆粒而在第一區(qū)中發(fā)生的熱變化將不會(huì)轉(zhuǎn)移到第三區(qū)，在該第三區(qū)中，期望用于擠壓機(jī)1的最佳作用的均勻的且精確的溫度。包括馬達(dá)2、齒輪箱3、螺桿外殼4和模具組件5的整個(gè)擠壓機(jī)1可被安裝在基座框架7的頂部上，并因此可以和基座框架一起為可移動(dòng)的。如圖2所說(shuō)明的，第二 Z2區(qū)和第三B區(qū)之間的通道12 可設(shè)置在隔斷壁123a 的上半部，而第一 Zl區(qū)和第二 Z2區(qū)之間的通道可設(shè)置在隔斷壁12 的下半部。這將迫使熔化的金屬實(shí)質(zhì)上沿著虛線/箭頭移動(dòng)。通過(guò)延長(zhǎng)熔化金屬的路徑，將給予不期望的氧化物足夠的時(shí)間，以浮動(dòng)到表面，而不是跟著熔化的金屬至擠壓機(jī)1，其中它們可能導(dǎo)致對(duì)機(jī)械的損壞和/或使擠壓的產(chǎn)品產(chǎn)生缺陷。盡管圖2被示出為側(cè)視圖(因此在垂直定向的平面上觀察)，但是應(yīng)該理解到，圖 2還可以被看成俯視圖，即在水平定向的平面上觀察，使得金屬路徑在水平上和垂直上都是彎曲的。擠壓機(jī)1可用作電纜包皮設(shè)備(cable sheathing device)。在此情況下，模具組件5可提供通孔，用于允許待包皮的電纜被實(shí)質(zhì)上水平地引入并拉動(dòng)穿過(guò)模具組件，同時(shí)金屬被供給并通過(guò)模具組件成型。
權(quán)利要求1.一種用于連續(xù)地?cái)D壓金屬的設(shè)備，包括可旋轉(zhuǎn)的螺桿，其布置成關(guān)于實(shí)質(zhì)上垂直的軸線旋轉(zhuǎn)；螺桿外殼，其實(shí)質(zhì)上包圍所述螺桿；模具組件，其布置在所述螺桿的下游部分，以形成擠壓金屬的形狀；基座框架，其包括適合于驅(qū)動(dòng)所述螺桿的主馬達(dá)、適合于將來(lái)自所述主馬達(dá)的動(dòng)力轉(zhuǎn)移到所述螺桿的齒輪箱組件；以及冷卻組件，其用于冷卻至少所述螺桿外殼；其特征在于，所述冷卻組件包括與所述基座框架相結(jié)合的冷卻液容器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述螺桿外殼包括襯里元件，所述襯里元件被螺桿外殼主體元件徑向地包圍，并且其中，所述襯里元件提供多個(gè)實(shí)質(zhì)上縱向的槽，用于在由所述螺桿運(yùn)輸金屬期間夾住金屬，所述縱向的槽具有實(shí)質(zhì)上U形的橫截面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，還包括用于將液態(tài)金屬投入至入口的進(jìn)料管道，所述進(jìn)料管道被布置在所述螺桿的上游部分，以接收熔化的或粒狀的金屬，并且其中，所述進(jìn)料管道包圍內(nèi)部加熱元件，所述內(nèi)部加熱元件延伸至緊鄰所述螺桿。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于，所述內(nèi)部加熱元件延伸至所述螺桿的徑向最外部的表面50mm內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于，所述進(jìn)料管道還包括外部加熱元件，所述外部加熱元件至少部分地環(huán)繞所述進(jìn)料管道。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于，所述進(jìn)料管道提供大致彎曲的部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，所述大致彎曲的部分呈現(xiàn)大致C、L、U、V 或Ω的形狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述螺桿為涂敷有從由鉻和氮化鈦組成的組中選定的材料的表面。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述螺桿被設(shè)計(jì)成，使得沿著所述螺桿不會(huì)發(fā)生待擠壓金屬的壓縮。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，對(duì)所述螺桿和所述螺桿外殼的設(shè)計(jì)使得期望的壓實(shí)發(fā)生在所述螺桿的朝所述模具組件的相應(yīng)于所述螺桿的高達(dá)的旋轉(zhuǎn)，或相應(yīng)于螺桿螺紋長(zhǎng)度的高達(dá)1. 5圈的下游端。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述模具組件包括模具和模型，所述模具和所述模型借助于液壓致動(dòng)器而在軸向方向上相對(duì)于彼此為可移置的，并且其中，所述模具組件和所述模型相對(duì)于彼此為機(jī)械可固定的。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述冷卻組件包括第一冷卻系統(tǒng)，其用于冷卻所述螺桿外殼，以提供期望的操作溫度，以及；第二冷卻系統(tǒng)，其用于冷卻所述設(shè)備的除了所述螺桿外殼以外的至少一個(gè)功能元件。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于，所述冷卻組件適合于從外部供應(yīng)接收冷的冷卻液。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其特征在于，設(shè)置有熱交換器，所述熱交換器允許來(lái)自所述外部供應(yīng)的所述冷的冷卻液與所述第一冷卻系統(tǒng)和所述第二冷卻系統(tǒng)相互作用。
15.一種電纜包皮設(shè)備，其特征在于，所述電纜包皮設(shè)備包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述模具組件提供通孔，待包皮的電纜穿過(guò)所述通孔是可引導(dǎo)的。
16. 一種包括熔爐的系統(tǒng)，所述熔爐被布置成將熔化的金屬供應(yīng)到一用于連續(xù)地?cái)D壓金屬的設(shè)備，其中，熔爐入口被放置在所述熔爐的垂直地和/或水平地直徑上相對(duì)的部分處， 其中，至少一個(gè)分隔壁被設(shè)置成將入口區(qū)與出口區(qū)分開，并且其中，從所述入口區(qū)到所述出口區(qū)的通道被放置在所述分隔壁的上半部分， 其特征在于，所述用于連續(xù)地?cái)D壓金屬的設(shè)備是根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備來(lái)設(shè)計(jì)的。
專利摘要本實(shí)用新型涉及用于擠壓金屬的設(shè)備。一種用于連續(xù)地?cái)D壓金屬的設(shè)備包括布置成關(guān)于實(shí)質(zhì)上垂直的軸線旋轉(zhuǎn)的可旋轉(zhuǎn)的螺桿、實(shí)質(zhì)上包圍螺桿的螺桿外殼、布置在螺桿的下游部分以形成擠壓金屬的形狀的模具組件、含有適合于驅(qū)動(dòng)螺桿的主馬達(dá)和適合于將來(lái)自主馬達(dá)的動(dòng)力轉(zhuǎn)移到螺桿的齒輪箱組件的基座框架，以及用于冷卻至少螺桿外殼的冷卻組件。冷卻組件包括與基座框架相結(jié)合的冷卻液容器。
文檔編號(hào)B21C33/02GK201950084SQ20102055639
公開日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2010年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月30日
發(fā)明者德里克·拉塞爾, 肯尼斯·古斯塔夫森 申請(qǐng)人:H.?？松５铝钟邢薰?br>