CN114150177A - 铝合金熔炼除气设备及其除气方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供铝合金熔炼除气设备及其除气方法，涉及合金精炼领域，包括L形框架和轨道，本发明中L形框架的侧壁处设置有轨道，轨道外侧设置有横梁，横梁处滑块插入至轨道内；横梁顶端固定有驱动单元，驱动单元处传动轴相对于横梁底端为外伸状；横梁下方设置有气体处理装置，气体处理装置包括振动组件，传动轴下方设置有振动组件，振动组件顶端垂向固定有入管，入管通过连轴器与传动轴相连接；振动组件内侧设置有环形壳体，自铝液内形成微小气泡，并在石墨转子进行缓慢转动中，将惰性气体均匀的充入至铝液内，进而对氢和氧进行广范围的细致处理。

Description

铝合金熔炼除气设备及其除气方法

技术领域

本发明涉及合金精炼领域，尤其涉及铝合金熔炼除气设备及其除气方法。

背景技术

压铸件生产过程的合金液需要精炼，压铸铝合金液的吸附精炼法主要包括通入氮气、氩气、氯气、混合气体精炼和使用氯盐精炼等方法，其基本原理是通过向压铸铝合金内吹入气体或通过向压铸铝合金液内加入溶剂与合金液发生反应，获得无氢气泡，然后利用这些小气泡在上浮过程中吸附氢气和氧化夹杂物，并夹带到压铸合金液面而实现除气和去渣。

铝合金铸造过程中，需通过除气设备，来将铝液中的氢和氧自铝液中排出，从而避免因氢和氧置于铝液内，所导致的铝合金铸造后，质地内含有砂眼和气孔等质量问题，针对此问题，目前多基于气体除气法来实施除气操作，该操作主要向是向熔体内部吹入惰性气体，再利用气泡内外分压原理除气，其实就是利用气泡内部氢分压为零，氢会自动向气泡扩散，原理都是先除氢，再利用氧化性原理除去氧，上述处理过程中，气泡的量级和气泡大小程度，对除气效果具有举足轻重的影响，且目前在注入气体时，仅通过搅拌，是难以将气泡均匀的分布与整合熔体内，遂基于上述所存在的问题，急需一种对气泡大小进行控制和将气泡进行均匀分布的除气设备，来解决目前所面临的除气困扰问题。

发明内容

本发明的目的在于提供铝合金熔炼除气设备及其除气方法，以解决上述技术问题。

本发明为解决上述技术问题，采用以下技术方案来实现：铝合金熔炼除气设备，包括L形框架和轨道，其特征在于：所述L形框架的侧壁处设置有轨道，轨道外侧设置有横梁，横梁处滑块插入至轨道内；所述横梁顶端固定有驱动单元，驱动单元处传动轴相对于横梁底端为外伸状；所述横梁下方设置有气体处理装置，气体处理装置包括振动组件，所述传动轴下方设置有振动组件，振动组件顶端垂向固定有入管，入管通过连轴器与传动轴相连接；所述振动组件内侧设置有环形壳体，环形壳体的两个外伸端贯穿连接至振动组件内壁处；所述环形壳体外侧对称设置有两个连接管，连接管为单向导通管，连接管一端贯穿连接至振动组件内壁处，连接管的另一端贯穿环形壳体并伸入至环形壳体内；所述环形壳体内设置有气泡发生器，所述连接管的另一端贯穿插入至气泡发生器内；所述振动组件底端垂向固定有排管。

优选的，所述气泡发生器处设置的两个外伸端分别置于环形壳体处设置的两个外伸端内。

优选的，所述L形框架顶端固定有气瓶，气瓶内注入有惰性气体；所述气瓶顶端贯穿固定有管座，所述横梁侧壁处贯穿固定有套座，所处管座内套接有气管的一端，所述套座内套接有气管的另一端，所述气管与气体处理装置呈相接通设置。

优选的，所述气泡发生器包括叶轮、分流管、芯轴、圆盒、插座和插管，所述环形壳体内套有圆盒，圆盒外壁至环形壳体内壁处形成环形间隙；所述圆盒上端固定连接有分流管，分流管插接至环形壳体上方设置的外伸端内；所述圆盒底端贯穿嵌入有插座，插座外伸头处套接固定有插管，插管插入至环形壳体下方设置的外伸端内，且插管外壁相对于环形壳体处外伸端内壁为间隙状；所述圆盒内设置有叶轮，叶轮内套有芯轴，芯轴固定至圆盒圆心处；所述叶轮处叶片交替覆盖插座的顶端端口处。

优选的，所述分流管包括环套、坡面板、气孔和外螺纹管，所述圆盒上端贯穿连接有环套，环套的底端端口处套接固定有坡面板；所述环套的环形侧壁处以环形分布状等分贯穿有气孔，所述环套的顶端固定连接有外螺纹管，外螺纹管置于环形壳体的上外伸端内。

优选的，所述坡面板处设置有倾斜坡面，所述环套的排气方向为叶轮至圆盒内壁处所形成的环形间隙内，所述气孔向圆盒外壁至环形壳体内壁处形成的环形间隙内排气。

优选的，所述振动组件包括凸点、上承接管、外凸头、环形盒体、弹簧、下承接管、凸头和小球，所述入管与环形盒体呈连接状，入管下方在位于环形盒体内设置有上承接管，上承接管上端口与入管下端口呈连接状；所述上承接管侧壁处对称连接有外凸头，外凸头外侧在位于环形盒体内壁处连接有若干凸点；所述排管与环形盒体呈连接状，排管上方在位于环形盒体内设置有下承接管，下承接管的下端口与排管上端口呈连接状；所述下承接管侧壁处对称连接有凸头，所述下承接管两侧在位于环形盒体内对称设置有弹簧，弹簧一端套于凸头处；所述弹簧的另一侧设置有小球，小球抵接至弹簧另一端口处，所述环形壳体置于环形盒体内。

优选的，所述凸头处凸出端贯穿设置有孔位，孔位置于弹簧的包围下；所述环形壳体的两个外伸端口分别与上承接管的另一端口和下承接管的另一端口相连接。

优选的，所述气瓶外侧在位于L形框架顶端固定连接有配电机组；所述气体处理装置下方设置有石墨转子，石墨转子套接固定至气体处理装置处。

铝合金熔炼除气设备的除气方法，其特征在于：所述铝合金熔炼除气设备的除气方法如下：

1)气瓶内惰性气体自入管导入至气泡发生器内，且在气泡发生器对惰性气体进行分流后，将一部分气体注入至气泡发生器和环形壳体之间所形成环形间隙内；

2)环形间隙内惰性气体被引导至振动组件内，进而在惰性气体的气流压力下，激发振动组件进行高频振动，并在引发振动后，经由连接管注入至气泡发生器内；

3)气泡发生器基于先前注入的惰性气体为动力源，进而将器体内惰性气体以规律排出状，交替注入至排管内，以在石墨转子置于铝液内进行缓慢转动中，对铝液进行高频振动和气泡小而密的注入操作。

本发明的有益效果是：

1、本发明通过气体处理装置对惰性气体进行处理，一来基于气体处理装置在气体处理中产生的高频振动，来对伸入铝液中石墨转子进行驱动，驱动中，凭借高频振荡，对处于铝液中的氢和氧进行振动后上升处理；同时基于气体处理装置将惰性气体以规律喷射状喷出，进而在喷出中，自铝液内形成微小气泡，并在石墨转子进行缓慢转动中，将惰性气体均匀的充入至铝液内，进而对氢和氧进行广范围的细致处理。

2、本发明中叶轮处叶片交替覆盖至插座顶端设置的孔位处，且在覆盖过程中，阻断插座的导通能力；随后当叶片自插座顶端孔位处转离时，基于插座的短暂导通能力，将圆盒内惰性气体注入至插座处，使得交替喷出的惰性气体能够自铝液内形成微小气泡，以便于对氢和氧高效的去除处理。

附图说明

图1为本发明铝合金熔炼除气设备的整体结构示意图；

图2为本发明中气体处理装置的结构示意图；

图3为本发明中气泡发生器的剖面结构示意图；

图4为本发明中振动组件的结构示意图；

图5为本发明中分流管的结构示意图；

附图标记：1、L形框架；2、配电机组；3、气瓶；4、横梁；5、驱动单元；6、气体处理装置；7、石墨转子；61、气泡发生器；62、入管；63、环形壳体；64、连接管；65、振动组件；66、排管；611、叶轮；612、分流管；613、芯轴；614、圆盒；615、插座；616、插管；6121、环套；6122、坡面板；6123、气孔；6124、外螺纹管；651、凸点；652、上承接管；653、外凸头；654、环形盒体；655、弹簧；656、下承接管；657、凸头；658、小球。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。

下面结合附图描述本发明的具体实施例。

实施例1

如图1-2所示，铝合金熔炼除气设备，包括L形框架1和轨道，L形框架1的侧壁处设置有轨道，轨道外侧设置有横梁4，横梁4处滑块插入至轨道内；横梁4顶端固定有驱动单元5，驱动单元5处传动轴相对于横梁4底端为外伸状；横梁4下方设置有气体处理装置6，气体处理装置6包括振动组件65，传动轴下方设置有振动组件65，振动组件65顶端垂向固定有入管62，入管62通过连轴器与传动轴相连接；振动组件65内侧设置有环形壳体63，环形壳体63的两个外伸端贯穿连接至振动组件65内壁处；环形壳体63外侧对称设置有两个连接管64，连接管64为单向导通管，连接管64一端贯穿连接至振动组件65内壁处，连接管64的另一端贯穿环形壳体63并伸入至环形壳体63内；环形壳体63内设置有气泡发生器61，连接管64的另一端贯穿插入至气泡发生器61内；振动组件65底端垂向固定有排管66；其中气泡发生器61处设置的两个外伸端分别置于环形壳体63处设置的两个外伸端内；L形框架1顶端固定有气瓶3，气瓶3内注入有惰性气体；气瓶3顶端贯穿固定有管座，横梁4侧壁处贯穿固定有套座，所处管座内套接有气管的一端，套座内套接有气管的另一端，气管与气体处理装置6呈相接通设置；气瓶3外侧在位于L形框架1顶端固定连接有配电机组2；气体处理装置6下方设置有石墨转子7，石墨转子7套接固定至气体处理装置6处。

本实施例中，气瓶3内惰性气体自入管62导入至气泡发生器61内，且在气泡发生器61对惰性气体进行分流后，将一部分气体注入至气泡发生器61和环形壳体63之间所形成环形间隙内；环形间隙内惰性气体被引导至振动组件65内，进而在惰性气体的气流压力下，激发振动组件65进行高频振动，并在引发振动后，经由连接管64注入至气泡发生器61内，该设置，基于气流压力为动力源，来激发振动组件65进行高频振动，且在高频振动后，将注入的一部分气体引导至气泡发生器61内，用于惰性气体对氢和氧的除气工作中。

本实施例中，气泡发生器61基于先前注入的惰性气体为动力源，进而将器体内惰性气体以规律排出状，交替注入至排管66内，以在石墨转子7置于铝液内进行缓慢转动中，对铝液进行高频振动和气泡小而密的注入操作。

本实施例中，通过气体处理装置6对惰性气体进行处理，一来基于气体处理装置6在气体处理中产生的高频振动，来对伸入铝液中石墨转子7进行驱动，驱动中，凭借高频振荡，对处于铝液中的氢和氧进行振动后上升处理；同时基于气体处理装置6将惰性气体以规律喷射状喷出，进而在喷出中，自铝液内形成微小气泡，并在石墨转子7进行缓慢转动中，将惰性气体均匀的充入至铝液内，进而对氢和氧进行广范围的细致处理。

实施例2

如图2、3和5所示，铝合金熔炼除气设备，气泡发生器61包括叶轮611、分流管612、芯轴613、圆盒614、插座615和插管616，环形壳体63内套有圆盒614，圆盒614外壁至环形壳体63内壁处形成环形间隙；圆盒614上端固定连接有分流管612，分流管612插接至环形壳体63上方设置的外伸端内；圆盒614底端贯穿嵌入有插座615，插座615外伸头处套接固定有插管616，插管616插入至环形壳体63下方设置的外伸端内，且插管616外壁相对于环形壳体63处外伸端内壁为间隙状；圆盒614内设置有叶轮611，叶轮611内套有芯轴613，芯轴613固定至圆盒614圆心处；叶轮611处叶片交替覆盖插座615的顶端端口处；其中分流管612包括环套6121、坡面板6122、气孔6123和外螺纹管6124，圆盒614上端贯穿连接有环套6121，环套6121的底端端口处套接固定有坡面板6122；环套6121的环形侧壁处以环形分布状等分贯穿有气孔6123，环套6121的顶端固定连接有外螺纹管6124，外螺纹管6124置于环形壳体63的上外伸端内；坡面板6122处设置有倾斜坡面，环套6121的排气方向为叶轮611至圆盒614内壁处所形成的环形间隙内，气孔6123向圆盒614外壁至环形壳体63内壁处形成的环形间隙内排气。

本实施例中，惰性气体自分流管612处以倾斜入射方式喷吹至叶轮611表面，从而基于气流压力的驱动下，使得叶轮611相对于芯轴613进行转动，转动过程中，叶轮611处叶片交替覆盖至插座615顶端设置的孔位处，且在覆盖过程中，阻断插座615的导通能力；随后当叶片自插座615顶端孔位处转离时，基于插座615的短暂导通能力，将圆盒614内惰性气体注入至插座615处，使得交替喷出的惰性气体能够自铝液内形成微小气泡，以便于对氢和氧高效的去除处理。

本实施例中，分流管612将注入的惰性气体分为两股气流，即，一股气流导入至圆盒614内，另一股气流导入至振动组件65内，该设置，一来可将注入的气流以规律喷出状态，导入至铝液内形成微小气泡，其次是将气流作为动力源，来激发振动组件65进行高频振动。

实施例3

如图2-4所示，铝合金熔炼除气设备，振动组件65包括凸点651、上承接管652、外凸头653、环形盒体654、弹簧655、下承接管656、凸头657和小球658，入管62与环形盒体654呈连接状，入管62下方在位于环形盒体654内设置有上承接管652，上承接管652上端口与入管62下端口呈连接状；上承接管652侧壁处对称连接有外凸头653，外凸头653外侧在位于环形盒体654内壁处连接有若干凸点651；排管66与环形盒体654呈连接状，排管66上方在位于环形盒体654内设置有下承接管656，下承接管656的下端口与排管66上端口呈连接状；下承接管656侧壁处对称连接有凸头657，下承接管656两侧在位于环形盒体654内对称设置有弹簧655，弹簧655一端套于凸头657处；弹簧655的另一侧设置有小球658，小球658抵接至弹簧655另一端口处，环形壳体63置于环形盒体654内；凸头657处凸出端贯穿设置有孔位，孔位置于弹簧655的包围下；环形壳体63的两个外伸端口分别与上承接管652的另一端口和下承接管656的另一端口相连接。

本实施例中，分流管612将分流的气体自环形间隙内导入至下承接管656内，随后，气流自凸头657处设置的孔位内溢出，溢出后，气流将上排时产生的顶升作用力，作用至小球658处，且在小球658受顶升作用力相对于环形腔体进行滚动中，通过小球658接触上承接管652处设置的外凸头653，进而在接触瞬间产生振动，随后，基于接触时，力方向的改变以及小球658自身重力作用，回落至弹簧655处，从而在弹力和气流顶升力的共同作用，再次接触外凸头653，以形成往复的循环高频振动。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.铝合金熔炼除气设备，包括L形框架(1)和轨道，其特征在于：所述L形框架(1)的侧壁处设置有轨道，轨道外侧设置有横梁(4)，横梁(4)处滑块插入至轨道内；所述横梁(4)顶端固定有驱动单元(5)，驱动单元(5)处传动轴相对于横梁(4)底端为外伸状；所述横梁(4)下方设置有气体处理装置(6)，气体处理装置(6)包括振动组件(65)，所述传动轴下方设置有振动组件(65)，振动组件(65)顶端垂向固定有入管(62)，入管(62)通过连轴器与传动轴相连接；所述振动组件(65)内侧设置有环形壳体(63)，环形壳体(63)的两个外伸端贯穿连接至振动组件(65)内壁处；所述环形壳体(63)外侧对称设置有两个连接管(64)，连接管(64)为单向导通管，连接管(64)一端贯穿连接至振动组件(65)内壁处，连接管(64)的另一端贯穿环形壳体(63)并伸入至环形壳体(63)内；所述环形壳体(63)内设置有气泡发生器(61)，所述连接管(64)的另一端贯穿插入至气泡发生器(61)内；所述振动组件(65)底端垂向固定有排管(66)。

2.根据权利要求1所述的铝合金熔炼除气设备，其特征在于：所述气泡发生器(61)处设置的两个外伸端分别置于环形壳体(63)处设置的两个外伸端内。

3.根据权利要求1所述的铝合金熔炼除气设备，其特征在于：所述L形框架(1)顶端固定有气瓶(3)，气瓶(3)内注入有惰性气体；所述气瓶(3)顶端贯穿固定有管座，所述横梁(4)侧壁处贯穿固定有套座，所处管座内套接有气管的一端，所述套座内套接有气管的另一端，所述气管与气体处理装置(6)呈相接通设置。

4.根据权利要求1所述的铝合金熔炼除气设备，其特征在于：所述气泡发生器(61)包括叶轮(611)、分流管(612)、芯轴(613)、圆盒(614)、插座(615)和插管(616)，所述环形壳体(63)内套有圆盒(614)，圆盒(614)外壁至环形壳体(63)内壁处形成环形间隙；所述圆盒(614)上端固定连接有分流管(612)，分流管(612)插接至环形壳体(63)上方设置的外伸端内；所述圆盒(614)底端贯穿嵌入有插座(615)，插座(615)外伸头处套接固定有插管(616)，插管(616)插入至环形壳体(63)下方设置的外伸端内，且插管(616)外壁相对于环形壳体(63)处外伸端内壁为间隙状；所述圆盒(614)内设置有叶轮(611)，叶轮(611)内套有芯轴(613)，芯轴(613)固定至圆盒(614)圆心处；所述叶轮(611)处叶片交替覆盖插座(615)的顶端端口处。

5.根据权利要求4所述的铝合金熔炼除气设备，其特征在于：所述分流管(612)包括环套(6121)、坡面板(6122)、气孔(6123)和外螺纹管(6124)，所述圆盒(614)上端贯穿连接有环套(6121)，环套(6121)的底端端口处套接固定有坡面板(6122)；所述环套(6121)的环形侧壁处以环形分布状等分贯穿有气孔(6123)，所述环套(6121)的顶端固定连接有外螺纹管(6124)，外螺纹管(6124)置于环形壳体(63)的上外伸端内。

6.根据权利要求5所述的铝合金熔炼除气设备，其特征在于：所述坡面板(6122)处设置有倾斜坡面，所述环套(6121)的排气方向为叶轮(611)至圆盒(614)内壁处所形成的环形间隙内，所述气孔(6123)向圆盒(614)外壁至环形壳体(63)内壁处形成的环形间隙内排气。

7.根据权利要求1所述的铝合金熔炼除气设备，其特征在于：所述振动组件(65)包括凸点(651)、上承接管(652)、外凸头(653)、环形盒体(654)、弹簧(655)、下承接管(656)、凸头(657)和小球(658)，所述入管(62)与环形盒体(654)呈连接状，入管(62)下方在位于环形盒体(654)内设置有上承接管(652)，上承接管(652)上端口与入管(62)下端口呈连接状；所述上承接管(652)侧壁处对称连接有外凸头(653)，外凸头(653)外侧在位于环形盒体(654)内壁处连接有若干凸点(651)；所述排管(66)与环形盒体(654)呈连接状，排管(66)上方在位于环形盒体(654)内设置有下承接管(656)，下承接管(656)的下端口与排管(66)上端口呈连接状；所述下承接管(656)侧壁处对称连接有凸头(657)，所述下承接管(656)两侧在位于环形盒体(654)内对称设置有弹簧(655)，弹簧(655)一端套于凸头(657)处；所述弹簧(655)的另一侧设置有小球(658)，小球(658)抵接至弹簧(655)另一端口处，所述环形壳体(63)置于环形盒体(654)内。

8.根据权利要求7所述的铝合金熔炼除气设备，其特征在于：所述凸头(657)处凸出端贯穿设置有孔位，孔位置于弹簧(655)的包围下；所述环形壳体(63)的两个外伸端口分别与上承接管(652)的另一端口和下承接管(656)的另一端口相连接。

9.根据权利要求3所述的铝合金熔炼除气设备，其特征在于：所述气瓶(3)外侧在位于L形框架(1)顶端固定连接有配电机组(2)；所述气体处理装置(6)下方设置有石墨转子(7)，石墨转子(7)套接固定至气体处理装置(6)处。

10.根据权利要求1所述的铝合金熔炼除气设备的除气方法，其特征在于：所述铝合金熔炼除气设备的除气方法如下：

1)气瓶内惰性气体自入管导入至气泡发生器内，且在气泡发生器对惰性气体进行分流后，将一部分气体注入至气泡发生器和环形壳体之间所形成环形间隙内；

2)环形间隙内惰性气体被引导至振动组件内，进而在惰性气体的气流压力下，激发振动组件进行高频振动，并在引发振动后，经由连接管注入至气泡发生器内；

3)气泡发生器基于先前注入的惰性气体为动力源，进而将器体内惰性气体以规律排出状，交替注入至排管内，以在石墨转子置于铝液内进行缓慢转动中，对铝液进行高频振动和气泡小而密的注入操作。

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