CN101985698B - 一种铝合金真空提拉除气装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种铝合金真空提拉除气装置，包括真空泵、提拉式真空除气机、真空缓冲罐、密封中隔板及设备下罐。当合金液完全熔化后，将中隔板放置于下罐上，将提拉式真空除气机放置于中隔板上。开启真空泵对下罐抽真空。通过提拉真空除气机上下提拉搅动坩埚内金属液，由于负压作用，合金液溶解的气体会自动析出，扩散出来，从而减少合金液内的含气量，提高合金液的品质，提高铸件质量。本发明是一种适用于反重力铸造，包括低压铸造、差压铸造和调压铸造的炉前合金液除气净化处理装置，结构简单，容易操作，无环境污染，满足实际生产的需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种反重力铸造真空除气装置，具体地说，涉及一种铝合金真空提拉除气装置，属于铸造及实验设备领域。
背景技术
铝合金熔体净化处理是铝合金生产过程中非常重要的环节，主要去除铝合金熔体中的氢及各种氧化夹杂物，避免铸件因存在气体和各种夹杂物产生气孔、缩松、非金属夹杂等缺陷。除气就是指去除铝合金熔体中溶解的氢。
目前较为常用的铝合金除气方法有如下2种：(1).采用除气剂，通过除气剂与铝液反应生成难溶于铝液的气体，这些气体在铝液上浮过程中将熔于铝液中的氢带出，逸入大气。(2).采用旋转喷吹除气机，旋转喷吹除气机的除气原理与方法(1)相同，旋转喷吹除气机通过将惰性气体吹入铝合金熔体中，旋转头一方面将气体打碎，并带动铝合金液旋动进一步提高除气效果。
对于以上两种铝合金熔体处理方法，方法(1)所用的除气剂在与铝液反应会伴随有害气体的产生，对操作人员、设备以及周边环境有较大危害；方法(2)为铝合金熔体净化专用设备，设备价格昂贵，一次性投入费用较大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术中存在的不足，提出了一种无污染、经济和易操作的提拉式搅拌除气装置，满足实际生产的需求。本发明的基本原理是：根据Sievert定律，常压状态下，铝合金熔体内氢与大气中的氢处于一种动态平衡；在真空状态下，要维持这种动态平衡铝合金熔体内的氢会自动析出。基于此原理，本发明提出一种铝合金真空提拉除气装置，在真空环境下，通过该装置的提拉搅动作用，促使溶解于铝合金液中的氢析出。本发明应用物理原理实现了铝合金熔体的除气过程，装置结构简单，容易操作，无环境污染，适合于反重力铸造设备的铝合金熔体除气处理，也适用于经过改造的其它设备实现真空除气。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：该除气装置包括真空泵、提拉式真空除气机、真空缓冲罐、密封中隔板、真空表、电磁截止阀以及设备下罐。
所述的真空泵通过用无缝钢管管道与真空缓冲罐和设备下罐相连接。真空泵前端管道设置有真空表，可实时检测管道内的压力值。真空泵与真空缓冲罐之间、真空泵与安置有熔化保温炉的下罐之间分别设置有1#电磁截止阀和2#电磁截止阀。通过电磁截止阀的通断控制气流的走向。熔化保温炉安装在下罐内，密封中隔板设置在下罐之上，提拉式真空除气机安装在密封中隔板上，密封中隔板与下罐、密封中隔板与除气机之间通过设置在下罐密封槽内“O”形耐高温硅橡胶密封圈实现密封。提拉式真空除气机由PLC控制。
所述的提拉式真空除气机由PLC控制其往复、停顿动作及除气时间。在真空环境下，通过真空除气机气缸活塞的往复运动带动完全浸于铝合金液中的斗笠形圆盘进行上下运动，通过斗笠形圆盘带动坩埚内铝合金液翻腾，使得溶解于铝合金的氢析出，净化铝合金。
所述的提拉式真空除气机主要由气缸、支撑架、拉杆、动密封装置、延长杆和斗笠形圆盘组成。气缸安装在气缸座上，气缸座与隔热导向套由支撑架通过螺栓固定连接，拉杆的一端与气缸连接，气缸活塞的伸缩带动拉杆做上下往复运动，拉杆与动密封装置相连，拉杆工作时可保证下罐的气密性。拉杆的另一端穿过隔热导向套与延长杆上端通过丝扣连接，延长杆下端与斗笠形圆盘固定焊接。延长杆的长度根据实际使用坩埚的深度来确定。
本发明铝合金真空提拉除气装置的真空除气机参数控制界面包含以下部分：下罐真空度(KPa)、除气时间(min)、上提停顿时间(s)、下压停顿时间(s)、除气计时(s)、开始抽真空和开始除气。其中，下罐真空度和除气计时为实时数据，显示在监控界面上。除气时间、上提停顿时间和下压停顿时间为控制参数。开始抽真空和开始除气为控制按钮，分别控制真空泵和提拉式真空除气机。
本发明是一种适用于反重力铸造，包括低压铸造、差压铸造和调压铸造的炉前合金液除气净化处理装置。本发明铝合金真空提拉除气装置应用物理原理实现铝合金精炼除气过程，操作简单易行，没有有害气体产生，满足实际生产的需求，整个过程采用PLC控制。本发明也适用于经过改造的其它设备实现真空除气。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明一种铝合金真空提拉除气装置作进一步详细的说明。
图1为本发明铝合金真空提拉除气装置原理图。
图2为本发明铝合金真空提拉除气装置的提拉式真空除气机结构示意图。
图3为本发明铝合金真空提拉除气装置的提拉式真空除气机参数控制界面。
1.真空泵 2.真空表 3.真空缓冲罐 4.1#电磁截止阀 5.2#电磁截止阀6.提拉式真空除气机 7.密封中隔板 8.坩埚 9.气缸 10.气缸座11.拉杆 12.支撑架 13.动密封装置 14.“O”型耐高温密封圈15.隔热导向套 16.延长杆 17.斗笠形圆盘
具体实施方式
本实施例是一种铝合金真空提拉除气装置。
如图1、图2所示，铝合金真空提拉除气装置包括真空泵1、真空表2、真空缓冲罐3、1#电磁截止阀4、2#电磁截止阀5、提拉式真空除气机6、密封中隔板7、坩埚8、“O”型耐高温密封圈14、隔热导向套15组成。其中，真空泵1通过使用无缝钢管管道与真空缓冲罐3和设备下罐相连接。真空泵1前端管道设置有真空表2，可实时检测管道内的压力值。真空泵1与真空缓冲罐3之间、真空泵1与安置有熔化保温炉的下罐之间分别设置有1#电磁截止阀4和2#电磁截止阀5，通过电磁截止阀的通断控制气流的走向。熔化保温炉安装在下罐内，密封中隔板7设置在下罐之上，提拉式真空除气机6安装在密封中隔板7上，密封中隔板7与下罐、密封中隔板7与提拉式真空除气机6之间通过设置在下罐密封槽内“O”形耐高温硅橡胶密封圈实现密封。提拉式真空除气机由PLC控制。
本发明铝合金真空提拉除气装置的提拉式真空除气机主要由气缸9、支撑架12、拉杆11、动密封装置13、延长杆16和斗笠形圆盘17组成。所述的提拉式真空除气机由PLC控制其往复、停顿动作及除气时间。在真空环境下，通过提拉式真空除气机6气缸活塞的往复运动带动完全浸于铝合金液中的斗笠形圆盘17进行上下运动，通过斗笠形圆盘17带动坩埚内铝合金液翻腾，使得溶解于铝合金的氢析出，净化铝合金液。
所述的气缸9安装在气缸座10上，气缸座与隔热导向套15由支撑架12通过螺栓固定连接，拉杆11的一端与气缸9连接，气缸活塞的伸缩带动拉杆11做上下往复运动，拉杆11与动密封装置13相连，拉杆11工作时保证下罐的气密性。拉杆11的另一端穿过隔热导向套15与延长杆16上端通过丝扣连接，延长杆16下端与斗笠形圆盘17固定焊接。延长杆11的长度根据实际使用坩埚的深度来确定。
图3展示了本发明铝合金真空提拉除气装置的提拉式真空除气机参数控制界面。控制界面包含以下部分：下罐真空度(KPa)、除气时间(min)、上提停顿时间(s)、下压停顿时间(s)、除气计时(s)、开始抽真空和开始除气。其中，下罐真空度和除气计时为实时数据，显示在监控界面上。除气时间、上提停顿时间和下压停顿时间为控制参数。开始抽真空和开始除气为控制按钮，分别控制真空泵和提拉式真空除气机。
工作流程：
铝合金熔化保温过程在安装有熔化炉的设备下罐中进行。待铝合金全部熔化后调整温度，进行细化变质处理，处理结束后进行保温，同时将密封中隔板7和提拉式真空除气机6安装到位，连接安装处通过设置在下罐密封槽内“O”形耐高温硅橡胶密封圈实现密封。
在控制界面上点击“开始抽真空”按钮，启动真空泵1，控制系统会自动将1#电磁截止阀4和2#电磁截止阀5打开对设备下罐抽真空，由于真空缓冲罐3的作用，下罐可在很短的时间内达到-50KPa。随着设备下罐压力的降低，在外界大气压力的作用于下，下罐及下罐密封槽内“O”型耐高温密封圈14、密封中隔板7和提拉式真空除气机6之间的密封会自动形成。
当下罐真空度达到-60KPa时，设置除气时间(min)：20～30分钟，上提停顿时间(s)，下压停顿时间(s)，根据实际情况可灵活设定。点击“开始除气”按钮，提拉式除气机开始工作。
控制系统自动计时，工作时间显示在“除气计时”一栏中，当到达设定除气时间，提拉式除气机6停止工作，气缸9自动复位处于缩回状态。关闭真空泵1、1#电磁截止阀4和2#电磁截止阀5。移走提拉式真空除气机6，将升液管放置到位即可进行浇注。除气期间，真空泵始终处于工作状态，不断的将下罐产生的气体抽出。
Claims (3)
1.一种铝合金真空提拉除气装置，包括真空泵、提拉式真空除气机、真空缓冲罐、密封中隔板及电磁截止阀，其特征在于：它还包括一个安置有熔化保温炉的设备下罐，密封中隔板(7)设置在下罐之上，提拉式真空除气机(6)安装在密封中隔板上，密封中隔板(7)与下罐、密封中隔板与提拉式真空除气机(6)之间设置有“O”型耐高温密封圈(14)实现密封；真空泵(1)通过管道与下罐连接；所述提拉式真空除气机包括气缸、支撑架、拉杆、动密封装置、延长杆和斗笠形圆盘，气缸安装在气缸座上，气缸座(10)与隔热导向套(15)由支撑架(12)通过螺栓固定连接，拉杆(11)的一端与气缸连接，气缸活塞的伸缩带动拉杆(11)做上下往复运动，拉杆(11)与动密封装置(13)相连，工作时保证下罐的气密性，拉杆(11)的另一端穿过隔热导向套(15)与延长杆(16)上端通过丝扣连接，延长杆(16)下端与斗笠形圆盘(17)固定焊接。
2.根据权利要求1所述的铝合金真空提拉除气装置，其特征在于：所述的真空泵(1)与真空缓冲罐(3)之间设置有1#电磁截止阀(4)，真空泵(1)与安置有熔化保温炉的下罐之间设置有2#电磁截止阀(5)，通过电磁截止阀的通断控制气流的走向；真空泵(1)前端管道设置有真空表(2)，实时检测管道内的压力值。
3.根据权利要求1所述的铝合金真空提拉除气装置，其特征在于：所述的提拉式真空除气机(6)由PLC控制其往复、停顿动作及除气时间；在真空环境下，通过提拉式真空除气机(6)气缸活塞的往复带动完全浸于铝合金液中的斗笠形圆盘(17)上下运动，使得溶解于铝合金的氢析出。
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