CN102586616B - 行星式旋转喷吹除气装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种行星式旋转喷吹除气装置，包括除气箱、旋转喷吹装置、顶盖、中心轴、中心轴驱动装置和旋转喷吹驱动装置，所述顶盖设置在除气箱顶部，其中心开有中心孔；所述中心轴穿过顶盖中心孔，转动的竖置于除气箱中心，所述中心轴上固定一转盘，转盘的轴线与中心轴的轴线重合；所述旋转喷吹装置可以转动的偏心设置在转盘上，其包括旋转杆、旋转喷头、进气管，旋转杆下端与旋转喷头相连伸入到除气箱内，上端连接进气管。本发明可以有效保证净化气体在整个除气箱内均匀分布，缩短了氢在熔体中的扩散路程，强化了气液接触，熔体液面平稳，达到提高除氢效果的目的。

Description

行星式旋转喷吹除气装置
技术领域
本发明属于冶金领域，涉及一种金属熔体的除气装置，特别是一种去除铝熔体中气体的喷头行星式旋转喷吹除气装置。
背景技术
铝熔体的净化是保证纯铝及其合金冶金质量的关键技术，降低铝熔体中的氢含量是铝熔体净化的主要目的之一。目前铝熔体除氢技术主要是依据气泡浮游理论发展的各种除氢方法，它是在铝熔体中吹入大量气泡，利用氢在铝熔体和气泡中的分压差使铝熔体中的氢不断扩散进入气泡中，并随气泡上浮至熔体液面逸出，从而达到除氢目的。
经文献检索发现，旋转喷吹装置已成为目前国内外通用的铝熔体除氢装置，例如中国专利发明名称为：铝合金熔体除氢旋转脉冲喷吹装置，专利号为：ZL00125771.4的发明专利，公开了一种铝合金熔体除氢旋转脉冲喷吹装置，即在传统旋转喷吹除气装置的基础上，在气路供应系统中增设减压阀和电磁阀，在电气控制系统中增设脉冲输出电路，使得净化气体以脉冲方式进入熔体中，从而使气泡更加细小，有效减弱气泡的合并、熔体的翻腾和吸氢等有害影响，达到提高除氢效果目的。
通过分析发现，目前现有的旋转喷吹除氢装置对于整个除气箱内铝熔体的除氢效果仍存在一定局限：由于铝熔体相对较大的粘度和比重，气泡多沿旋转杆四周上浮，造成净化气体在除气箱中分布不均，除气箱内中心主体区气含量相对较高，而边角区净化气体含量很少，这样边角区域的铝熔体不能与足够数量的气泡进行充分接触，导致除气箱边角区域的铝熔体除气效果较差。而为了改善边角区的气体分布情况，则需要增大旋转喷头的转速或增大喷头尺寸，而这又会导致铝熔体液面的波动加剧，熔体吸氢情况加剧，不利于铝熔体的净化。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种行星式旋转喷吹除气装置，通过喷头的运动，保证除气箱内的气体均匀分布，有效提高气体利用率和除气效率，同时降低由于液面翻滚造成的吸氢风险，克服现有技术存在的上述不足。
本发明解决技术问题的技术方案如下：
一种行星式旋转喷吹除气装置，包括除气箱、旋转喷吹装置，其特征在于，还包括顶盖、中心轴、中心轴驱动装置和旋转喷吹驱动装置，所述顶盖设置在除气箱顶部，其中心开有中心孔；所述中心轴穿过顶盖中心孔，转动的竖置于除气箱中心，所述中心轴上固定一转盘，转盘的轴线与中心轴的轴线重合；所述旋转喷吹装置可以转动的偏心设置在转盘上，其包括旋转杆、旋转喷头、进气管，旋转杆下端与旋转喷头相连伸入到除气箱内，上端连接进气管。
由以上公开的技术方案可知，本发明通过改变传统旋转喷头的运动轨迹，使旋转喷头在高速自转的同时，绕中心轴低速公转，旋转喷头更靠近除气箱的四个边壁，从而可以有效保证净化气体在整个除气箱内均匀分布，缩短了氢在熔体中的扩散路程，强化了气液接触，熔体液面平稳，达到提高除氢效果的目的。
附图说明
图1为本发明行星式旋转喷吹除气装置一实施例结构示意图。
附图标记如下：
1、除气箱      2、熔体进口              3、熔体出口
4、顶盖        5、中心轴                6、支架
7、公转轴承    8、中心轴带轮传动装置    9、中心轴驱动电机
10、转盘                11、自转轴承        12、旋转杆
13、旋转喷头            14、进气管          15、旋转喷吹带轮传动装置
16、旋转喷吹驱动电机    17、中心轴进气管    18、氩气瓶连接软管
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步详述。
如图1所示，本发明行星式旋转喷吹除气装置，包括除气箱1、旋转喷吹装置、顶盖4、中心轴5、中心轴驱动装置、旋转喷吹驱动装置和支架6，所述除气箱1是由耐火材料浇铸的容纳待处理铝熔体的箱体，除气箱1液面下方设置熔体进口2，除气箱液面下方与熔体进口2相对一侧设置熔体出口3。所述顶盖4设置在除气箱1顶部，其中心开有中心孔，所述顶盖4由耐热钢制成；所述中心轴5穿过顶盖4的中心孔，所述支架6固定设置在除气箱1外侧，所述中心轴5通过公转轴承7转动的设置于支架6上，且所述中心轴5竖直于除气箱1中心；所述中心轴5上固定一转盘10，转盘10的轴线与中心轴5的轴线重合；所述中心轴驱动装置包括中心轴带轮传动装置8和中心轴驱动电机9，所述中心轴带轮传动装置8一端连接中心轴5上端，另一端连接中心轴驱动电机9，所述中心轴驱动电机9固定设置在支架6上，所述中心轴5在中心轴驱动电机9的驱动下低速旋转，转速N1为1～2r/min，其转速随着熔体进、出口流量的增加而增大。所述旋转喷吹装置通过自转轴承11可以转动的偏心设置在转盘10上，其包括旋转杆12、旋转喷头13、进气管14，旋转杆12下端与旋转喷头13相连伸入到除气箱1内，上端连接进气管14。所述旋转喷吹驱动装置包括旋转喷吹带轮传动装置15和旋转喷吹驱动电机16，所述旋转喷吹带轮传动装置15一端连接旋转杆12上端，另一端连接旋转喷吹驱动电机16，所述旋转喷吹驱动电机16固定设置在转盘10上，所述旋转杆12在旋转喷吹驱动电机16的驱动下自转。由于旋转喷吹装置与转盘10同步旋转，从而实现旋转喷吹装置绕中心轴5的公转N1，同时还由旋转喷吹装置驱动电机16驱动进行高速旋转，实现旋转喷吹装置的自转N2。
此外考虑到净化气体通过氩气瓶连接软管18输入到旋转喷吹装置中，而旋转喷吹装置同时具有公转和自转运动，为了防止发生绕线现象，将中心轴5做成中空管，内部放置中心轴进气管17，中心轴进气管17的上端穿过中心轴5的上端与氩气瓶连接软管18相连，中心轴进气管17的另一端与旋转喷吹装置上的进气管14连接，这样净化气体经中心轴进气管17进入进气管14，再进入旋转杆12中，再经旋转喷头13上的周边喷气口在旋转时以气泡形式喷入到铝熔体中。
工作时，首先开启中心轴驱动电机9和旋转喷吹驱动电机16，中心轴5由中心轴驱动电机9驱动以N1转速低速旋转，并带动转盘10、旋转喷吹装置、旋转喷吹带轮传动装置15、旋转喷吹驱动电机16同步旋转；此外旋转喷吹装置在旋转喷吹驱动电机16的驱动下绕旋转杆12轴线高速旋转。待处理的铝熔体从熔体进口2流入，同时净化气体经中心轴进气管17进入旋转喷吹装置上的进气管14，再进入旋转杆12中，再经旋转喷头13上的周边喷气口在旋转时以气泡形式喷入到铝熔体中。由于旋转喷头13的运动轨迹偏离除气箱1中心，气泡容易到达除气箱的边角区，在整个除气箱内均匀分散上浮，并在上浮过程中不断吸氢并逸出熔体液面。由于旋转喷吹装置在高速自转的同时，还绕中心转轴做低速公转，消除了发生打漩的条件，铝熔体液面平稳不翻腾，不易造成液面的卷气吸氢。净化处理后的铝熔体则从熔体出口流出进入后续工序。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式，并非用来限制本发明的保护范围，凡是依照本发明权利要求所做的同等变换，均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种行星式旋转喷吹除气装置，包括除气箱、旋转喷吹装置，其特征在于，还包括顶盖、中心轴、中心轴驱动装置和旋转喷吹驱动装置，所述顶盖设置在除气箱顶部，其中心开有中心孔；所述中心轴穿过顶盖中心孔，转动的竖置于除气箱中心，所述中心轴上固定一转盘，转盘的轴线与中心轴的轴线重合；所述旋转喷吹装置可以转动的偏心设置在转盘上，其包括旋转杆、旋转喷头、进气管，旋转杆下端与旋转喷头相连伸入到除气箱内，上端连接进气管。
2.根据权利要求1所述的行星式旋转喷吹除气装置，其特征在于，所述除气箱是由耐火材料浇铸的容纳待处理铝熔体的箱体，除气箱液面下方设置熔体进口，除气箱液面下方与熔体进口相对一侧设置熔体出口。
3.根据权利要求1所述的行星式旋转喷吹除气装置，其特征在于，还包括支架，所述支架固定设置在除气箱外侧，所述中心轴通过公转轴承转动的设置于支架上。
4.根据权利要求2所述的行星式旋转喷吹除气装置，其特征在于，所述中心轴驱动装置包括中心轴带轮传动装置和中心轴驱动电机，所述中心轴带轮传动装置一端连接中心轴上端，另一端连接中心轴驱动电机，所述中心轴驱动电机固定设置在支架上，所述中心轴在中心轴驱动电机的驱动下低速旋转，其转速随着熔体进、出口流量的增加而增大。
5.根据权利要求4所述的行星式旋转喷吹除气装置，其特征在于，所述中心轴的转速N1为1～2r/min。
6.根据权利要求1所述的行星式旋转喷吹除气装置，其特征在于，所述中心轴为中空管，其内部设置中心轴进气管，中心轴进气管的上端穿过中心轴的上端与氩气瓶上的软管相连，中心轴进气管的另一端与旋转喷吹装置上的进气管相连。
7.根据权利要求2所述的行星式旋转喷吹除气装置，其特征在于，所述旋转喷吹驱动装置包括旋转喷吹带轮传动装置和旋转喷吹驱动电机，所述旋转喷吹带轮传动装置一端连接旋转杆上端，另一端连接旋转喷吹驱动电机，所述旋转喷吹驱动电机固定设置在转盘上，所述旋转杆在旋转喷吹驱动电机的驱动下自转。
8.根据权利要求2所述的行星式旋转喷吹除气装置，其特征在于，所述转盘设置在顶盖高度位置处。
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