CN210010457U - 可控制倾倒流速的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可控制倾倒流速的装置，其包括容器，所述容器具有旋转轴线以及倾倒边缘，所述容器能够围绕所述旋转轴线旋转，容器内的流体能够从倾倒边缘流出，用经过所述容器的倾倒边缘的任何一个平面剖切所述容器的容腔所呈现的截面的面积均相同。本实用新型的金属熔体浇铸所用的坩埚的优点在于倾倒装置的容器的容积变化率与容器绕轴角速度线性相关，当容器围绕旋转轴线以恒定的角速度转动的时候，从容器内倾倒出来的液体体积流速是与容器旋转的角速度是线性相关的。

Description

可控制倾倒流速的装置

技术领域

本实用新型属于冶金、浇铸领域，特别涉及一种可控制倾倒流速为恒定值和变量的装置。

背景技术

金属熔体浇铸件在凝固过程中的结晶取向严重地影响到浇铸件的强度和耐高温特性，甚至于不良的浇铸过程会产生导致报废的缺陷，其主要原因是金属熔流流动分布的不合理以及温度下降的不均匀。

由于金属铸件形态复杂性，因此控制铸件的浇铸过程和降温过程具有较大的难度。

传统的金属熔体浇铸所用的坩埚在金属熔体的倾倒过程中无法严格地控制倾倒流速，进而导致熔流流动分布不可控，从而进一步使得温度下降亦不可控。

因而，如何提供一种可控制倾倒流速的装置，使其能够控制金属熔体在倾倒过程中的流动速度，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

包括在本实用新型的背景部分中的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种可控制倾倒流速的装置。

本实用新型的一个目的是为了在倾倒过程中能够控制流体的倾倒速度。

本实用新型的另一个目的是为了使用速度函数将流体倾倒速度控制为恒定值或者变量。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种可控制倾倒流速的装置，其包括容器，所述容器具有旋转轴线以及倾倒边缘，所述容器能够围绕所述旋转轴线旋转，容器内的流体能够从倾倒边缘流出，用经过所述容器的倾倒边缘的任何一个平面剖切所述容器的容腔所呈现的截面的面积均相同。

优选地，用经过所述容器的倾倒边缘的任何一个平面剖切所述容器的容腔所呈现的截面完全相同。

优选地，用垂直于所述容器的倾倒边缘的平面剖切所述容器所呈现的截面为扇形。

优选地，所述容器为扇形柱体形状的壳体，所述壳体的经过所述倾倒边缘的一个侧平面是打开的。

优选地，所述旋转轴线经过所述扇形的圆心角的顶点。

优选地，所述可控制倾倒流速的装置进一步包括变转速控制系统，所述变转速控制系统经由轴与所述容器相连接，所述轴的旋转轴线与所述容器的旋转轴线共线。

优选地，所述变转速控制系统包括电机和可编程电子齿轮，所述电机驱动所述可编程电子齿轮，使得所述可编程电子齿轮驱动所述轴。

优选地，所述可编程电子齿轮能够预设转速函数，所述转速函数为所述可编程电子齿轮的输入轴和输出轴之间的变速比。

优选地，所述旋转轴线与所述容器的倾倒边缘在同一侧，所述旋转轴线与所述容器的倾倒边缘共线。

优选地，所述容器的旋转轴线水平布置。

本实用新型区别于传统的金属熔体浇铸所用的坩埚的最大优点是倾倒装置的容器的容积变化率与容器绕轴角速度线性相关，当容器围绕旋转轴线以恒定的角速度转动的时候，从容器内倾倒出来的液体体积流速是与容器旋转的角速度是线性相关的。

此外，本实用新型的可控制倾倒流速的装置设置有变转速控制系统，使得从容器倾倒出的液体体积流速服从于电机的角速度和可编程电子齿轮之间的变速比函数，从而可以通过预先设定转速函数来控制液体的倾倒速度。

另外，本实用新型的可控制倾倒流速的装置不限于本文所述的金属浇铸领域，也可用于倾倒、滴注、或者计量等。

本实用新型的方法和装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的实施方案中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的实施方案中进行详细陈述，这些附图和实施方案共同用于解释本实用新型的特定原理。

附图说明

为了可以很好地理解本实用新型，现在参考所附附图，以示例的方式来描述本实用新型的各种形式，在这些附图中：

图1是根据本实用新型的示例性实施方案的可控制倾倒流速的装置的立体图。

图2是根据本实用新型的示例性实施方案的可控制倾倒流速的装置的侧视图。

图3是根据本实用新型的示例性实施方案的可控制倾倒流速的装置与变转速控制系统连接在一起的视图。

图4是根据本实用新型的另一个示例性实施方案的可控制倾倒流速的装置的容器截面形状的示意图。

图5是根据本实用新型的另一个示例性实施方案的可控制倾倒流速的装置的容器截面形状的示意图。

图6是根据本实用新型的另一个示例性实施方案的可控制倾倒流速的装置的容器截面形状的示意图。

图7是根据本实用新型的另一个示例性实施方案的可控制倾倒流速的装置的侧视图。

应当理解，附图不一定是按照比例绘制，而是呈现各种特征的简化表示，以对本实用新型的基本原理进行说明。本实用新型所包括的具体设计特征(包括例如具体尺寸、方向、位置和形状)将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

在这些图中，相同的附图标记表示本实用新型的相同或等同的部分。

具体实施方式

下面将参考所附附图对本实用新型的示例性实施方案进行描述。

参考图1和图2，根据本实用新型的示例性实施方案的可控制倾倒流速的装置可以包括容器1，容器1具有旋转轴线以及倾倒边缘，容器1能够围绕旋转轴线旋转，容器1内的流体能够从倾倒边缘流出，用经过容器1的倾倒边缘的任何一个平面剖切所述容器的容腔所呈现的截面的面积均相同。

换而言之，本实用新型的可控制倾倒流速的装置可以包括容器1，其具有倾倒边缘并且容器1内的流体能够从该倾倒边缘流出，当使用经过所述倾倒边缘的平面围绕该倾倒边缘旋转剖切容器1的容腔的时候，在所述平面旋转到任意位置处剖切得到的截面的面积都相同。

例如，用经过容器1的倾倒边缘的任何一个平面剖切所述容器的容腔所呈现的截面可以是矩形、正方形、菱形、三角形、U形、水滴形形状等。

例如，图4中显示的容器1的截面形状为U形，图5中显示的容器1的截面形状为三角形，图6中显示的容器1的截面形状为水滴形。在图4、图5和图6中，容器1的旋转轴线用XX’表示。

应当理解，用经过容器1的倾倒边缘的任何一个平面剖切所述容器的容腔所呈现的截面可以是面积相同但形状不同的截面。

特别地，用经过容器1的倾倒边缘的任何一个平面剖切容器1所呈现的截面完全相同。应当理解，所述截面完全相同是指截面的形状和尺寸均相同。例如，两个形状和尺寸完全相同的矩形。

在图1所示的示例性实施方案中，容器1是截取圆柱的四分之一而形成的扇形柱体，即所述扇形柱体为在高度方向上通过半径裁切圆柱体的四分之一而形成的部分，容器1的旋转轴线经过扇形柱体的圆心角的顶点。

换而言之，使用垂直于容器1的倾倒边缘的平面剖切容器获得的截面呈现扇形形状。

这里，用经过容器1的倾倒边缘的平面剖切该扇形柱体的容腔所呈现的截面是矩形。

但是，本实用新型的可控制倾倒流速的装置不限于此处描述的具体形状和旋转轴线的位置。例如，容器1的旋转轴线可以设置在容器1的中部，如图7所示。

扇形柱体是内部中空的壳体，位于扇形柱体半径处的两个侧面其中的一个是封闭的，另一个是打开的。

打开的侧面11和封闭的侧面12均为平面。

扇形柱体的弧面13是封闭的，这样，打开的侧面11、封闭的侧面12、封闭的弧面13以及封闭的扇形的前后表面共同形成具有开口的扇形柱体容器。

在未进行倾倒的状态下，容器1的打开的侧面11处于水平位置，打开的侧面11与封闭的侧面12的交界处为倾倒边缘，在该水平位置处，金属熔体不从倾倒边缘流出。

在进行倾倒的状态下，金属熔体从倾倒边缘处流出。

特别地，容器1的旋转轴线与容器1的倾倒边缘共线，容器1的旋转轴线水平布置。

特别地，虽然图1中的示例性实施方案的容器为裁切四分之一圆柱体的直角扇形柱体，但并不限于直角扇形，例如，扇形的圆心角可以在45°-135°之间，优选在60°-120°之间。

特别地，容器1的旋转轴线经过扇形的圆心角的顶点。

在本实用新型的实施方案中，容器1的圆心角处连接有轴3，轴3的旋转轴线与容器1的旋转轴线共线。

换而言之，轴3的旋转轴线与容器1的旋转轴线重合或者称为共线。

应当理解的是，轴3的安装位置不限于图1和图2中所示的位置，轴3也可以安装于其旋转轴线不与容器1的倾倒边缘重合的其他位置，例如，弧形的顶点位置。

通过驱动轴3使轴3旋转，轴3可以带动容器1与轴3一起旋转，从而可以使得容器1从未倾倒状态旋转至倾倒状态。

特别地，容器1的旋转方法不限于使用轴3对容器1进行驱动，例如可以包括使用绳索拉动容器1的远离倾倒边缘的端部，或者可以使用推杆装置推动容器1的下部，以使容器围绕其自身的旋转轴线旋转。

当容器1围绕位于其圆心角位置处的水平放置的旋转轴线以恒定的角速度转动的时候，经过该旋转轴线的水平面与容器1内表面所包围的容积变化率恒定。

换而言之，也就是容器1的容积变化率与其绕轴角速度线性相关，也就是说，如果该容器内盛放了液体并以预定的角速度旋转，那么从容器内倾倒出来的液体体积流速是与角速度是线性相关的。

进一步地，参考图3，本实用新型的可控制倾倒流速的装置可以包括变转速控制系统2，变转速控制系统2经由轴3与容器1相连接，轴3的旋转轴线与容器1的旋转轴线共线。

换而言之，轴3的另一端可以联接至变转速控制系统2，变转速控制系统2可以控制轴3的旋转速度。

这里，轴3与容器1连接的端部称为第一端部，轴3与变转速控制系统2连接的端部称为第二端部。

特别地，变转速控制系统2包括电机和可编程电子齿轮，电机驱动可编程电子齿轮，可编程电子齿轮将电机的动力传递至轴3。

可编程电子齿轮具有输入轴和输出轴，其中输入轴与电机连接，输出轴与轴3的第二端部相连接，以通过轴3驱动容器1。

特别地，变转速控制系统2的电机为步进电机。

特别地，轴3与可编程电子齿轮的输出轴刚性连接，而可编程电子齿轮的输入轴与步进电机连接，因此，从容器倾倒出的液体体积流速服从于步进电机的角速度和可编程电子齿轮之间的变速比函数。

此外，可编程电子齿轮能够预设转速函数，所述转速函数为可编程电子齿轮的输入轴和输出轴之间的变速比。

换而言之，可编程电子齿轮可以预先设定某一函数作为其输入轴和输出轴之间的变速比。

因此，可以根据电子齿轮具有的函数，来获得服从这些函数的液体倾倒速度。

从而，可以建立正确的铸件温度场模型，设计可编程电子齿轮的函数，使得浇铸速度尽可能满足所需要的降温冷凝条件，从而使铸件结晶按照设计的方向生长。

此外，可以设置金属熔体流速，以便为检测材料耐温特性创造更好的观察条件，这对于研究材料的热传导特性有极大的学术价值。

本实用新型区别于传统的金属熔体浇铸所用的坩埚的最大优点是倾倒装置的容器的容积变化率与容器绕轴角速度线性相关，当容器围绕旋转轴线(特别是位于容器圆心角位置处水平放置的旋转轴线)以恒定的角速度转动的时候，从容器内倾倒出来的液体体积流速是与容器旋转的角速度是线性相关的。

此外，本实用新型的可控制倾倒流速的装置设置有变转速控制系统，使得从容器倾倒出的液体体积流速服从于电机的角速度和可编程电子齿轮之间的变速比函数，从而可以通过预先设定转速函数来控制液体的倾倒速度。

另外，本实用新型的可控制倾倒流速的装置不限于本文所述的金属浇铸领域，也可用于倾倒、滴注、或者计量等。

前面对本实用新型具体示例性的实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不旨在成为穷举的，也并不旨在把本实用新型限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本实用新型的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本实用新型的范围由所附权利要求及其等价形式所限定。

Claims (10)

1.一种可控制倾倒流速的装置，其包括容器，所述容器具有旋转轴线以及倾倒边缘，所述容器能够围绕所述旋转轴线旋转，容器内的流体能够从倾倒边缘流出，其特征在于，用经过所述容器的倾倒边缘的任何一个平面剖切所述容器的容腔所呈现的截面的面积均相同。

2.根据权利要求1所述的可控制倾倒流速的装置，其特征在于，用经过所述容器的倾倒边缘的任何一个平面剖切所述容器的容腔所呈现的截面完全相同。

3.根据权利要求1所述的可控制倾倒流速的装置，其特征在于，用垂直于所述容器的倾倒边缘的平面剖切所述容器所呈现的截面为扇形。

4.根据权利要求1所述的可控制倾倒流速的装置，其特征在于，所述容器为扇形柱体形状的壳体，所述壳体的经过所述倾倒边缘的一个侧平面是打开的。

5.根据权利要求3所述的可控制倾倒流速的装置，其特征在于，所述旋转轴线经过所述扇形的圆心角的顶点。

6.根据权利要求1所述的可控制倾倒流速的装置，其特征在于，所述可控制倾倒流速的装置进一步包括变转速控制系统，所述变转速控制系统经由轴与所述容器相连接，所述轴的旋转轴线与所述容器的旋转轴线共线。

7.根据权利要求6所述的可控制倾倒流速的装置，其特征在于，所述变转速控制系统包括电机和可编程电子齿轮，所述电机驱动所述可编程电子齿轮，使得所述可编程电子齿轮驱动所述轴。

8.根据权利要求7所述的可控制倾倒流速的装置，其特征在于，所述可编程电子齿轮能够预设转速函数，所述转速函数为所述可编程电子齿轮的输入轴和输出轴之间的变速比。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的可控制倾倒流速的装置，其特征在于，所述旋转轴线与所述容器的倾倒边缘在同一侧，所述旋转轴线与所述容器的倾倒边缘共线。

10.根据权利要求1-8中任一项所述的可控制倾倒流速的装置，其特征在于，所述容器的旋转轴线水平布置。

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