CN105290333A - 底注式浇注系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种底注式浇注系统，包括圆盘浇道，圆盘浇道包括供浇注液通过的圆盘主浇管，圆盘主浇管的上端连接有用于过滤浇注液的第一过滤网，第一过滤网的上端连接有用于导入浇注液的浇口杯；圆盘主浇管的下端连接有竖直设置的中柱浇道，中柱浇道的底端连接有底注浇道；圆盘浇道连接有叶片，叶片的底端连接有用于使其成型为单晶叶片的螺旋选晶器，螺旋选晶器的底端与底注浇道连通以使浇注液由螺旋选晶器的底端进入螺旋选晶器内。本发明的底注式浇注系统中，有效的保证螺旋选晶器的有效长度，提高单晶叶片的晶粒取向合格率，且充型平稳，减轻高温浇注液对叶片的陶瓷型芯的冲击，底注式浇注系统结构简单、模组各部分之间装配简便。

Description

底注式浇注系统

技术领域

本发明涉及航空发动机领域，特别地，涉及一种底注式浇注系统。

背景技术

单晶定向叶片在浇注过程中，一般采用从叶片顶部注入钢水的浇注方式，单晶定向叶片顶部注入式浇注系统如附图图1所示，此种浇注方式钢水的流向为：浇口杯3-过滤网20-叶片顶部圆形横浇道30-叶片顶部直浇道40-叶片6-螺旋选晶器7。

在单晶定向叶片顶部注入式浇注系统中，由于钢水直接从叶片的顶部冲击下来，故而对叶片6的陶瓷型芯的冲击力十分大，容易导致陶瓷型芯断裂；其次，由于顶部注入式浇注系统中只有一层过滤网20，不能对浇注液中的渣滓完全进行隔离，叶片渣滓报废的风险较大；最后，由于钢水的水头到达螺旋选晶器7的底部后直接与水冷盘接触，在水冷盘的冷却作用下，未拉晶前，螺旋选晶器上与水冷盘直接接触的部分钢水就已经凝固，从而导致螺旋选晶器7的有效长度缩短，影响选晶器的选晶效果，进而直接影响到单晶的取向。

发明内容

本发明提供了一种底注式浇注系统，以解决采用现有的顶部注入式浇筑系统浇筑时存在的陶瓷型芯易断裂、渣滓过滤不充分、以及拉晶前选晶端提前凝固的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种底注式浇注系统，包括圆盘浇道，圆盘浇道包括供浇注液通过的圆盘主浇管，圆盘主浇管的上端连接有用于过滤浇注液的第一过滤网，第一过滤网的上端连接有用于导入浇注液的浇口杯；圆盘主浇管的下端连接有竖直设置的中柱浇道，中柱浇道的底端连接有底注浇道；圆盘浇道连接有叶片，叶片的底端连接有用于使其成型为单晶叶片的螺旋选晶器，螺旋选晶器的底端与底注浇道连通以使浇注液由螺旋选晶器的底端进入螺旋选晶器内。

进一步地，底注浇道内设有对将进入螺旋选晶器内的浇注液再次进行过滤的第二过滤网。

进一步地，底注浇道包括多根沿中柱浇道的周向布置的底注主浇管，每根底注主浇管连接有一个螺旋选晶器，且每根底注主浇管上设有一个第二过滤网。

进一步地，底注主浇管的数量为六根，六根底注主浇管沿中柱浇道的周向均匀布置，且每根底注主浇管与中柱浇道垂直连通。

进一步地，每根底注主浇管连接有一根底注支浇管，每根底注支浇管同时与两个螺旋选晶器相连。

进一步地，底注支浇管呈半圆弧状，底注主浇管与底注支浇管的中部相连，底注支浇管的两端分别连接有一个螺旋选晶器。

进一步地，圆盘浇道包括呈环形的环形浇管，环形浇管的内环内设有圆盘主浇管，圆盘主浇管上端面的水平高度等于或低于环形浇管的水平高度，圆盘主浇管通过多根圆盘支管与环形浇管连通；叶片的顶端与环形浇管相连。

进一步地，圆盘主浇管与环形浇管同轴设置；圆盘支管的数量为三根，三根圆盘支管沿圆盘主浇管的周向均匀布置，且每根圆盘支管的两端分别与环形浇管的内环壁和圆盘主浇管的外环壁相连。

进一步地，中柱浇道的顶端呈喇叭状，呈喇叭状的中柱浇道的扩口端与圆盘主浇道的底端相连。

进一步地，浇口杯、圆盘浇道、中柱浇道、底注浇道、螺旋选晶器、以及叶片均为由蜡制作而成的型模。

本发明具有以下有益效果：

本发明的底注式浇注系统中，由于浇注液的流向为从螺旋选晶器的底部向上流动并从叶片的底部进入叶片，因此螺旋选晶器的底部一直有热的浇注液流过，因而不会出现瞬间凝固，从而有效的保证了螺旋选晶器的有效长度，有效的提高了单晶叶片的晶粒取向合格率；

而且由于浇注液从叶片的底部注入，从下往上充型，充型平稳，能有效减轻高温浇注液对叶片的陶瓷型芯的冲击；

本发明的底注式浇注系统结构简单、模组各部分之间装配简便。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是现有的顶部注入式浇注系统的结构示意图；

图2是本发明优选实施例的底注式浇注系统的结构示意图；

图3是图2中的底注浇道的结构示意图；

图4是图2中的圆盘浇道的结构示意图；

图5是图4中的A-A向剖视结构示意图。

图例说明

1、圆盘浇道；11、圆盘主浇管；12、环形浇管；13、圆盘支管；2、第一过滤网；3、浇口杯；4、中柱浇道；5、底注浇道；51、底注主浇管；52、底注支浇管；6、叶片；7、螺旋选晶器；8、第二过滤网；20、过滤网；30、顶部圆形横浇道；40、叶片顶部直浇道。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图3所示，本发明的优选实施例提供了一种底注式浇注系统，包括圆盘浇道1，圆盘浇道1包括供浇注液通过的圆盘主浇管11，圆盘主浇管11的上端连接有用于过滤浇注液的第一过滤网2，第一过滤网2的上端连接有用于导入浇注液的浇口杯3；圆盘主浇管11的下端连接有竖直设置的中柱浇道4，中柱浇道4的底端连接有底注浇道5；圆盘浇道1连接有叶片6，叶片6的底端连接有用于使其成型为单晶叶片的螺旋选晶器7，螺旋选晶器7的底端与底注浇道5连通以使浇注液由螺旋选晶器7的底端进入螺旋选晶器7内。本发明的底注式浇注系统工作时，浇注液首先从浇口杯3注入，液体经由圆盘主浇管11进入中柱浇道4，然后再进入底注浇道5，由于螺旋选晶器7的底端与底注浇道5连通，故而底注浇道5中的浇注液由螺旋选晶器7的底端进入螺旋选晶器7，最后由叶片6的底端进入叶片6内，从而形成完全的底部注入方式。本发明的底注式浇注系统中，由于浇注液的流向为从螺旋选晶器7的底部向上流动并从叶片6的底部进入叶片6，因此螺旋选晶器7的底部一直有热的浇注液流过，因而不会出现瞬间凝固，从而有效的保证了螺旋选晶器7的有效长度，有效的提高了单晶叶片的晶粒取向合格率；而且由于浇注液从叶片6的底部注入，从下往上充型，充型平稳，能有效减轻高温浇注液对叶片6的陶瓷型芯的冲击；本发明的底注式浇注系统结构简单、模组各部分之间装配简便。

可选地，如图2所示，底注浇道5内设有对将进入螺旋选晶器7内的浇注液再次进行过滤的第二过滤网8。本发明的底注式浇注系统中，由于在浇口杯3的底端设置对浇注液进行首次过滤的第一过滤网2，且还在底注浇道5内设置对将进入螺旋选晶器7内的浇注液再次进行过滤的第二过滤网8，从而保证流入叶片6的浇注液都经过了两次过滤，从而能有效过滤浇注液中的渣滓，防止叶片形成渣滓缺陷。

可选地，如图3所示，底注浇道5包括多根沿中柱浇道4的周向布置的底注主浇管51，每根底注主浇管51连接有一个螺旋选晶器7，且每根底注主浇管51上设有一个第二过滤网8。

本发明具体的实施例中，如图3所示，底注主浇管51的数量为六根，六根底注主浇管51沿中柱浇道4的周向均匀布置，且每根底注主浇管51与中柱浇道4垂直连通。

优选地，如图3所示，每根底注主浇管51连接有一根底注支浇管52，每根底注支浇管52同时与两个螺旋选晶器7相连。由于每根底注主浇管51通过一根底注支浇管52同时与两个螺旋选晶器7相连，从而两片叶片6才与中柱浇道4相连，该种设置方式充分的节约了模组的中部空间，有利于平衡热量，有助于晶粒合格率的提高；同样的，由于每根底注主浇管51通过一根底注支浇管52同时与两个螺旋选晶器7相连，且每根底注主浇管51内设有一个第二过滤网8，从而一个第二过滤网8同时对应两个叶片6，该种设置充分节约了第二过滤网8的使用成本。

本发明具体的实施例中，如图3所示，底注支浇管52呈半圆弧状，底注主浇管51与底注支浇管52的中部相连，底注支浇管52的两端分别连接有一个螺旋选晶器7。

本发明中，如图2、图4和图5所示，圆盘浇道1包括呈环形的环形浇管12，环形浇管12的内环内设有圆盘主浇管11，圆盘主浇管11上端面的水平高度低于环形浇管12的水平高度，圆盘主浇管11通过多根圆盘支管13与环形浇管12连通；叶片6的顶端与环形浇管12相连。本发明的圆盘浇道1中，由于圆盘主浇管11上端面的水平高度等于或低于环形浇管12的水平高度，且圆盘主浇管11通过多根圆盘支管13与环形浇管12连通，故而当浇注液从浇口杯3注入后，能有效防止流经圆盘主浇管11的浇注液流入圆盘支管13内，从而防止浇注液形成顶注流向，确保浇注液完全从叶片6的底部注入。

优选地，如图2所示，中柱浇道4的顶端呈喇叭状，呈喇叭状的中柱浇道4的扩口端与圆盘主浇管11的底端相连。由于中柱浇道4的顶端呈喇叭状，且呈喇叭状的中柱浇道4的扩口端与圆盘主浇管11的底端相连，从而可进一步防止浇注液形成顶注流向，确保浇注液完全从叶片6的底部注入。

可选地，如图4和图5所示，圆盘主浇管11与环形浇管12同轴设置；圆盘支管13的数量为三根，三根圆盘支管13沿圆盘主浇管11的周向均匀布置，且每根圆盘支管13的两端分别与环形浇管12的内环壁和圆盘主浇管11的外环壁相连。

本发明中，浇口杯3、圆盘浇道1、中柱浇道4、底注浇道5、螺旋选晶器7、以及叶片6均为由蜡制作而成的型模，而第一过滤网2和第二过滤网8均为市场上可购置的常见的用于过滤浇注液中的渣滓的过滤网。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种底注式浇注系统，其特征在于，

包括圆盘浇道(1)，所述圆盘浇道(1)包括供浇注液通过的圆盘主浇管(11)，所述圆盘主浇管(11)的上端连接有用于过滤浇注液的第一过滤网(2)，所述第一过滤网(2)的上端连接有用于导入浇注液的浇口杯(3)；

所述圆盘主浇管(11)的下端连接有竖直设置的中柱浇道(4)，所述中柱浇道(4)的底端连接有底注浇道(5)；

所述圆盘浇道(1)连接有叶片(6)，所述叶片(6)的底端连接有用于使其成型为单晶叶片的螺旋选晶器(7)，所述螺旋选晶器(7)的底端与所述底注浇道(5)连通以使浇注液由所述螺旋选晶器(7)的底端进入所述螺旋选晶器(7)内。

2.根据权利要求1所述的底注式浇注系统，其特征在于，

所述底注浇道(5)内设有对将进入所述螺旋选晶器(7)内的浇注液再次进行过滤的第二过滤网(8)。

3.根据权利要求2所述的底注式浇注系统，其特征在于，

所述底注浇道(5)包括多根沿所述中柱浇道(4)的周向布置的底注主浇管(51)，每根所述底注主浇管(51)连接有一个所述螺旋选晶器(7)，且每根所述底注主浇管(51)上设有一个所述第二过滤网(8)。

4.根据权利要求3所述的底注式浇注系统，其特征在于，

所述底注主浇管(51)的数量为六根，六根所述底注主浇管(51)沿所述中柱浇道(4)的周向均匀布置，且每根所述底注主浇管(51)与所述中柱浇道(4)垂直连通。

5.根据权利要求3所述的底注式浇注系统，其特征在于，

每根所述底注主浇管(51)连接有一根底注支浇管(52)，每根所述底注支浇管(52)同时与两个所述螺旋选晶器(7)相连。

6.根据权利要求5所述的底注式浇注系统，其特征在于，

所述底注支浇管(52)呈半圆弧状，所述底注主浇管(51)与所述底注支浇管(52)的中部相连，所述底注支浇管(52)的两端分别连接有一个所述螺旋选晶器(7)。

7.根据权利要求1所述的底注式浇注系统，其特征在于，

所述圆盘浇道(1)包括呈环形的环形浇管(12)，所述环形浇管(12)的内环内设有所述圆盘主浇管(11)，所述圆盘主浇管(11)上端面的水平高度等于或低于所述环形浇管(12)的水平高度，所述圆盘主浇管(11)通过多根圆盘支管(13)与所述环形浇管(12)连通；

所述叶片(6)的顶端与所述环形浇管(12)相连。

8.根据权利要求7所述的底注式浇注系统，其特征在于，

所述圆盘主浇管(11)与所述环形浇管(12)同轴设置；

所述圆盘支管(13)的数量为三根，三根所述圆盘支管(13)沿所述圆盘主浇管(11)的周向均匀布置，且每根所述圆盘支管(13)的两端分别与所述环形浇管(12)的内环壁和所述圆盘主浇管(11)的外环壁相连。

9.根据权利要求1所述的底注式浇注系统，其特征在于，

所述中柱浇道(4)的顶端呈喇叭状，呈喇叭状的所述中柱浇道(4)的扩口端与所述圆盘主浇道(11)的底端相连。

10.根据权利要求1所述的底注式浇注系统，其特征在于，

所述浇口杯(3)、所述圆盘浇道(1)、所述中柱浇道(4)、所述底注浇道(5)、所述螺旋选晶器(7)、以及所述叶片(6)均为由蜡制作而成的型模。