铝熔体除氢旋转喷头 【技术领域】
本发明涉及的是一种旋转喷头结构，特别是一种铝熔体除氢旋转喷头，用于金属熔体净化处理领域。
背景技术
用于铝熔体除氢的旋转喷吹装置，在对铝熔体进行除氢处理时，通过一个旋转的转子和喷头把惰性气体(如氮、氩)导入到铝熔体中，溶解在铝熔体中的氢由于分压差而从熔体中迁移到惰性气体气泡中，并随气泡一起浮游到熔体表面，从而达到除氢的目的。旋转的转子喷头上带有一些搅拌叶片，这些旋转的叶片，不但能够通过自身的旋转对气泡形成剪切从而细化气泡，而且能够通过叶片对熔体的搅拌，使气泡在熔体中均匀化。并且转子转速越大，其剪切和搅拌的效果就越明显。但转子转速不能无限地提高，这是因为旋转喷头的旋转，使得铝熔体也跟着旋转并形成了旋涡，旋涡的形成使得铝熔体的表面的面积增大，并容易使液面处的表面层氧化膜破坏，从而加剧熔体表面从空气中吸氢。
经文献检索发现，杨长贺等人在《轻合金加工技术》-1995，2：P5-10中发表的“旋转喷头铝液除氢效率地剖析与研讨”一文中提到三种旋转喷头结构(RDU、SNIF、ALPUR)，这三种结构的旋转喷头有一个共同的特征：在喷头的圆周上均匀在分布着4-8个气孔和4-8个叶片。这也是当前的旋转喷头普遍采用的结构，这种结构在使用过程中，旋转的叶片能有效地对从气孔出来的气泡进行剪切细化，同时这些叶片还能起搅拌作用，使气泡均匀地分布在熔体中。而且转速越高，其细化和搅拌的效果越明显。但旋转喷头的旋转，使得铝熔体也跟着旋转并形成了旋涡，旋涡的形成使得铝熔体的表面的面积增大，并容易使液面处的表面层氧化膜破坏，从而加剧熔体表面从空气中吸氢。而且转速越高，旋涡及表面层氧化膜破坏导致的表面吸氢也越明显。因此造成了净化气泡的细化和均匀化程度与熔体表面吸氢程度这两种正反效果随着旋转喷头转速的提高同时变得更加明显，最终使得旋转喷吹除氢的效率不是很高。
【发明内容】
本发明针对现有技术的不足和缺陷，提供一种结构合理的铝熔体除氢旋转喷头，使其既能通过提高转子转速以提高对气泡的剪切作用和气泡在熔体中的分布均匀性，同时能够避免因转速的提高而导致的熔体表面层的破坏，从而有效地降低了铝熔体从空气中吸氢，使得除氢效率大为提高。
本发明是通过以下技术方案来实现的，本发明包括两个部分：圆筒定子部分和旋转转子喷头，其中旋转转子喷头套于圆筒定子内部，旋转转子上不再含有搅拌熔体的叶片，转子喷头只起到通过其细小的气孔在高转速的旋转状态下把气体高速地甩向定子的作用；圆筒定子套于旋转转子的外面，这样即使旋转转子转速非常高，也不会使熔体产生旋涡，在旋转转子喷头的高度处，在圆筒定子的圆周上均匀地分布着一些长条形缺口，这样，从高速旋转的旋转转子喷头气孔处高速甩出气泡在这些缺口处能够得到很好的细化，并使这些高速运动的气泡在整个熔体中均匀分布。
在旋转喷吹过程中，旋转转子处于高速旋转，净化气体通过分布于旋转喷头转子喷头上的多个气孔喷射而出，这些气体在喷射运动中不但具有很大的垂直出口速度，而且，由于旋转转子喷头的高速旋转，这些气体还具有很高的惯性旋转速度。
这些高速运动的气体在与静止的圆筒定子接触时，这些气体在圆筒定子的缺口处被高效的剪切成细小的气泡，并把这些气泡高速地甩向熔体的远方，使得这些细小的气泡均匀地分布于整个熔体中。
本发明结构合理，不但能高效地对气泡进行剪切细化并使气泡均匀分布于铝熔体，而且有效地避免了在旋转喷吹除氢过程铝熔体产生的旋涡，同时还避免了由于挡板的存在而破坏熔体表面层的现象，使除氢过程中熔体从空气中的吸氢显著降低，从而明显地提高了除氢效率。
【附图说明】
图1本发明旋转喷头结构示意图
图2本发明圆筒定子结构示意图
【具体实施方式】
如图1和图2所示，本发明包括两个部分：圆筒定子1和旋转转子2，旋转转子2是套于圆筒定子1里面，其中圆筒定子1是固定在旋转喷吹装置上的。在圆筒定子的下端的圆周上分布着若干个长条形缺口4。旋转转子2下端是气体喷头3上，在气体喷头3的圆周上也均匀地分布着若干个小气孔，这些气孔与旋转转子2内部的气体通道相连。分布在气体喷头3圆周上的气孔的孔径为1-3mm。
在旋转喷吹装置对铝熔体进行除氢过程中，旋转转子2处于高速旋转状态，净化气体从旋转转子2内部的气体通道进入并从小气孔中喷射而出，从小气孔喷射出的气体在喷射运动中不但具有很大的垂直出口速度，而且，由于旋转转子2的高速旋转，这些气体还具有很高的惯性旋转速度，这些高速运动的气体在与静止的圆筒定子1接触时，在圆筒定子1的缺口4处被高效的剪切成细小的气泡，并把这些气泡高速地甩向熔体的远方，使得这些细小的气泡均匀地分布于整个熔体中。从而达到有效地除去铝熔体中的氢的目的。