一种铝合金生产用熔炉余热利用装置的制作方法

本发明涉及铝合金生产，具有涉及一种铝合金生产用熔炉余热利用装置。

背景技术：

1、铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。在铝业生产过程中都需要使用熔炉，熔炉尾部烟道排出的高温烟气如果直接排向大气，不仅污染环境，而且不能满足目前对熔炉节能方面的要求。熔炉在使用时会产生大量的尾气，现有技术的熔炉在排放尾气时大多采用高柱杆直接排放，严重污染环境，同时热量也白白流失。目前熔炉余热利用装置换热效率较低，且不能对尾气中的有害气体进行处理，不符合熔炉绿色节能方面的要求。

2、为解决上述问题，中国专利cn210292886u公开了一种铝合金生产用熔炉余热利用装置，包括熔炉，熔炉的右侧设置有蓄水箱，蓄水箱的右侧设置有尾气净化箱，熔炉的顶部设置有余热收集罩，余热收集罩的顶部设置有第一风管，蓄水箱的表面设置有第一连接口和第二连接口，蓄水箱的顶部开设有进水管，第一风管与第一连接口相连通，蓄水箱的内部设置有换热管，蓄水箱的底部固定安装有固定座。该装置通过设置余热收集罩和第一风管，将熔炉中的余热导入至换热管内进行热量的交换，将高温气体中的热量传递至蓄水箱中的冷水中，从而使水温升高，为人们的生活提供热水。由于换热管呈螺旋状，增大了尾气与水的接触面积，提高换热效率，并通过尾气净化箱对尾气中的有害气体进行处理，避免了有害气体对环境造成污染。该设置实现了对熔炉余热的充分利用，处理了尾气中的有害气体，符合熔炉绿色节能方面的要求。

3、上述装置在实际使用过程中存在以下问题：1、上述装置在实际使用过程中，通过喷淋的方式处理尾气中的有害气体，但是喷淋过程中尾气仍在源源不断的通气，导致尾气和喷淋出的喷淋液发生对流，由于尾气具有较大的流速，尾气会将喷淋液吹走，有害气体无法与喷淋液充分混合，进而导致有害气体被处理的并不充分，从而使得净化箱内仍有有害气体从出气口排出，即净化箱的周边环境受到有害气体的污染；2、尾气通过余热收集罩沿第一风管进入换热管内与水进行热量交换，因此，该专利只对尾气中的热量进行回收利用，但尾气运动期间还具有较大的流速，上述装置并没有对尾气的流速加以利用，导致对尾气利用不充分。

技术实现思路

1、本发明提供一种铝合金生产用熔炉余热利用装置，以解决由于尾气具有较大的流速，导致尾气与喷淋液发生对流，进而有害气体无法与喷淋液充分混合的问题。

2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种铝合金生产用熔炉余热利用装置，包括基座、净化箱和设置在净化箱内的间停机构；所述净化箱和基座固定连接；所述净化箱设有进气口和出气口；所述间停机构包括第一间停部；所述第一间停部包括多个第一间停件，所述第一间停件包括第一挡板、用于带动第一挡板进行往复运动的第一驱动机构；所述第一挡板与净化箱滑动连接；还包括设置在第一挡板上用于除去净化箱内有害气体的喷淋机构。

3、本方案的原理及优点是：

4、当尾气源源不断的从进气口进入到净化箱内，通过第一驱动机构带动第一挡板做往复运动；第一挡板滑动时，会慢慢阻挡源源不断进入的尾气，直到第一挡板与净化箱相抵时，第一挡板彻底阻挡源源不断进入的尾气，相邻两个第一挡板之间形成密封空间，尾气在密封空间内无法排出净化箱；被围在密封空间内的尾气通过喷淋机构除去尾气中的有害气体；当第一驱动机构带动第一挡板复位时，第一挡板与净化箱的内壁之间产生间距，使得尾气沿出气口从净化箱内排出。

5、1、现有技术的尾气源源不断的通入到尾气净化箱内，由于喷淋过程中气体仍在源源不断的通气，而尾气净化箱喷淋出的喷淋液也具有一定的流速，导致尾气与喷淋出的喷淋液发生对流；由于尾气具有较大的流速，会将喷淋液吹走，从而有害气体无法与喷淋液充分混合，进而导致有害气体处理的并不充分，使得净化箱内仍有有害气体从出气口排出；与现有技术相比，本发明通过多个第一挡板与净化箱相抵短暂的围成多个密封空间，将尾气滞留在密封空间内；被围在密封空间内的尾气可通过喷淋机构对尾气中的有害气体进行处理，使得有害气体能够与喷淋液充分混合，实现全面清除有害气体。

6、2、由于多个第一挡板均在净化箱内做往复运动，从而尾气能够间歇滞留在多个密封空间，进而使得喷淋机构能够对尾气中的有害气体进行多次处理，即有害气体与喷淋液充分混合次数增加，加强了混合效果，即加强了净化效果。

7、进一步，所述间停机构还包括第二间停部，所述第二间停部包括多个第二间停件，所述第二间停件包括第二挡板、用于带动第二挡板进行往复运动的第二驱动机构；所述第二挡板与净化箱滑动连接。

8、当尾气源源不断的从进气口进入到净化箱内，通过第二驱动机构带动第二挡板做往复运动；第二挡板滑动时，会慢慢阻挡源源不断进入的尾气，直至第二挡板与净化箱相抵时，第二挡板彻底阻挡了源源不断进入的尾气，相邻两个第二挡板与净化箱之间形成密封空间，尾气无法从密封空间内排出；通过第一挡板和第二挡板的协同配合，进一步缩小了密封空间的范围，延长了有害气体在净化箱内滞留的时间，进而使得喷淋机构喷淋出的喷淋液与有害气体接触的更加充分，即有害气体被处理的更完全。

9、进一步，多个所述第一挡板均沿净化箱的长度方向等距设置；多个所述第二挡板均沿净化箱的长度方向等距设置；所述第二挡板位于相邻两个第一挡板之间，第二挡板的运动方向与第一挡板的运动方向相反。

10、由于第一挡板和第二挡板的运动方向相反，第一挡板和第二挡板分别与净化箱的内壁具有间距，使得第一挡板、第二挡板与净化箱之间形成z型路径，尾气在净化箱内沿z型路径运动，大幅度增大了尾气在净化箱内运动的行程，进而延长了尾气在净化箱内运动的时间，使得仍残留在尾气中的有害气体能够与喷淋机构喷淋出的喷淋液接触的时间延长，使得有害气体与喷淋液充分接触，即有害气体被完全除尽。

11、进一步，所述喷淋机构包括多个喷淋部；所述喷淋部包括锥形孔、喷淋件；所述锥形孔开在第一挡板内，锥形孔的口径从下到上逐渐缩小，且锥形孔延伸至第一挡板的顶部；所述第一挡板的两侧均开有喷孔组，喷孔组均与锥形孔相通；所述喷淋件随第一挡板的运动而将喷淋液导入进锥形孔内。

12、在第一挡板和第二挡板的协同配合下，将进入到净化箱内的尾气滞留在第一挡板和第二挡板之间形成的密封空间内；处于密封空间内的尾气，经过喷淋件将喷淋液导入进锥形孔内对尾气中的有害气体进行处理；由于锥形孔的口径从下到上逐渐缩小，上方的压力较小、下方的压力较大，喷淋液借助锥形孔内的压强差沿锥形孔的高度方向由下至上的运动，进而喷淋液能够从喷孔组和锥形孔内喷出。

13、第一挡板竖向向上运动时，喷淋件同步竖向向上运动，喷淋液沿喷淋孔和锥形孔喷出；从第一挡板两侧的喷孔组喷出的喷淋液的运动方向垂直于尾气的运动方向，即喷孔组喷出的喷淋液运动方向与向上运动的尾气、与向下运动的尾气均垂直；因此，尾气向上运动和尾气向下运动的期间，均有垂直方向的喷淋液作用于尾气上，加强喷淋液与有害气体的混合效果，进而提高进化效果。

14、从锥形孔顶部喷出的喷淋液作用在净化箱的内壁，进而喷淋液受到净化箱内壁的阻挡分别向第一挡板的两侧溅射并形成溅射液，且溅射液具有一定的冲击力；当尾气沿z型路径运动时，两侧的溅射液均位于尾气的运动轨迹上，即左侧的溅射液与第一挡板左侧向上的尾气相向运动，右侧的溅射液与第一挡板右侧向下的尾气运动方向一致；因此尾气沿z型路径运动的期间，分别有与尾气相向运动的喷淋液和与尾气的运动方向一致的喷淋液作用于尾气上，使得有害气体与喷淋液混合的更充分，有害气体被处理的更完全。

15、第一挡板继续向净化箱的内壁方向运动，直到第一挡板与净化箱相抵时，此时锥形孔被封堵，喷淋液只能从喷孔组喷出，进而喷淋液作用力增大，喷射距离更远，使得喷孔组喷出的喷淋液能够作用于相邻的第二挡板上，并且，由于喷孔组喷出的喷淋液由第一挡板的顶部喷出，且喷孔组喷出后的喷淋液由上至下运动，进而使得喷淋液能够作用于整个密封空间，让单个密封空间内的尾气能够全面覆盖，实现尾气净化的全面性。

16、即通过先增大喷淋液的作用范围，再增大喷淋液作用的距离，使得喷淋液与有害气体充分混合，能够将密封空间内的有害气体除尽。

17、进一步，所述喷淋件包括活塞、第一楔块、活塞筒、进料箱；所述第一挡板与活塞之间设有活塞杆；所述活塞与活塞筒滑动连接；所述活塞筒和进料箱均与基座固定连接，活塞筒与进料箱之间连通有进料管，进料管上设有第一单向阀；所述第一挡板的侧壁上开有储存槽，所述储存槽与锥形孔相通，第一楔块与储存槽滑动连接；第一楔块上套设有第一弹簧，第一弹簧的两端分别连接第一楔块和第一挡板；所述第一楔块上开有圆孔，圆孔与锥形孔相错；净化箱上固接有位于第一楔块运动轨迹上的第二楔块；锥形孔与活塞筒之间连通有波纹管，所述波纹管上设有第二单向阀。

18、第一挡板竖向往复运动的期间，第一挡板通过活塞杆带动活塞竖向往复滑动；当第一挡板竖向向下滑动时，活塞同步竖向向下滑动，第一单向阀打开，活塞可从进料箱内通过第一单向阀将喷淋液从上到下吸出，被吸取的喷淋液暂时储存在活塞筒内；当第一挡板竖向向上滑动时，活塞同步竖向向上滑动，第一单向阀关闭，第二单向阀打开，活塞将活塞筒的喷淋液通过第二单向阀从左到右喷出，从而被喷出的喷淋液进入到锥形孔内；第一单向阀和第二单向阀能够防止喷淋液倒流。

19、在第一挡板竖向向上滑动的同时，第一楔块挤压第二楔块，第一弹簧压缩，进而使得第一楔块在储存槽内滑动，从而圆孔与锥形孔相通，进而喷淋液能够经圆孔进入到锥形孔内；在第一挡板竖向向下滑动的同时，第一弹簧带动第一楔块复位，圆孔与锥形孔相错，锥形孔内形成密封空间，从而沿喷孔组进入到锥形孔内的尾气无法逸出；在第一挡板做往复运动的期间，实现了第一单向阀和第二单向阀开闭、圆孔和锥形孔的相错与相通；在第一挡板竖向向下滑动的期间，圆孔与锥形孔相错，尾气无法从锥形孔溢出，活塞从进料箱内将喷淋液吸出；因此，第一挡板竖向向上滑动的期间，圆孔与锥形孔相通，喷淋液能够经圆孔进入到锥形孔内沿锥形孔的高度方向从下到上进行喷淋。

20、进一步，还包括联动组件；所述联动组件包括第一转动轴、锥齿轮组和用于带动第一转动轴转动的联动部；所述第一转动轴与基座转动连接；所述锥齿轮组包括第一锥齿轮、第二锥齿轮；第一锥齿轮和第二锥齿轮均与第一转动轴固定连接；所述第一锥齿轮通过第一驱动机构带动第一挡板运动；所述第二锥齿轮通过第二驱动机构带动第二挡板运动。

21、联动部带动第一转动轴的转动，通过第一转动轴的转动进而带动第一锥齿轮和第二锥齿轮的转动；第一锥齿轮通过第一驱动机构带动第一挡板运动，第二锥齿轮通过第二驱动机构带动第二挡板运动，从而使得第一挡板和第二挡板的运动方向相反；即第一挡板进行先竖向向上、再竖向向下的往复运动，第二挡板进行先竖向向下、再竖向向上的往复运动；实现了对尾气的多次间歇密封，并在尾气被密封的期间对尾气中的有害气体进行净化处理，以及在尾气未被密封的期间尾气沿z形路径运动的方式。

22、进一步，所述第一驱动机构包括第二转动轴、第三锥齿轮和第一凸轮组；净化箱上固接有第一支柱，第二转动轴与第一支柱转动连接；第三锥齿轮与第二转动轴固定连接，所述第三锥齿轮与第一锥齿轮啮合；所述第一凸轮组包括多个与第一挡板相抵的第一凸轮，多个第一凸轮均与第二转动轴固定连接；第一挡板上套设有第二弹簧，第二弹簧的两端分别与净化箱和第一挡板连接。

23、通过第一锥齿轮带动第三锥齿轮转动，从而第三锥齿轮带动第二转动轴转动；随着第二转动轴的转动，多个第一凸轮同时发生转动，与第一凸轮相抵的第一挡板，受到来自第一凸轮凸起部的挤压，从而第一挡板做竖向向上运动；当第一凸轮的凸起部不再挤压第一挡板时，第二弹簧带动第一挡板复位，进而第一挡板做竖向向下运动，即实现了第一挡板竖向往复运动。

24、进一步，所述第二驱动机构包括第三转动轴、第四锥齿轮和第二凸轮组；净化箱上固接有第二支柱，第三转动轴与第二支柱转动连接；第四锥齿轮与第三转动轴固定连接，所述第四锥齿轮与第二锥齿轮啮合；所述第二凸轮组包括多个与第二挡板相抵的第二凸轮，多个第二凸轮均与第三转动轴固定连接；第二挡板上套设有第三弹簧，第三弹簧的两端分别与净化箱和第二挡板连接。

25、通过第二锥齿轮带动第四锥齿轮转动，从而第四锥齿轮带动第三转动轴转动；随着第三转动轴的转动，多个第二凸轮同时发生转动，与第二凸轮运动相抵的第二挡板，受到来自第二凸轮凸起部的挤压，从而第二挡板做竖向向下运动；当第二凸轮的凸起部不再挤压第二挡板时，第三弹簧带动第二挡板复位，进而第二挡板做竖向向上运动，即实现了第二挡板竖向往复运动。

26、进一步，所述联动部包括旋转轴、涡轮、用于带动旋转轴转动的联动件和用于带动涡轮转动的蜗杆；所述旋转轴与基座转动连接，旋转轴与蜗杆之间设有联轴器；所述涡轮与第一转动轴固定连接，涡轮与蜗杆啮合。

27、联动件带动旋转轴转动，进而旋转轴转动时，带动蜗杆转动；蜗杆通过涡轮带动第一转动轴转动。

28、进一步，所述联动件包括熔炉、换热箱、增压泵和若干叶片；所述熔炉与基座固定连接，熔炉内设置有余热收集罩，熔炉上连通有第一风管；所述换热箱与基座固定连接，换热箱内设有换热管，换热管呈曲形；所述换热箱的顶部设有进水口，换热箱上设有出水口；所述出水口连接有蓄水箱；所述净化箱的进气口与换热管之间连通有第二风管；增压泵固接于换热箱上，增压泵分别与第一风管、换热箱连通；所述若干叶片均与旋转轴固定连接，旋转轴与换热箱转动连接，第一风管朝向叶片的方向设置。

29、通过设置余热收集罩和第一风管将熔炉中的尾气吸出，被吸出的尾气先经过增压泵对尾气进行增压，被增压后的尾气再冲入到换热箱内吹动叶片带动旋转轴转动；尾气进入到换热箱内的同时，尾气通过换热管进行与水的热量交换，将尾气中的热量传递至换热箱内的冷水中，从而使水温升高；由于换热管呈曲形，增大了尾气与水的换热面积，提高了换热效率，实现了对熔炉余热的充分利用，避免了能量的浪费；换热结束后，水从出水口进入到蓄水箱内，为人们的日常生活提供热水；尾气在换热箱内完成换热后，沿第二风管进入到净化箱，进而通过净化箱对尾气中的有害气体进行净化处理。