CN114288921A - 一种高温合金铸造用搅拌装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高温合金铸造用搅拌装置，主要涉及搅拌装置技术领域，包括基本组件、第一搅拌组件和第二搅拌组件，基本组件包括壳体、上盖和多个吊耳，壳体是上方敞口、下方设置有出水口的桶状结构，且用于盛放高温合金液，出水口下方设置有滑动水口，上盖可开合设置在壳体上方，上盖是半盖结构，第一搅拌组件设置在壳体内部位于远离出水口的一侧，且用于通过机械结构达成搅拌，第二搅拌组件设置在壳体外部，且用于通过电磁达成搅拌。本发明两个搅拌组件一内一外，一个采用机械搅拌，一个采用电磁搅拌，达成机械搅拌和电磁搅拌配合的复合搅拌效果，避免利用单一方法进行搅拌产生的弊端。
Description
技术领域
本发明涉及一种搅拌装置，尤其是一种高温合金铸造用搅拌装置。
背景技术
在金属铸造过程中为了减轻和改善成分偏析，提高材料成分和组织的均匀性常会进行能够细化动态晶粒的搅拌，其中常见的搅拌方法有机械搅拌、电磁搅拌、气体搅拌、机械振动和超声波振动等，而利用以上方法通过结构就能对合金熔体进行预处理,达到控制凝固组织的目的的装置就是搅拌装置。
但现有这些装置大多都是用单一方法进行搅拌，例如有机械离心搅拌装置，但该类装置分离现象突出，搅拌变成了离心分离，补缩不及时中心就会出现较深液穴；有电磁搅拌装置，但该类装置的电磁场在金属熔体中必然产生集肤效应，搅拌作用仅仅集中在金属熔体表面的一个很小的薄层，其作用强度在径向衰减较快；综上，多种利用单一方法进行搅拌的搅拌装置都是各有利弊，为此，我们提出一种能够实现复合搅拌效果的高温合金铸造用搅拌装置。
发明内容
本发明提供了一种高温合金铸造用搅拌装置，解决了现有技术中存在的上述背景技术提及的问题。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：包括基本组件、第一搅拌组件和第二搅拌组件，基本组件包括壳体、上盖和多个吊耳，壳体是上方敞口、下方设置有出水口的桶状结构，且用于盛放高温合金液，出水口下方设置有滑动水口，上盖可开合设置在壳体上方，上盖是半盖结构，第一搅拌组件设置在壳体内部位于远离出水口的一侧，且用于通过机械结构达成搅拌，第二搅拌组件设置在壳体外部，且用于通过电磁达成搅拌。
为了实现机械搅拌，第一搅拌组件包括搅拌轴、减速电机、小涡流组件、大涡流组件和多个搅拌叶片，减速电机设置在上盖上方，搅拌轴的上端连接减速电机，搅拌轴的下部穿过上盖伸入壳体中，多个搅拌叶片间隔设置在搅拌轴的下部，小涡流组件设置在出水口上侧，且用于承接从壳体上方倾倒下来的高温合金液并形成搅拌小涡流，大涡流组件设置在壳体内壁上，且用于在壳体内接续小涡流组件形成的搅拌小涡流从而形成搅拌大涡流，搅拌轴和搅拌叶片均采用耐火耐高温材料制备。
为了实现电磁搅拌，第二搅拌组件包括磁场发生器，磁场发生器环绕在外壳外围，磁场发生器工作时在高温合金液中形成由中心向边缘的离心运动。
为了形成小涡流同时减缓从壳体上方倾倒下来的高温合金液对壳体底部和出水口的冲击，小涡流组件包括接水座和多个螺旋筋板二，接水座设置在出水口上侧，接水座是上下均敞口的筒状结构，接水座用铝镁碳砖砌筑，且外围涂覆钢包耐火耐高温涂料，多个螺旋筋板二间隔且螺旋设在接水座内壁上，螺旋筋板二用铝镁碳砖砌筑，且外围涂覆钢包耐火耐高温涂料。
为了承接小涡流并形成大涡流，大涡流组件包括多个螺旋筋板一，多个螺旋筋板一间隔且螺旋设在外壳内壁上，螺旋筋板一用铝镁碳砖砌筑，且外围涂覆钢包耐火耐高温涂料，多个螺旋筋板一和多个螺旋筋板二的螺旋方向均一致。
为了保证适用于高温合金液的特性，壳体包括从外向内依次设置的外壳、永久层和工作层，出水口内壁上环圈贴附有水口砖。
本发明采用上述结构，具有以下的优点：
1.设置基本组件、第一搅拌组件和第二搅拌组件，基本组件用于盛放高温合金液，第一搅拌组件设置在壳体内部且用于通过机械结构达成搅拌，第二搅拌组件设置在壳体外部且用于通过电磁达成搅拌，两个搅拌组件一内一外，一个采用机械搅拌，一个采用电磁搅拌，达成机械搅拌和电磁搅拌配合的复合搅拌效果，避免利用单一方法进行搅拌产生的弊端；
2.通过接水座和多个螺旋筋板二配合，利用高温合金液从倾倒口倾倒产生的冲击力，形成小涡流，通过小涡流引发的螺旋蔓延至整个壳体内部，再配合多个螺旋筋板一形成大涡流，初步搅动高温合金液，达成搅拌的第一步；
3.在小涡流和大涡流的形成过程中，利用磁场发生器形成电磁场作用于高温合金液中产生离心运动，辅助大涡流的形成，使得大涡流的形成稳定可靠，高效实现高温合金液的初步搅动；
4.利用减速电机带动搅拌轴和多个搅拌叶片转动从而带动高温合金液旋转，与小涡流和大涡流形成不同的旋转流，这两个旋转流相互冲击，有效实现高温合金液的充分搅拌。
附图说明
图1为本发明的主视全剖结构示意图；
图2为本发明的俯视结构示意图。
图中，1、外壳；2、永久层；3、工作层；4、磁场发生器；5、螺旋筋板一；6、搅拌轴；7、搅拌叶片；8、上盖；9、减速电机；10、吊耳；11、螺旋筋板二；12、水口砖；13、滑动水口；14、接水座。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。
如图1-图2所示，整体包括基本组件、第一搅拌组件和第二搅拌组件，基本组件包括壳体、上盖8和多个吊耳10，壳体是上方敞口、下方一体设有出水口的桶状结构，且用于盛放高温合金液，出水口下方安装有滑动水口13，出水口上方正对倾倒高温合金液的倾倒口，上盖8可开合安装在壳体上方，上盖8是半盖结构，为了保证适用于高温合金液的特性，壳体包括从外向内依次设置的外壳1、永久层2和工作层3，出水口内壁上环圈贴附有水口砖12；
第一搅拌组件安装在壳体内部位于远离出水口的一侧，且用于通过机械结构达成搅拌，为了实现机械搅拌，第一搅拌组件包括搅拌轴6、减速电机9、小涡流组件、大涡流组件和多个搅拌叶片7，减速电机9安装在上盖8上方，搅拌轴6的上端连接减速电机9，搅拌轴6的下部穿过上盖8伸入壳体中，多个搅拌叶片7间隔安装在搅拌轴6的下部，小涡流组件设置在出水口上侧，且用于承接从壳体上方倾倒下来的高温合金液并形成搅拌小涡流，大涡流组件设置在壳体内壁上，且用于在壳体内接续小涡流组件形成的搅拌小涡流从而形成搅拌大涡流，搅拌轴6和搅拌叶片7均采用耐火耐高温材料制备；
第二搅拌组件安装在壳体外部，且用于通过电磁达成搅拌，为了实现电磁搅拌，第二搅拌组件包括磁场发生器4，磁场发生器4环绕在外壳1外围，磁场发生器4工作时在高温合金液中形成由中心向边缘的离心运动；
为了形成小涡流同时减缓从壳体上方倾倒下来的高温合金液对壳体底部和出水口的冲击，小涡流组件包括接水座14和多个螺旋筋板二11，接水座14设在出水口上侧，接水座14是上下均敞口的筒状结构，接水座14用铝镁碳砖砌筑，且外围涂覆钢包耐火耐高温涂料，多个螺旋筋板二11间隔且螺旋设在接水座14内壁上，螺旋筋板二11用铝镁碳砖砌筑，且外围涂覆钢包耐火耐高温涂料；
为了承接小涡流并形成大涡流，大涡流组件包括多个螺旋筋板一5，多个螺旋筋板一5间隔且螺旋设在外壳1内壁上，螺旋筋板一5用铝镁碳砖砌筑，且外围涂覆钢包耐火耐高温涂料，多个螺旋筋板一5和多个螺旋筋板二11的螺旋方向均一致。
工作原理：开启磁场发生器4，在高温合金液中形成由中心向边缘的离心运动，该离心运动的方向和螺旋筋板一5与螺旋筋板二11的螺旋方向一致；
小涡流形成：高温合金液从倾倒口倾倒下来，首先接触接水座14，落入接水座14围成的空间，在接水座14的空间中受到多个螺旋筋板二11的阻挡，顺着螺旋筋板二11的螺旋方向形成小涡流；
大涡流形成：小涡流很快随着高温合金液的不停倾倒装满接水座14围成的空间并从该空间中溢出进入壳体中，小涡流逐渐扩大，接着受到多个螺旋筋板一5的阻挡，承接小涡流的流向再顺着螺旋筋板一5的螺旋方向形成大涡流；
在小涡流和大涡流的形成过程中，磁场发生器4持续工作，形成电磁场作用于高温合金液中，产生沿切向的环形剪切力辅助大涡流的形成；
开启减速电机9，带动搅拌轴6和多个搅拌叶片7转动，转动方向和大涡流的旋转方向相反，这样就形成两个旋转方向的相互冲击，从而使高温合金液得到充分搅拌，达成机械搅拌和电磁搅拌配合的复合搅拌效果，避免利用单一方法进行搅拌产生的弊端。
其中，上述的永久层2、工作层3、磁场发生器4、减速电机9、水口砖12、滑动水口13、铝镁碳砖、钢包耐火耐高温涂料和耐火耐高温材料均是现有技术。
上述具体实施方式不能作为对本发明保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本发明实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本发明的保护范围内。
本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。
Claims (6)
1.一种高温合金铸造用搅拌装置，其特征在于：包括基本组件、第一搅拌组件和第二搅拌组件，所述基本组件包括壳体、上盖和多个吊耳，所述壳体是上方敞口、下方设置有出水口的桶状结构，且用于盛放高温合金液，所述出水口下方设置有滑动水口，所述上盖可开合设置在所述壳体上方，所述上盖是半盖结构，所述第一搅拌组件设置在所述壳体内部位于远离所述出水口的一侧，且用于通过机械结构达成搅拌，所述第二搅拌组件设置在所述壳体外部，且用于通过电磁达成搅拌。
2.根据权利要求1所述的高温合金铸造用搅拌装置，其特征在于：所述第一搅拌组件包括搅拌轴、减速电机、小涡流组件、大涡流组件和多个搅拌叶片，所述减速电机设置在所述上盖上方，所述搅拌轴的上端连接所述减速电机，所述搅拌轴的下部穿过所述上盖伸入所述壳体中，多个所述搅拌叶片间隔设置在所述搅拌轴的下部，所述小涡流组件设置在所述出水口上侧，且用于承接从所述壳体上方倾倒下来的高温合金液并形成搅拌小涡流，所述大涡流组件设置在所述壳体内壁上，且用于在所述壳体内接续所述小涡流组件形成的搅拌小涡流从而形成搅拌大涡流，所述搅拌轴和搅拌叶片均采用耐火耐高温材料制备。
3.根据权利要求2所述的高温合金铸造用搅拌装置，其特征在于：所述第二搅拌组件包括磁场发生器，所述磁场发生器环绕在所述外壳外围，所述磁场发生器工作时在高温合金液中形成由中心向边缘的离心运动。
4.根据权利要求3所述的高温合金铸造用搅拌装置，其特征在于：所述小涡流组件包括接水座和多个螺旋筋板二，所述接水座设置在所述出水口上侧，所述接水座是上下均敞口的筒状结构，所述接水座用铝镁碳砖砌筑，且外围涂覆钢包耐火耐高温涂料，多个所述螺旋筋板二间隔且螺旋设在所述接水座内壁上，所述螺旋筋板二用铝镁碳砖砌筑，且外围涂覆钢包耐火耐高温涂料。
5.根据权利要求4所述的高温合金铸造用搅拌装置，其特征在于：所述大涡流组件包括多个螺旋筋板一，多个所述螺旋筋板一间隔且螺旋设在所述外壳内壁上，所述螺旋筋板一用铝镁碳砖砌筑，且外围涂覆钢包耐火耐高温涂料，多个所述螺旋筋板一和多个所述螺旋筋板二的螺旋方向均一致。
6.根据权利要求5所述的高温合金铸造用搅拌装置，其特征在于：所述壳体包括从外向内依次设置的外壳、永久层和工作层，所述出水口内壁上环圈贴附有水口砖。
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