專利名稱：鋁熔體除氫旋轉(zhuǎn)噴頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種旋轉(zhuǎn)噴頭結(jié)構(gòu)，特別是一種鋁熔體除氫旋轉(zhuǎn)噴頭，用于金屬熔體凈化處理領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
用于鋁熔體除氫的旋轉(zhuǎn)噴吹裝置，在對鋁熔體進(jìn)行除氫處理時(shí)，通過一個(gè)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子和噴頭把惰性氣體(如氮、氬)導(dǎo)入到鋁熔體中，溶解在鋁熔體中的氫由于分壓差而從熔體中遷移到惰性氣體氣泡中，并隨氣泡一起浮游到熔體表面，從而達(dá)到除氫的目的。旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子噴頭上帶有一些攪拌葉片，這些旋轉(zhuǎn)的葉片，不但能夠通過自身的旋轉(zhuǎn)對氣泡形成剪切從而細(xì)化氣泡，而且能夠通過葉片對熔體的攪拌，使氣泡在熔體中均勻化。并且轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速越大，其剪切和攪拌的效果就越明顯。但轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速不能無限地提高，這是因?yàn)樾D(zhuǎn)噴頭的旋轉(zhuǎn)，使得鋁熔體也跟著旋轉(zhuǎn)并形成了旋渦，旋渦的形成使得鋁熔體的表面的面積增大，并容易使液面處的表面層氧化膜破壞，從而加劇熔體表面從空氣中吸氫。
經(jīng)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，楊長賀等人在《輕合金加工技術(shù)》-1995，2P5-10中發(fā)表的“旋轉(zhuǎn)噴頭鋁液除氫效率的剖析與研討”一文中提到三種旋轉(zhuǎn)噴頭結(jié)構(gòu)(RDU、SNIF、ALPUR)，這三種結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)噴頭有一個(gè)共同的特征在噴頭的圓周上均勻在分布著4-8個(gè)氣孔和4-8個(gè)葉片。這也是當(dāng)前的旋轉(zhuǎn)噴頭普遍采用的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)在使用過程中，旋轉(zhuǎn)的葉片能有效地對從氣孔出來的氣泡進(jìn)行剪切細(xì)化，同時(shí)這些葉片還能起攪拌作用，使氣泡均勻地分布在熔體中。而且轉(zhuǎn)速越高，其細(xì)化和攪拌的效果越明顯。但旋轉(zhuǎn)噴頭的旋轉(zhuǎn)，使得鋁熔體也跟著旋轉(zhuǎn)并形成了旋渦，旋渦的形成使得鋁熔體的表面的面積增大，并容易使液面處的表面層氧化膜破壞，從而加劇熔體表面從空氣中吸氫。而且轉(zhuǎn)速越高，旋渦及表面層氧化膜破壞導(dǎo)致的表面吸氫也越明顯。因此造成了凈化氣泡的細(xì)化和均勻化程度與熔體表面吸氫程度這兩種正反效果隨著旋轉(zhuǎn)噴頭轉(zhuǎn)速的提高同時(shí)變得更加明顯，最終使得旋轉(zhuǎn)噴吹除氫的效率不是很高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)合理的鋁熔體除氫旋轉(zhuǎn)噴頭，使其既能通過提高轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速以提高對氣泡的剪切作用和氣泡在熔體中的分布均勻性，同時(shí)能夠避免因轉(zhuǎn)速的提高而導(dǎo)致的熔體表面層的破壞，從而有效地降低了鋁熔體從空氣中吸氫，使得除氫效率大為提高。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括兩個(gè)部分圓筒定子部分和旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子噴頭，其中旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子噴頭套于圓筒定子內(nèi)部，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子上不再含有攪拌熔體的葉片，轉(zhuǎn)子噴頭只起到通過其細(xì)小的氣孔在高轉(zhuǎn)速的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下把氣體高速地甩向定子的作用；圓筒定子套于旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的外面，這樣即使旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速非常高，也不會(huì)使熔體產(chǎn)生旋渦，在旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子噴頭的高度處，在圓筒定子的圓周上均勻地分布著一些長條形缺口，這樣，從高速旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子噴頭氣孔處高速甩出氣泡在這些缺口處能夠得到很好的細(xì)化，并使這些高速運(yùn)動(dòng)的氣泡在整個(gè)熔體中均勻分布。
在旋轉(zhuǎn)噴吹過程中，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子處于高速旋轉(zhuǎn)，凈化氣體通過分布于旋轉(zhuǎn)噴頭轉(zhuǎn)子噴頭上的多個(gè)氣孔噴射而出，這些氣體在噴射運(yùn)動(dòng)中不但具有很大的垂直出口速度，而且，由于旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子噴頭的高速旋轉(zhuǎn)，這些氣體還具有很高的慣性旋轉(zhuǎn)速度。
這些高速運(yùn)動(dòng)的氣體在與靜止的圓筒定子接觸時(shí)，這些氣體在圓筒定子的缺口處被高效的剪切成細(xì)小的氣泡，并把這些氣泡高速地甩向熔體的遠(yuǎn)方，使得這些細(xì)小的氣泡均勻地分布于整個(gè)熔體中。
本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理，不但能高效地對氣泡進(jìn)行剪切細(xì)化并使氣泡均勻分布于鋁熔體，而且有效地避免了在旋轉(zhuǎn)噴吹除氫過程鋁熔體產(chǎn)生的旋渦，同時(shí)還避免了由于擋板的存在而破壞熔體表面層的現(xiàn)象，使除氫過程中熔體從空氣中的吸氫顯著降低，從而明顯地提高了除氫效率。


圖1本發(fā)明旋轉(zhuǎn)噴頭結(jié)構(gòu)示意2本發(fā)明圓筒定子結(jié)構(gòu)示意圖具體實(shí)施方式
如圖1和圖2所示，本發(fā)明包括兩個(gè)部分圓筒定子1和旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子2，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子2是套于圓筒定子1里面，其中圓筒定子1是固定在旋轉(zhuǎn)噴吹裝置上的。在圓筒定子的下端的圓周上分布著若干個(gè)長條形缺口4。旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子2下端是氣體噴頭3上，在氣體噴頭3的圓周上也均勻地分布著若干個(gè)小氣孔，這些氣孔與旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子2內(nèi)部的氣體通道相連。分布在氣體噴頭3圓周上的氣孔的孔徑為1-3mm。
在旋轉(zhuǎn)噴吹裝置對鋁熔體進(jìn)行除氫過程中，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子2處于高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，凈化氣體從旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子2內(nèi)部的氣體通道進(jìn)入并從小氣孔中噴射而出，從小氣孔噴射出的氣體在噴射運(yùn)動(dòng)中不但具有很大的垂直出口速度，而且，由于旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子2的高速旋轉(zhuǎn)，這些氣體還具有很高的慣性旋轉(zhuǎn)速度，這些高速運(yùn)動(dòng)的氣體在與靜止的圓筒定子1接觸時(shí)，在圓筒定子1的缺口4處被高效的剪切成細(xì)小的氣泡，并把這些氣泡高速地甩向熔體的遠(yuǎn)方，使得這些細(xì)小的氣泡均勻地分布于整個(gè)熔體中。從而達(dá)到有效地除去鋁熔體中的氫的目的。
權(quán)利要求
1.一種鋁熔體除氫旋轉(zhuǎn)噴頭，包括旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子(2)，其特征在于還包括圓筒定子(1)，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子(2)套于圓筒定子(1)里面，圓筒定子(1)固定在旋轉(zhuǎn)噴吹裝置上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁熔體除氫旋轉(zhuǎn)噴頭，其特征是，在旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子(2)的下端是氣體噴頭(3)，在氣體噴頭(3)圓周上也均勻地分布著若干個(gè)小氣孔，這些氣孔與旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子(2)內(nèi)部的氣體通道相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋁熔體除氫旋轉(zhuǎn)噴頭，其特征是，分布在氣體噴頭(3)圓周上的氣孔的孔徑為1-3mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋁熔體除氫旋轉(zhuǎn)噴頭，其特征是，在圓筒定子(1)的下端的圓周上分布著若干個(gè)長條形缺口(4)。
全文摘要
一種鋁熔體除氫旋轉(zhuǎn)噴頭，用于金屬熔體凈化處理領(lǐng)域。本發(fā)明包括兩個(gè)部分圓筒定子和旋轉(zhuǎn)噴頭轉(zhuǎn)子，圓筒定子套于旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的外面，圓筒定子套于旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子的外面，在旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子噴頭的高度處，在圓筒定子的圓周上均勻地分布著一些長條形缺口。本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理，不但能高效地對氣泡進(jìn)行剪切細(xì)化并使氣泡均勻分布于鋁熔體，而且有效地避免了在旋轉(zhuǎn)噴吹除氫過程鋁熔體產(chǎn)生的旋渦，同時(shí)還避免了由于擋板的存在而破壞熔體表面層的現(xiàn)象，使除氫過程中熔體從空氣中的吸氫顯著降低，從而明顯地提高了除氫效率。
文檔編號(hào)C22B9/00GK1560290SQ200410016858
公開日2005年1月5日 申請日期2004年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月11日
發(fā)明者孫寶德, 巫瑞智, 疏達(dá) 申請人:上海交通大學(xué)