旋转脉冲式铝合金精炼装置

摘要

旋转脉冲式铝合金精炼装置，它涉及一种铝合金精炼装置。本发明为了解决铝合金熔体在熔炼过程中易吸收空气中的水蒸气而转变为氢原子进而溶解在铝合金熔体中，随着温度的降低，氢以气体的方式析出，破坏了铝合金组织断面的连续性，导致其性能降低的问题。所述吊架固接有吊环，电机和联轴器均位于吊架的内部，定子杆固接在吊架上，转子杆的一端连接有转子盘，转子杆的另一端与电机连接，转子杆侧壁有多个第一通孔，定子杆侧壁有进气口，定子杆的下端固接有定子盘，定子盘有环形凸台，转子盘与环形凸台相贴近，由定子盘及转子盘组合构成吹气盘体，定子盘上有多个第二通孔，转子杆和定子杆间形成通气通道。本发明用于精炼铝合金熔体。

权利要求

1.旋转脉冲式铝合金精炼装置，所述旋转脉冲式铝合金精炼装置包括吊环（1）、电机（2）、吊架（3）、联轴器（4）、定子杆（5）、定子盘（6）、转子杆（7）和转子盘（8），其特征在于：所述吊架（3）的顶部固定连接有吊环（1），所述电机（2）和联轴器（4）均位于吊架（3）的内部，电机（2）与吊架（3）固定连接，联轴器（4）位于电机（2）的下方，定子杆（5）的上端固定连接在吊架（3）上，所述转子杆（7）的一端套装在定子杆（5）的内部并连接有转子盘（8），转子杆（7）的另一端通过联轴器（4）与电机（2）的输出轴连接，转子杆（7）侧壁靠近下端处加工有多个第一通孔（10），定子杆（5）侧壁靠近上端处加工有进气口（16），定子杆（5）的下端固定连接有定子盘（6），定子盘（6）的下表面的周边设有环形凸台，转子盘（8）位于定子盘（6）的下部，转子盘（8）的上表面与定子盘（6）的环形凸台的下表面相贴近，由定子盘（6）及转子盘（8）组合构成吹气盘体（13），转子盘（8）的上表面加工有多条沟槽（11），定子盘（6）的盘面上加工有多个第二通孔（12），转子杆（7）和定子杆（5）之间形成通气通道（9），所述通气通道（9）通过多个第一通孔（10）与吹气盘体（13）连通； 定子盘（6）的底面设置有定子盘盖，定子盘盖为平盖结构，定子盘盖是为了安装转子杆（7）与转子盘（8）而设置，当转子杆（7）与转子盘（8）安装完毕后，定子盘盖关闭与定子盘（6）固定且处于密封状态。

2.根据权利要求1所述的旋转脉冲式铝合金精炼装置，其特征在于：所述第二通孔（12）的直径为0.5～2.0mm。

3.根据权利要求1或2所述的旋转脉冲式铝合金精炼装置，其特征在于：所述定子杆（5）和转子杆（7）上端的连接处密封设置，定子杆（5）和定子盘（6）的连接处密封设置。

4.根据权利要求3所述的旋转脉冲式铝合金精炼装置，其特征在于：所述多条沟槽（11）相对于转子盘（8）的中心线对称设置。

5.根据权利要求4所述的旋转脉冲式铝合金精炼装置，其特征在于：所述多个第二通孔（12）以定子盘（6）的圆心为中心均布在定子盘（6）的端面上。

6.根据权利要求2、4或5所述的旋转脉冲式铝合金精炼装置，其特征在于：所述旋转脉冲式铝合金精炼装置还包括夹紧弹簧（14），所述夹紧弹簧（14）套装在转子杆（7）上且位于联轴器（4）的下方。

7.根据权利要求6所述的旋转脉冲式铝合金精炼装置，其特征在于：所述旋转脉冲式铝合金精炼装置还包括挡板（15），所述定子杆（5）的杆体上套装有挡板（15）。

说明书

旋转脉冲式铝合金精炼装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种铝合金精炼装置，具体涉及一种旋转脉冲式铝合金精炼装置。

背景技术

[0002] 随着我国经济技术的不断发展，开发高效、环保、清洁的铝合金熔体处理技术，正成为精炼技术的发展方向，脉冲吹气法精炼技术也是吹气法精炼技术的一种，它在连续吹气的时间里，可以实现对气体流量的控制，一定程度上可以控制气泡的大小和密度，实现精确控制气泡，然而，大部分的脉冲多在气体的源头上控制，其控制效果还有待于提高，在精炼过程中，铝合金熔体在熔炼过程中很容易吸收空气中的水蒸气而转变为氢原子进而溶解在铝合金熔体中，在随后的凝固中随着温度的降低，氢气的溶解度降低，导致氢以气体的方式析出，破坏了断面的连续性，导致性能降低，因此，工业生产中需要对铝合金熔体进行精炼处理，去除铝合金熔体中的氢和其它杂质，提供高质量的铝合金熔体。

[0003] 铝合金熔体的处理技术中可以分为两类，一类是以精炼剂的精炼技术，例如采用六氯乙烷为精炼剂的精炼技术，可以获得很好的精炼效果，但是，由于这一过程发生的化学反应放出大量的氯气，因此对操作者和环境造成极大的污染，另一类技术是利用气泡法，通过扩散，实现去除氢气的方法，目前，广泛采用的旋转喷吹技术，以惰性气体作为载体，通过喷吹高速旋转的气体，形成气泡，实现除氢的目的，但是，这种方法造成合金熔体巨大的翻滚，形成大量的夹杂物，造成二次污染。此外，还有将溶剂法与喷吹法结合的精炼技术。总之，铝合金熔体在熔炼过程中存在易吸收空气中的水蒸气而转变为氢原子进而溶解在铝合金熔体中，随着温度的降低，氢以气体的方式析出，破坏了铝合金组织断面的连续性，导致其性能降低的问题。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种旋转脉冲式铝合金精炼装置，以解决铝合金熔体在熔炼过程中易吸收空气中的水蒸气而转变为氢原子进而溶解在铝合金熔体中，随着温度的降低，氢以气体的方式析出，破坏了铝合金组织断面的连续性，导致其性能降低的问题。

[0005] 本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：所述旋转脉冲式铝合金精炼装置包括吊环、电机、吊架、联轴器、定子杆、定子盘、转子杆和转子盘，所述吊架的顶部固定连接有吊环，所述电机和联轴器均位于吊架的内部，电机与吊架固定连接，联轴器位于电机的下方，定子杆的上端固定连接在吊架上，所述转子杆的一端套装在定子杆的内部并连接有转子盘，转子杆的另一端通过联轴器与电机的输出轴连接，转子杆侧壁靠近下端处加工有多个第一通孔，定子杆侧壁靠近上端处加工有进气口，定子杆的下端固定连接有定子盘，定子盘的下表面的周边设有环形凸台，转子盘位于定子盘的下部，转子盘的上表面与定子盘的环形凸台的下表面相贴近，由定子盘及转子盘组合构成吹气盘体，转子盘的上表面加工有多条沟槽，定子盘的盘面上加工有多个第二通孔，转子杆和定子杆之间形成通气通道，所述通气通道通过多个第一通孔与吹气盘体连通。

[0006] 本发明与现有技术相比包含的有益效果是：

[0007] 一、本发明的结构设计新型合理，本发明工作时可形成均匀细小的气泡，且气泡的运行接近层流，本发明为静态微小气泡发生装置，本发明所产生的气泡在上升过程中是静态的，均匀的、细小的，本发明精炼效果好，在精炼过程不会造成熔体的剧烈翻腾；

[0008] 二、本发明定子盘上的多个第二通孔是产生脉冲气泡的关键结构，通过控制多个第二通孔的分布及直径可控制气泡之间的间距和气泡的大小，气泡的间隔依靠脉冲控制；

[0009] 三、本发明的所述通气通道通过多个第一通孔与吹气盘体连通，这样设置为气体提供流动通道，气体先引入到通气通道后通过转子杆上的多个第一通孔引入转子盘和定子盘所形成的吹气盘体内，通过电机控制转子杆带动转子盘转动形成脉冲气泡；

[0010] 四、本发明采用惰性气体作为精炼气体，在除气精炼的同时符合环保的要求，精炼气体通过通气通道进入吹气盘体产生的静态气泡，然后气泡均匀上浮扩散到铝合金熔体中将有害气体除去，小气泡产生的大小依靠定子盘上多个第二通孔的直径与定子盘里面的转子盘旋转切割气体使其通过吹气盘体喷出的气体呈间歇(脉冲)状态，气泡的间距通过改变转子杆的旋转速度得到控制，气泡的密度由第二通孔分布密度控制，气泡的大小由精炼气体的压力和流量加以控制；

[0011] 五、本发明中通过定子杆上的进气口实现气体的引入，可行性高，避免了沿杆方向引入气体与上部电机发生干涉的现象出现，安全可靠性高。

附图说明

[0012] 图1是本发明的主视结构示意图，图2是定子盘的主视结构示意图，图3为图2的A-A处的剖面结构示意图，图4为转子盘的主视结构示意图，图5为图4的B-B处的剖面结构示意图，图6为图1中C处结构的放大示意图。

具体实施方式

[0013] 具体实施方式一：结合图1、图2、图3、图4、图5和图6说明本实施方式，本实施方式中所述旋转脉冲式铝合金精炼装置包括吊环1、电机2、吊架3、联轴器4、定子杆5、定子盘6、转子杆7和转子盘8，所述吊架3的顶部固定连接有吊环1，所述电机2和联轴器4均位于吊架3的内部，电机2与吊架3固定连接，联轴器4位于电机2的下方，定子杆5的上端固定连接在吊架3上，所述转子杆7的一端套装在定子杆5的内部并连接有转子盘8，转子杆7的另一端通过联轴器4与电机2的输出轴连接，转子杆7侧壁靠近下端处加工有多个第一通孔10，定子杆5侧壁靠近上端处加工有进气口16，定子杆5的下端固定连接有定子盘6，定子盘6的下表面的周边设有环形凸台，转子盘8位于定子盘6的下部，转子盘8的上表面与定子盘6的环形凸台的下表面相贴近，由定子盘6及转子盘8组合构成吹气盘体13，转子盘8的上表面加工有多条沟槽11，定子盘6的盘面上加工有多个第二通孔12，转子杆7和定子杆5之间形成通气通道9，所述通气通道9通过多个第一通孔10与吹气盘体13连通。

[0014] 本实施方式中电机2和联轴器4均为已有设备，型号不限，可根据具体的实际情况来配置，实现发明目的即可；进气口16是为了惰性气体进入而设置；本实施方式中定子盘6的底面设置有定子盘盖，定子盘盖为平盖结构，定子盘盖为了是安装转子杆7与转子盘8而设置，当转子杆7与转子盘8安装完毕后，定子盘盖关闭与定子盘6固定且处于密封状态即可。

[0015] 具体实施方式二：结合图1、图2、图3和图6说明本实施方式，本实施方式中所述第二通孔12的直径为0.5～2.0mm。这个直径范围内的第二通孔12所形成的气泡大小最适合，并且均匀稳定，更有利于实现本发明的发明目的。其它方法步骤与具体实施方式一相同。

[0016] 具体实施方式三：结合图1、图2、图3和图6说明本实施方式，本实施方式中所述定子杆5和转子杆7的连接处密封设置，定子杆5和定子盘6的连接处密封设置。这样设置可提高本发明整体的密封效果，有利于更好地实现本发明的目的，使吹气盘体13内引入更多的气体，产生更多的气泡。其它方法步骤与具体实施方式一或二相同。

[0017] 具体实施方式四：结合图1、图4、图5和图6说明本实施方式，本实施方式中所述多条沟槽11相对于转子盘8的中心线对称设置。这样设置使转子盘8在高速旋转时能够达到更好的工作效果。其它方法步骤与具体实施方式三相同。

[0018] 具体实施方式五：结合图1、图2、图3和图6说明本实施方式，本实施方式中所述多个第二通孔12以定子盘6的圆心为中心均布在定子盘6的端面上。这样设置时定子盘6在工作时所产生的气泡的效果更好。其它方法步骤与具体实施方式四相同。

[0019] 具体实施方式六：结合图1、图2、图3、图4和图5说明本实施方式，本实施方式中所述旋转脉冲式铝合金精炼装置还包括夹紧弹簧14，所述夹紧弹簧14套装在转子杆7上且位于联轴器4的下方。夹紧弹簧14这样设置的原因是为了避免夹紧弹簧14在铝合金熔体易融化变形失去弹性，故而选择将夹紧弹簧14套装在转子杆7上且位于联轴器4的下方的位置，有利于夹紧弹簧14有效实现其夹紧作用，夹紧弹簧14的作用是对定子盘6和转子盘8之间进行夹紧，利用夹紧弹簧14的压力实现对定子盘6和转子盘8之间间隙的控制，。其它方法步骤与具体实施方式二、四或五相同。

[0020] 具体实施方式七：结合图1说明本实施方式，本实施方式中所述旋转脉冲式铝合金精炼装置还包括挡板15，所述定子杆5的杆体上套装有挡板15。挡板15的设置是为了本发明在坩埚中工作时起到遮挡的作用，防止铝合金熔体在精炼过程中溅出坩埚外而伤害到操作人员，保证本发明安全顺利的进行工作。其它方法步骤与具体实施方式六相同。

[0021] 结合具体实施方式一、二、三、四、五、六和七说明本发明的工作原理和操作过程：

[0022] 本发明的工作原理：依靠定子杆5和转子杆7的相对运动，利用转子盘8上开设的沟槽11，在转子盘8旋砖过程中通过对定子盘6上的多个第二通孔12的遮挡，通过转子盘8和定子盘6之间的相对旋转实现对第二通孔12通气的开、闭控制，根据转速的改变，不仅实现对精炼气体的开、闭，而且由于转速均匀，可以实现气体的控制的脉冲(有规律的开、闭)。

[0023] 本发明的操作过程：将本发明设置在装有铝合金熔体的坩埚中，首先将精炼气体通过相关管路进入到定子杆5内，然后通过转子杆7上的多个第一通孔10进入到定子盘6和转子盘8之间的吹气盘体13中，然后再通过定子盘6上的多个第二通孔12，进入到铝合金熔体中，在吹气盘体13中的精炼气体，随着转子杆7带动转子盘8高速旋转，开闭定子盘6上多个第二通孔12，形成脉冲气泡，在气流一定的条件下，改变转子杆7的转速可以提高气泡发生的频率，当吹气盘体13及第一通孔10处于常开状态，此时气体是通畅流通状态，只有当转子杆7旋转时，利用转子盘8上的非空部分对定子盘6上第二通孔12进行遮挡，即实现第二通孔12的开闭。