專利名稱：一種鋁合金熔化爐用壓差式出鋁裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋁合金熔化鑄造設(shè)備制造領(lǐng)域，特別適用于鋁合金熔化爐的出鋁作業(yè)
>J-U ρ α裝直。
背景技術(shù)：
隨著我國汽車工業(yè)的快速發(fā)展，汽車零部件的制造行業(yè)也得到了前所未有的發(fā)展，今后還有進(jìn)一步擴(kuò)大的趨勢，汽車零部件生產(chǎn)行業(yè)正方興未艾。其中圍繞汽車自身的節(jié)能減排也傾注了諸多研究人員的精力和心血。為了減輕了汽車整體重量進(jìn)而降低汽車的綜合能耗，汽車發(fā)動機外殼、輪轂、泵體和閥門等一系列關(guān)鍵零部件正在逐步由以往普遍使用的鑄鐵或鑄鋼件改用重量輕、強度好的鋁合金或鎂鋁合金材料制作，汽車用鋁合金零部件必將會得到越來越廣泛的市場應(yīng)用。鋁合金熔化爐是制造鋁合金零部件所必須的關(guān)鍵設(shè)備之一，近幾年也隨之有了快速的發(fā)展，溶速快、耐侵蝕、高保溫、少氧化、節(jié)能環(huán)保的新一代鋁合金熔化設(shè)備正在被各個生產(chǎn)廠家廣泛使用?，F(xiàn)在使用的鋁合金熔化爐設(shè)備，其出鋁結(jié)構(gòu)基本有2種方式第一種為傾倒式爐體出鋁結(jié)構(gòu)，該種方式主要適用于體積小、設(shè)備本體能夠傾轉(zhuǎn)的熔化保溫爐，出鋁作業(yè)時首先啟動相關(guān)的液壓系統(tǒng)，讓爐體發(fā)生轉(zhuǎn)動，當(dāng)爐體與水平面的傾角達(dá)到一定程度的時候，鋁水可順著出鋁口流到鑄件模具的受鋁口內(nèi)，實現(xiàn)鑄錠，模具鑄滿后爐體回轉(zhuǎn)，停止出鋁，移動模具再進(jìn)行下一次鑄錠作業(yè)。此種爐體出鋁方式需要液壓驅(qū)動，結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，特別是當(dāng)爐體較大超過一定噸位的時候，靠傾動出鋁不僅難度加大，而且存在當(dāng)驅(qū)動裝置出現(xiàn)意外或不可控制狀態(tài)時，勢必造成鋁液外溢，發(fā)生危險事故。第二種方式為直排式出鋁結(jié)構(gòu)，具體方式和高爐的出鐵口比較相似，即在熔化爐側(cè)面靠下部位設(shè)置一出鋁口，鋁熔化過程中該出鋁口一直處于堵塞狀態(tài)，等到澆鑄前依靠人工打開出鋁口，對準(zhǔn)鋁水包排出鋁水，然后再次依靠鋁塞頭將出鋁口堵住。此種出鋁方式的關(guān)鍵在于出鋁口開口時必須及時，堵塞時必須安全，因不能及時封堵或沒有封住出鋁口， 中間出現(xiàn)鋁液漏出，勢必造成危險事故發(fā)生。本項發(fā)明的目的是設(shè)計出一種更加安全可靠的新型出鋁裝置，既可以保持第一種方式中的無需封堵出鋁口，又能保持第二種方式中出鋁時爐體不至于傾斜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種鋁合金熔化爐用壓差式出鋁裝置，其特征是在鋁合金熔化爐設(shè)備爐墻外側(cè)設(shè)有和鋁合金熔化爐爐體內(nèi)部熔池相連通的葉輪槽，葉輪槽底面低于爐體內(nèi)部熔池底面，葉輪槽內(nèi)置有由傳動裝置通過葉輪軸帶動的葉輪，葉輪槽通過水平鋁液通道和出液腔同出鋁槽相通，在出液腔上方設(shè)有蓋板，出液腔與熔化爐熔池之間設(shè)有隔墻，在出液腔底部設(shè)有殘鋁放流口。在所述鋁合金熔化爐用壓差式出鋁裝置中，葉輪主要由外側(cè)圓筒、內(nèi)側(cè)圓筒和焊接固定在外側(cè)圓筒和內(nèi)側(cè)圓筒之間的4-8個葉片構(gòu)成，其中外側(cè)圓筒頂部設(shè)有外沿，內(nèi)側(cè)圓筒頂部設(shè)有圓形蓋板，圓型蓋板正中開有用于固定葉輪軸的螺紋口，單個葉片平面垂直于內(nèi)側(cè)圓筒表面，并沿內(nèi)側(cè)圓筒表面按順時針方向螺旋式上升并焊接固定，葉片螺旋角始終與水平面成α角，α = 30-45°。在裝置的出液腔內(nèi)設(shè)有升溫加熱裝置本項發(fā)明具有以下技術(shù)特點(I)出鋁操作十分簡單，每次出鋁時無需傾動爐體，也無需人工在爐墻處特意打開預(yù)留的出鋁口，真正做到了安全可靠，免除現(xiàn)場工作人員開口作業(yè)鋁水噴濺的危險。(2)明顯節(jié)約了出鋁作業(yè)時間，當(dāng)所用鋁錠全部熔化后，如需出鋁，只要啟動帶動葉輪的電機，通過葉輪軸帶動葉輪旋轉(zhuǎn)，即刻就會有鋁合金液體自出鋁槽內(nèi)流出，隨用隨出，方便快捷，節(jié)約時間。(3)提高了出鋁量的控制精度。采用變頻電機作為葉輪的驅(qū)動系統(tǒng)，控制其轉(zhuǎn)速， 也可實現(xiàn)定量出鋁，且能基本保證不出任何漏鋁等安全事故。


附圖I是本項發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2是本項發(fā)明裝置中關(guān)鍵部件葉輪的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖3為沿圖2的A-A線截取的截面圖。在圖I、圖2和圖3中，I為爐墻，2為固定架，3為電機及減速系統(tǒng)，4為葉輪軸，5 為升溫加熱器，6為出招槽,7為隔墻,8為出液腔,9招液水平通道，10為放流口，11為葉輪， 12為葉輪渦槽，13為內(nèi)部熔池，14為蓋板，15為外側(cè)圓筒，16為葉片，17為螺紋口，18為內(nèi)側(cè)圓筒，19為外側(cè)圓孔外沿，20為內(nèi)側(cè)圓筒頂部蓋板。
具體實施例方式本發(fā)明設(shè)計的出鋁口如附圖I所示，在附圖I中，I為爐墻，2為固定架，3為電機及減速系統(tǒng)，4為葉輪軸,5為升溫加熱器,6為出招槽,7為隔墻,8為出液腔,9招液水平通道, 10為放流口，11為葉輪,12為葉輪渦槽,13為內(nèi)部熔池，14為蓋板。由圖I可見,本裝置處于鋁合金熔化爐設(shè)備的爐墻外側(cè)，設(shè)計出一個和鋁合金熔化爐爐體內(nèi)部熔池相連通的葉輪渦槽12，葉輪渦槽12底面略低于爐體內(nèi)部熔池底面，葉輪渦槽12內(nèi)放置有由葉輪軸4帶動的葉輪11，葉輪軸4則由電機及減速系統(tǒng)3帶動，葉輪渦槽12通過水平鋁液通道9和出液腔8同出鋁槽6相通，出鋁槽6外設(shè)有鋁水包。葉輪11是本項發(fā)明的核心部件，葉輪11的具體結(jié)構(gòu)如附圖2和附圖3所示，在附圖2和附圖3中，15為外側(cè)圓筒，16為葉片，17為螺紋口，18為內(nèi)側(cè)圓筒，19為外側(cè)圓孔外沿’20為內(nèi)側(cè)圓筒頂部圓型蓋板。由圖2和圖3可見，該葉輪11主要由外側(cè)圓筒15、內(nèi)側(cè)圓筒18和焊接固定在外側(cè)圓筒15和內(nèi)側(cè)圓筒18之間的多個(例如，4-8個)葉片構(gòu)成，其中外側(cè)圓筒15頂部設(shè)有外沿，內(nèi)側(cè)圓筒18頂部設(shè)有圓形蓋板20，圓型蓋板20正中開有用于固定葉輪軸的螺紋口 17，單個葉片平面垂直于內(nèi)側(cè)圓筒表面，并沿內(nèi)側(cè)圓筒表面按順時針方向螺旋式上升并焊接固定，葉片螺旋角始終與水平面成α角，α = 30-45°。工作時，葉輪11在電機和傳動裝置驅(qū)動下順時針快速旋轉(zhuǎn)，葉片隨葉輪11旋轉(zhuǎn)便產(chǎn)生向下的旋轉(zhuǎn)推力，帶動鋁液由葉輪上部通過葉輪帶動向下運動，并通過下面封閉的水平鋁液通道9，進(jìn)入出液腔8內(nèi)；由于流動鋁液能量增加，出液腔8內(nèi)鋁液液面不斷上升，當(dāng)上升超過出鋁槽6底面高度時，液體便順著出鋁槽6排出，流入鋁水包內(nèi)，用于澆鑄。為了盡量減少鋁合金液體在其出鋁過程中的溫降，在出液腔8上方設(shè)有保溫性能極好的蓋板；而出液腔8與內(nèi)部熔池之間的隔墻7則采用導(dǎo)熱較好的耐火材料砌筑，同時在出液腔8內(nèi)設(shè)有升溫加熱裝置5，以此保證隔墻7兩側(cè)鋁水溫度基本一致；為保證必要時能將鋁合金熔化爐爐體內(nèi)部熔池的合金鋁液體全部出凈，在出液腔8底部增設(shè)一個排出殘留鋁液的放流口 10，工作時此放流口 10處于關(guān)閉狀態(tài)，一旦需要將爐內(nèi)殘鋁全部清除干凈時，可將此放流口 10打開，將所有的鋁合金液體全部放凈。葉輪11是本裝置中的易損件，為了保證對其檢查和更換做到及時方便，蓋板14的拆卸和安裝要相對比較容易，即拆下蓋板，可以順利將葉輪取出，當(dāng)葉輪11重新放回到葉輪渦槽12后，又能很快將蓋板14蓋好，葉輪11通過螺紋口 17的螺紋固定在葉輪軸4上， 葉輪軸4和減速系統(tǒng)或直接和電機相聯(lián)，電機及減速系統(tǒng)3固定在蓋板14之上單獨設(shè)置的固定支架2或爐墻I上。本項發(fā)明已經(jīng)設(shè)計并進(jìn)行了實驗階段的實施，其中使用本裝置的鋁合金熔化爐的規(guī)格為10噸，具體結(jié)構(gòu)形式和附圖I及附圖2所示基本相同，其中各部件主要參數(shù)及所用材料如下電機功率5. 5Kw，2. 2Kw減速機，減速比i = 6葉輪直徑Φ300_ΧΗ255_，葉輪槽直徑330mm，是葉輪工作場所，葉輪與葉輪渦槽間隙15mm葉輪轉(zhuǎn)速180-350rpm葉片數(shù)量6片鋁液通道斷面尺寸高度150mmX寬度200mmX長度200_出液腔斷面尺寸寬度295mm X長度500mm葉輪軸直徑Φ = 6mm，采用SUS304不銹鋼材料制作。出鋁槽采用耐鋁液浸蝕、耐磨澆注料制作，出鋁槽的底面最高高度要比熔化爐內(nèi)鋁液面所在最高高度還高75_。根據(jù)出鋁時間要求，通過變頻調(diào)速控制出鋁的速度；如果鋁包坐落于計量器具上，通過電氣控制，還可實現(xiàn)準(zhǔn)確定量出鋁。實驗證明，根據(jù)本發(fā)明的壓差式出鋁裝置操作簡便，安全可靠。
權(quán)利要求
1.一種鋁合金熔化爐用壓差式出鋁裝置，其特征是在鋁合金熔化爐設(shè)備爐墻外側(cè)設(shè)有和鋁合金熔化爐爐體內(nèi)部熔池相連通的葉輪槽，葉輪槽底面低于爐體內(nèi)部熔池底面，葉輪槽內(nèi)置有由傳動裝置通過葉輪軸帶動的葉輪，葉輪槽通過水平鋁液通道和出液腔同出鋁槽相通，在出液腔上方設(shè)有蓋板，出液腔與熔化爐熔池之間設(shè)有隔墻，在出液腔底部設(shè)有殘鋁放流口。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所說的一種鋁合金熔化爐用壓差式出鋁裝置，其特征在于，所述葉輪由外側(cè)圓筒、內(nèi)側(cè)圓筒和焊接固定在外側(cè)圓筒和內(nèi)側(cè)圓筒之間的4-8個葉片構(gòu)成，其中外側(cè)圓筒頂部設(shè)有外沿，內(nèi)側(cè)圓筒頂部設(shè)有圓形蓋板，圓型蓋板正中開有用于固定葉輪軸的螺紋口，單個葉片平面垂直于內(nèi)側(cè)圓筒表面，并沿內(nèi)側(cè)圓筒表面按順時針方向螺旋式上升并焊接固定，葉片螺旋角始終與水平面成a角，a = 30-45°。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所說的一種鋁合金熔化爐用壓差式出鋁裝置，其特征在于，所述出液腔內(nèi)設(shè)有升溫加熱裝置。
全文摘要
本項發(fā)明公開了一種鋁合金熔化爐用出鋁作業(yè)裝置，其特征是在鋁合金熔化爐設(shè)備爐墻外側(cè)設(shè)一個和鋁合金熔化爐爐體內(nèi)部熔池相連通的葉輪槽，葉輪槽底面低于爐體內(nèi)部熔池底面，葉輪槽內(nèi)置有由電機通過葉輪軸帶動的葉輪，葉輪槽通過水平鋁液通道和液腔同出鋁槽相通，在出液腔上方設(shè)有蓋板，出液腔與熔化爐熔池之間設(shè)有隔墻，在出液腔底部設(shè)有殘鋁放流口。采用本出鋁作業(yè)裝置，可以顯著提高作業(yè)效率，避免作業(yè)事故。
文檔編號F27D3/14GK102589298SQ20121004233
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月23日
發(fā)明者許學(xué)金 申請人:沈陽東大三建工業(yè)爐制造有限公司