CN110056508A - 一种用于高温铝液输送的泵 - Google Patents

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邓家宇
熊伟
马文琦
关广丰
孙长乐
度红望
王志文
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Abstract

本发明公开了一种用于高温铝液输送的泵，包括定子，所述定子的前部外壁上加工有高温铝液出口，所述定子的后部外壁上加工有高温铝液进口，所述定子内设有与所述定子同轴设置的转子，所述转子与所述定子之间具有间隙，所述转子外壁和所述定子的内壁上均加工有结构相同且旋向相反的螺纹，且所述螺纹的螺旋槽为直角三形螺旋槽；所述转子的后端和前部与所述定子转动连接，所述定子的前端和后端分别固定有前端盖和后端盖，所述转子的最前端穿出所述前端盖，且所述转子的最前端可与驱动所述转子围绕其轴线转动的驱动装置连接。本发明的结构更简易实用，能够更好的保证定子和转子的同轴性，可以发挥更好的性能，更加适用于工作环境。

Description

一种用于高温铝液输送的泵
技术领域
本发明涉及一种泵，具体地说是一种用于高温铝液输送的泵。
背景技术
现有汽车轮毂铸造工艺为低压铸造，在压铸过程中，进气管充气加压的方式进行压铸，而整个铸型基本上是密封的，铝合金液体充型的速度比较快，气体来不及排出，就会导致铝合金轮毂内部出现成群的小气孔，另外在保压至完全凝固过程中，铝合金轮毂表面会产生一块凹进去的气窝，而这些小气孔和气窝会对铝合金轮毂性能产生较大的危害；另外升液管长时间与高温铝合金液体接触，寿命较短维修成本较高。于是采用泵送铝合金液体加压的方式对铸造汽车轮毂时使用的普通低压铸造工艺进行升级改造，以提高铝合金轮毂的生产量、改善铝合金轮毂的性能。
目前在泵送铝合金液体当中，电磁泵正受到国内外学者的青睐。电磁泵与普通机械类泵不同，电磁泵没有任何的转动部件，将电磁泵放入可导电的铝合金液体中，处于磁场中的铝合金液体受到磁场和电流相互作用产生磁力效果，磁力推动铝合金液体进行运动。电磁泵的突出特点是可以传送导电流体，因此也被称为液态金属电磁泵。但是由于铝合金液体处于高温状态，会导致其导电性不稳定，从而影响电磁泵的性能。电磁泵长期浸泡在高温铝合金液体中，对导电材料要求较高，并且电磁泵的工作部件较大、占用地方较大，投入较大，工作效率较低。正是这些还未得到解决的问题制约了电磁泵的发展，同时也大大限制了电磁泵在冶金铸造领域的推广和使用。
发明内容
根据上述提出的技术问题，而提供一种用于高温铝液输送的泵。本发明采用的技术手段如下：
一种用于高温铝液输送的泵，所述泵包括定子，所述定子的前部外壁上加工有高温铝液出口，所述定子的后部外壁上加工有高温铝液进口，所述定子内设有与所述定子同轴设置的转子，所述定子在所述高温铝液进口和所述高温铝液出口之间的部分内壁上及所述转子在所述高温铝液进口和所述高温铝液出口之间的部分外壁上均加工有结构相同且旋向相反的螺纹，且所述螺纹的螺旋槽为直角三角形螺旋槽；两个所述螺纹之间具有间隙；
所述转子的后端和前部均通过轴承与所述定子转动连接，所述定子的后端通过螺栓固定有后端盖；所述定子的前端通过螺栓固定有前端盖，所述转子的最前端穿出所述前端盖，且所述转子的最前端可与驱动所述转子围绕其轴线转动的驱动装置连接。
进一步地，所述轴承为滚子轴承，且所述转子在靠近所述滚子轴承处加工有与所述滚子轴承接触连接的定位轴肩，且设置在前端的所述滚子轴承与所述前端盖之间和设置在所述后端的所述滚子轴承与所述后端盖之间均设有套设在所述转子上的套筒。
进一步地，所述后端盖与所述定子的后端端面之间和所述前端盖与所述定子的前端端面之间均设有密封圈Ⅰ；
所述前端盖靠近所述定位轴肩的一侧沿其轴线方向加工有环形凹槽，且所述环形凹槽内安装有套设在所述定子上的密封圈Ⅱ。所述密封圈Ⅰ和所述密封圈Ⅱ均为耐高温材料制成。
进一步地，所述转子为等静压特种石墨材料制成。
进一步地，所述间隙为0.3～0.6mm。
进一步地，所述螺纹的螺旋槽的槽深为2～5mm。
进一步地，所述螺纹的螺旋槽的槽底宽与所述螺纹的螺楞宽之比为5～10。
进一步地，所述螺纹的齿形角为20°～40°。
进一步地，所述定子、所述前端盖、所述后端盖、所述轴承均为特种陶瓷制成。
进一步地，所述套筒为特种陶瓷制成。
当铸造铝合金汽车轮毂时，所述泵采用立式结构连接在铸造管路中，所述泵完全浸没在装有铝合金液体的坩埚中，所述转子的前端通过链接架和连轴器外接电动机。所述泵的所述高温铝液出口在上端，所述高温铝液进口在底部，这样可以使所述泵进液更充分。当所述泵工作时，所述转子高速旋转，转子旋转方向与自身螺纹方向相反。高温铝合金液体在所述泵内做复杂的湍流运动，转子螺旋槽内的高温铝合金液体既要沿着螺旋方向做圆周运动，还要在螺旋槽的推动下沿其轴做轴向运动。而所述转子的螺旋槽的尺寸比较小，对流体束缚能力有限，一部分高温铝合金液体则脱离转子的螺旋槽对其的束缚力而穿过所述间隙流域径向流入所述定子的螺旋槽内，在所述定子的螺旋槽内形成漩涡流回到所述间隙和所述转子的流域，这样就把一部分能量又沿着轴向回传到下一阶段的所述定子的螺旋槽内继续充能，这样定子和转子对液体沿着轴向流体反复叠加，反复充能高温铝合金液体被泵送到出口，就产生了泵送压力，将坩埚内的高温铝合金液体输送到模具中进行加压，最终完成铝合金汽车轮毂的铸造。
本发明所提供的泵用来输送铝合金液体加压铸造铝合金汽车轮毂，目的是采用全新的泵送铝合金液体的铸造方式来改变传统低压铸造，以此来改善现有传统铸造方式过程中进口低压铸造设备投资大、坩埚密封性能差、铸造周期长、轮毂性能具有局限性等一些不可避免的缺陷。利用泵送铝合金液体进行压铸可以控制输送流量和压铸时所需的压力。现有使用的普通通气输送加压来铸造汽车轮毂，因气体具有压缩性，气体来不及排出，就会导致铝合金轮毂内部出现成群的小气孔，另外在保压至完全凝固过程中，铝合金轮毂表面会产生一块凹进去的气窝，而这些小气孔和气窝会对铝合金轮毂性能产生较大的危害。而使用本发明所提供的泵进行泵送则不存在这类问题，泵送加压较气体加压更稳定，并且不会出现气孔、凹陷等现象。可以改善铝合金汽车轮毂的性能、节约成本、降低产品不合格率、增加铸造效率、提高产量。同时本发明所提供的泵的结构简单、重要工作部件少、便于更换或者维修，转子和定子工作时存在间隙，因此对输送介质纯净度要求较低，同时转子旋转工作时与定子没有接触，泵的磨损较小、震动较小、工作稳定。并且三角形螺纹输送泵产生的压力更大。
本发明的结构更简易实用，装配的结构加以简化，能够更好的保证定子和转子的同轴性，可以发挥更好的性能，更加适用于工作环境。
基于上述理由本发明可在高温铝液输送等领域广泛推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。
图1是本发明具体实施方式中一种用于高温铝液输送的泵半剖图。
图2是本发明具体实施方式中螺纹局部示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-图2所示，一种用于高温铝液输送的泵，所述泵包括定子1，所述定子1的前部外壁上加工有高温铝液出口11，所述定子1的后部外壁上加工有高温铝液进口12，所述定子1内设有与所述定子1同轴设置的转子2，所述定子1在所述高温铝液进口11和所述高温铝液出口12之间的部分内壁上及所述转子2在所述高温铝液进口11和所述高温铝液出口12之间的部分外壁上均加工有结构相同且旋向相反的螺纹3，且所述螺纹3的螺旋槽31为直角三角形螺旋槽；两个所述螺纹3之间具有间隙c；
所述转子2的后端和前部均通过轴承4与所述定子1转动连接，所述定子2的后端通过螺栓固定有后端盖13；所述定子1的前端通过螺栓固定有前端盖14，所述转子2的最前端穿出所述前端盖13，且所述转子2的最前端可与驱动所述转子2围绕其轴线转动的驱动装置连接。
所述轴承4为滚子轴承4，且所述转子2在靠近所述滚子轴承4处加工有与所述滚子轴承4接触连接的定位轴肩21，且设置在前端的所述滚子轴承4与所述前端盖14之间和设置在所述后端的所述滚子轴承4与所述后端盖13之间均设有套设在所述转子2上的套筒5。
所述后端盖13与所述定子2的后端端面之间和所述前端盖14与所述定子1的前端端面之间均设有密封圈Ⅰ15；
所述前端盖14靠近所述定位轴肩21的一侧沿其轴线方向加工有环形凹槽16，且所述环形凹槽16内安装有套设在所述定子2上的密封圈Ⅱ17。所述密封圈Ⅰ15和所述密封圈Ⅱ17均为耐高温材料制成。
所述转子2为DSA-1.5等静压特种石墨材料制成。
所述间隙c为0.3～0.6mm。
所述螺纹3的螺旋槽31的槽深h为2～5mm。
所述螺纹3的螺旋槽31的槽底b宽与所述螺纹3的螺楞a宽之比为5～10。
所述螺纹3的齿形角θ为20°～40°。
所述定子2、所述前端盖14、所述后端盖13、所述套筒5和所述滚子轴承4均为DSA-1.5特种化工陶瓷制成。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种用于高温铝液输送的泵，其特征在于，所述泵包括定子，所述定子的前部外壁上加工有高温铝液出口，所述定子的后部外壁上加工有高温铝液进口，所述定子内设有与所述定子同轴设置的转子，所述定子在所述高温铝液进口和所述高温铝液出口之间的部分内壁上及所述转子在所述高温铝液进口和所述高温铝液出口之间的部分外壁上均加工有结构相同且旋向相反的螺纹，且所述螺纹的螺旋槽为直角三角形螺旋槽，两个所述螺纹之间具有间隙；
所述转子的后端和前部均通过轴承与所述定子转动连接，所述定子的后端通过螺栓固定有后端盖；所述定子的前端通过螺栓固定有前端盖，所述转子的最前端穿出所述前端盖，且所述转子的最前端可与驱动所述转子围绕其轴线转动的驱动装置连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于高温铝液输送的泵，其特征在于：所述轴承为滚子轴承，且所述转子在靠近所述滚子轴承处加工有与所述滚子轴承接触连接的定位轴肩，且设置在前端的所述滚子轴承与所述前端盖之间和设置在所述后端的所述滚子轴承与所述后端盖之间均设有套设在所述转子上的套筒。
3.根据权利要求1所述的一种用于高温铝液输送的泵，其特征在于：所述后端盖与所述定子的后端端面之间和所述前端盖与所述定子的前端端面之间均设有密封圈Ⅰ；
所述前端盖靠近所述定位轴肩的一侧沿其轴线方向加工有环形凹槽，且所述环形凹槽内安装有套设在所述定子上的密封圈Ⅱ。
4.根据权利要求1所述的一种用于高温铝液输送的泵，其特征在于：所述转子为等静压特种石墨材料制成。
5.根据权利要求1所述的一种用于高温铝液输送的泵，其特征在于：所述转子与所述定子之间的间隙为0.3～0.6mm。
6.根据权利要求1所述的一种用于高温铝液输送的泵，其特征在于：所述螺纹的螺旋槽的槽深为2～5mm。
7.根据权利要求1所述的一种用于高温铝液输送的泵，其特征在于：所述螺纹的螺旋槽的槽底宽与所述螺纹的螺楞宽之比为5～10。
8.根据权利要求1所述的一种用于高温铝液输送的泵，其特征在于：所述螺纹的齿形角为20°～40°。
9.根据权利要求1所述的一种用于高温铝液输送的泵，其特征在于：所述定子、所述前端盖、所述后端盖、所述轴承均为特种陶瓷制成。
10.根据权利要求2所述的一种用于高温铝液输送的泵，其特征在于：所述套筒为特种陶瓷制成。
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