CN107130132A - 一种多段位增压式发泡机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多段位增压式发泡机构，包括用于盛放铝液的容纳仓、固定安装于所述容纳仓的顶部的驱动组件以及驱动组件带动做旋转运动的发泡组件，所述容纳仓上开设有泄压槽，所述发泡组件包括，沿竖直方向安装于所述容纳仓内，且与所述驱动组件相连接的发泡管、设置于所述发泡管上的密封板，该密封板位于所述泄压槽的下方且与所述容纳仓的内壁可移动密封配合；该密封板将所述容纳仓在竖直方向上上下分为气体排放区和压力发泡区；将发泡后的熔体以惰性气体进行二次发泡的同时进行多段位增压气体发泡，提高其内部气泡分布均匀性同时，提发泡率，解决现有技术中存在的发泡均匀性差和发泡率低的技术问题。

Description

一种多段位增压式发泡机构

技术领域

本发明涉及发泡铝生产设备技术领域，尤其涉及一种多段位增压式发泡机构。

背景技术

泡沫金属是一种新型多用途材料，常用多空金属材料的材质有青铜、镍、钛、铅、不锈钢，以及其他金属和合金，在所有多空金属材料中应用最为广泛的是泡沫铝；其具有优良的机械阻尼、消声降噪、吸能、电磁屏蔽等功能，而且质轻、坚固、耐热、美观，在国民经济建设和国防高科技等诸多领域有着广泛的应用前景，已成为当今世界材料科学研究的重要内容之一；然而发泡铝在发泡过程中，存在发泡剂产生的气泡上浮，熔体上部气孔多下部气孔少，导致泡沫铝发泡不均匀以及发泡率低等技术问题。

中国发明专利申请号201510338960.3所公开的一种提高泡沫铝发泡均匀度的装置及发泡工艺，其包括括一个具有发泡容腔的模具箱，模具箱常设计成上大下小的圆台或四棱台敞口空腔结构，模具箱配套有各种尺寸规格的加压盖板，加压盖板中心位置连接液压活塞杆，加压盖板四周边缘设置有密封圈，加压盖板上还设置有电加热装置和一个或多个排气阀，模具箱体置于保温室内，防止熔体过快凝固；在模具箱外壁上设有冷却管道，在需要的时候对熔体进行冷却处理。本发明设备结构简单，设计新颖，采用加压冷却使熔体降温到半固态增稠后再自然发泡或减压发泡，避免气泡上浮，能够保持发泡熔体密度的上下一致性，确保发泡均匀，提高产品合格率，克服了传统熔体发泡法发泡不均匀的问题。

上述技术方案中所公开的技术方案为，将经发泡剂发泡后的铝液进行加压冷却至半固态，进行上部二次预热发泡，使处于上部的气泡减少，从而达到提高气泡均匀度；然而，其降低气泡量的同时容易造成发泡率低下而产生废品，同时无法实现气泡含有量较高的泡沫铝气泡均匀化。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足之处，将发泡后的熔体以惰性气体进行二次发泡的同时进行多段位增压气体发泡，提高其内部气泡分布均匀性同时，提发泡率，解决现有技术中存在的发泡均匀性差和发泡率低的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种多段位增压式发泡机构，包括：

容纳仓，所述容纳仓上开设有泄压槽，所述容纳仓用于盛放铝液；

驱动组件，所述驱动组件固定安装于所述容纳仓的顶部；

发泡组件，驱动组件带动发泡组件于所述容纳仓的内部做旋转运动，该发泡组件包括：

发泡管，所述发泡管沿竖直方向安装于所述容纳仓内，且与所述驱动组件相连接，发泡气体经发泡管导入至所述容纳仓的底部；

密封板，所述密封板设置于所述发泡管上，该密封板位于所述泄压槽的下方且与所述容纳仓的内壁可移动密封配合；该密封板将所述容纳仓在竖直方向上上下分为气体排放区和压力发泡区；

工作时，发泡气体经所述发泡管进入所述容纳仓内，发泡气体导入的同时驱动组件带动发泡组件旋转搅拌进行预混合初步发泡，发泡气体继续导入，压力发泡区内部压力P′大于预设压力P时，驱动组件停止工作，随着P′的增大，密封板与发泡组件同步上至该密封板与所述泄压槽接触时，所述压力发泡区的气体经泄压槽释放至所述气体排放区后，其内部压力P″小于压力P，该发泡组件向下运动使密封板带动发泡组件同步下降至溶液上方进行二次发泡，同时驱动组件开始工作，依次往复循环上述过程。

作为改进，还包括弹性装置，该弹性装置位于所述密封板的上方。

作为改进，还包括增压部，所述增压部呈上下设置于所述发泡管上，于该述增压部的下方形成压力区。

作为改进，所述增压部包括多个处于同一平面的增压浆，该增压浆与所述发泡管呈角度设置。

作为改进，所述发泡管与所述驱动组件以可滑动镶嵌方式配合设置，驱动组件带动所述发泡管旋转，所述驱动组件为停止状态，发泡管可上下滑动。

作为改进，还包括固定设置于所述容纳仓的底部且位于所述发泡管正下方的气体导向部，该气体导向部呈半球状设置，其球面形成发散曲面。

作为改进，所述容纳仓包括：

铝液输入管，所述铝液输入管固定设置所述容纳仓上且与所述压力发泡区相连通连通；

铝液输出管，所述铝液输出管固定设置于所述容纳仓的底部且与其内部连通；

支撑架，所述支撑架固定设置于所述容纳仓的顶部；

盖板，所述盖板安装于所述容纳仓上，且与位于其下方的弹性装置接触设置。

作为改进，所述盖板上开设有经所述发泡管通过的导向孔，该导向孔的一侧设置与所述气体排放区相连通的气体排放管。

作为改进，所述驱动组件包括：

驱动部，所述驱动部固定安装于所述支撑架上；

连接套，所述连接套一端与所述驱动部固定连接，另一端与所述发泡管相连接，该连接套上开设有与所述发泡管内部相连通的气体流通孔；

气体转接套，所述气体转接套固定安装于所述支撑架上，且套设于所述发泡管和连接套上。

作为改进，所述气体转接套与所述发泡管和连接套密封配合设置，其内部开设有与所述气体流通孔相配合的气体转接槽，该转接槽与设置于容纳仓上的气体供给管相连通。

本发明的有益效果：

(1)本发明中发泡气体经发泡管至上而下于容纳仓底部进行气体发泡，其中，密封板与容纳仓的内壁密封配合，发泡气体连续通入熔体中的同时驱动组件带动发泡组件旋转进行熔体与发泡气体的初步混合发泡，当压力发泡区的内部压力P′大于预设压力P时，驱动组件停止工作，随着P′的增大，由于熔体上部的力较大，发泡气体于熔体内的停留时间增加，密封板移动至泄压槽时，压力发泡区内的发泡气体经泄压槽释放至气体排放区，其内部压力P″小于压力P，发泡组件下降的过程中进行熔体内部发泡气体的下压，进行二次发泡，提高发泡气体的密度；

(2)本发明中的驱动组件带动发泡组件作旋转运动，同步带动发泡管上设置呈上下分布的两处增压部，增压部转动中将其上方的熔体旋转转移至其下方，于其下方熔体上形成向下的压力，使得压力区内的压力增高，提高发泡气体于熔体中含有量；结合上下设置的增压部，以及位于增压部上方密封板，进行至下而上的多阶段增压发泡，大大提高二次发泡过程中，发泡率及气泡分布均匀性；

(3)本发明中的气体导向部位于发泡管的正下方，且其呈半球状设置，发泡气体经发泡管喷出后，作用于发散曲面，气体以伞状沿球面轨迹发散，使得气体均匀分布于容纳仓底部后向上浮动，提高气体于熔体内部的分布均匀性；

综上所述，本发明结构新颖、效果稳定、易于操作，提高泡沫金属生产中发泡率低及发泡不均匀的行业性技术问题。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明整体结构断裂示意图；

图2为本发明正视剖视图；

图3为图2中A处放大示意图；

图4为本发明第二状态示意图；

图5为图1中B处放大示意图；

图6为增压部结构示意图；

图7为2中C处放大示意图；

图8为驱动组件与发泡管配合截面剖视图；

图9为气体导向部结构示意图；

图10为盖板机构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明。

实施例一

如图1所示，一种多段位增压式发泡机构，包括：容纳仓1，所述容纳仓1上开设有泄压槽11，所述容纳仓1用于盛放铝液；驱动组件2，所述驱动组件2固定安装于所述容纳仓1的顶部；发泡组件3，驱动组件2带动发泡组件3于所述容纳仓1的内部做旋转运动，该发泡组件3包括：发泡管31，所述发泡管31沿竖直方向安装于所述容纳仓1内，且与所述驱动组件2相连接，发泡气体经发泡管31导入至所述容纳仓1的底部；密封板33，所述密封板33设置于所述发泡管31上，该密封板33位于所述泄压槽11的下方且与所述容纳仓1的内壁可移动密封配合；该密封板33将所述容纳仓1在竖直方向上上下分为气体排放区331和压力发泡区332；工作时，发泡气体经所述发泡管31进入所述容纳仓1内，发泡气体导入的同时驱动组件2带动发泡组件3旋转搅拌进行预混合初步发泡，发泡气体继续导入，压力发泡区332内部压力P′大于预设压力P时，驱动组件2停止工作，随着P′的增大，密封板33与发泡组件3同步上至该密封板33与所述泄压槽11接触时，所述压力发泡区332的气体经泄压槽11释放至所述气体排放区331后，其内部压力P″小于压力P，该发泡组件3向下运动使密封板33带动发泡组件同步下降至熔体上方进行二次发泡，同时驱动组件2开始工作，依次往复循环上述过程。

实施例二

发明人认为，为更好地实施该技术方案，有必要更进一步的明确实施方式，故发明人在实施例一的基础上进行了实施例二的描述。

如图1、2、3所示，一种多段位增压式发泡机构，包括：

容纳仓1，所述容纳仓1上开设有泄压槽11，所述容纳仓1用于盛放铝液；密封板33向上移动至泄压槽11出，其外径小于泄压槽11外径，气体排放区331与压力发泡区332连通，进行泄压；

驱动组件2，所述驱动组件2固定安装于所述容纳仓1的顶部；

发泡组件3，驱动组件2带动发泡组件3于所述容纳仓1的内部做旋转运动，该发泡组件3包括：

发泡管31，所述发泡管31沿竖直方向安装于所述容纳仓1内，且与所述驱动组件2相连接，发泡气体经发泡管31导入至所述容纳仓1的底部；

密封板33，所述密封板33设置于所述发泡管31上，该密封板33位于所述泄压槽11的下方且与所述容纳仓1的内壁可移动密封配合；该密封板33将所述容纳仓1在竖直方向上上下分为气体排放区331和压力发泡区332；密封板33与容纳仓1的内壁密封配合，压力发泡区332为密闭空间，发泡气体经发泡管31进入熔体底部，压力发泡区332内部压力增大，熔体上部分的压力增大，延长处于熔体内部的发泡气体停留时间。

如图2、4所示，工作时，发泡气体经所述发泡管31进入所述容纳仓1内，发泡气体导入的同时驱动组件2带动发泡组件3旋转搅拌进行预混合初步发泡，发泡气体继续导入，压力发泡区332内部压力P′大于预设压力P时，驱动组件2停止工作，随着P′的增大，密封板33与发泡组件3同步上至该密封板33与所述泄压槽11接触时，所述压力发泡区332的气体经泄压槽11释放至所述气体排放区331后，其内部压力P″小于压力P，该发泡组件3向下运动使密封板33带动发泡组件同步下降至熔体上方进行二次发泡，同时驱动组件2开始工作，依次往复循环上述过程。

需要说明的是，如图2、4所示，预设压力P经开发过程中多次测试产生，其与发泡气体导入量成正比，根据气体导入时间得出压力P的大小；本发明中发泡气体经发泡管31至上而下于容纳仓1底部进行气体发泡，其中，密封板33与容纳仓1的内壁密封配合，发泡气体连续通入熔体中的同时驱动组件2带动发泡组件3旋转进行熔体与发泡气体的初步混合发泡，当压力发泡区32的内部压力P′大于预设压力P时，驱动组件停止工作，随着P′的增大，由于熔体上部的力较大，发泡气体于熔体内的停留时间增加，密封板移动至泄压槽时，压力发泡区内的发泡气体经泄压槽释放至气体排放区，其内部压力P″小于压力P，发泡组件下降的过程中进行熔体内部发泡气体的下压，进行二次发泡，提高发泡气体的密度；

进一步地，如图2、5所示，还包括弹性装置34，该弹性装置34位于所述密封板33的上方。

进一步地，如图6所示，还包括增压部32，所述增压部32呈上下设置于所述发泡管31上，于该述增压部32的下方形成压力区321；泡管31转动的同时，增压部32同步旋转，由增压部32于熔体产生向下的作用力。

进一步地，如图6所示，所述增压部32包括多个处于同一平面的增压浆322，该增压浆322与所述发泡管31呈角度设置；在本实施例中，增压浆322优选为三根设置于同一平面，且不仅限于为三个；发泡管31转动的同时增压浆322绕其轴向进行旋转，增压浆322的角度设置，在转动的过程中于熔体上产生向下的推力，由多个增压浆组件的增部32转动形成压力区321。

需要说明的是，如图2、6所示，本发明中的发泡管31上设置呈上下分布的两处增压部32，且其呈角度设置，驱动组件2带动发泡管31转动的过程中，增压部32于熔体形成向下的压力，使得压力区内的压力增高，提高发泡气体于熔体中含有量；结合上下设置的增压部32，以及位于增压部上方密封板33，进行至下而上的多阶段增压发泡，大大提高二次发泡过程中，发泡率及气泡分布均匀性。

进一步地，如图7、8所述，所述发泡管31与所述驱动组件2以可滑动镶嵌方式配合设置，驱动组件2带动所述发泡管31旋转，所述驱动组件2为停止状态，发泡管31可上下滑动。

进一步地，如图9所示，还包括固定设置于所述容纳仓1的底部且位于所述发泡管31正下方的气体导向部4，该气体导向部4呈半球状设置，其球面形成发散曲面41。

需要说明的是，如图9所示，本发明中的气体导向部4位于发泡管31的正下方，且其呈半球状设置，发泡气体经发泡管31喷出后，作用于发散曲面41上，气体以伞状沿球面轨迹发散，使得气体均匀分布于容纳仓底部后向上浮动，提高气体于熔体内部的分布均匀性。

进一步地，如图1、2所示所述容纳仓1包括：

铝液输入管12，所述铝液输入管12固定设置所述容纳仓1上且与所述压力发泡区332相连通连通；经发泡剂发泡后的铝液通过铝液输入管12进入压力发泡区332；

铝液输出管13，所述铝液输出管13固定设置于所述容纳仓1的底部且与其内部连通；

支撑架14，所述支撑架14固定设置于所述容纳仓1的顶部；

盖板15，所述盖板15安装于所述容纳仓1上，且与位于其下方的弹性装置34接触设置；该压缩弹簧34套设于所述发泡管31上，压力发泡区332中的压力大于压缩弹簧34的弹力时，密封板33向上移动，实现压力发泡区332具有一定的压力保持时间，提高发泡效率。

进一步地，如图10所示，所述盖板15上开设有经所述发泡管31通过的导向孔151，该导向孔151的一侧设置与所述气体排放区331相连通的气体排放管152；发泡管31沿导向孔151上下移动，且两者之间密封配合设置；以气体排放管152与气体排放区331相连通，便于废气收集。

进一步地，如图2、7所示，所述驱动组件2包括：

驱动部21，所述驱动部21固定安装于所述支撑架14上；

连接套22，所述连接套22一端与所述驱动部21固定连接，另一端与所述发泡管31相连接，该连接套22上开设有与所述发泡管31内部相连通的气体流通孔221；

气体转接套23，所述气体转接套23固定安装于所述支撑架14上，且套设于所述发泡管31和连接套22上。

进一步地，如图7所示，所述气体转接套23与所述发泡管31和连接套22密封配合设置，其内部开设有与所述气体流通孔221相配合的气体转接槽231，该转接槽231与设置于容纳仓1上的气体供给管16相连通。

需要说明的是，如图7所示，驱动部21通过连接套22带动发泡管31转动的过程中，发泡气体由气体供给管16进入气体转接槽231中，经气体流通孔221进入发泡管31内部，其中气体流通孔221于气体转接槽231内转动的同时进行气体传导。

在本发明中，需要理解的是：术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有的特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对的重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。本发明的描述中，“多个”的含义是两个或者两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种多段位增压式发泡机构，其特征在于，包括：

容纳仓(1)，所述容纳仓(1)上开设有泄压槽(11)，所述容纳仓(1)用于盛放铝液；

驱动组件(2)，所述驱动组件(2)固定安装于所述容纳仓(1)的顶部；

发泡组件(3)，驱动组件(2)带动发泡组件(3)于所述容纳仓(1)的内部做旋转运动，该发泡组件(3)包括：

发泡管(31)，所述发泡管(31)沿竖直方向安装于所述容纳仓(1)内，且与所述驱动组件(2)相连接，发泡气体经发泡管(31)导入至所述容纳仓(1)的底部；

密封板(33)，所述密封板(33)设置于所述发泡管(31)上，该密封板(33)位于所述泄压槽(11)的下方且与所述容纳仓(1)的内壁可移动密封配合；该密封板(33)将所述容纳仓(1)在竖直方向上上下分为气体排放区(331)和压力发泡区(332)；

工作过程中，发泡气体经所述发泡管(31)进入所述容纳仓(1)内，发泡气体导入的同时驱动组件(2)带动发泡组件(3)旋转搅拌进行预混合初步发泡，发泡气体继续导入，压力发泡区(332)内部压力P′大于预设压力P时，驱动组件(2)停止工作，随着P′的增大，密封板(33)与发泡组件(3)同步上至该密封板(33)与所述泄压槽(11)接触时，所述压力发泡区(332)的气体经泄压槽(11)释放至所述气体排放区(331)后，其内部压力P″小于压力P，该发泡组件(3)向下运动使密封板(33)带动发泡组件同步下降至熔体上方进行二次发泡，同时驱动组件(2)开始工作，依次往复循环上述过程。

2.根据权利要求1所述的一种多段位增压式发泡机构，其特征在于，还包括弹性装置(34)，该弹性装置(34)位于所述密封板(33)的上方。

3.根据权利要求1所述的一种多段位增压式发泡机构，其特征在于，还包括增压部(32)，所述增压部(32)呈上下设置于所述发泡管(31)上，于该述增压部(32)的下方形成压力区(321)。

4.根据权利要求3所述的一种多段位增压式发泡机构，其特征在于，所述增压部(32)包括多个处于同一平面的增压浆(322)，该增压浆(322)与所述发泡管(31)呈角度设置。

5.根据权利要求1所述的一种多段位增压式发泡机构，其特征在于，所述发泡管(31)与所述驱动组件(2)以可滑动镶嵌方式配合设置，驱动组件(2)带动所述发泡管(31)旋转，所述驱动组件(2)为停止状态，发泡管(31)可上下滑动。

6.根据权利要求1至5任一所述的一种多段位增压式发泡机构，其特征在于，还包括固定设置于所述容纳仓(1)的底部且位于所述发泡管(31)正下方的气体导向部(4)，该气体导向部(4)呈半球状设置，其球面形成发散曲面(41)。

7.根据权利要求1至5任一所述的一种多段位增压式发泡机构，其特征在于，所述容纳仓(1)包括：

铝液输入管(12)，所述铝液输入管(12)固定设置所述容纳仓(1)上且与所述压力发泡区(332)相连通连通；

铝液输出管(13)，所述铝液输出管(13)固定设置于所述容纳仓(1)的底部且与其内部连通；

支撑架(14)，所述支撑架(14)固定设置于所述容纳仓(1)的顶部；

盖板(15)，所述盖板(15)安装于所述容纳仓(1)上，且与位于其下方的弹性装置(34)接触设置。

8.根据权利要求7所述的一种多段位增压式发泡机构，其特征在于，所述盖板(15)上开设有经所述发泡管(31)通过的导向孔(151)，该导向孔(151)的一侧设置与所述气体排放区(331)相连通的气体排放管(152)。

9.根据权利要求7所述的一种多段位增压式发泡机构，其特征在于，所述驱动组件(2)包括：

驱动部(21)，所述驱动部(21)固定安装于所述支撑架(14)上；

连接套(22)，所述连接套(22)一端与所述驱动部(21)固定连接，另一端与所述发泡管(31)相连接，该连接套(22)上开设有与所述发泡管(31)内部相连通的气体流通孔(221)；

气体转接套(23)，所述气体转接套(23)固定安装于所述支撑架(14)上，且套设于所述发泡管(31)和连接套(22)上。

10.根据权利要求9所述的一种多段位增压式发泡机构，其特征在于，所述气体转接套(23)与所述发泡管(31)和连接套(22)密封配合设置，其内部开设有与所述气体流通孔(221)相配合的气体转接槽(231)，该转接槽(231)与设置于容纳仓(1)上的气体供给管(16)相连通。