应用电磁泵的反重力铸造设备

技术领域

本发明属于反重力铸造技术领域，尤其涉及一种应用电磁泵的反重力铸造设备。

背景技术

目前，用于反重力铸造的电磁驱动泵可分为直流电磁泵与交流电磁泵。其中，直流电磁驱动泵由于效率大于交流电磁泵，故而比较适合大型铝合金铸件的反重力铸造。现有的直流应用电磁泵的反重力铸造设备的工作原理如图2所示，现有的直流电磁泵2在反重力铸造实施过程中，由于其是在升液管4中设置直流电极3以及电磁铁(图中未画出)，电磁铁工作产生电磁场作用于电极之间，当电极与铝液之间(泵沟)有直流电流经时，铝液产生向上安培力。保温炉中的铝液在电磁泵驱动力的作用下向上流动，通过直立升液管进入模具通过升液管注入模具充填模具型腔，并最终凝固。

但是，由于现有的升液管高度较大，内径较小，管壁较薄。在系统运行过程中，长距离传输容易使铝液降温明显，并且模具中铝液凝固后剩余铝液将回流到升液管中也将导致铝液温度降低，如果没有热量补充，将导致铝液凝固堵塞管路。为补充热量，现有升液管一般采用外部加热器对升液管内铝液加热。另外为了保证升液管使用寿命，管壁厚度势必增加，但是管壁增厚将导致外部加热效率较慢，效果不佳。另外，细长的升液管直径较小，铝液与升液管内壁反应，导致金属液在升液管中容易凝固、挂渣，使管壁内部产生凸起，影响金属液流动，严重时导致管路堵塞，影响升液管寿命；同时，细长的升液管结构刚性较差，降低了设备稳定性。

发明内容

本发明的目的是提供一种应用电磁泵的反重力铸造设备，旨在解决现有技术中电磁驱动反重力铸造装置中升液管内金属液容易凝固、挂渣堵塞管道的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种应用电磁泵的反重力铸造设备，包括保温炉和蓄压保温室，所述保温炉与蓄压保温室之间设有供金属液流通的连接管，所述电磁泵设置于水平连接管上、且外包保温层，所述蓄压保温室的顶部出液口与模具内腔连通。

优选的，所述电磁泵包括泵体及伸缩式磁极，所述连接管的长度与泵体的长度相匹配，所述连接管及泵体的外部均包裹保温层；所述伸缩式磁极的电磁铁与电极之间的距离能够调节，用于在电磁铁与电极之间设置保温层。

优选的，所述电磁泵的正电极与负电极的材料相同，所述正电极与负电极输入端及输出端按周期调换，同时电磁铁的电流输入与输出同步调换。

优选的，所述蓄压保温室的容积小于保温炉的容积，所述蓄压保温室的厚度大于保温炉的厚度。

优选的，所述保温炉内设有若干个第一加热器，所述蓄压保温室内设有若干个第二加热器。

优选的，所述第一加热器及第二加热器均为浸入式加热器，所述浸入式加热器水平间隔并列设置。

优选的，所述蓄压保温室的顶部出液口为倒锥状，所述出液口的小径端与模具内腔连通。

优选的，所述蓄压保温室设有液位计。

优选的，所述液位计为液位传感器，所述液位传感器的探针延伸至蓄压保温室的内腔。

优选的，所述蓄压保温室内腔的高度尺寸不大于其在水平方向上的最大尺寸。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：与现有技术相比，本发明通过在保温炉的一侧设置与之连通的蓄压保温室，同时蓄压保温室的顶部出液口与模具内腔连通；并在保温炉与蓄压保温室之间的连接管上安装电磁泵，利用电磁泵驱动金属液由保温炉进入蓄压保温室内、再进入模具内腔。本发明取消了升液管结构，蓄压保温室的出液口与模具的浇注口直接相连，解决了升液管内金属液容易凝固、挂渣堵塞管道的问题。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明实施例提供的一种应用电磁泵的反重力铸造设备的结构示意图；

图2是现有技术中直流应用电磁泵的反重力铸造设备的结构示意图；

图中：00-模具，1-保温炉，2-电磁泵，3-电极，4-升液管，5-电磁铁，6-蓄压保温室，7-第一加热器，8-第二加热器，9-液位计,10-连接管。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，本发明实施例提供的一种应用电磁泵的反重力铸造设备包括保温炉1和蓄压保温室6，所述保温炉1与蓄压保温室6之间设有供金属液流通的连接管10，所述电磁泵2设置于水平连接管10上、且外包保温层(图中未画出)，所述蓄压保温室6的顶部出液口与模具00内腔连通。本实施例中的金属液为熔融后的铝液，采用水平并列的保温炉与蓄压保温室可省略升液管结构，避免出现“挂渣”及管道堵塞现象。

在本发明的一个具体实施例中，所述电磁泵2包括泵体及伸缩式磁极，所述连接管10的长度与泵体的长度相匹配，避免连接管及泵体的长度较长不利于金属液的保温，所述连接管10及泵体的外部均包裹保温层；所述伸缩式磁极的电磁铁5与电极3之间的距离能够调节，用于在电磁铁5与电极3之间设置保温层，同时方便电磁泵安装、拆卸。其中，伸缩式磁极在具体制作时，可通过在电磁铁与电极之间安装弹簧、伸缩杆或其它能够调节二者间距的结构来实现，方便在电磁铁与电极之间设置合适的保温层。具体设计时，电磁泵的泵体采用大直径、短流程的流道，如此设置可以充分利用保温炉以及蓄压保温室的热量使流经电磁泵内的金属液保持较高温度而不至于凝固。同时整个泵体采用较厚保温材料密封，进一步保障泵体内金属液保持高温，同时也提高了电磁泵寿命。

作为一种优选方案，所述电磁泵2的正电极与负电极的材料相同，所述正电极与负电极输入端及输出端按周期调换，同时电磁铁5的电流输入与输出同步调换。在电磁泵运行过程中，正、负电极角色通过程序自动控制按一定周期调换，即按一定周期将直流电输入、输出端调换，同时也调换电磁铁的电流输入输出，如此操作可以将金属液对电极的侵蚀分布在两个电极上，从而延长电磁泵使用寿命。具体设计时，正负电极可采用机械开关或继电器作为开关实现直流电输入、输出端的调换，可以通过程序自动控制调整。

而现有技术中的直流电磁泵正负极一般采用不同材料制成，使用过程中不调换直流电正负极。因此，金属液对电极侵蚀集中负极上，寿命较短。

在本发明的一个具体实施例中，所述蓄压保温室6的容积小于保温炉1的容积，所述蓄压保温室2的厚度大于保温炉1的厚度；所述蓄压保温室6内设有若干个第二加热器8。采用容积远小于保温炉的蓄压保温室，同时蓄压保温室采用较大厚度的炉体，能够减轻金属液“挂渣”对其寿命的影响；并在其内部插入若干个第二加热器，可使蓄压保温室的加热效率保持高效。加热器的结构及数量可根据实际情况具体选择。

同时，在保温炉1内安装若干个第一加热器7，同样为了保持保温炉内金属液的温度，确保较高的加热效率。

具体设计时，所述第一加热器7及第二加热器8均采用浸入式加热器，所述浸入式加热器水平间隔并列设置，并列插入金属液中可对其进行不间断加热，确保其流动性能良好。

进一步优化上述技术方案，所述蓄压保温室6的顶部出液口为倒锥状，所述出液口的小径端与模具00内腔连通。采用倒锥状的出液口能够进一步减轻了金属液“挂渣”对金属液流动的影响。

在本发明的一个具体实施例中，如图1所示，所述蓄压保温室6设有液位计9。其中，所述液位计9为液位传感器，所述液位传感器的探针延伸至蓄压保温室6的内腔。借助液位传感器能够确保蓄压保温室内金属液保持在设定的高度值。

具体制作时，所述蓄压保温室6内腔的高度尺寸不大于其在水平方向上的最大尺寸。该结构的蓄压保温室呈现矮平状，当蓄压保温室内腔为圆筒状或椭圆筒状时，其内腔高度不大于内径或其水平长轴的尺寸；若其内腔为长方体，则其内腔高度尺寸不大于其内腔的长度。采用该结构能够提高了蓄压保温室的整体刚度，提高了设备的稳定性。

本发明的工作过程如下：

首先预热整个系统，将保温炉的炉体温度加热到设定温度；将熔炼好的铝液注入保温炉以及蓄压保温室中；反铸造开始前，运行直流电磁泵，将左侧保温炉的铝液首先注入蓄压保温室中，并使蓄压室保温室内铝液液面保持在合适高度，即蓄压过程。蓄压保温室通过内置浸入式加热器高效调整室内铝液温度，使其处于合适的温度范围(即保温过程)。

当反重力铸造工序开始时，增加电磁泵驱动力使蓄压保温室铝液快速注入模具中，在压力作用下凝固成型。卸压后，多余铝液回流到蓄压保温室重新调整温度以备下次铸造成型。

综上所述，本发明具有结构简单紧凑、使用寿命长的优点，本发明采用无升液管蓄压保温结构，解决了金属液凝固、挂渣影响金属液流动问题，同时扁平蓄压室结构使整个设备的刚度较高，提高了设备的稳定性。电磁泵采用伸缩式磁极方便直流电磁泵设置合适的磁极间隙，同时也方便电磁泵安装、拆卸。电磁泵的正负电极采用相同材料制作，使用过程中周期调换电极直流输入输出端，使金属液对电极的侵蚀均匀分布在两个电极上降低电磁泵的电极损耗，延长了电磁泵寿命。

在上面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受上面公开的具体实施例的限制。