一种用于辊型电磁调控技术内部冷却的电子温控环

摘要

本发明涉及一种用于辊型电磁调控技术内部冷却的电子温控环，包括冷却外环、冷却内环、冷却内环端盖、防水胶圈、TEC电子温控片、导热硅脂、温度传感器和数据采集系统；TEC电子温控片下端设置有温度传感器，温度传感器通过导线连接数据采集系统；所述冷却内环外表面沿周向、冷却外环内表面沿周向设置有对应的方形槽，用于装配TEC电子温控片；所述冷却内环内圆周设置有冷却循环水路；所述冷却内环和冷却外环过盈配合；所述冷却内环端盖与冷却内环侧表面焊接并打磨，形成封闭冷却循环水路。温控环外侧为制冷面，通过温度传感器和数据采集系统实时调控电子温控环的输出功率，实现稳定、动态冷却效果。本发明针对电磁调控类轧辊的内部冷却，在不影响轧辊刚度的前提下，克服现有冷却方法的不足。

权利要求

1.一种用于辊型电磁调控技术内部冷却的电子温控环，其特征在于：所述温控环包括冷却外环、冷却内环、冷却内环端盖、TEC电子温控片、温度传感器、导热硅脂和数据采集系统；所述冷却内环外表面沿周向均匀设置n个第一方形槽；所述冷却外环内表面沿周向均匀设置n个第二方形槽；所述第一方形槽和第二方形槽一一对应且均与TEC电子温控片的水平面尺寸相同；所述冷却内环和冷却外环采用过盈配合；所述TEC电子温控片分别设置在第一方形槽和第二方形槽之间，且所述TEC电子温控片的下端面与第一方形槽之间均设置有温度传感器；所述冷却外环的外表面周向设置有温度传感器；所述第一方形槽与温度传感器之间设置有导热硅脂；所述温度传感器通过导线外接至数据采集系统；所述冷却内环的圆周内侧设置有环状凹槽，作为冷却循环水路；所述冷却内环端盖与冷却内环侧表面焊接并打磨，形成封闭的冷却循环水路；

所述环状凹槽的上侧内表面设置为波纹状结构；

所述冷却内环端盖与环状凹槽之间设置有防水胶圈。

2.根据权利要求1所述的一种用于辊型电磁调控技术内部冷却的电子温控环，其特征在于：所述冷却内环和冷却外环均采用铍铜材料制成，且所述冷却内环和冷却外环配合接触的表面涂有隔热涂料。

3.根据权利要求1所述的一种用于辊型电磁调控技术内部冷却的电子温控环，其特征在于：所述TEC电子温控片均为独立控制，多片协调配合。

说明书

一种用于辊型电磁调控技术内部冷却的电子温控环

技术领域

[0001] 本发明涉及轧辊内部冷却技术领域，尤其涉及一种用于辊型电磁调控技术内部冷却的电子温控环。

背景技术

[0002] 轧辊作为轧制过程的核心元件，其在工作时承受弯辊力、轧制力、横向摩擦力及辊间接触力等一系列作用力，势必会产生大量的热。这些热量如果不及时散去将会向轧辊内部传导，而轧辊的内部的热量又无法冷却，长时间积累下来势必会对轧辊的性能及寿命产生影响甚至发生断裂。

[0003] 电磁调控技术是一种全新的板形调控方法，该技术在传统轧机的基础上，在轧辊内部装配多组电磁棒，依托电磁感应加热原理，可以实现辊型在线分段柔性调控，但该技术只是传统轧辊的一种创新改良方案，仍会产生上述轧辊热效应。中国专利CN102527727A公开了一种可柔性调节辊型曲线的轧辊，该发明以内置电磁胀棒为驱动元件，实现辊型在线的柔性调控，具有调控能力强、轧辊刚度高的特点。但该专利公开的技术方案在实际工作的过程中，感应加热区还会产生温度的轴向传播，对理想调控辊型造成偏差。现有的冷却手段主要分为外部冷却和内部冷却，外部冷却主要是在外部向轧辊工作区域喷淋冷却液，并且可以分区控制，可以在需要冷却的区域及时进行精确地冷却；内部冷却主要是在轧辊内部设置冷却环路，在冷却环路里通入循环的冷却液，这种冷却方式可以更好地解决轧辊内部的热量残留和不理想传播问题。为此，中国专利CN110293132A公开了一种具有内冷机制的多段式凸度调控轧辊，该发明以盘式电磁棒作为驱动元件，并加入了内部冷却机制，具有调控域广，形成连续稳定高阶辊型的特点。

[0004] 但上述冷却办法均存在着不同的问题：外部冷却虽然具有一定的灵活性，但是冷却深度不够，轧辊内部积累的热量无法及时散去，这种冷却方法在工作时无法避免的会溅射到板材表面对材料造成不良影响；另一方面，这种方式不适用于工作环境要求干燥的情况，冷却液的蒸发也会对环境造成污染。内部冷却需要在轧辊内部开孔，势必会对轧辊的刚度造成不良影响，使轧辊的性能和使用寿命下降。中国专利CN110293132A公开的一种具有内冷极致的多段式凸度调控轧辊在服役过程中发现，水道孔和环状凹槽会略降低轧辊刚度，导致工作环境受限。综上，现有的技术方案均存在一定的缺陷和不足，还具有进一步提升和完善的空间。

发明内容

[0005] 针对上述问题，本发明的目的在于提供一种用于辊型电磁调控技术内部冷却的电子温控环，针对电磁调控类轧辊提供一种冷却方案，在不影响轧辊刚度的前提下，利用TEC电子温控片设计一种内部电子温控环，以克服现有冷却方法的不足。

[0006] 本发明采用的技术方案如下：

[0007] 本发明所提出的一种用于辊型电磁调控技术内部冷却的电子温控环，包括冷却外环、冷却内环、冷却内环端盖、TEC电子温控片、温度传感器、导热硅脂和数据采集系统；所述冷却内环外表面沿周向均匀设置n个第一方形槽；所述冷却外环内表面沿周向均匀设置n个第二方形槽；所述第一方形槽和第二方形槽一一对应且均与TEC电子温控片的水平面尺寸相同；所述冷却内环和冷却外环采用过盈配合；所述TEC电子温控片分别设置在第一方形槽和第二方形槽之间，且所述TEC电子温控片的下端面与第一方形槽之间均设置有温度传感器；所述冷却外环的外表面周向设置有温度传感器；所述第一方形槽与温度传感器之间设置有导热硅脂；所述温度传感器通过导线外接至数据采集系统；所述冷却内环的圆周内侧设置有环状凹槽，作为冷却循环水路；所述冷却内环端盖与冷却内环侧表面焊接并打磨，形成封闭的冷却循环水路。

[0008] 进一步的，所述环状凹槽的上侧内表面设置为波纹状结构。

[0009] 进一步的，所述冷却内环端盖与环状凹槽之间设置有防水胶圈。

[0010] 进一步的，所述冷却内环和冷却外环均采用铍铜材料制成，且所述冷却内环和冷却外环配合接触的表面涂有隔热涂料。

[0011] 进一步的，所述TEC电子温控片均为独立控制，多片协调配合。

[0012] 本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

[0013] 本发明使用的TEC电子温控片利用的原理是珀尔帖效应，制冷迅速，反应灵敏。与现有的冷却方法比较具有以下增益效果：

[0014] 1、本发明采用的TEC电子温控片的热惯性非常小，制冷时间很快，通电不到一分钟，温控片就能达到最大功率；

[0015] 2、本发明采用单元式结构，每个电子温控环为独立的结构，便于维护维修；另一方面，可根据需要采用多个电子温控环配合使用；

[0016] 3、本发明采用的TEC电子温控片是电流换能性片件，配合温度检测和控制手段，易实现计算机控制，便于组成自动控制系统，进而实现高精度冷却控制；

[0017] 4、本发明为一种内部冷却方式，不会对轧件造成影响，与传统内部冷却的方法相比，没有在轧辊内部开槽，不会对轧辊的性能和使用寿命造成不良影响；

[0018] 5、本发明采用的TEC电子温控片结构简单，制备价格低廉，可以降低制造成本。

附图说明

[0019] 图1是本发明整体结构示意图；

[0020] 图2是本发明的等轴侧装配示意图；

[0021] 图3是本发明冷却内环的等轴侧示意图；

[0022] 图4是图3中的局部放大示意图；

[0023] 图5是本发明冷却内环端盖的主视示意图；

[0024] 图6是本发明冷却内环端盖的后视示意图；

[0025] 图7是本发明冷却外环的等轴侧示意图。

[0026] 其中，附图标记：1‑冷却外环；2‑温度传感器；3‑冷却内环；4‑TEC电子温控片；5‑冷却循环水路；6‑冷却内环端盖；7‑进水口；8‑出水口；9‑防水胶圈；11‑第二方形槽；31‑第一方形槽。

具体实施方式

[0027] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0028] 需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“顶部”、“底部”、“一侧”、“另一侧”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。

[0029] 参见附图1至7，给出了本发明所提出的一种用于辊型电磁调控技术内部冷却的电子温控环的一个实施例的具体结构，所述电子温控环包括冷却外环1、温度传感器2、冷却内环3、TEC电子温控片4、冷却循环水路5、冷却内环端盖6、进水口7、出水口8、防水胶圈9、导热硅脂和数据采集系统。所述冷却外环1、冷却内环3、冷却内环端盖6、TEC电子温控片4和温度传感器2装配完毕后形成一个环状的整体结构。

[0030] 本实施例中，所述冷却内环3外表面沿周向均匀设置有十个最深处为1.8mm的第一方形槽31；所述冷却外环1内表面沿周向均匀设置有十个最深处为1.8mm的第二方形槽11；所述第一方形槽31和第二方形槽11一一对应且均与TEC电子温控片4的水平面尺寸相同；所述冷却内环3和冷却外环1采用过盈配合；所述冷却内环3和冷却外环1均采用铍铜材料制成，所述冷却内环3和冷却外环1相互配合接触的表面涂有隔热涂料，避免TEC电子温控片4的冷端和热端通过金属接触部分形成热流闭环；所述TEC电子温控片4对应设置有十个，分别设置在各对应的第一方形槽31和第二方形槽11之间；所述TEC电子温控片4是核心制冷元件，各所述TEC电子温控片4的下端面与第一方形槽31之间均设置有温度传感器2；所述冷却外环1外表面周向均匀设置若干开槽，开槽内分别安装有温度传感器2，本实施例中，所述冷却外环1的外表面周向设置有一个开槽；所述TEC电子温控片4下端为热端，上端为冷端；所述第一方形槽31与温度传感器2之间设置有导热硅脂。

[0031] 各所述TEC电子温控片4均为独立控制，多片协调配合；所述TEC电子温控片4的导线通过冷却内环3和冷却外环1的配合间隙连接直流电源，各所述温度传感器2的导线通过冷却内环3和冷却外环1的配合间隙连接数据采集系统，实时收集温度数据并及时做出反馈。所述冷却内环3的圆周内侧设置有环状凹槽，作为冷却循环水路5，且所述冷却循环水路5的上侧内表面设置为波纹状结构；所述冷却内环端盖6与冷却内环3侧表面焊接并打磨，形成封闭的冷却循环水路，所述进水口7和出水口8分别设置在冷却内环端盖6的外端面上且一端与循环冷却回路5连通，另一端连接至水泵和水槽；所述冷却内环端盖6与冷却循环水路5之间设置有防水胶圈9。工作时，电子温控环外侧为制冷面，通过温度传感器2和数据采集系统可以实时调控电子温控环的输出功率，进而实现稳定的、动态的冷却效果。

[0032] 工作时，先将各实验器械和工作零件按上述顺序连接，测试冷却循环系统工作是否正常；数据采集系统工作是否正常并进行平衡清零；对直流电源进行短接测试；对TEC电子温控片4进行短暂通电测试，检测各个传感器是否有异常。传感器无异常后，将电子温控环整体装配到电磁调控轧辊的中心通孔中，采用过盈配合的方式进行装配。电子温控环为一单元件，可多个配合使用，装配位置及装配数量可根据电磁调控轧辊的具体工况和具体需求进行合理布置。如在电磁棒两端布置，用于冷却轧辊两端，阻隔热量传入两端轴承；亦或与电磁棒交替布置，阻隔电磁棒产生的热量沿轴向传递。通电之前，优先向冷却循环水路5通入冷却水，待冷却循环系统稳定以后，接通电源，电子温控环正常工作。

[0033] 以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。