基于單管吹氣及功率超聲鋁合金熔體凈化裝置制造方法及圖紙

基于單管吹氣及功率超聲鋁合金熔體凈化裝置，涉及鋁合金熔體質量凈化領域。本實用新型專利技術是為了解決現有鋁合金熔體凈化效果不佳的問題。該裝置由凈化氣瓶、直線導桿、支架、絲杠、電氣控制柜、數據傳輸線、三相異步電機、浮動平臺、功率超聲工具桿、導氣管、墊圈、功率超聲發射體、坩堝組成。工作過程如下：打開凈化氣瓶的出氣開關，使功率超聲工具桿中導氣管通入凈化氣體；同時啟動功率超聲發射體；通過三相異步電機使浮動平臺產生向下位移，帶動功率超聲工具桿進入到坩堝中；在熔體中作用一段時間后，由電氣控制柜控制浮動平臺帶動功率超聲工具桿復位，之后切斷凈化氣瓶的出氣開關。本實用新型專利技術適用于對鋁合金熔體凈化處理。

Aluminum alloy melt purification device based on single pipe blowing and power ultrasonic

The utility model relates to an aluminum alloy melt purification device based on single pipe blowing and power ultrasonic, which relates to the field of aluminum alloy melt quality purification. The utility model aims to solve the problem that the existing aluminum alloy melt has poor purifying effect. The device is composed of a purifying cylinder, linear guide rod, bracket, screw, electrical control cabinet, data transmission line, three-phase asynchronous motor, floating platform, power ultrasonic tool rod, windpipe, washer, ultrasonic emitter, crucible composition. The working process is as follows: open air purifying cylinder switch, the power ultrasonic tool rod air guiding pipe pass into the gas purification; while starting power ultrasonic emitter; through the three-phase asynchronous motor to generate a downward displacement of floating platform, driven by power ultrasonic tool rod into the crucible; for a time in the melt, by the electrical control cabinet control the floating platform to drive the power ultrasonic tool rod reset, cut off after an outlet switch purification cylinder. The utility model is suitable for the purification treatment of aluminum alloy melt.

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于鋁合金熔體質量凈化領域，具體涉及一種基于單管吹氣及功率超聲鋁合金熔體凈化的裝置。
技術介紹
熔體凈化是指利用物理或化學原理的工藝方法盡量除去液態合金中的有害氣體、夾渣過程。吹氣凈化法是指凈化氣體在熔體中形成無氫氣的凈化氣泡，在分壓差作用下熔體中的氫能夠進入凈化氣泡，氣泡不斷長大并上浮，逸出熔體表面同時使氧化夾雜物上浮至熔體表面的凈化技術，單管吹氣法是吹氣凈化法的一種，由于設備簡單操作方便，目前在工廠實際應用非常廣泛。功率超聲凈化屬于非吸附凈化的一種，在熔體上的高速確定方向的往復振動，超聲波的導入會引起無數顯微空穴的產生，熔體中氣體原子復合顯微空穴成為微氣泡，氣泡上浮進而逸出熔體，使氣體和夾雜物從熔體中分離的凈化方法。吸附凈化法已較成熟，能適應企業大規模熔體處理要求，但還存在凈化作用單一，凈化效率低和污染環境等缺點，非吸附凈化法可實現綠色、高效凈化，但處理大容量能力有限，而且設備復雜是主要限制因素。因此，為獲得高質量鋁合金構件，有必要研究并采用先進的鋁熔體凈化處理方法，去除鋁液中的氣體和夾雜物。兼具高效和工業大容量處理要求的鋁合金熔體凈化新技術及裝置是鋁合金熔體凈化處理急需解決的問題。
技術實現思路
本技術為了解決現有鋁合金熔體除氣效果不佳，存在的除氣效率不高以及高能耗的問題，提出了一種利用單管吹氣法和功率超聲復合式的鋁合金熔體凈化處理裝置。基于單管吹氣及功率超聲鋁合金熔體凈化裝置，它包括凈化氣瓶、凈化氣體輸出軟管、直線導桿、上支架、右支架、下支架、左支架、絲杠、電氣控制柜、第一數據傳輸線、第二數據傳輸線、三相異步電機、三相異步電機的輸出軸、浮動平臺、功率超聲工具桿、導氣管、墊圈、功率超聲發射體、坩堝。所述的電氣控制柜通過第一數據傳輸線與功率超聲發射體電氣連接。所述的浮動平臺一端與直線導桿相連接，浮動平臺另一端與絲杠。所述的直線導桿和絲杠一端固定在上支架，另一端固定在下支架上。所述的絲杠與三相異步電機的輸出軸相連接。所述的三相異步電機通過第二數據傳輸線與電氣控制柜電氣連接。所述的上支架、右支架、下支架、左支架之間均為剛性連接。所述的電氣控制柜通過第四數據傳輸線控制電機電源，以及通過第一數據傳輸線控制率超聲電源，電氣控制柜可以同時啟動功率超聲電源和第二異步電機，實現功率超聲工具桿和石墨轉子在熔體中同時作用。電氣控制柜也可以分別啟動功率超聲電源和第二異步電機，實現功率超聲工具桿和石墨轉子的分別在熔體中作用。所述的電氣控制柜通過第四數據傳輸線控制電機電源進而實現第一異步電機工作，并通過第一異步電機輸出軸帶動絲杠和導桿產生轉動帶動上下移動平臺產生向上或者向下的位移。優選的：所述的上支架、右支架、下支架、左支架均為方管結構。優選的：所述的凈化氣體輸出軟管與功率超聲工具桿中的導氣管是密封連接。優選的：所述的功率超聲發射體工作頻率為20kHz，最大功率為2kW且功率在30%~100%范圍內連續可調。優選的：所述的功率超聲發射體通過墊圈與功率超聲工桿相連接，墊圈通過法蘭固定在浮動平臺上。本技術與現有技術相比具有以下效果：本專利技術通過對單管吹氣和功率超聲復合凈化關鍵技術進行研究，將兩種凈化方法進行有效復合，聯合凈化，進而研究復合式除氣凈化的工藝參數。與傳統工藝比較，既體現了二者復合式高效除氣凈化的優勢，既避免了單一吹氣因凈化時間長而需要耗費大量氮氣或氬氣和氯氣的缺點，又體現了功率超聲除氣凈化無排放無污染的優勢，滿足了現代航空航天、信息產業、交通運載等高
對鋁合金構件的高質量要求，又發揮了功率超聲除氣凈化的優點，滿足環保要求，有效節約能源，改善環境，提高生產效率。附圖說明圖1為基于單管吹氣及功率超聲鋁合金熔體凈化裝置構成示意圖。圖2為功率超聲發射體和單管吹氣復合式探頭結構示意圖。具體實施方式下面根據附圖詳細闡述本專利技術優選的實施方式。具體實施方式：參見附圖1，基于單管吹氣及功率超聲鋁合金熔體凈化裝置，它包括凈化氣瓶1、凈化氣體輸出軟管1-1、直線導桿2、上支架3、右支架3-1、下支架3-2、左支架3-3、絲杠4、電氣控制柜5、第一數據傳輸線5-1、第二數據傳輸線5-2、三相異步電機6、三相異步電機的輸出軸6-1、浮動平臺7、功率超聲工具桿8、導氣管8-1、墊圈9、功率超聲發射體10、坩堝11。所述的電氣控制柜5通過第一數據傳輸線5-1與功率超聲發射體10電氣連接。所述的浮動平臺7一端與直線導桿2相連接，浮動平臺7另一端與絲杠4。所述的直線導桿2和絲杠4一端固定在上支架3，另一端固定在下支架3-2上。所述的絲杠4與三相異步電機6的輸出軸6-1相連接。所述的三相異步電機6通過第二數據傳輸線5-2與電氣控制柜5電氣連接。所述的上支架3、右支架3-1、下支架3-2、左支架3-3之間均為剛性連接。所述的電氣控制柜5通過第二數據傳輸線6-2啟動三相異步電機6工作，并通過輸出軸6-1帶動絲杠4和直線導桿2運動使浮動平臺7產生向上或者向下的位移。所述的上支架3、右支架3-1、下支架3-2、左支架3-3均為方管結構。所述的凈化氣體輸出軟管1-1與功率超聲工具桿8中的導氣管8-1是密封連接。所述的功率超聲發射體10工作頻率為20kHz，最大功率為2kW且功率在30%~100%范圍內連續可調。參見附圖2，所述的功率超聲發射體10內部結構為左右對稱的，它包括法蘭9-1、輻射板10-1、導磁體10-2、導向塊10-3、外殼10-4、蝶形彈簧鋼10-5、激勵線圈10-6、線圈骨架10-7、超磁伸縮棒10-8、上永磁體10-9、調節螺釘10-10、下永磁體10-11。所述的功率超聲發射體10通過墊圈9與功率超聲工具桿8相連接，墊圈9通過法蘭9-1固定在浮動平臺7上。測量原理：除氣凈化新技術、新方法都是圍繞以下原則提出或改進的：①盡可能增加凈化氣泡數目，以增加鋁液與氣泡兩相間的有效接觸的表面積；②盡可能減小凈化氣泡直徑，并設法增大凈化氣泡在鋁液內的運動速度，提高其傳質能力；③盡可能延長凈化氣泡在鋁液中浮游的路程，從而提高除氫效率。單管向鋁合金熔體中通入惰性氣體，惰性氣體以很高的速度噴出，產生大量的外來凈化氣泡。在鋁熔體中的，外來的凈化氣泡的氫分壓為零，因而鋁熔體中的氫向凈化氣泡中擴散，直到凈化氣泡中氫分壓與鋁熔體內的氫含量達到一定平衡關系，凈化氣泡上浮直至離開熔體表面，與此同時，凈化氣泡還可以吸附鋁熔體中的氧化夾雜，那些吸附在氧化夾雜上的氫也被帶走。高能超聲具有獨特的聲學效果，功率超聲在熔體本文檔來自技高網...

【技術保護點】
基于單管吹氣及功率超聲鋁合金熔體凈化裝置，其特征在于，它包括凈化氣瓶(1)、凈化氣體輸出軟管(1?1)、直線導桿(2)、上支架(3)、右支架(3?1)、下支架(3?2)、左支架(3?3)、絲杠(4)、電氣控制柜(5)、第一數據傳輸線(5?1)、第二數據傳輸線(5?2)、三相異步電機(6)、三相異步電機的輸出軸(6?1)、浮動平臺(7)、功率超聲工具桿(8)、導氣管(8?1)、墊圈(9)、功率超聲發射體(10)、坩堝(11)；所述的電氣控制柜(5)通過第一數據傳輸線(5?1)與功率超聲發射體(10)電氣連接；所述的浮動平臺(7)一端與直線導桿(2)相連接，浮動平臺(7)另一端與絲杠(4)；所述的直線導桿(2)和絲杠(4)一端固定在上支架(3)，另一端固定在下支架(3?2)上；所述的絲杠(4)與三相異步電機(6)的輸出軸(6?1)相連接；所述的三相異步電機(6)通過第二數據傳輸線(5?2)與電氣控制柜(5)電氣連接；所述的上支架(3)、右支架(3?1)、下支架(3?2)、左支架(3?3)之間均為剛性連接。

【技術特征摘要】
1.基于單管吹氣及功率超聲鋁合金熔體凈化裝置，其特征在于，它包括凈化氣瓶(1)、
凈化氣體輸出軟管(1-1)、直線導桿(2)、上支架(3)、右支架(3-1)、下支架(3-2)、左支架(3-
3)、絲杠(4)、電氣控制柜(5)、第一數據傳輸線(5-1)、第二數據傳輸線(5-2)、三相異步電機
(6)、三相異步電機的輸出軸(6-1)、浮動平臺(7)、功率超聲工具桿(8)、導氣管(8-1)、墊圈
(9)、功率超聲發射體(10)、坩堝(11)；所述的電氣控制柜(5)通過第一數據傳輸線(5-1)與
功率超聲發射體(10)電氣連接；所述的浮動平臺(7)一端與直線導桿(2)相連接，浮動平臺
(7)另一端與絲杠(4)；所述的直線導桿(2)和絲杠(4)一端固定在上支架(3)，另一端固定在
下支架(3-2)上；所述的絲杠(4)與三相異步電機(6)的輸出軸(6-1)相連接；所述的三相異
步電機(6)通過第二數據傳輸線(5-2)與電氣控制柜(5)電氣連接；所述的上支架(3)、右支
架(3-1)、下支架(3-2)、左支架(3-3)之間均為剛性連接。
2.根據權利要求1所述的基于單管吹氣及功率超聲鋁合金熔體凈化裝置，其特征是，所
述的電氣控制柜(5)通過第二數據傳輸線(6-2)啟動三相異步電機(6)工作，并通過輸出軸
(6-1)帶動絲杠(4)和直線導桿(2)運動使浮動平臺(...

【專利技術屬性】
技術研發人員：高桂麗，李大勇，潘健，曾憲龍，許家勛，石德全，
申請(專利權)人：哈爾濱理工大學，
類型：新型
國別省市：黑龍江;23