CN116045674A - 一种铝液除渣除气装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝液除渣除气装置，包括：旋转单元、升降单元、除渣除气单元、下料单元以及供料单元；除气除渣阶段将扇形板切换成竖直姿态以对铝液进行扰动，提升除气效率，加速废渣上浮；后续再将扇形板切换成水平姿态，利用扇形板将铝液表面漂浮的废渣自动捞出，操作安全性高；扇形板水平展开时围合成圆盘状，从而可以覆盖到整个熔炼炉，捞渣全面彻底，避免废渣残留，除渣效果好；利用搅拌轴旋转时的离心力将储料盘内的熔剂从各出料槽甩出，使熔剂覆盖到整个铝液中，熔剂分散均匀，除渣反应完全，提升除渣效果；设置旋转单元和升降单元，可以实现除渣除气单元的升降和偏转，从而达到除渣除气、捞渣、排渣的连续运行，安全性高。

Description

一种铝液除渣除气装置及方法

技术领域

本发明涉及铝液加工技术领域，具体为一种铝液除渣除气装置及方法。

背景技术

在铝液熔炼过程中，铝液中会存在大量的氢气和废渣，当铝液凝固时，氢气的溶解度会急剧下降，由于冷却速度快，氢气无法从凝固的铝中逸出，从而存留在铸件中，最终形成针孔、疏松等铸造缺陷，废渣残留在铸件中也会影响铸件的质量。因此，在对铝液进行净化处理时，必须去除其中的气体和废渣。

现有技术中，专利号为CN216073980U的实用新型专利公开了一种铝液搅拌除气除渣装置，包括搅拌箱，搅拌箱上端设有进料装置、旋转电机以及出气管，进料装置的外侧设有电磁线圈，进料装置的入口处设有过滤膜，可以对铝液进行初步过滤和除渣，搅拌箱上端还设有搅拌轴，搅拌轴的底端贯穿搅拌箱内部固定连接有石墨转子；上述除气除渣装置是通过电磁线圈对金属杂质进行吸附，而无法对非金属杂质进行吸附，而且废渣密度较低，在搅拌过程中会逐渐上浮至铝液表面，通过电磁线圈吸附很难保证彻底除渣，容易造成废渣残留。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铝液除渣除气装置及方法，以解决现有除气除渣装置仅通过电磁线圈对金属杂质进行吸附，而无法对非金属杂质进行吸附，很难保证彻底除渣，容易造成废渣残留的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种铝液除渣除气装置，包括：

底座；

旋转单元，其安装于底座上；

升降单元，其设置于旋转单元输出端；

顶板，其固定于升降单元输出端；

搅拌电机，其固定于顶板上；

搅拌轴，其与搅拌电机输出端固定连接；

除渣除气单元，其设置于搅拌轴底部，包括：

支承座，其设置有多组且周向均布于搅拌轴上，各支承座上均转动安装有转轴；

扇形板，其与转轴一一对应且与转轴固定连接，扇形板上开设有若干过滤孔，扇形板四周设置有围挡；

驱动组件，其设置于搅拌轴内部，用于驱动各转轴周向转动；

下料单元，其设置于搅拌轴上端，用于向熔炼炉内投放熔剂；以及

供料单元，其设置于顶板上，用于向下料单元供给熔剂。

作为本发明进一步的方案：旋转单元包括：

转台，其固定于底座上；

转动座，其转动嵌设于转台内，升降单元安装于转动座上；

旋转电机，其固定于底座上，旋转电机输出端连接有齿轮；

其中，转动座上设置有齿圈，齿轮与齿圈啮合传动。

作为本发明进一步的方案：升降单元包括顶升气缸，顶升气缸一端固定于转动座上，顶升气缸另一端与顶板固定连接。

作为本发明进一步的方案：驱动组件包括：

空腔，其开设于搅拌轴底部中心处；

微型电机，其安装于空腔内；以及

传动轴，其与微型电机输出端固定连接；

其中，传动轴伸出空腔的一端安装有主锥齿轮，各转轴上设置有与主锥齿轮啮合的副锥齿轮。

作为本发明进一步的方案：搅拌轴上竖直设置有多组搅拌杆，搅拌杆位于下料单元与除渣除气单元之间。

作为本发明进一步的方案：下料单元包括：

储料盘，其固定于搅拌轴上端；以及

出料槽，其设置有多组且周向均布于储料盘上，出料槽底部设置有若干出料孔；

其中，出料槽与储料盘之间设置有连通槽口。

作为本发明进一步的方案：储料盘底部设置有斜坡，斜坡靠近出料槽一侧的高度逐渐降低。

作为本发明进一步的方案：供料单元包括：

料箱，其安装于顶板上；

输出泵，其设置于料箱一侧，输出泵输出端连接有输料管；以及料嘴，其与输料管远离输出泵的一端连接，料嘴出口位于储料盘正上方。

作为本发明进一步的方案：料箱上设置有补料口。

本发明还公开了一种铝液除渣除气方法，包括以下步骤：

步骤一、微型电机驱动各转轴转动，使扇形板切换至竖直姿态；

步骤二、搅拌电机驱动搅拌轴旋转，同时顶升气缸缩回，驱动顶板下行，直至各扇形板及搅拌杆进入熔炼炉的铝液中；

步骤三、输出泵将料箱内的熔剂从料嘴泵出至储料盘内，储料盘内熔剂在离心作用下从各出料槽的出料孔均匀排出至铝液中；

步骤四、各扇形板及搅拌杆旋转，对铝液进行搅拌处理，使铝液内气体溢出、残渣上浮至铝液表面；

步骤五、搅拌电机停止，微型电机驱动各转轴反转，使各扇形板切换至水平姿态；

步骤六、顶升气缸带动顶板上行，扇形板上升过程中，将铝液表面漂浮的残渣捞出，扇形板内铝液从过滤孔重新流入熔炼炉中；

步骤七、旋转电机驱动顶板周向转动，将搅拌轴转动至指定区域，微型电机再次将扇形板切换至竖直姿态，将扇形板内残渣倒出。

本发明的有益效果：

1.搅拌轴上设置可切换姿态的扇形板，除气除渣阶段将扇形板切换成竖直姿态以对铝液进行扰动，提升除气效率，加速废渣上浮；后续再将扇形板切换成水平姿态，利用扇形板将铝液表面漂浮的废渣自动捞出，操作安全性高；

2.扇形板水平展开时围合成圆盘状，从而可以覆盖到整个熔炼炉，捞渣全面彻底，避免废渣残留，除渣效果好；

3.搅拌轴上端设置带多组出料槽的储料盘，利用搅拌轴旋转时的离心力将储料盘内的熔剂从各出料槽甩出，使熔剂覆盖到整个铝液中，熔剂分散均匀，除渣反应完全，提升除渣效果；

4.设置旋转单元和升降单元，可以实现除渣除气单元的升降和偏转，从而达到除渣除气、捞渣、排渣的连续运行，无需人工干预，安全性高。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的立体视图；

图2为本发明中搅拌轴的立体视图；

图3为本发明中除渣除气单元的结构示意图；

图4为本发明中下料单元的结构示意图。

图中：1、底座；2、转台；3、转动座；4、顶升气缸；5、顶板；6、旋转电机；7、齿轮；8、齿圈；9、搅拌轴；10、支承座；11、转轴；12、扇形板；13、过滤孔；14、围挡；15、空腔；16、微型电机；17、传动轴；18、主锥齿轮；19、副锥齿轮；20、搅拌电机；21、储料盘；22、出料槽；23、连通槽口；24、出料孔；25、斜坡；26、搅拌杆；27、补料口；28、料箱；29、输出泵；30、输料管；31、料嘴。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1所示，本实施例公开了一种铝液除渣除气装置，包括底座1、旋转单元、升降单元、顶板5、搅拌轴9、搅拌电机20、除渣除气单元、下料单元和供料单元等。

在本实施例中，底座1与顶板5之间设置有旋转单元和升降单元，旋转单元安装于底座1上，升降单元设置于旋转单元输出端，顶板5固定于升降单元输出端，利用旋转单元可以驱动升降单元以及顶板5整体进行周向旋转运动，升降单元可以驱动顶板5竖直升降，从而实现顶板5的高度调节和周向转动。

请参阅图1所示，旋转单元的具体结构不做限制，可以是回转气缸，也可以是电机驱动旋转，例如本实施例中，旋转单元包括转台2、转动座3和旋转电机6，转台2和旋转电机6均固定于底座1上，转动座3转动嵌设于转台2内，升降单元安装于转动座3上，旋转电机6输出端连接有齿轮7，转动座3上设置有齿圈8，齿轮7与齿圈8啮合传动，通过旋转电机6带动齿轮7转动，即可带动转动座3在转台2内周向转动，以实现顶板5的周向旋转。

请参阅图1所示，升降单元的具体结构不做限制，可以是气缸，也可以是丝杆驱动，例如本实施例中，升降单元包括顶升气缸4，顶升气缸4一端固定于转动座3上，另一端与顶板5固定连接，通过顶升气缸4的伸缩运动，从而调节顶板5的高度。

在本实施例中，请参阅图2和图3所示，搅拌轴9转动安装于顶板5上，搅拌电机20固定于顶板5上，其输出端与搅拌轴9固定连接，通过搅拌电机20驱动搅拌轴9旋转运动，搅拌轴9下末端设置有除渣除气单元，除渣除气单元包括支承座10、转轴11和扇形板12和驱动组件，支承座10设置有多组且周向均布于搅拌轴9上，各支承座10上均转动安装有转轴11，扇形板12与转轴11一一对应且与转轴11固定连接，扇形板12上开设有若干过滤孔13，扇形板12四周设置有围挡14；驱动组件设置于搅拌轴9内部，用于驱动各转轴11周向转动；在除气过程中，通过驱动组件将各转轴11上的扇形板12转动至竖直状态，利用搅拌电机20带动搅拌轴9旋转，从而带动各扇形板12同步旋转，可以对熔炼炉内的铝液进行搅拌处理，从而加速铝液内的气体逸出以及杂质残渣上浮；除渣过程中，通过驱动组件将各转轴11上的扇形板12转动至水平状态，随后升降单元驱动顶板5上升，直至扇形板12从铝液中取出，利用扇形板12将铝液表面漂浮的残渣捞出，扇形板12内滞留的铝液经过滤孔13重新落入熔炼炉内。

请参阅图3所示，驱动组件包括空腔15、微型电机16和传动轴17，空腔15开设于搅拌轴9底部中心处，微型电机16安装于空腔15内，传动轴17与微型电机16输出端固定连接，传动轴17伸出空腔15的一端安装有主锥齿轮18，各转轴11上设置有与主锥齿轮18啮合的副锥齿轮19；通过微型电机16带动传动轴17转动，利用主锥齿轮18与副锥齿轮19的啮合传动，带动各转轴11同步转动，从而实现扇形板12姿态的切换。

需要说明的是，为了保证捞渣效果，各扇形板12在切换成水平状态时，刚好可以拼接成一个完整的圆盘型，从而能够覆盖到整个熔炼炉，也就是说，单个扇形板12的角度A与扇形板12的总数量L是成反比的，两者满足A*L＝360，即当设置有六组扇形板12时，每组扇形板12的角度为60°，当然，为了避免相邻扇形板12在姿态切换时发生干涉，扇形板12的角度也可以比理论值少3-5°。

需说明的是，为了使除渣除气单元正常运转，除渣除气单元中的各部件(除微型电机16)均采用二硼化钛制成，其硬度大，熔点高，具有良好的氧化稳定性和耐机械侵蚀性，不会被铝液侵蚀或造成铝液变质。

进一步地，为了提升对铝液的搅拌效果，搅拌轴9上竖直设置有多组搅拌杆26，搅拌杆26位于下料单元与除渣除气单元之间；利用搅拌轴9带动搅拌杆26同步转动，可以进一步提升对铝液的搅拌效果，从而提高除渣除气效果。

在本实施例中，请参阅图4所示，下料单元用于向熔炼炉内投放除渣反应熔剂，其包括储料盘21和出料槽22，储料盘21固定于搅拌轴9上端，出料槽22设置有多组且周向均布于储料盘21上，出料槽22与储料盘21之间设置有连通槽口23，出料槽22底部设置有若干出料孔24；利用供料单元向储料盘21内供给反应熔剂，在搅拌轴9转动过程中，储料盘21内的熔剂在离心力的作用下被甩到各出料槽22中，随后从出料槽22出口以及其底部的出料孔24中落入熔炼炉内，从而使熔剂均匀分散在铝液中，使反应更加充分，除渣效果好。

为了避免熔剂在储料盘21内滞留，储料盘21底部设置有斜坡25，斜坡25靠近出料槽22一侧的高度逐渐降低。

在本实施例中，请参阅图1所示，供料单元用于向下料单元供给熔剂，其包括料箱28、输出泵29、输料管30和料嘴31，料箱28安装于顶板5上，输出泵29设置于料箱28一侧，输出泵29输出端连接有输料管30，料嘴31与输料管30远离输出泵29的一端连接，料嘴31出口位于储料盘21正上方；输出泵29将料箱28内的熔剂泵出并经输料管30输送至料嘴31喷出，从而对储料盘21进行持续供料。

为了便于对料箱28内进行熔剂补充，料箱28上设置有补料口27。

实施例2

本实施例提供了一种铝液除渣除气方法，其应用于上述实施例1中所述的一种铝液除渣除气装置，包括以下步骤：

步骤一、微型电机16驱动各转轴11转动，使扇形板12切换至竖直姿态；

步骤二、搅拌电机20驱动搅拌轴9旋转，同时顶升气缸4缩回，驱动顶板5下行，直至各扇形板12及搅拌杆26进入熔炼炉的铝液中；

步骤三、输出泵29将料箱28内的熔剂从料嘴31泵出至储料盘21内，储料盘21内熔剂在离心作用下从各出料槽22的出料孔24均匀排出至铝液中；

步骤四、各扇形板12及搅拌杆26旋转，对铝液进行搅拌处理，使铝液内气体溢出、残渣上浮至铝液表面；

步骤五、搅拌电机20停止，微型电机16驱动各转轴11反转，使各扇形板12切换至水平姿态；

步骤六、顶升气缸4带动顶板5上行，扇形板12上升过程中，将铝液表面漂浮的残渣捞出，扇形板12内铝液从过滤孔13重新流入熔炼炉中；

步骤七、旋转电机6驱动顶板5周向转动，将搅拌轴9转动至指定区域，微型电机16再次将扇形板12切换至竖直姿态，将扇形板12内残渣倒出。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种铝液除渣除气装置，其特征在于，包括：

底座(1)；

旋转单元，其安装于底座(1)上；

升降单元，其设置于旋转单元输出端；

顶板(5)，其固定于升降单元输出端；

搅拌电机(20)，其固定于顶板(5)上；

搅拌轴(9)，其与搅拌电机(20)输出端固定连接；

除渣除气单元，其设置于搅拌轴(9)底部，包括：

支承座(10)，其设置有多组且周向均布于搅拌轴(9)上，各支承座(10)上均转动安装有转轴(11)；

扇形板(12)，其与转轴(11)一一对应且与转轴(11)固定连接，扇形板(12)上开设有若干过滤孔(13)，扇形板(12)四周设置有围挡(14)；

驱动组件，其设置于搅拌轴(9)内部，用于驱动各转轴(11)周向转动；

下料单元，其设置于搅拌轴(9)上端，用于向熔炼炉内投放熔剂；以及

供料单元，其设置于顶板(5)上，用于向下料单元供给熔剂。

2.根据权利要求1所述的一种铝液除渣除气装置，其特征在于，所述旋转单元包括：

转台(2)，其固定于底座(1)上；

转动座(3)，其转动嵌设于转台(2)内，升降单元安装于转动座(3)上；

旋转电机(6)，其固定于底座(1)上，旋转电机(6)输出端连接有齿轮(7)；

其中，转动座(3)上设置有齿圈(8)，齿轮(7)与齿圈(8)啮合传动。

3.根据权利要求2所述的一种铝液除渣除气装置，其特征在于，所述升降单元包括顶升气缸(4)，顶升气缸(4)一端固定于转动座(3)上，顶升气缸(4)另一端与顶板(5)固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种铝液除渣除气装置，其特征在于，所述驱动组件包括：

空腔(15)，其开设于搅拌轴(9)底部中心处；

微型电机(16)，其安装于空腔(15)内；以及

传动轴(17)，其与微型电机(16)输出端固定连接；

其中，传动轴(17)伸出空腔(15)的一端安装有主锥齿轮(18)，各转轴(11)上设置有与主锥齿轮(18)啮合的副锥齿轮(19)。

5.根据权利要求1所述的一种铝液除渣除气装置，其特征在于，所述搅拌轴(9)上竖直设置有多组搅拌杆(26)，搅拌杆(26)位于下料单元与除渣除气单元之间。

6.根据权利要求1所述的一种铝液除渣除气装置，其特征在于，所述下料单元包括：

储料盘(21)，其固定于搅拌轴(9)上端；以及

出料槽(22)，其设置有多组且周向均布于储料盘(21)上，出料槽(22)底部设置有若干出料孔(24)；

其中，出料槽(22)与储料盘(21)之间设置有连通槽口(23)。

7.根据权利要求6所述的一种铝液除渣除气装置，其特征在于，所述储料盘(21)底部设置有斜坡(25)，斜坡(25)靠近出料槽(22)一侧的高度逐渐降低。

8.根据权利要求6所述的一种铝液除渣除气装置，其特征在于，所述供料单元包括：

料箱(28)，其安装于顶板(5)上；

输出泵(29)，其设置于料箱(28)一侧，输出泵(29)输出端连接有输料管(30)；以及

料嘴(31)，其与输料管(30)远离输出泵(29)的一端连接，料嘴(31)出口位于储料盘(21)正上方。

9.根据权利要求8所述的一种铝液除渣除气装置，其特征在于，所述料箱(28)上设置有补料口(27)。

10.一种铝液除渣除气方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、微型电机(16)驱动各转轴(11)转动，使扇形板(12)切换至竖直姿态；

步骤二、搅拌电机(20)驱动搅拌轴(9)旋转，同时顶升气缸(4)缩回，驱动顶板(5)下行，直至各扇形板(12)及搅拌杆(26)进入熔炼炉的铝液中；

步骤三、输出泵(29)将料箱(28)内的熔剂从料嘴(31)泵出至储料盘(21)内，储料盘(21)内熔剂在离心作用下从各出料槽(22)的出料孔(24)均匀排出至铝液中；

步骤四、各扇形板(12)及搅拌杆(26)旋转，对铝液进行搅拌处理，使铝液内气体溢出、残渣上浮至铝液表面；

步骤五、搅拌电机(20)停止，微型电机(16)驱动各转轴(11)反转，使各扇形板(12)切换至水平姿态；

步骤六、顶升气缸(4)带动顶板(5)上行，扇形板(12)上升过程中，将铝液表面漂浮的残渣捞出，扇形板(12)内铝液从过滤孔(13)重新流入熔炼炉中；

步骤七、旋转电机(6)驱动顶板(5)周向转动，将搅拌轴(9)转动至指定区域，微型电机(16)再次将扇形板(12)切换至竖直姿态，将扇形板(12)内残渣倒出。

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