[發明專利]一種不燃級金屬復合板芯材溫控時效處理裝置及方法

有效

• 申請號: 201710165816.3
• 申請日: 2017-03-20
• 公開（公告）號: CN106967865B
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 都東;戢仁和;王力;常保華;潘際鑾
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C21D1/00
• 分類號: C21D1/00;C21D9/00;C21D11/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;謝斌

1.一種不燃級金屬復合板芯材溫控時效處理裝置，其特征在于，該裝置包括：

機架；

輸入輥機構，所述輸入輥機構安裝于所述機架上，用于驅動被加工的芯材進入加工區域；

輸出輥機構，所述輸出輥機構亦安裝于所述機架上，用于驅動被加工的芯材離開加工區域；

控制器，所述控制器電連接所述輸入輥機構和輸出輥機構，用于控制所述輸入輥機構和輸出輥機構的啟停、正向、反向運轉并調整運轉速度；

保溫層，所述保溫層包覆于所述機架的頂面、底面及四周，用于減少加工區域熱量損失；

溫度控制裝置，所述溫度控制裝置安裝于加工區域內部，用于控制加工區域內部的氣體溫度；

所述輸入輥機構包括輸入輥和輸入輥驅動裝置，所述輸入輥通過軸承座及軸承安裝在所述機架上，所述輸入輥驅動裝置連接所述輸入輥，用于驅動所述輸入輥轉動；

所述輸出輥機構包括輸出輥和輸出輥驅動裝置，所述輸出輥亦通過軸承座及軸承安裝在所述機架上，所述輸出輥驅動裝置連接所述輸出輥，用于驅動所述輸出輥轉動；

所述輸入輥驅動裝置和輸出輥驅動裝置包括電機、變頻器和傳動機構；所述變頻器在所述控制器控制下通過調整所述電機的輸入參數連續調整所述電機的運轉速度，所述電機通過所述傳動機構向所述輸入輥和輸出輥輸出動力；

所述輸入輥和輸出輥的直徑200mm～600mm，長度為1.5m～2.5m，所述輸入輥和輸出輥的軸線平行且等高，軸線間距5m～7m，其軸線豎直方向角度在±5度內可調；

所述保溫層包括上部保溫層和下部保溫層，所述下部保溫層一側面在所述輸入輥或輸出輥軸線之間居中的位置上開有一觀察孔，所述觀察孔處安裝有觀察窗，在正對所述觀察窗中心位置處安裝有攝相機，所述攝相機包括鏡頭和圖像傳感器，其中所述圖像傳感器采用CCD或CMOS，用于檢測加工區域內被加工芯材位置狀態；

所述溫度控制裝置包括加熱裝置、溫度傳感器和溫度控制器，其中所述加熱裝置采用電熱方式，用于加熱加工區域內部的空氣介質；所述溫度傳感器采用熱電偶，安裝于所述加工區域內部；所述溫度控制器根據所述溫度傳感器測量結果控制所述加熱裝置啟停實現對加工區域內部溫度的控制，所述溫度控制器能夠將加工區域內氣體溫度在100～300℃內保持±10℃以內的恒溫；

所述控制器接收所述攝相機采集的視頻信號，從視頻信號中提取出被加工芯材的運動狀態信息，并向所述輸入輥驅動裝置及輸出輥驅動裝置輸出啟停、正反向運轉、轉速變化控制量，其控制步驟如下：

ⅰ)從所述攝相機讀取當前拍攝圖像；

ⅱ)從圖像中提取出被加工芯材最低點位置并計算該點與所述觀察孔中心高度之間的豎直距離；

ⅲ)若被加工芯材最低點位置高于所述觀察孔中心距離達到觀察孔高度的10％，所述控制器向所述輸出輥驅動裝置輸出設定轉速指令，使所述輸出輥的轉速比所述輸入輥的轉速低5％；

ⅳ)若被加工芯材最低點位置低于所述觀察孔中心距離達到觀察孔高度的10％，所述控制器向所述輸出輥驅動裝置輸出設定轉速指令，使所述輸出輥的轉速比所述輸入輥的轉速高5％；

ⅴ)否則所述控制器向所述輸入輥驅動裝置和輸出輥驅動裝置輸出相同的設定速度參數；

ⅵ)返回步驟ⅰ)。

2.如權利要求1所述的一種不燃級金屬復合板芯材溫控時效處理裝置，其特征在于，所述上部保溫層包覆在所述機架頂面及前后左右面上半部分，與被加工的芯材包圍出加工區域上半部分；

所述下部保溫層包覆在所述機架底面及前后左右面下半部分，與被加工的芯材包圍出加工區域下半部分；

所述上部保溫層和下部保溫層共同將所述輸入輥和輸出輥包圍在其內部。

3.如權利要求2所述的一種不燃級金屬復合板芯材溫控時效處理裝置，其特征在于，所述上部保溫層和下部保溫層所用材料能夠在-20～300℃下降低加工區域與外界之間傳熱傳質，選用硅酸鹽保溫材料或巖棉保溫材料；

所述上部保溫層和下部保溫層在前后兩面上低于所述輸入輥或輸出輥最高點100mm～200mm處各開有一寬100mm～150mm的矩形通孔，所述矩形通孔與所述輸入輥或輸出輥等長，用于被加工芯材進入、離開加工區域；

所述觀察孔處安裝有由透明材料制成的觀察窗；所述觀察孔的高度低于所述輸入輥或輸出輥軸線高度至少500mm，所述觀察孔的尺寸不小于200mm×200mm。

4.一種基于如權利要求1到3任一項所述裝置的不燃級金屬復合板芯材溫控時效處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)被加工芯材位姿調整：

①將待加工的芯材從輸入輥側放入加工區域，承托在輸入輥上；

②將待加工的芯材從加工區域內部，經輸出輥承托，引出加工區域；

③適當牽引、放出被加工芯材，使被加工芯材垂直輸入輥軸線的兩邊緣最低點均與觀察孔中心高度等高；

2)輸入輥和輸出輥位姿調整：

①調整輸入輥軸線豎直方向角度；

②使輸入輥反復正向、反向運轉，若被加工芯材邊緣相對輸入輥邊緣持續向某一方向偏移，返回步驟①；

③對輸出輥進行上述步驟①和②的調整；

3)加工區域預熱：

①打開溫度控制裝置，使加工區域內部溫度逐漸升高至需要的加工溫度；

②保溫15-25分鐘，使輸入輥和輸出輥被均勻加熱；

4)連續生產：

①通過控制器使輸入輥適當旋轉，使被加工芯材最低點與觀察孔中心高度等高；

②根據工藝需求向控制器設定運轉速度；

③使控制器執行如權利要求1所述的控制流程。