专利名称：高涡流喷射式铝熔体除气装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种净化装置，特别是一种除去熔融状态下的金属内气体的装置。
(二)、技术背景铝合金熔化后，由于原料中带来的以及与炉内燃烧产物中的水汽反应而生成一定数量的氢。铝合金从液态转变为固体后，由于固态铝溶解氢的能力远远小于液态铝，原先溶解在液态铝中的氢，无法继续溶解在固态铝合金中，它们只能以过饱和的形式留在晶界边缘，或以气泡的形式留在铸件内部。含有过饱和氢的铝合金，在随后的加工过程中，如工序退火或热处理过程中，其中的氢就会聚集起来，形成气泡。因些，铝熔体中只要含有较多的氢，在它凝固成固体，或者在随后的加工过程中，都有可能产生气泡、疏松等缺陷，降低产品性能，甚至造成大量废品，引起严重后果。为了提高产品性能和产品质量，必须在铸造前设法降低铝熔体中的氢含量。在CN2392785Y中公开了一种名称为“铝熔体除气装置”，它包括有容器盖和带有入口流槽及出口流槽的容器体，容器体的底部设置有透气塞，容器体的侧壁下部设置有气体喷嘴，容器盖上设置有伸入容器体内的加热腔，加热腔内设置有加热器。该装置是通过透气塞和气体喷嘴向铝熔体不断地吹入惰性气体气泡，氢不断向惰性气体气泡内扩散，并随气泡上浮而排出熔体。它为了延长金属在容器体内的停留时间，让汽泡与铝液充分接触，以便让更多的氢扩散入惰性气体气泡内，通常使其占地较大，约2平方米，高度也在2米以上，且容器体内存留的金属一般多达几百公斤至几千公斤，造成较大的浪费。该装置在使用过程中，铝液始终通过入口流槽和出口流槽与外界大气相通，铝液极易产生氧化物，由于气体喷嘴和铝熔体接触，铝熔体中的铝的氧化物等杂质，容易粘附在喷嘴头部，使喷嘴喷射的气体流量降低，严重时会堵塞喷嘴。目前，通常都是通过人工手动的方式对气体喷嘴的堵塞物进行清理，即用一根“捅针”从气体喷嘴后方进入气体喷嘴锥孔，前后移动“捅针”使粘附在喷嘴口处的杂质脱离气体喷嘴口。这样做比较麻烦，因为这必须是在铸造过程中，或者说是在容器体内有铝液的情况下才能有效清理，如果放掉容器体内的铝液，粘在喷嘴口处的氧化物就会因变为固体而无法清理，而如果在除气装置正在工作时进行清理，势必使宝贵的惰性气体大量逃逸，在某些情况下，还可能使铝液外泄，堵塞喷嘴。
本实用新型的目的是通过这样的技术方案实现的，它包括有容器盖和带有入口流槽及出口流槽的容器体，其特征在于入口流槽的入口和出口流槽的出口均位于熔器体内铝熔体液面的下方，容器体上部或容器盖上设置有排气孔，容器体的侧壁下部设置有能喷射出惰性气体的高速喷嘴。
本实用新型的工作原理是这样的金属熔体经入口流槽进入容器体内，由于入口流槽的入口和和出口流槽的出口位于液面下方，金属熔体会很快的淹没流槽的入口和出口，从而隔绝了空气从入口或出口进入容器体内；高压惰性气体经高速喷嘴以小气泡的形式喷进金属熔体内，金属熔体中的氢不断向惰性气泡中转移，然后随惰性气泡脱离熔体并经容器体盖上的排气孔排放到大气中。高速气体喷嘴产生大量的气泡，它们脱离熔体后，首先聚集在熔体上方，由于排气口直径较小，形成一定的压力后，才经排气口排出；这样，在熔体的上方就形成了一个惰性气体保护层，阻止金属熔体与空气接触，因此高速气泡使熔体产生强烈的涡流，只会增加金属熔体与气泡的接触，而不会产生金属熔体与空气接触的负面影响。高速喷嘴能在一个较小的空间内产生大量的小气泡，因而，这种除气装置可以做得很小，而除气效率却与很多大型的除气装置相当。
由于采用了上述技术方案，本实用新型具有如下的优点1.结构简单，造价低廉，占地面积少；
2.由于本实用新型是在一个相对窄小而密封的空间内，用高速气体喷嘴将惰性气体以小气泡的形式射入铝熔体中，高速气体喷嘴喷出的气泡能够强烈搅拌铝熔体，使气液充分混合，增大气泡与铝液的接触面积，显著提高除气效果；3.由于采用了高速喷嘴的自动清理机构，可以随时自动清理喷嘴，防止喷嘴堵塞，延长喷嘴的使用寿命，保证本实用新型良好的工作状态，并确保在清理喷嘴过程中，防止惰性气体泄漏，避免铝液进入高速喷嘴的危险。
图中1.容器盖；2.入口流槽；3.出口流槽；4.容器体；5.入口；6.出口；7.排气孔；8.高速喷嘴；9.三通；10.捅针；11.气缸；12.连接件；13.活塞杆；14.输入接头；15.气体入口；16.连接件。
本实用新型的工作原理是这样的金属熔体经入口流槽2进入容器体4内，由于入口流槽2的入口5和出口流槽3的出口6位于液面下方，金属熔体会很快的淹没入口流槽2的入口和出口流槽的出口6，从而隔绝了空气从入口或出口进入容器体4内；高压惰性气体经高速喷嘴8以小气泡的形式喷进金属熔体内，金属熔体中的氢不断向惰性气泡中转移，然后随惰性气泡上升脱离熔体，并经容器体4的盖1上的排气孔7排放到大气中。高速气体喷嘴8产生大量的小气泡，这些小气泡脱离熔体后，首先聚集在熔体上方，由于排气口7直径较小，气体形成一定的压力后，才经排气口7排出；这样，在熔体的上方就形成了一个惰性气体保护层，阻止金属熔体与空气接触。因此高速气体在熔体中产生的强烈涡流，只会增加金属熔体与气泡的接触，而不会产生接触空气的负面影响。高速喷嘴能在一个较小的空间内产生大量的小气泡，因而，这种除气装置可以做得很小，长度只有1米左右，宽度低于0.6米，高度小于1米；而除气效率却能达到50％左右，与很多大型的除气装置相当。
如图2所示，高速喷嘴8上设置有自动清理机构。所述的自动清理机构是由三通9、捅针10和气缸11构成，三通9的左端通过连接件12与高速喷嘴8连接，三通9的右端通过连接件16与气缸11连接，三通9的下端与惰性气体的输入接头14连接，捅针10一端与气缸1 1的活塞杆13连接，另一端穿过三通9、连接件12并位于高速喷嘴8内的喷口附近。
上述的自动清理机构工作原理是这样的在通常情况下，捅针10的端头位于喷嘴8的喷口内部；惰性气体经气体输入接头14进入三通9内，再经连接件12进入喷嘴8内，然后经喷嘴口喷射入金属熔体中；当压缩气体受到指令由气缸11的气体入口15进入气缸后，气缸11的活塞杆13带动捅针10向前移动，捅针10的端部进入喷嘴口，清除掉粘附在喷嘴口部的氧化物等杂质；气缸11是带有自动复位功能的气缸，当压缩气体泄压后，在气缸11内的弹簧作用下，活塞杆13自动复位，同时也带动捅针10退回到原来的位置，这样就完成了一个清理程序。通过设置压缩气体进入气缸11的周期和频率，就可以控制喷嘴清理的周期与频率；还要说明的是，进入气缸11的压缩气体是短暂的，捅针10在喷嘴口部的停留也是短暂的；在捅针10移动过程中，喷嘴8内始终有高压惰性气体，避免了金属熔体回流进入喷嘴，同时也防止了惰性气体外泄。
权利要求1.一种高涡流喷射式铝熔体除气装置，包括有容器盖(1)和带有入口流槽(2)及出口流槽(3)的容器体(4)，其特征在于入口流槽(2)的入口(5)和出口流槽(3)的出口(6)均位于熔器体(4)内铝熔体液面的下方，容器体(4)上部或容器盖(1)上设置有排气孔(7)，容器体(4)的侧壁下部设置有能喷射出惰性气体的高速喷嘴(8)。
2.如权利要求1所述的高涡流喷射式铝熔体除气装置，其特征在于高速喷嘴(8)上设置有自动清理机构。
3.如权利要求2所述的高涡流喷射式铝熔体除气装置，其特征在于自动清理机构是由三通(9)、捅针(10)和气缸(11)构成，三通(9)的左端通过连接件(12)与高速喷嘴(8)连接，三通(9)的右端通过连接件(16)与气缸(11)连接，三通(9)的下端与惰性气体的输入接头连接，捅针(10)一端与气缸(11)的活塞杆(13)连接，另一端穿过三通(9)、连接件(12)并位于高速喷嘴(8)内的喷口附近。
专利摘要一种高涡流喷射式铝熔体除气装置，包括有容器盖和带有入口流槽及出口流槽的容器体，其特征在于入口流槽的入口和出口流槽的出口均位于熔器体内铝熔体液面的下方，容器体上部或容器盖上设置有排气孔，容器体的侧壁下部设置有能喷射出惰性气体的高速喷嘴。本实用新型具有结构简单、造价低廉和占地面积少等优点，它可以强烈搅拌铝熔体，使气液充分混合，增大气泡与铝液的接触面积，显著提高除气效果；还可以随时自动清理喷嘴，防止喷嘴堵塞，延长喷嘴的使用寿命，保证本实用新型良好的工作状态，并确保在清理喷嘴过程中，防止惰性气体泄漏，避免铝液进入高速喷嘴的危险。
文档编号C22C1/00GK2597486SQ03232958
公开日2004年1月7日 申请日期2003年1月21日 优先权日2003年1月21日
发明者牛殿臣 申请人:牛殿臣