CN109777967B - 一种真空除气设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种真空除气设备，包括除气腔、进料口、真空抽气装置、出料口，所述除气腔包括陶瓷过滤板、透气砖，保温墙体，流眼塞。所述进料口设置于所述除气腔上方侧壁，所述出料口设置于所述除气腔下方侧壁，与所述进料口不在同一侧，所述真空抽气装置的抽气口从所述除气腔上方插入所述除气腔内，所述透气砖设置于所述除气腔底部。所述除气腔里面还有一台阶凸起，中部设有通孔，所述流眼塞设置于该台阶凸起通孔中。本发明的除气和除渣效率高，为解决二次污染问题奠定基础，综合除渣效率也比传统的方法好，铸锭的质量优良。模块化了各种设备，减少设备的数量，缩短流槽，便于组装和使用。同时惰性气体可以循环使用，减少投资和费用。

Description

一种真空除气设备

技术领域

本发明涉及冶金及金属材料加工技术领域，具体涉及一种真空除气设备。

背景技术

许多汽车配件如汽车发动机壳体、汽车发动机转子，都是通过铝液压铸的生产方法生产加工而成的。作为最常用的铸件压铸材料的铝液其主要含氢、氧和氮三种气体，而氢含量占85％左右，氢在铝及其合金中溶解与析出，会使铝合金铸件产生针孔、气孔等，最终导致铸件的力学性能和内部质量大为降低。因此对铝液进行过滤除气处理在铝件的压铸领域尤为重要。现在普遍使用的是转子除气，对转子消耗大，且需要使用多个设备，增加成本以及增加二次污染的程度。国外有部分真空除气设备，但设备复杂，价格高。因此，我们需要寻求一种新的技术来解决这一问题。

发明内容

本发明的目的在于，针对目前现有技术中的上述不足之一，提出了一种真空除气设备。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种真空除气设备，包括除气腔、进料口、真空抽气装置、出料口，所述进料口设置于所述除气腔上部的一侧，所述出料口设置于所述除气腔下部的另一侧，所述真空抽气装置的抽气口从所述除气腔顶部插入所述除气腔内，所述除气腔包括保温墙体、陶瓷过滤板、透气砖、流眼塞，所述除气腔内部还有一台阶凸起分隔开了上部连通的腔体一和腔体二，所述台阶凸起中部设有通孔，所述流眼塞设置于该台阶凸起的通孔中，所述出料口设置于所述除气腔的腔体一上，所述透气砖设置在所述除气腔底部外并能与腔体一连通。

进一步地，所述陶瓷过滤板设置于台阶凸起与所述保温墙壁之间，高于所述流眼塞，并设置于所述腔体一内。

进一步地，该台阶凸起靠近所述腔体一一侧上设置有两个液面检测装置，分别位于所述陶瓷过滤板上方和下方，且均高于所述流眼塞。

进一步地，所述真空抽气装置包括真空泵、储气罐、气体感应装置、气体过滤装置、单向节流阀、单向截止阀。

进一步地，所述真空泵其中一个进气口连接所述真空抽气装置抽气口，所述真空泵的所述进气口与所述抽气口之间设置有所述气体过滤装置和所述气体感应装置，所述真空泵其中一个出气口连接所述储气罐进气口。

进一步地，所述储气罐内部设置有等间距交错的隔板，在靠近进气口的位置的一侧设有氢气渗透膜，所述氢气渗透膜背对隔板的一侧设有出气口。

进一步地，所述储气罐还设置有泄压口和连接着所述透气砖的出气口。

进一步地，所述单向截止阀和所述单向节流阀设置于所述储气罐和所述透气砖之间。

进一步地，所述进料口连接着所述除气腔的飞溅区，在飞溅区内交错设置有若干挡块，同时同一侧的各相邻挡块之间均设置有出气孔。

进一步地，所述除气腔、所述进料口、所述真空抽气装置和所述出料口内均含有电热元件。

与现有技术相比，本发明提供的真空除气设备，具有以下有益效果：

通过采用透气砖除气加真空除气的双级除气模型以及内置陶瓷过滤板，提高了除气和除渣效率，为解决二次污染问题奠定基础，综合除渣效率也比传统的方法好，铸锭的质量优良。同时实现了惰性气体循环再利用，降低了成本，模块化了各种设备，减少设备的数量，缩短流槽，便于组装和使用。

附图说明

图1为本发明一种真空除气设备的示意图。

图2为本发明一种真空除气设备的液面一的示意图。

图3为本发明一种真空除气设备的液面二的示意图。

图4为本发明一种真空除气设备的铝液流动方向的示意图。

图5为本发明一种真空除气设备的储气罐的放大的示意图。

具体实施方式

现在将参考说明书附图对本发明的多个非限制性实施例做出详细描述，本说明中设计的实施例仅仅用于解释本发明的原理而非限制本发明的保护范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或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装置或元件必须具有特定的方位、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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本实施例关于一种真空除气设备，如图1-5所示，包括除气腔1、进料口2、真空抽气装置3、出料口4，所述进料口2设置于所述除气腔1上部的一侧，所述出料口4设置于所述除气腔1下部的另一侧，所述真空抽气装置3的抽气口312从所述除气腔1顶部插入所述除气腔1内，所述除气腔1包括保温墙体107、陶瓷过滤板106、透气砖104、流眼塞103，所述除气腔1内部还有一台阶凸起分隔开了上部连通的腔体一8和腔体二9，所述真空抽气装置3的抽气口312位于所述腔体一8的上方，所述进料口2位于腔体二9的上方，所述台阶凸起中部设有通孔，所述流眼塞103设置于该台阶凸起的通孔中，所述出料口4设置于所述除气腔1的腔体一8上，所述透气砖104设置在所述除气腔1底部外并能与腔体一8连通。

如图1-5所示，当本设备开始运作时，所述出料口4封闭，打开所述进料口2，熔炼炉(图未示)的铝液通过所述进料口2进入所述除气腔1的所述腔体二9，打开所述流眼塞103，使得所述腔体一8和所述腔体二9联通，铝液经过台阶凸起的通孔进入到所述腔体一8中，此时所述除气腔1内的铝液液位不断上升，当所述腔体一8内的铝液液位到达液面1时，液面1上方形成一个密闭空间，此时用所述真空抽气装置3抽取一定真空度，使铝液液位继续上升。当铝液液位上升到液面2以上后，堵住所述流眼塞103，向所述透气砖104通入高纯度惰性气体，此时铝液流动方向如图4所示，从所述腔体二9灌满再溢出到所述腔体一8，经过所述除气腔1上方真空环境，从而达到真空除气的目的，同时打开所述出料口4，经过真空处理的铝液经过所述出料口4排出。

所述陶瓷过滤板106设置于台阶凸起与所述保温墙壁107之间，高于所述流眼塞103，并设置于所述腔体一8内。所述陶瓷过滤板106覆盖在所述腔体一8内，周边与台阶凸起和所述保温墙壁107紧密贴合，所述陶瓷过滤板106过滤铝液中颗粒较大杂质，起主要除渣作用。

在一些实施例中，所述陶瓷过滤板106的过滤口为蜂窝状。

该台阶凸起靠近所述腔体一8一侧上设置有两个液面检测装置105，分别位于所述陶瓷过滤板106上方和下方，且均高于所述流眼塞103。所述两个液面检测装置105能够实现自动开合所述流眼塞103的功能，当所述腔体一8内的铝液液面达到或者超过所述液面1时，关闭所述流眼塞103；同时可以根据铝液液位是否超过液面2而选择加大或者减少从熔炼炉(图未示)出来到所述除气腔1的铝液流量。

所述真空抽气装置3包括真空泵301、储气罐302、气体感应装置303、气体过滤装置304、单向节流阀305、单向截止阀306。当开启所述真空泵301时，关闭第一出气口313和第二进气口310，打开第二出气口309，抽取所述除气腔1内空气并从第二出气口309排出，让所述除气腔1内具有一定真空度。然后关闭第二出气口309，打开第一出气口313和第二进气口310，从第二进气口310通入高纯度惰性气体，补充到所述储气罐302里面，并将该高纯度惰性气体从所述储气罐302的第一出气口315经过所述透气砖104进入所述除气腔1的所述腔体一8中，该惰性气体又在气压差的情况下，在所述除气腔1的铝液中上浮到所述除气腔1上部的真空环境中，同时带动铝液中的氢气和一些小颗粒杂质上浮，溢出铝液，达到净化铝液的效果。

所述真空泵301其中一个进气口316连接所述真空抽气装置3抽气口312，所述真空泵301的所述进气口316与所述抽气口312之间设置有所述气体过滤装置304和所述气体感应装置303，所述真空泵301其中一个出气口313连接所述储气罐302的进气口314。当抽真空时，所述气体过滤装置304会过滤掉空气中的有害气体，当在铝液除气净化阶段时，气体会先经过所述第一气体过滤装置304，然后经过所述第一气体感应装置303时，所述第一气体感应装置303感应是否还有氢气残留，再经过所述第二气体过滤装置304实现完全净化，获得高纯度惰性气体，并再次经过所述真空泵301进入所述储气罐302并经过所述透气砖104进入所述除气腔1再次带走铝液中的氢气，完成循环。

所述储气罐302内部设置有等间距交错的隔板，在靠近进气口的位置的一侧设有氢气渗透膜307，所述氢气渗透膜307背对隔板的一侧设有第二出气口311。为防止二次污染，在所述储气罐302中还设有所述氢气渗透膜307，当高纯度惰性气体通入到所述储气罐302时，若该气体中还含有氢气，那么该高纯度惰性气体在所述储气罐302中增加的隔板下行程拉长的情况下，会首先接触到所述氢气渗透膜307，因为压力差的存在，氢气会通过所述氢气渗透膜307并经由所述储气罐302的第二出气口311离开所述储气罐302。

所述储气罐302还设置有泄压口308和连接着所述透气砖104的出气口315。当所述储气罐302内压强超过预设值时，打开泄压口308排出部分其他以降低所述储气罐302内压强，回落到预设值以下，关闭所述泄压口308，继续运行。

所述单向截止阀306和所述单向节流阀305设置于所述储气罐302和所述透气砖104之间。所述单向节流阀305可以调节送进所述透气砖104的气体流量。当所述第二气体感应装置304感应到高纯度惰性气体中含有氢气时，启动所述单向截止阀305，关闭所述真空泵301，打开所述储气罐的泄压口308，排出气体。

所述进料口2连接着所述除气腔1的飞溅区，在飞溅区内交错设置有若干挡块101，同时同一侧的各相邻挡块之间均设置有出气孔102。所述飞溅区在一些实施例中为一个圆柱体中空的结构，所述挡块101为顶部窄底部宽的结构，整体类似一个锥形，所述挡块101的底部设置在飞溅区内壁上，所述挡块101的顶部交错对顶，所述挡块101顶部的圆心位于同一轴线上，各所述挡块101的顶部之间的距离与所述出气孔102的孔径等大。铝液在飞溅区内的真空环境中被充分地破碎、翻滚、暴露，给内部有害气体和氢气的脱除提供良好的条件，减少下方铝液中氢气的含量。

所述除气腔1、所述进料口2、所述真空抽气装置3和所述出料口4内均含有电热元件，保持整体设备内的温度，防止铝液因温度下降而凝固。

在另外一些实施例中，一套真空除气设备，配合一套铸造设备，能够同时连接1到3台熔炼炉提供在线净化及铸造支持。

在一些实施例中，所述进料口102的外形为U型，通过铝液自身压力使得铝液自主的往所述除气腔1中流动，所述进料口102的外形为U型可以有效保持所述除气腔1内的真空度。在一些实施例中，所述出料口4与所述除气腔1的连接处设置有滤网，滤网阻止小颗粒杂质进入所述出料口4。

在一些实施例中，所述除气腔1内台阶凸起在所述除气腔1的上部，所述陶瓷过滤板106设置于所述台阶凸起与所述进料口2之间，铝液先经过所述陶瓷过滤板106过滤掉大部分杂质后再进入所述除气腔1的真空环境，同时所述除气腔1底部外设置有所述透气砖104并与所述除气腔1相连通，所述透气砖104与所述抽气口312处于同一轴线上，所述出料口4设置于所述除气腔1的另外一侧，略低于所述进料口2。

在一些实施例中，所述储气罐302内部结构分为两层，通过所述氢气渗透膜307隔开，外层为氢气离开区，设置有所述出气孔311，内层为多层环状结构，连接有所述储气罐302的所述进气口314和所述出气口315，所述进气口设置于所述储气罐302的上部，所述出气口设置于所述储气罐302的下部。

在另外一些实施例中，可以在所述进料口2，所述除气腔1，所述真空抽气装置3，所述出料口4上设置传感器完成自动化操作，减少人力操作，降低危险。

综上所述，本发明提供的真空除气设备通过采用透气砖除气加真空除气的双级除气模型以及内置陶瓷过滤板，提高了除气和除渣效率，为解决二次污染问题奠定基础，综合除渣效率也比传统的方法好，铸锭的质量优良。同时实现了惰性气体循环再利用，降低了成本，模块化了各种设备，减少设备的数量，缩短流槽，便于组装和使用。

本领域技术人员将清楚本发明的范围不限制于以上讨论的示例，有可能对其进行若干改变和修改，而不脱离所附权利要求书限定的本发明的范围。尽管己经在附图和说明书中详细图示和描述了本发明，但这样的说明和描述仅是说明或示意性的，而非限制性的。本发明并不限于所公开的实施例。

Claims (4)

1.一种真空除气设备，其特征在于，该真空除气设备包括除气腔(1)、进料口(2)、真空抽气装置(3)、出料口(4)，所述进料口(2)设置于所述除气腔(1)上部的一侧，所述出料口(4)设置于所述除气腔(1)下部的另一侧，所述真空抽气装置(3)的抽气口(312)从所述除气腔(1)顶部插入所述除气腔(1)内，所述除气腔(1)包括保温墙体(107)、陶瓷过滤板(106)、透气砖(104)、流眼塞(103)，所述除气腔(1)内部还有一台阶凸起分隔开了上部连通的腔体一(8)和腔体二(9)，所述台阶凸起中部设有通孔，所述流眼塞(103)设置于该台阶凸起的通孔中，所述出料口(4)设置于所述除气腔(1)的腔体一(8)上，所述透气砖(104)设置在所述除气腔(1)底部外并能与腔体一(8)连通；

所述真空抽气装置(3)包括真空泵(301)、储气罐(302)、气体感应装置(303)、气体过滤装置(304)、单向节流阀(305)、单向截止阀(306)；

所述真空泵(301)其中一个进气口(316)连接所述真空抽气装置(3)抽气口(312)，所述真空泵(301)的所述进气口(316)与所述抽气口(312)之间设置有所述气体过滤装置(304)和所述气体感应装置(303)，所述真空泵(301)其中一个出气口(313)连接所述储气罐(302)的进气口(314)；

所述储气罐(302)内部设置有等间距交错的隔板，在靠近进气口的位置的一侧设有氢气渗透膜(307)，所述氢气渗透膜(307)背对隔板的一侧设有第二出气口(311)；

所述储气罐(302)还设置有泄压口(308)和连接着所述透气砖(104)的出气口(315)；

所述单向截止阀(306)和所述单向节流阀(305)设置于所述储气罐(302)和所述透气砖(104)之间；

所述进料口(2)连接着所述除气腔(1)的飞溅区，在飞溅区内交错设置有若干挡块(101)，同时同一侧的各相邻挡块之间均设置有出气孔(102)；

所述挡块为顶部窄底部宽的结构，所述挡块的底部设置在飞溅区内壁上，所述挡块的顶部交错对顶，所述挡块顶部的圆心位于同一轴线上，各所述挡块的顶部之间的距离与所述出气孔的孔径等大。

2.根据权利要求1所述的一种真空除气设备，其特征在于，所述陶瓷过滤板(106)设置于台阶凸起与所述保温墙壁(107)之间，高于所述流眼塞(103)，并设置于所述腔体一(8)内。

3.根据权利要求1所述的一种真空除气设备，其特征在于，该台阶凸起靠近所述腔体一(8)一侧上设置有两个液面检测装置(105)，分别位于所述陶瓷过滤板(106)上方和下方，且均高于所述流眼塞(103)。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种真空除气设备，其特征在于，所述除气腔(1)、所述进料口(2)、所述真空抽气装置(3)和所述出料口(4)内均含有电热元件。

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