一种气体发泡法连续制备泡沫铝的生产系统的制作方法

本发明涉及发泡铝生产领域，尤其涉及一种气体发泡法连续制备泡沫铝的生产系统。

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。然而，现有技术中的发泡铝的生产设备和系统存在着发泡不可控、生产不连续、产能低、能耗高、生产成本大及过程繁琐的缺陷，产品的合格率低，并且生产中安全系数低等诸多问题。

中国发明专利申请号为201410219966.4所公开的一种发泡铝生产系统，包括两个连续熔化铝的中频炉，每个中频炉分部通过移动浇道连接有拌合炉，每台拌合炉将铝水倒入经过模具预热、发泡两用炉的预热的模具的中心部位，在模具预热、发泡两用炉内进行发泡，发泡结束后分别通过台车带动模具移出每台模具预热、发泡两用炉，在每台台车的一侧均设置有将模具顶起的顶起机构，每个顶起机构将模具顶起后移动台车，在顶起机构的下方设置有冷却系统。本发明的发泡铝的生产过程简单、并且全自动plc控制，四条生产线同时进行，加快了生产速度，降低了企业的成本。

上述技术方案中所公开的技术方案主要将传统发泡铝生产过程中的各工序段进行融合，其相较于传统生产过程，旨在于形成连续性的生产过程；其不足之处在于整个生产设备结构复杂，铝液的单元输出采用原始的坩埚倾倒方式实现，其生产效率低下，以及发泡过程只是简单的采用发泡炉实现，发泡效果难以控制，因此上述技术方案中存在，设备结构复杂、生产效率低下以及发泡铝质量不可控的缺点。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术的不足之处，提供一种气体发泡法连续制备泡沫铝的生产系统，铝液的二次发泡过程中采用提高气体于铝液中的停留时间，提高发泡率的同时，降低氮气损耗，缩短发泡周期，从而提高生产效率；传输机构在运转过程中，采用根据传输机构的移动位移控制各个工序的有序运行，形成发泡铝锭的自动生产过程，本发明具有结构简单、发泡率高、发泡均匀质量可控、生产高效和节能环保的优点。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种气体发泡法连续制备泡沫铝的生产系统，包括保温仓、氮气供给站以及预热室，还包括：

传输机构，所述传输机构以线性传输方式进行设置于其上方的模具组和用于控制保温仓氮气供给站输出的承接组件的传输；

二次发泡机构，包括：

发泡仓，所述发泡仓分别与保温仓和氮气供给站相连通；

气体缓流组件，所述气体缓流组件设置于所述发泡仓内部且与所述氮气供给站相连通；该气体缓流组件包括：

导气管，所述导气管沿竖直方向悬设于所述发泡仓的顶部，其内部为中空设置；

缓流板，所述缓流板为弧面设置，且分别上下相错对称设置于所述导气管上；

疏导板，所述疏导板为螺旋结构固定设置于导气管上且位于所述缓流板的上方；

气体导向组件，所述气体导向组件固定设置于所述发泡仓的内部且位于所述导气管的正下方；

控制机构，包括连接所述保温仓与所述发泡仓的铝液导入组件、连接氮气供给站与发泡仓的气体导入组件以及与所述发泡仓内部相连通的铝液浇铸组件。

作为改进，所述缓流板与疏导板平行设置且与所述发泡仓的内壁相适配。

作为改进，所述缓流板与所述导气管以弹性连杆相连接，且所述缓流板为水平设置，其下方形成气体缓存腔。

作为改进，所述气体导向组件为碗状结构，其包括：

第一导向面，所述第一导向面为开口朝上的碗状结构，其上开设有铝液通道；

第二导向面，所述第二导向面为开口向下的半球形结构，其顶端开设有与所述铝液浇铸组件相连通的铝液出口，所述第一导向面与所述第二导向面圆弧过渡连接。

作为改进，所述铝液出口与所述导气管相对应设置，且导气管的直径d与铝液出口的之间d之间关系为：d＞d。

作为改进，所述传输机构设置于所述二次发泡机构的一侧且位于所述铝液浇铸组件的下方。

作为改进，所述预热室位置于所述传输机构的进料端，模具组穿过该预热室进行预热传输。

作为改进，所述模具组由多个模具首尾相接组成，该模具上设置有与所述铝液浇铸组件相适配的浇铸传动齿条。

作为改进，所述承接组件上分别设置有与铝液导入组件相配合的铝液转移传动齿条和与气体导入组件相配合的氮气导入传动齿条，该铝液转移传动齿条和氮气导入传动齿条均为两处设置。

作为改进，所述铝液转移传动齿条和氮气导入传动齿条为相错设置，传输机构在传输过程中带动浇铸传动齿条、铝液转移传动齿条和氮气导入传动齿条移动过程中驱动分别设置于所述铝液导入组件、气体导入组件以及铝液浇铸组件上的第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮旋转，控制其开合。

本发明的有益效果在于：

(1)悬设于发泡仓顶部的导气管设置于气体导向组件的上方，发泡气体经导气管喷出作用于气体导向组件中的第二导向面上，产生反作用力于气体缓流组件上，使其向相反方向摆动，当摆动至第一导向面，气流作用于第一导向面上，产生反作用力配合导气管与发泡仓的弹性连接设置，使其运动方向改变；从而形成气体缓流组件于熔体中进行摆动运动；第一导向面与第二导向面的连接处为圆弧过渡，气流喷射于气流导向罩后，因其弧面结构，使得气体发散，从而形成若干小气泡沿弧面向上运动；提高气泡均匀度的同时，使得熔体内部各处的气泡较为均匀，提高发泡铝的发泡质量；

(2)缓流板与导气管以弹性连杆相连接，气体缓流组件在摆动过程中带动缓流板运动，形成不同压力区，发泡气体沿低压区运动；缓流板拨动熔体的同时，弹性连杆产生形变，弹性连杆形变到一定程度时，进行复原反弹，而缓流板其板面为弧形结构，使其倾斜，处于气体缓存腔中的气泡部分上浮；同时因摆动过程中，局部熔体内部压力发生变化，气体沿压力较小处运动；运动至疏导板时，由疏导板的螺旋结构以及其摆动运动方式，进一步延长气体处于熔体中的时间；大大提高熔体的发泡率以及发泡质量，同时降低氮气的使用量，进一步的降低了铝液的二次发泡时间，从而提高生产效率；

(3)控制铝液导入组件开合的第一齿轮与铝液转移传动齿条相配合设置、控制气体导入组件开合的第二齿轮与氮气导入传动齿条相配合设置以及控制铝液浇铸组件的第三齿轮与浇铸传动齿条相配合设置，在传输过程中，承接组件移动的过程中，处于前端的铝液转移传动齿条带动第一齿轮旋转，保温仓与发泡仓连通，开始铝液导入；至后段的铝液转移传动齿条带动第一齿轮旋转，铝液转移结束；处于前端的氮气导入传动齿条带动第二齿轮旋转，氮气供给站与发泡仓连通，开始铝液二次发泡，至后段的氮气导入传动齿条带动第二齿轮旋转，氮气供给站与发泡仓断开，发泡结束；模具组中处于前端的模具移动至浇铸组件下方，浇铸传动齿条带动第三齿轮旋转半周，完成一次铝液浇铸组件的开合，在打开过程中，铝液流入模具中完成浇铸；形成发泡铝锭的自动生产过程；

综上所述，本发明性能稳定、铝液控制准确、节能减耗的同时相较于传统泡沫铝生产设备，其发泡铝，气孔均匀度大大提高的同时，生产效率得到大幅度提升。

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为本发明的整体结构示意图；

图2为发泡机构结构示意图；

图3为发泡机构第一状态示意图；

图4为发泡机构第二状态示意图；

图5为气体缓流组件结构示意图；

图6为气体导向组件剖视图；

图7为图1中a处放大示意图；

图8为承接组件俯视图；

图9为本发明的第二状态示意图。

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

以下参照附图对实施例进行说明，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用，另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。

如图1所示，一种气体发泡法连续制备泡沫铝的生产系统，包括保温仓1、氮气供给站2以及预热室3，还包括：

传输机构4，所述传输机构4以线性传输方式进行设置于其上方的模具组41和用于控制保温仓1和氮气供给站2输出的承接组件42的传输；所述传输机构4带动模具组41和承接组件42由进料端经二次发泡机构5进行传输；

如图2所示，二次发泡机构5，包括：

发泡仓51，所述发泡仓51分别与保温仓1和氮气供给站2相连通，一次发泡铝液由由保温仓1定量转移至发泡仓51后，氮气供给站2供应氮气进入发泡仓51内的铝液中进行二次发泡，其中转移至发泡仓51中的一次发泡铝液量与模具组41所容纳的铝液量相同；

气体缓流组件52，所述气体缓流组件52设置于所述发泡仓51内部且与所述氮气供给站2相连通；该气体缓流组件52包括：

导气管521，所述导气管521沿竖直方向悬设于所述发泡仓51的顶部，其内部为中空设置；氮气经导气管521进入铝液底部，至下而上进行铝液的二次发泡；

缓流板522，所述缓流板522为弧面设置，且分别上下相错对称设置于所述导气管521上；

疏导板523，所述疏导板523为螺旋结构固定设置于导气管521上且位于所述缓流板522的上方；氮气对铝液进行二次发泡的过程中，多余气体经疏导板523的螺旋结构流动，延长其处于铝液中的时间，提高铝液的发泡铝；

气体导向组件53，所述气体导向组件53固定设置于所述发泡仓1的内部且位于所述导气管521的正下方；气体经导气管521喷出作用于气体导向组件53上，对其产生反作用力，使其运动；

如图1所示，控制机构6，包括连接所述保温仓1与所述发泡仓51的铝液导入组件61、连接氮气供给站2与发泡仓51的气体导入组件62以及与所述发泡仓51内部相连通的铝液浇铸组件63。

需要说明的是，如图2、3、4所示，悬设于发泡仓51顶部的导气管521设置于气体导向组件53的上方，发泡气体经导气管521喷出作用于气体导向组件53中的第二导向面532上，产生反作用力于气体缓流组件52上，使其向相反方向摆动，当摆动至第一导向面531，气流作用于第一导向面上，产生反作用力配合导气管521与发泡仓51的弹性连接设置，使其运动方向改变；从而形成气体缓流组件52于熔体中进行摆动运动；第一导向面531与第二导向面532的连接处为圆弧过渡，气流喷射于气流导向组件53后，因其弧面结构，使得气体发散，从而形成若干小气泡沿弧面向上运动；提高气泡均匀度的同时，使得熔体内部各处的气泡较为均匀，提高发泡铝的发泡质量。

进一步地，如图2、5所示，所述缓流板522与疏导板523平行设置且与所述发泡仓51的内壁相适配，缓流板522与疏导板523平行设置于铝液内部形成分区化，同时促进气体缓流组件52摆动过程中能够快速形成压力区。

进一步地，如图5所示，所述缓流板522与所述导气管521以弹性连杆524相连接，且所述缓流板522为水平设置，其下方形成气体缓存腔525；以弹性连杆524将其两者连接，利用其熔体内部的压力变化与弹性连杆524的弹性特性，提高氮气处于熔体内部的滞留时间。

需要说明的是，如图3、4所示，缓流板522与导气管521以弹性连杆524相连接，气体缓流组件52在摆动过程中带动缓流板522运动，形成不同压力区，发泡气体沿低压区运动；缓流板522拨动熔体的同时，弹性连杆524产生形变，弹性连杆524形变到一定程度时，进行复原反弹，而缓流板522其板面为弧形结构，使其倾斜，处于气体缓存腔525中的气泡部分上浮；同时因摆动过程中，局部熔体内部压力发生变化，气体沿压力较小处运动；运动至疏导板523时，由疏导板523的螺旋结构以及其摆动运动方式，进一步延长气体处于熔体中的时间；大大提高熔体的发泡率以及发泡质量，同时降低氮气的使用量，进一步的降低了铝液的二次发泡时间，从而提高生产效率。

进一步地，如图2所示，所述气体导向组件53为碗状结构，其包括：

第一导向面531，所述第一导向面531为开口朝上的碗状结构，其上开设有铝液通道5311；该铝液通道5311引导处于第一导向面531外侧的铝液能够顺利流通；

第二导向面532，所述第二导向面532为开口向下的半球形结构，其顶端开设有与所述铝液浇铸组件63相连通的铝液出口5321，所述第一导向面531与所述第二导向面532圆弧过渡连接；第二导向面532为开口向下的半球形结构结合一导向面531为开口朝上的碗状结构，气体喷射于其上始终保持接触面为曲面，提高气体缓流组件52的摆动可靠性；同时两导向面以圆弧过渡连接提高气体发散效果，提高气体在移动过程中的分布均匀性。

进一步地，如图6所示，所述铝液出口5321与所述导气管521相对应设置，且导气管521的直径d与铝液橱柜5321的之间d之间关系为：d＞d，出气口大于铝液出口5321确保导气管521处于垂直状态时的摆动可行性。

进一步地，如图1所示，所述传输机构4设置于所述二次发泡机构5的一侧且位于所述铝液浇铸组件63的下方。

进一步地，如图1所示，所述预热室3位置于所述传输机构4的进料端，模具组41穿过该预热室3进行预热传输。

进一步地，如图7所示，所述模具组41由多个模具411首尾相接组成，该模具411上设置有与所述铝液浇铸组件63相适配的浇铸传动齿条4111。

进一步地，如图1、8所示，所述承接组件42上分别设置有与铝液导入组件61相配合的铝液转移传动齿条421和与气体导入组件62相配合的氮气导入传动齿条422，该铝液转移传动齿条421和氮气导入传动齿条422均为两处设置。

进一步地，如图1、8所示，所述铝液转移传动齿条421和氮气导入传动齿条422为相错设置，传输机构4在传输过程中带动浇铸传动齿条4111、铝液转移传动齿条421和氮气导入传动齿条422移动，驱动分别设置于所述铝液导入组件61、气体导入组件62以及铝液浇铸组件63上的第一齿轮611、第二齿轮621和第三齿轮631旋转，控制其开合。

需要说明的是，如图1、9所示，控制铝液导入组件61开合的第一齿轮611与铝液转移传动齿条421相配合设置、控制气体导入组件62开合的第二齿轮621与氮气导入传动齿条422相配合设置以及控制铝液浇铸组件63的第三齿轮631与浇铸传动齿条4111相配合设置，在传输过程中，承接组件42移动的过程中，处于前端的铝液转移传动齿条421带动第一齿轮611旋转，保温仓1与发泡仓51连通，开始铝液导入；至后段的铝液转移传动齿条421带动第一齿轮611旋转，铝液转移结束；处于前端的氮气导入传动齿条422带动第二齿轮621旋转，氮气供给站2与发泡仓51连通，开始铝液二次发泡，至后段的氮气导入传动齿条422带动第二齿轮621旋转，氮气供给站2与发泡仓51断开，发泡结束；模具组41中处于前端的模具411移动至铝液浇铸组件63下方，浇铸传动齿条4111带动第三齿轮631旋转半周，完成一次铝液浇铸组件63的开合，在打开过程中，铝液流入模具411中完成浇铸；形成发泡铝锭的自动生产过程。

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揭露的技术范围内，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。