專利名稱：工業(yè)離心機(jī)深床過(guò)濾鋁熔體中夾雜物的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種過(guò)濾鋁熔體的設(shè)備，特別是一種工業(yè)離心機(jī)深床過(guò)濾鋁熔體中夾雜物的設(shè)備，屬于鑄造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鋁是一種非?；顫娊饘?，在熔煉過(guò)程中容易與水汽反應(yīng)，生成氫氣和氧化夾雜(Al2O3)。純鋁和鋁合金中的夾雜物一般含量都在0.1％以上，夾雜物的尺寸大部分都是大于10微米。對(duì)于國(guó)際除夾雜物水平，鋁熔體中的夾雜物含量為0.02％，夾雜物的尺寸小于5-10微米。這些非金屬夾雜物對(duì)鋁制品性能危害很大，因此，鋁熔體凈化是提高鋁材質(zhì)量的主要途徑之一。大多數(shù)夾雜物與金屬基體在彈性性能上有較大的差別，在金屬變形過(guò)程中，夾雜物周圍就會(huì)產(chǎn)生愈來(lái)愈大的應(yīng)力集中，從而使之開(kāi)裂或者夾雜物與基體的連接遭到破壞，形成顯微空隙。隨著變形的不斷進(jìn)行，空隙(微裂紋)不斷地產(chǎn)生，并發(fā)展成為顯微孔，直至相鄰的空洞相互連接，而導(dǎo)致材料的斷裂。夾雜物作為顯微裂紋發(fā)源地，那么就會(huì)影響與斷裂過(guò)程密切相關(guān)的諸如伸長(zhǎng)率、斷面收縮率、斷裂韌性和疲勞抗力等一系列材料性能。鑄造業(yè)中，普遍使用的是玻璃纖維網(wǎng)、泡沫陶瓷過(guò)濾器和深床過(guò)濾器過(guò)濾鋁熔體。這些過(guò)濾器過(guò)濾鋁熔體都是不外加壓力條件下，依靠鋁熔體自身重量流過(guò)陶瓷過(guò)濾器，但是這種過(guò)濾方式不能夠去除鋁熔體中的夾雜物尺寸小于10-15微米。為了提高過(guò)濾器的過(guò)濾效率，當(dāng)減小過(guò)濾器的孔徑時(shí)，鋁熔體與陶瓷過(guò)濾器的不潤(rùn)濕性會(huì)阻礙鋁熔體依靠自身重量流過(guò)過(guò)濾器，因此必須施加外力。目前施壓過(guò)濾鋁熔體主要是在實(shí)驗(yàn)室，用惰性氣體對(duì)鋁熔體施壓，但這種過(guò)濾方式存在過(guò)濾產(chǎn)量低、不連續(xù)過(guò)濾等缺點(diǎn)，從而制約它在工業(yè)上應(yīng)用。
本申請(qǐng)人于2002年1月29日申請(qǐng)的專利申請(qǐng)?zhí)枮?2110685.1的專利，該專利設(shè)計(jì)的裝有涂層陶瓷顆粒S型流道過(guò)濾鋁熔體裝置，依靠鋁熔體自身重量流過(guò)陶瓷顆粒間隙孔，但陶瓷顆粒不能夠太小，否則會(huì)堵塞鋁熔體流過(guò)，孔徑相對(duì)較大時(shí)，鋁熔體分散的細(xì)流也相對(duì)較大，這樣容易使細(xì)小的夾雜物裹在細(xì)流中間，不被過(guò)濾器表面的粘性涂層捕獲，而是隨著細(xì)流流過(guò)陶瓷過(guò)濾器，這樣S型涂層陶瓷過(guò)濾器對(duì)于捕獲尺寸小于7μm的夾雜物有一定難度。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，提供一種工業(yè)離心機(jī)深床過(guò)濾鋁熔體中夾雜物的設(shè)備，在離心力條件下，用涂層陶瓷過(guò)濾器連續(xù)過(guò)濾鋁熔體，當(dāng)陶瓷過(guò)濾器孔徑減小時(shí)，離心力可以克服鋁熔體與陶瓷顆粒表面之間的不潤(rùn)濕產(chǎn)生的阻力，并且使鋁熔體中的非金屬夾雜物不容易裹在細(xì)流中，而轉(zhuǎn)移到細(xì)流的表面上，從而容易被陶瓷顆粒表面的粘性涂層捕獲。本發(fā)明主要包括加熱保溫離心桶、上保溫加熱蓋、離心圓桶底座、中間具有加熱保溫流道的離心軸、電機(jī)及傳動(dòng)裝置、保溫回料裝置、保溫坩堝和金屬支架，具體連接方式為加熱保溫離心桶設(shè)置在離心圓桶底座上，離心圓桶底座固定在中間具有加熱保溫流道的離心軸上，離心軸與電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)裝置連接，上保溫加熱蓋設(shè)置在加熱保溫離心桶上，保溫回流裝置設(shè)置在上保溫加熱蓋上，金屬支架與保溫回流裝置、保溫坩堝、中間具有加熱保溫流道的離心軸、電機(jī)及傳動(dòng)裝置連接，并使其固定。
加熱保溫離心桶主要包括涂層陶瓷顆粒、涂層泡沫陶瓷、陶瓷管(一)、陶瓷管(二)、有孔搗打致密陶瓷離心圓桶、搗打致密陶瓷圓桶、陶瓷柱、加熱元件(一)、填充料(一)和保溫隔熱外殼，具體連接方式為陶瓷管(二)設(shè)置在涂層泡沫陶瓷中間，陶瓷管(二)和涂層泡沫陶瓷設(shè)置在有孔搗打致密陶瓷離心圓桶中間，涂層陶瓷顆粒和陶瓷管(一)設(shè)置在泡沫陶瓷和有孔搗打致密陶瓷離心圓桶之間，離心圓桶設(shè)置在搗打致密陶瓷圓桶內(nèi)，兩桶之間用陶瓷柱固定，加熱元件設(shè)置在搗打致密陶瓷圓桶外，加熱元件之間的空隙設(shè)有填充料(一)，加熱元件(一)外設(shè)有保溫隔熱外殼。
上保溫加熱蓋包括加熱元件(二)、填充料(二)、涂層鋼板、鋼板、螺釘、夾層鋼管、滾動(dòng)軸承和金屬支架(一)，其連接方式為鋼板與涂層鋼板之間設(shè)有加熱元件(二)和填充料(二)，夾層鋼管通過(guò)金屬螺桿固定在上保溫外殼中間，滾動(dòng)軸承設(shè)置在夾層鋼管外面，滾動(dòng)軸承外焊接金屬支架(一)。
離心圓桶底座包括搗打陶瓷、加熱元件(三)、填充料(三)，其連接方式為加熱元件(三)和填充料(三)設(shè)置在搗打陶瓷的圓錐形底座內(nèi)。
中間具有加熱保溫流道的離心軸包括陶瓷管(三)、加熱元件(四)、填充料(四)、搗打陶瓷、保溫外殼、螺桿、陶瓷管(四)、加熱元件(五)、填充料(五)、絕熱材料、特殊鋼管、滾動(dòng)軸承、皮帶輪和金屬支架(二)，其連接方式為陶瓷管(三)設(shè)置在圓錐底座外面，陶瓷管(三)、(四)之間以及與圓錐底座之間用搗打陶瓷材料填充，并在它們外面設(shè)置上一層搗打陶瓷，搗打陶瓷外面設(shè)置加熱元件(四)，填充料(四)填充加熱元件(四)，加熱元件(四)外面設(shè)有保溫外殼，搗打陶瓷圓錐形底座與保溫外殼通過(guò)金屬螺桿固定，陶瓷管(三)一段與有孔致密陶瓷離心桶和致密陶瓷離心桶之間的空隙連接，另一段與陶瓷管(四)連接，離心圓桶保溫隔熱外殼與圓錐形底座保溫外殼之間通過(guò)金屬螺桿固定，圓錐形底座保溫外殼與金屬鋼管之間通過(guò)螺桿固定，離心軸中間設(shè)有陶瓷管(四)，陶瓷管(四)外面設(shè)置加熱元件(五)，加熱元件(五)之間設(shè)有填充料(五)，加熱元件(五)與金屬鋼管之間設(shè)有隔熱材料，金屬鋼管外面設(shè)有滾動(dòng)軸承和皮帶輪，滾動(dòng)軸承外面焊接金屬支架(二)。
電機(jī)及傳動(dòng)裝置包括電機(jī)、皮帶輪和金屬支架(三)，其連接方式為電動(dòng)機(jī)設(shè)置在金屬支架(三)上面，電機(jī)和皮帶輪通過(guò)皮帶連接。
外部具有保溫功能的鋁熔體回流裝置設(shè)置在夾層金屬鋼管上部外面，回流裝置與金屬支架(一)和(四)連接，保溫坩堝(一)設(shè)置在金屬支架(四)上面，保溫坩堝(二)設(shè)置在中間具有加熱保溫流道的離心軸的下方，保溫坩堝(一)和(二)分別盛放加入鋁熔體時(shí)溢流出來(lái)的鋁熔體和離心過(guò)濾后的鋁熔體。
鋁熔體從涂層鋼管加入，在離心力的作用下通過(guò)涂層泡沫陶瓷和涂層陶瓷顆粒涂層陶瓷顆粒，流到有孔的搗打致密離心圓桶和搗打致密圓桶之間的空隙，然后沿著陶瓷管流到保溫坩堝內(nèi)。
在無(wú)壓力條件下，陶瓷顆粒的尺寸相對(duì)較大，陶瓷顆粒的間隙孔把鋁熔體分散的細(xì)流也較大，這樣細(xì)小的夾雜物容易裹在細(xì)流中，隨著細(xì)流流出而不被陶瓷顆粒表面的粘性涂層捕獲。因此很難捕獲鋁熔體中尺寸小于7微米的夾雜物。該設(shè)備為涂層陶瓷過(guò)濾器提供一種連續(xù)而又均勻的外加壓力，使鋁熔體能夠流過(guò)孔徑尺寸較小，把鋁熔體分散成非常細(xì)小的細(xì)流，這樣夾雜物不容易裹在細(xì)流中，容易被粘性涂層陶瓷顆粒捕獲，可以有效地捕獲尺寸在5微米以下的夾雜物。
本發(fā)明具有實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著進(jìn)步，在離心力的作用下，減小陶瓷過(guò)濾器的孔徑，可以增加涂層陶瓷過(guò)濾器捕獲鋁熔體中夾雜物效率，同時(shí)離心力在一定程度上可以緩解由于陶瓷過(guò)濾器孔徑減小而引起的堵塞問(wèn)題，可以連續(xù)地過(guò)濾鋁熔體，從而提高過(guò)濾產(chǎn)量。
圖1本發(fā)明總體結(jié)構(gòu)示意2本發(fā)明各組成部分示意圖
具體實(shí)施例方式如圖1和圖2所示，本發(fā)明主要包括加熱保溫離心桶1、上保溫加熱蓋2、離心圓桶底座3、中間具有加熱保溫流道的離心軸4、電機(jī)及傳動(dòng)裝置5、保溫回料裝置6、保溫坩堝7和金屬支架8，具體連接方式為加熱保溫離心桶1設(shè)置在離心圓桶底座3上，離心圓桶底座3固定在中間具有加熱保溫流道的離心軸上4，離心軸4與電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)裝置5連接，上保溫加熱蓋2設(shè)置在加熱保溫離心桶上1，保溫回流裝置6設(shè)置在上保溫加熱蓋上2，金屬支架8與保溫回流裝置6、保溫坩堝7、離心軸4、電機(jī)及傳動(dòng)裝置5連接。
加熱保溫離心桶1包括涂層陶瓷顆粒9、涂層泡沫陶瓷10、陶瓷管11、陶瓷管12、有孔搗打致密陶瓷離心圓桶13、搗打致密陶瓷圓桶14、陶瓷柱15、加熱元件16、填充料17、保溫隔熱外殼18，其連接方式為固陶瓷管12設(shè)置在涂層泡沫陶瓷10中間，陶瓷管12與涂層泡沫陶瓷10設(shè)置在有孔搗打致密陶瓷離心圓桶13中間，涂層陶瓷顆粒9和陶瓷管11設(shè)置在泡沫陶瓷10和有孔搗打致密陶瓷離心圓桶13之間，離心圓桶13設(shè)置在搗打致密陶瓷圓桶14內(nèi)，兩桶之間用陶瓷柱15固定，加熱元件16設(shè)置在搗打致密陶瓷圓桶14外面，加熱元件16之間的空隙用填充料17填充，加熱元件16外面設(shè)有保溫隔熱外殼18。
上保溫加熱蓋2包括加熱元件19、填充料20、涂層鋼板21、鋼板22、螺釘23、夾層鋼管24、滾動(dòng)軸承25和金屬支架26，其連接方式為鋼板22與涂層鋼板21之間設(shè)有加熱元件19和填充料20，夾層鋼管24通過(guò)金屬螺桿23固定在上保溫外殼中間，滾動(dòng)軸承25設(shè)置在夾層鋼管24外面，滾動(dòng)軸承25外焊接金屬支架26。
離心圓桶底座3包括搗打陶瓷27、加熱元件28、填充料29，其連接方式為加熱元件28和填充料29設(shè)置在搗打陶瓷27的圓錐形底座內(nèi)。
中間具有加熱保溫流道的離心軸4包括陶瓷管30、加熱元件31、填充料32、搗打陶瓷33、保溫外殼34、螺桿35、陶瓷管36、加熱元件37、填充料38、絕熱材料39、特殊鋼管40、滾動(dòng)軸承41、皮帶輪42和金屬支架43，其連接方式為陶瓷管30設(shè)置在圓錐底座外面，陶瓷管30之間以及與圓錐底座之間用搗打陶瓷材料32填充，并在它們外面設(shè)置上一層搗打陶瓷33，搗打陶瓷33外面設(shè)置加熱元件32，填充料32填充加熱元件31，加熱元件31外面設(shè)有保溫外殼34，搗打陶瓷圓錐形底座27與保溫外殼34通過(guò)金屬螺桿35固定，陶瓷管30-段與有孔致密陶瓷離心桶13與致密陶瓷離心桶14之間空隙連接，另一段與離心軸4內(nèi)的陶瓷管36連接，離心圓桶保溫隔熱外殼18與圓錐形底座保溫外殼34之間通過(guò)金屬螺桿固定，圓錐形底座保溫外殼34與金屬鋼管40之間通過(guò)螺桿固定，離心軸4中間設(shè)有一根陶瓷管36，陶瓷管36外面設(shè)置加熱元件37，加熱元件37之間設(shè)有填充料38，加熱元件37與金屬鋼管40之間設(shè)有隔熱材料39，金屬鋼管40外面設(shè)有滾動(dòng)軸承41和皮帶輪42，滾動(dòng)軸承41外面焊接金屬支架43。
電機(jī)及傳動(dòng)裝置5包括電機(jī)44、皮帶輪45和金屬支架46，其連接方式為電動(dòng)機(jī)44設(shè)置在金屬支架46上面，電機(jī)44和皮帶輪42通過(guò)皮帶45連接。
鋁熔體回流裝置47設(shè)置在金屬鋼管24上部外面，回流裝置47與金屬支架26和49連接，保溫坩堝48設(shè)置在金屬支架49上面，保溫坩堝50設(shè)置在離心軸4下方。
權(quán)利要求
1.一種工業(yè)離心機(jī)深床過(guò)濾鋁熔體中夾雜物的設(shè)備，主要包括加熱保溫離心桶(1)、上保溫加熱蓋(2)、離心圓桶底座(3)、中間具有加熱保溫流道的離心軸(4)、電機(jī)及傳動(dòng)裝置(5)、保溫回料裝置(6)、保溫坩堝(7)和金屬支架(8)，其特征在于具體連接方式為加熱保溫離心桶(1)設(shè)置在離心圓桶底座(3)上，離心圓桶底座(3)固定在中間具有加熱保溫流道的離心軸上(4)，離心軸(4)與電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)裝置(5)連接，上保溫加熱蓋(2)設(shè)置在加熱保溫離心桶上(1)，保溫回流裝置(6)設(shè)置在上保溫加熱蓋上(2)，金屬支架(8)與保溫回流裝置(6)、保溫坩堝(7)、離心軸(4)、電機(jī)及傳動(dòng)裝置(5)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的這種工業(yè)離心機(jī)深床過(guò)濾鋁熔體中夾雜物的設(shè)備，其特征是加熱保溫離心桶(1)包括涂層陶瓷顆粒(9)、涂層泡沫陶瓷(10)、裝有加熱元件的陶瓷管(11)、固定泡沫陶瓷的陶瓷管(12)、有孔搗打致密陶瓷離心圓桶(13)、搗打致密陶瓷圓桶(14)、陶瓷柱(15)、加熱元件(16)、填充料(17)、保溫隔熱外殼(18)，其連接方式為固定泡沫陶瓷的陶瓷管(12)設(shè)置在涂層泡沫陶瓷(10)中間，固定泡沫陶瓷的陶瓷管(12)與涂層泡沫陶瓷(10)設(shè)置在有孔的搗打致密陶瓷離心圓桶(13)中間，涂層陶瓷顆粒(9)和加熱陶瓷管(11)設(shè)置在泡沫陶瓷(10)和有孔搗打致密陶瓷離心圓桶(13)之間，離心圓桶(13)設(shè)置在搗打致密陶瓷圓桶(14)內(nèi)，兩桶之間用陶瓷柱(15)固定，加熱元件(16)設(shè)置在搗打致密陶瓷圓桶(14)外面，加熱元件(16)之間的空隙用填充料(17)填充，加熱元件(16)外面設(shè)有保溫隔熱外殼(18)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的這種工業(yè)離心機(jī)深床過(guò)濾鋁熔體中夾雜物的設(shè)備，其特征是上保溫加熱蓋(2)包括加熱元件(19)、填充料(20)、涂層鋼板(21)、鋼板(22)、螺釘(23)、夾層鋼管(24)、滾動(dòng)軸承(25)和金屬支架(26)，其連接方式為鋼板(22)與涂層鋼板(21)之間設(shè)有加熱元件(19)和填充料(20)，夾層鋼管(24)通過(guò)金屬螺桿(23)固定在上保溫外殼中間，滾動(dòng)軸承(25)設(shè)置在夾層鋼管(24)外面，滾動(dòng)軸承(25)外焊接金屬支架(26)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的這種工業(yè)離心機(jī)深床過(guò)濾鋁熔體中夾雜物的設(shè)備，其特征是離心圓桶底座(3)包括搗打陶瓷(27)、加熱元件(28)、填充料(29)，其連接方式為加熱元件(28)和填充料(29)設(shè)置在搗打陶瓷(27)的圓錐形底座內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的這種工業(yè)離心機(jī)深床過(guò)濾鋁熔體中夾雜物的設(shè)備，其特征是中間具有加熱保溫流道的離心軸(4)包括陶瓷管(30)、加熱元件(31)、填充料(32)、搗打陶瓷(33)、保溫外殼(34)、螺桿(35)、陶瓷管(36)、加熱元件(37)、填充料(38)、絕熱材料(39)、管壁較厚的特殊鋼管(40)、滾動(dòng)軸承(41)、皮帶輪(42)和金屬支架(43)，其連接方式為陶瓷管(30)設(shè)置在圓錐底座外面，陶瓷管(30)之間以及與圓錐底座之間用搗打陶瓷材料(32)填充，并在它們外面設(shè)置上一層搗打陶瓷(33)，搗打陶瓷(33)外面設(shè)置加熱元件(32)，填充料(32)填充加熱元件(31)，加熱元件(31)外面設(shè)有保溫外殼(34)，搗打陶瓷圓錐形底座(27)與保溫外殼(34)通過(guò)金屬螺桿(35)固定，陶瓷管(30)一段與有孔致密陶瓷離心桶(13)與致密陶瓷離心桶(14)之間空隙連接，另一段與陶瓷管(36)連接，離心圓桶保溫隔熱外殼(18)與圓錐形底座保溫外殼(34)之間通過(guò)金屬螺桿固定，圓錐形底座保溫外殼(34)與金屬鋼管(40)之間通過(guò)螺桿固定，離心軸(4)中間設(shè)有一根陶瓷管(36)，陶瓷管(36)外面設(shè)置加熱元件(37)，加熱元件(37)之間設(shè)有填充料(38)，加熱元件(37)與金屬鋼管(40)之間設(shè)有隔熱材料(39)，金屬鋼管(40)外面設(shè)有滾動(dòng)軸承(41)和皮帶輪(42)，滾動(dòng)軸承(41)外面焊接金屬支架(43)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的這種工業(yè)離心機(jī)深床過(guò)濾鋁熔體中夾雜物的設(shè)備，其特征是電機(jī)及傳動(dòng)裝置(5)包括電機(jī)(44)、皮帶輪(45)和金屬支架(46)，其連接方式為電動(dòng)機(jī)(44)設(shè)置在金屬支架(46)上面，電機(jī)(44)和皮帶輪(42)通過(guò)皮帶(45)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的這種工業(yè)離心機(jī)深床過(guò)濾鋁熔體中夾雜物的設(shè)備，其特征是鋁熔體回流裝置(47)設(shè)置在金屬鋼管(24)上部外面，回流裝置(47)與金屬支架(26)和(49)連接，保溫坩堝(48)設(shè)置在金屬支架(49)上面，保溫坩堝(50)設(shè)置在離心軸(4)下方。
全文摘要
工業(yè)離心機(jī)深床過(guò)濾鋁熔體中夾雜物的設(shè)備屬于鑄造領(lǐng)域。本發(fā)明主要包括:加熱保溫離心桶、上保溫加熱蓋、離心圓桶底座、中間具有加熱保溫流道的離心軸、電機(jī)及傳動(dòng)裝置、保溫回料裝置、保溫坩堝和金屬支架,加熱保溫離心桶設(shè)置在離心圓桶底座上,離心圓桶底座固定在離心軸上,離心軸與電機(jī)通過(guò)傳動(dòng)裝置連接,上保溫加熱蓋設(shè)置在加熱保溫離心桶上,保溫回流裝置設(shè)置在上保溫加熱蓋上,金屬支架與保溫回流裝置、保溫坩堝、離心軸、電機(jī)及傳動(dòng)裝置連接。本發(fā)明具有實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著進(jìn)步,在離心力的作用下減小陶瓷過(guò)濾器的孔徑,緩解由于陶瓷過(guò)濾器孔徑減小而引起的堵塞,可以連續(xù)地過(guò)濾鋁熔體。
文檔編號(hào)B04B7/16GK1386871SQ0211157
公開(kāi)日2002年12月25日 申請(qǐng)日期2002年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月30日
發(fā)明者周鳴, 孫寶德, 疏達(dá), 倪紅軍, 李克, 王俊, 張佼, 張為玉 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)