CN104789796B - 石墨转子 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种石墨转子，所述石墨转子置于除气箱内，该石墨转子内设有与其配合使用的定子，所述定子为空心，所述转子内设有与转子同轴的空腔体，所述定子的顶部与空腔体的顶部留有空隙；所述转子壁上设有多个周向间隔的排放口，所述排放口与空腔体相通；所述转子的底部设有进铝口，进铝口与空腔体相通。具有以下优点：惰性气源在小于箱体500倍的转子的开放内空腔体中与铝液充分混合搅拌，并且在除气箱内形成了比传统方式更为细微的气幕源。

Description

石墨转子
技术领域
本发明属于铝熔铸在线除氢装置，特别是一种石墨转子。
背景技术
传统的石墨转子，例如美国SNIF、法国Alpur及美国Pyrotek提供的石墨转子叶轮，均采用将Ar、N2等惰性气体源输入至转子叶轮的气体输出端，然后通过转子叶轮的高速旋转（大约550转/分）将输出的惰性气体源搅碎。这种被搅碎的气泡弥散在除气箱铝液中，形成了一层惰性气幕，这层形成的惰性气幕在漂浮上升过程中将铝液中的氢和渣带出，从而达到铝液净化目的。但由于该惰性气幕的自身缺陷（气泡热膨胀原理），会在不饱和搅拌中产生盲点。即使是最佳的除氢效果（金属处理量在10T/H时）也不会低于0.14ml/100g， 尤其是对2、5、7系合金的处理效果更差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供的一种石墨转子，惰性气源在小于箱体500倍的转子的开放内空腔体中与铝液充分混合搅拌，并且在除气箱内形成了比传统方式更为细微的气幕源。
为解决上述技术问题，本发明提供的石墨转子，所述石墨转子置于除气箱内，该石墨转子内设有与其配合使用的定子，所述定子为空心，所述转子内设有与转子同轴的空腔体，所述定子的顶部与空腔体的顶部留有空隙；所述转子壁上设有多个周向间隔的排放口，所述排放口与空腔体相通；所述转子的底部设有进铝口，进铝口与空腔体相通。转子高速旋转时，利用虹吸原理将铝液吸入到转子的开放式内空腔体中，使之在小于箱体500倍的空腔体内与惰性气源充分混合搅拌，达到饱和搅拌的目的，形成了比传统方式细微的气幕源。
作为优选，所述空腔体为阶梯形，由上到下依次包括第一阶梯、第二阶梯和第三阶梯，所述第一阶梯处的空腔体直径小于第二阶梯处的空腔体直径，第二阶梯处的空腔体直径小于第三阶梯处的空腔体直径，所述排放口和进铝口均与第三阶梯处的空腔体相通。将空腔体设置为阶梯形，可以使从定子输入到空腔体内的惰性气源随高速旋转的转子在每个阶梯拐角处搅碎成细小的惰性气泡，形成更为细微的气幕源，以增大惰性气泡的表面接触面积，达到最大化的接触铝液中的有害物质，获得最佳的除氢效果。
作为优选，所述定子的上端部由上到下依次设有两个环形凸台，所述上环形凸台位于第一阶梯拐角处，所述下环形凸台位于第二阶梯拐角处。提高惰性气源的被搅碎效果。
作为优选，所述环形凸台的纵向截面由靠近定子的一侧到远离定子的一侧逐渐减小。在环形凸台的最大直径处，该处相当于切刀的作用，可以进一步提高惰性气源的被搅碎效果。
作为优选，所述上环形凸台到第一阶梯拐角处的间隙小于下环形凸台到第二阶梯拐角处的间隙。这两个间隙处具有限流的作用，使惰性气源可以进行充分的搅碎。
作为优选，所述转子的表面设有吸附沟槽，所述吸附沟槽上涂有抗氧化涂层。根据石墨的特性，石墨转子的表面比较光滑，因此通过增设吸附沟槽以增大抗氧化涂层的吸附能力。
为了获得更多的气幕源，转子的转速比传统的转速提高了近50%，从而造成了石墨转子的磨损，为了解决这个问题，在转子的表面涂覆有高温抗氧化抗磨损的涂层，提高了转子的使用寿命。
采用以上结构后，本发明的石墨转子与现有技术相比，具有以下优点：转子高速旋转时，利用虹吸原理将铝液吸入到转子的开放式内空腔体中，此时从定子输入到空腔体的惰性气体在空腔体内被搅碎细小的惰性气泡，铝液在很小空间中与惰性气泡进行饱和搅拌，惰性气泡和铝液通过转子周边匀布的排放口在（750转/分）高速旋转时排出，惰性气泡形成了一层更为细小气泡的气幕，这层气幕无论产生的数量还是气泡细微的程度都大大优于传统的石墨转子产生的气幕层，实现了无盲点除氢。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为图1中A处局部放大图。
其中：1、转子，2、除气箱，3、定子，4、空腔体，5、排放口，6、进铝口，7、第一阶梯，8、第二阶梯，9、第三阶梯，10、环形凸台，11、吸附沟槽。
具体实施方式
下面通过实施例结合附图对本发明作进一步的描述。
如图1-2示，本实施例提供的石墨转子，所述石墨转子1置于除气箱2内，该石墨转子1内设有与其配合使用的定子3，所述定子3为空心，惰性气体从该空心进入，所述转子1内设有与转子同轴的空腔体4，所述定子3的顶部与空腔体4的顶部留有空隙，供惰性气体进入到空腔体内；所述转子1壁上设有多个周向间隔的排放口5，所述排放口5与空腔体4相通；所述转子1的底部设有进铝口6，进铝口6与空腔体4相通。
所述空腔体4为阶梯形，由上到下依次包括第一阶梯7、第二阶梯8和第三阶梯9，所述第一阶梯处的空腔体直径小于第二阶梯处的空腔体直径，第二阶梯处的空腔体直径小于第三阶梯处的空腔体直径，所述排放口5和进铝口6均与第三阶梯处的空腔体相通；所述定子3的上端部由上到下依次设有两个环形凸台10，所述上环形凸台位于第一阶梯拐角处，所述下环形凸台位于第二阶梯拐角处；所述环形凸台10的纵向截面由靠近定子的一侧到远离定子的一侧逐渐减小；所述上环形凸台到第一阶梯拐角处的间隙小于下环形凸台到第二阶梯拐角处的间隙。
铝液和更为细小的惰性气泡从排气口排出，更为细小的惰性气泡弥散在除气箱的铝液中，形成了一层惰性气幕，这层惰性气幕在漂浮上升中将铝液中的氢和渣带出，以达到铝液净化的目的。
所述转子1的表面设有吸附沟槽11，所述吸附沟槽上涂有抗氧化涂层。吸附沟槽有效的扩大了涂层在转子的比面积，增强了涂层与转子的粘附力。
本专利的改进点已经在中车集团定点生产的高铁车辆用高精铝材主要供应商吉林麦达斯熔铸生产现场得到了验证，除氢效果已达到了0.10ml/100g以下，并且达到了连续生成300小时无磨损的记录。

Claims (5)

1.一种石墨转子，所述石墨转子置于除气箱内，该石墨转子内设有与其配合使用的定子，所述定子为空心，其特征在于：所述转子内设有与转子同轴的空腔体，所述定子的顶部与空腔体的顶部留有空隙；所述转子壁上设有多个周向间隔的排放口，所述排放口与空腔体相通；所述转子的底部设有进铝口，进铝口与空腔体相通；所述空腔体为阶梯形，由上到下依次包括第一阶梯、第二阶梯和第三阶梯，所述第一阶梯处的空腔体直径小于第二阶梯处的空腔体直径，第二阶梯处的空腔体直径小于第三阶梯处的空腔体直径，所述排放口和进铝口均与第三阶梯处的空腔体相通。
2.根据权利要求1所述的石墨转子，其特征在于：所述定子的上端部由上到下依次设有两个环形凸台，所述上环形凸台位于第一阶梯拐角处，所述下环形凸台位于第二阶梯拐角处。
3.根据权利要求2所述的石墨转子，其特征在于：所述环形凸台的纵向截面由靠近定子的一侧到远离定子的一侧逐渐减小。
4.根据权利要求2或3所述的石墨转子，其特征在于：所述上环形凸台到第一阶梯拐角处的间隙小于下环形凸台到第二阶梯拐角处的间隙。
5.根据权利要求1或2或3所述的石墨转子，其特征在于：所述转子的表面设有吸附沟槽，所述吸附沟槽上涂有抗氧化涂层。
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Pledgor: ZHEJIANG XINNAI ALUMINUM MELTING&CASTING EQUIPMENT MATERIALS CO.,LTD.

Registration number: Y2022330000323

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