CN107164649B - 一种旋转式气体发泡装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种旋转式气体发泡装置，包括发泡仓以及固定设置于该发泡仓上方的驱动组件，还包括铝液输出管和气体输出管，所述铝液输出管沿竖直方向转动设置于所述发泡仓的顶部，其内部为中空且设置，且通过开设于其上的多个出液孔与所述发泡仓的内部相连通；所述气体输出管贯穿所述铝液输出管且与其轴向两端面密封固定连接，所述气体输出管的一端与所述驱动组件固定连接，另一端面为封闭设置，该端面的上方开设有气体喷口；通过高压发泡气体将铝液进行高压输出，再经气体帘幕打散，铝液与发泡气体多次充分接触，实现铝液的气体发泡，解决现有技术中存在的发泡不均的问题。
Description
技术领域
本发明涉及发泡铝生产设备技术领域，尤其涉及一种旋转式气体发泡装置。
背景技术
由于铝密度低、刚度高、耐腐蚀而且加工成型性好，使得铝材的应用持续增加。这种趋势在汽车工业，家用电器和建筑工业尤为明显，在这些领域对具有复杂形状和较高强度的铝材有着巨大的需求；目前，在采用熔体发泡法制备泡沫铝，其基本原理是将某种发泡剂加入熔融的铝或者铝合金中，发泡剂在高温下分解，释放气体，滞留于熔体中，凝固后形成泡沫金属。该方法生产出的泡沫铝孔洞间相互独立，可用作吸音缓冲材料，但其缺点是气孔分布均匀性差，操作困难，生产不可控。
中国实用新型专利申请号为201520070669.8所公开的一种发泡铝保温炉料槽传动及搅拌装置，包括出入口辊道钢结构、出入口导向辊组、炉床钢结构、出入口炉门及传动装置、炉床耐火保温衬、热电偶测温装置、加热元件、炉底辊道组、发泡槽、搅拌桶、防爆口、链轮旋转装置、传动机构、炉床膨胀装置和炉床。本实用新型一方面炉底辊组带有链轮升降装置，利用炉底耐火砖支撑发泡槽，当完成发泡后发泡铝液流入发泡槽中，此后炉底辊组到工作位正常运转，另一已预热的发泡槽运行到发泡工位，等待发泡，保证了发泡工作的连续性；另一方面，在搅拌桶中利用链轮旋转装置带动叶轮高速旋转，完成发泡剂与铝液的搅拌，保证了发泡剂的充分发泡和气泡在铝液中均匀分布。
上述方案中发泡采用高速旋转搅拌，实现发泡剂与铝液的搅拌，发泡剂在高温下分解，释放气体，于熔体中形成气泡，旋转搅拌带动熔体，进而形成离心力，熔体于搅拌桶壁形成压力，降低熔体中气泡含量，同时气泡由于熔体中的压力不同而向上运动，故现有技术中的发泡熔体中上部气泡占有率远大于下部，造成气泡部分不均。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足之处，通过高压发泡气体将铝液进行高压输出，铝液再穿过气体帘幕，铝液进行发泡气体高压注入及充分接触，实现铝液的均匀发泡，解决现有技术中存在的发泡不均的问题。
一种旋转式气体发泡装置，包括发泡仓以及固定设置于该发泡仓上方的驱动组件，还包括：
铝液输出管，所述铝液输出管沿竖直方向转动设置于所述发泡仓的顶部，其内部为中空设置，且通过开设于其上的多个出液孔与所述发泡仓的内部相连通；
气体输出管；所述气体输出管贯穿所述铝液输出管且与其轴向两端面密封固定连接，所述气体输出管的一端与所述驱动组件固定连接，另一端面为封闭设置，该端面的上方开设有气体喷口；
处于气体输出管内部的发泡气体经开设于其上的多个气体压缩口压缩处于铝液输出管内部的铝液，经出液孔喷出，形成液体流线，驱动组件带动气体输出管转动，液体流线呈螺旋状流落并穿过由气体喷口喷出气体所形成的气体帘幕。
进一步地，所述出液孔位于所述发泡仓的内部。
进一步地，所述铝液输出管的外圆周面上设置有开口朝下且呈伞形设置的挡板，该挡板下方形成气体缓存区；发明人认为该挡板可为连续型绕铝液输出管的外圆周面上设置，亦可阶段性设置，挡板设置于出液孔的上方。
进一步地，所述出液孔与所述气体压缩口一一对应设置。
进一步地，所述出液孔沿所述铝液输出管的外圆周面阵列排布，且沿竖直方向设置有多组出液孔。
进一步地，所述挡板沿竖直方向位于上下相邻两个出液孔之间，且至上而下呈锥形排布。
进一步地，铝液由所述出液孔喷出沿所述挡板面上滑落，于其外圆周面的下方形成铝液帘幕。
进一步地，还包括分别转动密封配合安装于所述铝液输出管和气体输出管上的第一转接套和第二转接套，该第一转接套和第二转接套分别位于所述发泡仓和铝液输出管的上方。
进一步地，所述第一转接套和第二转接套分别与所述铝液输出管和气体输出管通过第一转接孔和第二转接孔相连通。
进一步地，所述发泡仓的顶部开设有与其内部相连通的排气管，该排气管的上部外圆周面上开设有排气口，处于发泡仓内部的发泡气体推动弹性设置于其顶端的排气阀向上移动至排气口位置，发泡仓的内部通过排气口与外部连通泄压排气。
本发明的有益效果：
(1)在本发明中气体输出管穿过铝液输出管，高压发泡气体经气体压缩口将铝液沿出液孔喷出，进行铝液的初步高压气体发泡，铝液经出液孔形成的液体流线下落过程中穿过气体帘幕，在液体流线穿过气体帘幕过程中，气体帘幕进行铝液冲击，形成分散的铝液液体，提高铝液与发泡气体的接触面积，完成铝液的气体发泡；
(2)在本发明中沿竖直方向设置有多个挡板，且挡板自上而下呈锥形设置，上下相邻挡板之间形成铝液与发泡气体的接触空间单元，形成小单元铝液与小单元气体的接触融合，提高铝液的发泡效率，另外挡板上方的铝液流线流落于挡板上沿其表面流落，延长了铝液与发泡气体的接触时间，铝液沿挡板外圆周边沿流落，形成环形的铝液链穿过气体帘幕，进一步提高了铝液与发泡气体的接触面积，促进铝液的发泡均匀度；
(3)在本发明中发泡仓的内部为密闭空间，其顶部设置有限定其内部压力的排气阀，其内部压力大于排气阀上的弹性力时，排气阀向上移动至排气口，进行泄压，泄压后，排气阀向下移动，密封发泡仓，始终保持发次发泡仓内部含有充足的发泡气体，同时其内部具有一定的压力，有利于铝液的发泡，同时确保铝液的发泡充分性；
综上所述，本发明结构简单，铝液的发泡效果好，发泡率高，解决了传统发泡过程中的发泡不均等问题。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明整体结构断裂视图；
图2为本发明正视剖视图；
图3为图2中A处放大示意图；
图4为铝液输出管结构示意图；
图5为发泡仓内部放大示意图；
图6为图2中B处放大示意图；
图7为排气管剖视图；
图8为泄压阀排气状态示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明。
实施例一
如图1、2和3所示，一种旋转式气体发泡装置，包括发泡仓1、固定设置于该发泡仓1上方的驱动组件2、铝液输出管3以及气体输出管4，所述铝液输出管3沿竖直方向转动设置于所述发泡仓1的顶部，其内部为中空设置，且通过开设于其上的多个出液孔31与所述发泡仓1的内部相连通；所述气体输出管4贯穿所述铝液输出管3且与其轴向两端面密封固定连接，所述气体输出管4的一端与所述驱动组件2固定连接，另一端面为封闭设置，该端面的上方开设有气体喷口41；处于气体输出管4内部的发泡气体经开设于其上的多个气体压缩口42压缩处于铝液输出管3内部的铝液，经出液孔31喷出，形成液体流线32，驱动组件2带动气体输出管4转动，液体流线32呈螺旋状流落并穿过由气体喷口41喷出气体所形成的气体帘幕43。
实施例二
发明人认为，为更好地实施该技术方案，有必要更进一步的明确实施方式，故发明人在实施例一的基础上进行了实施例二的描述。
如图1、2和3所示，一种旋转式气体发泡装置，包括发泡仓1以及固定设置于该发泡仓1上方的驱动组件2，还包括：
铝液输出管3，所述铝液输出管3沿竖直方向转动设置于所述发泡仓1的顶部，其内部为中空设置，且通过开设于其上的多个出液孔31与所述发泡仓1的内部相连通；处于铝液输出管3内部的铝液沿出液孔31喷出与其四周形成液体流线32，液体流线32呈抛物线状穿过气体帘幕43，完成铝液的多次气体发泡；
气体输出管4；所述气体输出管4贯穿所述铝液输出管3且与其轴向两端面密封固定连接，所述气体输出管4的一端与所述驱动组件2固定连接，另一端面为封闭设置，该端面的上方开设有气体喷口41；气体输出管4与铝液输出管3同轴设置，气体输出管4内部含有高压气体，其将铝液高压喷出的同时，与其下方经气体喷口41形成水平面形气体帘幕43；
气体输出管4内部的发泡气体经开设于其上的多个气体压缩口42压缩处于铝液输出管3内部的铝液，经出液孔31喷出，形成液体流线32，驱动组件2带动气体输出管4转动，液体流线32呈螺旋状流落并穿过由气体喷口41喷出气体所形成的气体帘幕43，工作过程中，液体流线32呈螺旋状流落，其与气体帘幕43的每个接触瞬间位置均不同，避免了铝液之间的相互干涉而影响铝液与发泡气体的接触效果。
需要说明的是，如图2和3所示，气体输出管4穿过铝液输出管3，高压发泡气体经气体压缩口42将铝液沿出液孔31喷出，进行铝液的初次高压气体发泡，液体流线32下落过程中穿过气体帘幕43，在液体流线32穿过气体帘幕43过程中，气体帘幕43对液体流线32进行冲击，铝液形成发散的铝液，提高铝液与发泡气体的接触面积，同时提高铝液发泡率。
进一步地，如图2所示，所述出液孔31位于所述发泡仓1的内部，经发泡剂发泡后的铝液进行气体发泡，其发泡过程处于发泡仓1的内部，且其内部为密封空间。
进一步地，如图3和4所示，所述铝液输出管3的外圆周面上设置有开口朝下且呈伞形设置的挡板33，该挡板33下方形成气体缓存区34；发泡气体经气体喷口41排出口其向上运动，挡板33的结构形成顶部封闭的凹形空间，其内部含有较多的发泡气体，铝液沿处于其内部的出液孔31喷出，与气体缓存区34内的发泡气体接触，有利于铝液的发泡。
进一步地，如图2和3所示，所述挡板33沿竖直方向位于上下相邻两个出液孔31之间，且至上而下呈锥形排布；铝液沿挡板33落下呈环形状穿过气体帘幕43。
需要说明的是，如图2所示，沿竖直方向设置有多个挡板33，且挡板33自上而下呈锥形设置，上下相邻挡板33之间形成铝液与发泡气体的接触空间单元，形成小单元铝液与小单元气体的接触融合，提高铝液的发泡效率，另外挡板33上方的铝液流线流落于挡板33上沿其表面流落，延长了铝液与发泡气体的接触时间，铝液沿挡板33外圆周边沿流落，形成环形的铝液链穿过气体帘幕，进一步提高了铝液与发泡气体的接触面积，促进铝液的发泡均匀度。
进一步地，如图3所示，所述出液孔31与所述气体压缩口42一一对应设置，高压发泡气体经气体压缩口43压缩铝液沿出液孔31排出，其出口方向一致，利于铝液的有力排出。
进一步地，如图5所示，所述出液孔31沿所述铝液输出管3的外圆周面阵列排布，且沿竖直方向设置有多组出液孔31；出液孔31至上而下圆周阵列排布，由于其高低位置关系，从而每个水平高度的出液孔31喷出的液体流线其形状均不同，从而避免铝液流线之间的干涉。
进一步地，如图5所示，铝液由所述出液孔31喷出沿所述挡板33面上滑落，于其外圆周面的下方形成铝液帘幕331，多个出液孔31喷出铝液于挡板33上，且沿其流落，形成间断性流体，铝液输出管3在转动过程中，铝液帘幕331由离心力作用呈滴状甩出，提高铝液与发泡气体接触效果。
进一步地，如图6所示，还包括分别转动密封配合安装于所述铝液输出管3和气体输出管4上的第一转接套5和第二转接套6，该第一转接套5和第二转接套6分别位于所述发泡仓1和铝液输出管3的上方。
进一步地，如图6所示，所述第一转接套5和第二转接套6分别与所述铝液输出管3和气体输出管4通过第一转接孔51和第二转接孔61相连通；第一转接套5和第二转接套6分别与铝液输出管3和气体输出管4密封转动连接。
进一步地，如图7所示，所述发泡仓1的顶部开设有与其内部相连通的排气管11，该排气管11的上部外圆周面上开设有排气口12，处于发泡仓1内部的发泡气体推动弹性设置于其顶端的排气阀13向上移动至排气口12位置，发泡仓1的内部通过排气口12与外部连通泄压排气。
需要说明的是，如图7和8所示，发泡仓1的内部为密闭空间，其顶部设置有限定其内部压力的排气阀13，其内部压力大于排气阀13上的弹性力时，排气阀13向上移动至排气口，进行泄压，泄压后，排气阀13向下移动，密封发泡仓1，始终保持发次发泡仓内部含有充足的发泡气体，同时其内部具有一定的压力，有利于铝液的发泡，同时确保铝液的发泡充分性。
在本发明中，需要理解的是：术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有的特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对的重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。本发明的描述中，“多个”的含义是两个或者两个以上，除非另有明确具体的限定。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明的技术提示下可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种旋转式气体发泡装置，包括发泡仓(1)以及固定设置于该发泡仓(1)上方的驱动组件(2)，其特征在于，还包括：
铝液输出管(3)，所述铝液输出管(3)沿竖直方向转动设置于所述发泡仓(1)的顶部，其内部为中空设置，且通过开设于其上的多个出液孔(31)与所述发泡仓(1)的内部相连通；
气体输出管(4)；所述气体输出管(4)贯穿所述铝液输出管(3)且与其轴向两端面密封固定连接，所述气体输出管(4)的一端与所述驱动组件(2)固定连接，另一端面为封闭设置，该端面的上方开设有气体喷口(41)；
气体输出管(4)内部的发泡气体经开设于其上的多个气体压缩口(42)压缩处于铝液输出管(3)内部的铝液，经出液孔(31)喷出，形成液体流线(32)，驱动组件(2)带动气体输出管(4)转动，液体流线(32)呈螺旋状流落并穿过由气体喷口(41)喷出气体所形成的气体帘幕(43)。
2.根据权利要求1所述的一种旋转式气体发泡装置，其特征在于，所述出液孔(31)位于所述发泡仓(1)的内部。
3.根据权利要求1所述的一种旋转式气体发泡装置，其特征在于，所述铝液输出管(3)的外圆周面上设置有开口朝下且呈伞形设置的挡板(33)，该挡板(33)下方形成气体缓存区(34)。
4.根据权利要求1所述的一种旋转式气体发泡装置，其特征在于，所述出液孔(31)与所述气体压缩口(42)一一对应设置。
5.根据权利要求1所述的一种旋转式气体发泡装置，其特征在于，所述出液孔(31)沿所述铝液输出管(3)的外圆周面阵列排布，且沿竖直方向设置有多组出液孔(31)。
6.根据权利要求3所述的一种旋转式气体发泡装置，其特征在于，所述挡板(33)沿竖直方向位于上下相邻两个出液孔(31)之间，且至上而下呈锥形排布。
7.根据权利要求3所述的一种旋转式气体发泡装置，其特征在于，铝液经所述出液孔(31)喷出且沿所述挡板(33)面上滑落，于其外圆周面的下方形成铝液帘幕(331)。
8.根据权利要求1至7任一所述的一种旋转式气体发泡装置，其特征在于，还包括分别转动密封配合安装于所述铝液输出管(3)和气体输出管(4)上的第一转接套(5)和第二转接套(6)，该第一转接套(5)和第二转接套(6)分别位于所述发泡仓(1)和铝液输出管(3)的上方。
9.根据权利要求8所述的一种旋转式气体发泡装置，其特征在于，所述第一转接套(5)和第二转接套(6)分别与所述铝液输出管(3)和气体输出管(4)通过第一转接孔(51)和第二转接孔(61)相连通。
10.根据权利要求1至7任一所述的一种旋转式气体发泡装置，其特征在于，所述发泡仓(1)的顶部开设有与其内部相连通的排气管(11)，该排气管(11)的上部外圆周面上开设有排气口(12)，处于发泡仓(1)内部的发泡气体推动弹性设置于其顶端的排气阀(13)向上移动至排气口(12)位置，发泡仓(1)的内部通过排气口(12)与外部连通泄压排气。
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