石墨轉子的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于鋁熔鑄在線除氫裝置，特別是一種石墨轉子。
【背景技術】
[0002]傳統(tǒng)的石墨轉子，例如美國SNIF、法國Alpur及美國Pyrotek提供的石墨轉子葉輪，均采用將八1^2等惰性氣體源輸入至轉子葉輪的氣體輸出端，然后通過轉子葉輪的高速旋轉(大約550轉/分)將輸出的惰性氣體源攪碎。這種被攪碎的氣泡彌散在除氣箱鋁液中，形成了一層惰性氣幕，這層形成的惰性氣幕在漂浮上升過程中將鋁液中的氫和渣帶出，從而達到鋁液凈化目的。但由于該惰性氣幕的自身缺陷(氣泡熱膨脹原理)，會在不飽和攪拌中產(chǎn)生盲點。即使是最佳的除氫效果(金屬處理量在10T/H時)也不會低于0.14ml/100g，尤其是對2、5、7系合金的處理效果更差。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術問題是，提供的一種石墨轉子，惰性氣源在小于箱體500倍的轉子的開放內空腔體中與鋁液充分混合攪拌，并且在除氣箱內形成了比傳統(tǒng)方式更為細微的氣幕源。
[0004]為解決上述技術問題，本發(fā)明提供的石墨轉子，所述石墨轉子置于除氣箱內，該石墨轉子內設有與其配合使用的定子，所述定子為空心，所述轉子內設有與轉子同軸的空腔體，所述定子的頂部與空腔體的頂部留有空隙；所述轉子壁上設有多個周向間隔的排放口，所述排放口與空腔體相通；所述轉子的底部設有進鋁口，進鋁口與空腔體相通。轉子高速旋轉時，利用虹吸原理將鋁液吸入到轉子的開放式內空腔體中，使之在小于箱體500倍的空腔體內與惰性氣源充分混合攪拌，達到飽和攪拌的目的，形成了比傳統(tǒng)方式細微的氣幕源。
[0005]作為優(yōu)選，所述空腔體為階梯形，由上到下依次包括第一階梯、第二階梯和第三階梯，所述第一階梯處的空腔體直徑小于第二階梯處的空腔體直徑，第二階梯處的空腔體直徑小于第三階梯處的空腔體直徑，所述排放口和進鋁口均與第三階梯處的空腔體相通。將空腔體設置為階梯形，可以使從定子輸入到空腔體內的惰性氣源隨高速旋轉的轉子在每個階梯拐角處攪碎成細小的惰性氣泡，形成更為細微的氣幕源，以增大惰性氣泡的表面接觸面積，達到最大化的接觸鋁液中的有害物質，獲得最佳的除氫效果。
[0006]作為優(yōu)選，所述定子的上端部由上到下依次設有兩個環(huán)形凸臺，所述上環(huán)形凸臺位于第一階梯拐角處，所述下環(huán)形凸臺位于第二階梯拐角處。提高惰性氣源的被攪碎效果。
[0007]作為優(yōu)選，所述環(huán)形凸臺的縱向截面由靠近定子的一側到遠離定子的一側逐漸減小。在環(huán)形凸臺的最大直徑處，該處相當于切刀的作用，可以進一步提高惰性氣源的被攪碎效果。
[0008]作為優(yōu)選，所述上環(huán)形凸臺到第一階梯拐角處的間隙小于下環(huán)形凸臺到第二階梯拐角處的間隙。這兩個間隙處具有限流的作用，使惰性氣源可以進行充分的攪碎。
[0009]作為優(yōu)選，所述轉子的表面設有吸附溝槽，所述吸附溝槽上涂有抗氧化涂層。根據(jù)石墨的特性，石墨轉子的表面比較光滑，因此通過增設吸附溝槽以增大抗氧化涂層的吸附能力。
[0010]為了獲得更多的氣幕源，轉子的轉速比傳統(tǒng)的轉速提高了近50%，從而造成了石墨轉子的磨損，為了解決這個問題，在轉子的表面涂覆有高溫抗氧化抗磨損的涂層，提高了轉子的使用壽命。
[0011]采用以上結構后，本發(fā)明的石墨轉子與現(xiàn)有技術相比，具有以下優(yōu)點:轉子高速旋轉時，利用虹吸原理將鋁液吸入到轉子的開放式內空腔體中，此時從定子輸入到空腔體的惰性氣體在空腔體內被攪碎細小的惰性氣泡，鋁液在很小空間中與惰性氣泡進行飽和攪拌，惰性氣泡和鋁液通過轉子周邊勻布的排放口在(750轉/分)高速旋轉時排出，惰性氣泡形成了一層更為細小氣泡的氣幕，這層氣幕無論產(chǎn)生的數(shù)量還是氣泡細微的程度都大大優(yōu)于傳統(tǒng)的石墨轉子產(chǎn)生的氣幕層，實現(xiàn)了無盲點除氫。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明結構示意圖；
圖2為圖1中A處局部放大圖。
[0013]其中:1、轉子，2、除氣箱，3、定子，4、空腔體，5、排放口，6、進鋁口，7、第一階梯，8、第二階梯，9、第三階梯，10、環(huán)形凸臺，11、吸附溝槽。
【具體實施方式】
[0014]下面通過實施例結合附圖對本發(fā)明作進一步的描述。
[0015]如圖1-2示，本實施例提供的石墨轉子，所述石墨轉子I置于除氣箱2內，該石墨轉子I內設有與其配合使用的定子3，所述定子3為空心，惰性氣體從該空心進入，所述轉子I內設有與轉子同軸的空腔體4，所述定子3的頂部與空腔體4的頂部留有空隙，供惰性氣體進入到空腔體內；所述轉子I壁上設有多個周向間隔的排放口 5，所述排放口 5與空腔體4相通；所述轉子I的底部設有進鋁口 6，進鋁口 6與空腔體4相通。
[0016]所述空腔體4為階梯形，由上到下依次包括第一階梯7、第二階梯8和第三階梯9，所述第一階梯處的空腔體直徑小于第二階梯處的空腔體直徑，第二階梯處的空腔體直徑小于第三階梯處的空腔體直徑，所述排放口 5和進鋁口 6均與第三階梯處的空腔體相通；所述定子3的上端部由上到下依次設有兩個環(huán)形凸臺10，所述上環(huán)形凸臺位于第一階梯拐角處，所述下環(huán)形凸臺位于第二階梯拐角處；所述環(huán)形凸臺10的縱向截面由靠近定子的一側到遠離定子的一側逐漸減??；所述上環(huán)形凸臺到第一階梯拐角處的間隙小于下環(huán)形凸臺到第二階梯拐角處的間隙。
[0017]鋁液和更為細小的惰性氣泡從排氣口排出，更為細小的惰性氣泡彌散在除氣箱的鋁液中，形成了一層惰性氣幕，這層惰性氣幕在漂浮上升中將鋁液中的氫和渣帶出，以達到鋁液凈化的目的。
[0018]所述轉子I的表面設有吸附溝槽11，所述吸附溝槽上涂有抗氧化涂層。吸附溝槽有效的擴大了涂層在轉子的比面積，增強了涂層與轉子的粘附力。
[0019]本專利的改進點已經(jīng)在中車集團定點生產(chǎn)的高鐵車輛用高精鋁材主要供應商吉林麥達斯熔鑄生產(chǎn)現(xiàn)場得到了驗證，除氫效果已達到了 0.10ml/100g以下，并且達到了連續(xù)生成300小時無磨損的記錄。
【主權項】
1.一種石墨轉子，所述石墨轉子置于除氣箱內，該石墨轉子內設有與其配合使用的定子，所述定子為空心，其特征在于:所述轉子內設有與轉子同軸的空腔體，所述定子的頂部與空腔體的頂部留有空隙；所述轉子壁上設有多個周向間隔的排放口，所述排放口與空腔體相通；所述轉子的底部設有進鋁口，進鋁口與空腔體相通。
2.根據(jù)權利要求1所述的石墨轉子，其特征在于:所述空腔體為階梯形，由上到下依次包括第一階梯、第二階梯和第三階梯，所述第一階梯處的空腔體直徑小于第二階梯處的空腔體直徑，第二階梯處的空腔體直徑小于第三階梯處的空腔體直徑，所述排放口和進鋁口均與第三階梯處的空腔體相通。
3.根據(jù)權利要求2所述的石墨轉子，其特征在于:所述定子的上端部由上到下依次設有兩個環(huán)形凸臺，所述上環(huán)形凸臺位于第一階梯拐角處，所述下環(huán)形凸臺位于第二階梯拐角處。
4.根據(jù)權利要求3所述的石墨轉子，其特征在于:所述環(huán)形凸臺的縱向截面由靠近定子的一側到遠離定子的一側逐漸減小。
5.根據(jù)權利要求3或4所述的石墨轉子，其特征在于:所述上環(huán)形凸臺到第一階梯拐角處的間隙小于下環(huán)形凸臺到第二階梯拐角處的間隙。
6.根據(jù)權利要求1或2或3或4所述的石墨轉子，其特征在于:所述轉子的表面設有吸附溝槽，所述吸附溝槽上涂有抗氧化涂層。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種石墨轉子，所述石墨轉子置于除氣箱內，該石墨轉子內設有與其配合使用的定子，所述定子為空心，所述轉子內設有與轉子同軸的空腔體，所述定子的頂部與空腔體的頂部留有空隙；所述轉子壁上設有多個周向間隔的排放口，所述排放口與空腔體相通；所述轉子的底部設有進鋁口，進鋁口與空腔體相通。具有以下優(yōu)點：惰性氣源在小于箱體500倍的轉子的開放內空腔體中與鋁液充分混合攪拌，并且在除氣箱內形成了比傳統(tǒng)方式更為細微的氣幕源。
【IPC分類】C22B21-06, C22B9-05
【公開號】CN104789796
【申請?zhí)枴緾N201510249899
【發(fā)明人】金培力, 劉群紅
【申請人】浙江鑫耐鋁熔鑄設備材料有限公司
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年5月18日