一种泡沫铝快速发泡装置
阅读：6发布：2020-08-07
专利汇可以提供一种泡沫铝快速发泡装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种 泡沫 铝 快速发泡装置，包括发泡仓，发泡仓一侧设置有进料端口，发泡仓底部设置有熔体挤出嘴，通过该熔体挤出嘴可以将发泡完成后的铝液挤出；发泡仓下部至少一个侧面连接有制泡剂 喷枪 ，该制泡剂喷枪的喷出端渗入到发泡仓内部，所述发泡仓内设置有一挤 压板 ，所述 挤压 板两端滑动连接在滑轨上，所述滑轨固定在发泡仓内壁上部，且所述挤压板上部连接有 气缸 ，通过控制气缸的伸缩动作带动挤压板沿滑轨上下运动，将发泡仓内完成发泡的熔体铝液通过熔体挤出嘴挤出。本 发明 既可以避免气泡上浮，又能使金属发泡熔体继续完成发泡，减少金属发泡熔体中泡体与液体分层，提高成品率，控制返工率，降低 铸造 成本。，下面是一种泡沫铝快速发泡装置专利的具体信息内容。
1.一种泡沫铝快速发泡装置，其特征在于包括发泡仓，所述发泡仓一侧设置有进料端口，所述发泡仓底部设置有熔体挤出嘴，通过该熔体挤出嘴可以将发泡完成后的铝液挤出；
所述发泡仓下部至少一个侧面连接有制泡剂喷枪，该制泡剂喷枪的喷出端渗入到发泡仓内部，用于向发泡仓内喷入制泡剂，使熔体铝液内均匀充满气泡；所述发泡仓内设置有一挤压板，所述挤压板两端滑动连接在滑轨上，所述滑轨固定在发泡仓内壁上部，且所述挤压板上部连接有气缸，通过控制气缸的伸缩动作带动挤压板沿滑轨上下运动，将发泡仓内完成发泡的熔体铝液通过熔体挤出嘴挤出。
2.根据权利要求1所述的一种泡沫铝快速发泡装置，其特征在于：所述制泡剂喷枪设置有多组，所述制泡剂喷枪喷出的制泡剂为干冰。
3.根据权利要求1所述的一种泡沫铝快速发泡装置，其特征在于：所述发泡仓外壁设置有加热器和保温装置。
4.根据权利要求1所述的一种泡沫铝快速发泡装置，其特征在于：所述熔体挤出嘴可以设置多个。
5.根据权利要求1所述的一种泡沫铝快速发泡装置，其特征在于所述制泡剂喷枪设置在发泡仓的底部。
6.一种泡沫铝快速发泡系统，其特征在于包括：
进料仓，用于存放增稠后的熔体铝液，在进料仓的底部设置有出料口；
推进套筒，位于进料仓下方，用于对熔体铝液进行搅拌、推进，且所述进料仓底部的出料口与该推进套筒连通；所述推进套筒水平设置，在推进套筒内水平设置有一推进螺旋，该推进螺旋外端接至驱动电机的输出端，由驱动电机带动推进螺旋的旋转动作；
至少一个发泡剂添加口，该发泡剂添加口与推进套筒连通，用于向推进套筒内加入发泡剂；
如权利要求1-5任一项所述的发泡仓；
发泡铝成型线，设置于发泡仓下方，发泡仓底部的熔体挤出嘴将发泡完成的铝液挤入到发泡铝成型线，通过发泡铝成型线对泡沫铝进行冷却成型。
一种泡沫铝快速发泡装置
技术领域
[0001] 本发明涉及金属发泡技术领域，具体为一种泡沫铝快速发泡装置。
背景技术
[0002] 多孔泡沫金属材料由金属骨架及孔隙所组成，是近年来发展起来的一种功能材料。自问世以来，作为结构材料，它具有轻质、高比强度的特点；作为功能材料，它具有多孔、减振、阻尼、吸音、隔音、防火、防潮、散热、吸收冲击能、电磁屏蔽等多种良好物理性能，兼之其易加工、易安装、可表面涂装和循环利用的特点，适应了当前发展的需要，在国内外一般工业领域及高技术领域得到了越来越广泛的应用。
[0003] 泡沫金属是在纯金属或金属合金熔体中加入粘稠剂、发泡剂等添加剂，经过发泡工艺而成的新材料，同时兼有金属和气泡特征。目前已研制出的多孔泡沫金属材料有泡沫铝、泡沫铝合金、泡沫镍、泡沫锌、泡沫铅、泡沫钛等，其中泡沫铝的研究最早，并在实际应用中展现出广阔的前景。
[0004] 虽然泡沫金属具有很好的应用前景，但由于冶炼加工工艺不够成熟，存在着许多难题尚未很好地解决，突出地表现在：熔体流动性控制过早，温度降得过早、过低，导致熔体不能充分发泡，要么外部冷却过快，会导致内外生熟不一，出现空芯现象，要么流动性控制晚形成泡体和固体分层明显。因此，现有的设备并不能快速的完成泡沫铝的发泡要求，不能实现快速、连续的发泡要求。
发明内容
[0006] 一种泡沫铝快速发泡装置，包括发泡仓，所述发泡仓一侧设置有进料端口，所述发泡仓底部设置有熔体挤出嘴，通过该熔体挤出嘴可以将发泡完成后的铝液挤出；所述发泡仓下部至少一个侧面连接有制泡剂喷枪，该制泡剂喷枪的喷出端渗入到发泡仓内部，用于向发泡仓内喷入制泡剂，使熔体铝液内均匀充满气泡；所述发泡仓内设置有一挤压板，所述挤压板两端滑动连接在滑轨上，所述滑轨固定在发泡仓内壁上部，且所述挤压板上部连接有气缸，通过控制气缸的伸缩动作带动挤压板沿滑轨上下运动，将发泡仓内完成发泡的熔体铝液通过熔体挤出嘴挤出。
[0007] 优选的，所述制泡剂喷枪设置有多组，根据发泡仓的体积大小不同，设置数量不等的制泡剂喷枪，原则上至少每立方米设置一组制泡剂喷枪；所述制泡剂喷枪喷出的制泡剂为干冰，在喷入干冰后，干冰从周边吸热使熔体从内部得到迅速冷却，干冰吸热汽化产生气泡，由于熔体冷却变稠，降低了铝熔体的流动性，避免气泡向上漂浮，由此提高了发泡的均匀度；
[0008] 优选的，所述发泡仓外壁设置有加热器和保温装置，能够对发泡仓的熔体进行加热保温操作，防止发泡仓内的熔体完全凝固。
[0009] 优选的，所述熔体挤出嘴可以设置多个，实现同时工作，提高工作效率。
[0010] 优选的，所述制泡剂喷枪设置在发泡仓的底部，可以由发泡仓的底部喷入干冰。
[0011] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明利用干冰打入到发泡熔体中，使干冰从发泡熔体内部迅速吸热汽化，产生气泡，同时使发泡熔体冷却至接近凝固临界点，降低金属发泡熔体流动性，再进行保温控制凝固速度，延长发泡时间，这样既可以避免气泡上浮，又能使金属发泡熔体继续完成发泡，减少金属发泡熔体中泡体与液体分层，提高成品率，控制返工率，降低铸造成本。附图说明
[0012] 图1为本发明系统结构图；
[0013] 图2为本发明顶出气缸顶出状态图；
[0014] 图3为本发明熔体挤出嘴挤出状态图；
[0015] 图4为本发明制泡剂喷枪。
具体实施方式
[0016] 下面将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。
[0017] 本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位，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，“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。
[0018] 本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限制，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0019] 实施例1
[0020] 参见图1-4；一种泡沫铝连续发泡系统，包括：
[0021] 进料仓101，用于存放增稠后的熔体铝液，在进料仓101的底部设置有出料口102；进料仓102下部水平设置有一搅拌杆103，该搅拌杆103两端通过轴承组件104安装在进料仓
101侧壁上，且搅拌杆103的动力输入端连接有从动齿轮105，从动齿轮105通过链条106接至安装在驱动电机201输出端的主动齿轮202上，通过驱动电机201同步带动推进螺旋203和搅拌杆103转动；搅拌杆103上间隔设置有螺旋凸起107和拨杆108，拨杆108倾斜设置，通过拨杆108对进料仓101内的熔体铝液进行搅拌，螺旋凸起107在旋转过程中将熔体铝液下压，进入到推进套筒204内；同时还使得熔体铝液在进料仓101内不会产生堵塞现象，使得进料均匀可控；
101侧壁上，且搅拌杆103的动力输入端连接有从动齿轮105，从动齿轮105通过链条106接至安装在驱动电机201输出端的主动齿轮202上，通过驱动电机201同步带动推进螺旋203和搅拌杆103转动；搅拌杆103上间隔设置有螺旋凸起107和拨杆108，拨杆108倾斜设置，通过拨杆108对进料仓101内的熔体铝液进行搅拌，螺旋凸起107在旋转过程中将熔体铝液下压，进入到推进套筒204内；同时还使得熔体铝液在进料仓101内不会产生堵塞现象，使得进料均匀可控；
[0022] 推进套筒204，位于进料仓101下方，用于对熔体铝液进行搅拌、推进，且进料仓101底部的出料口102与该推进套筒204连通；推进套筒204水平设置，在推进套筒204内水平设置有一推进螺旋203，该推进螺旋203外端接至驱动电机201的输出端，由驱动电机201带动推进螺旋203的旋转动作；至少一个发泡剂添加口205，该发泡剂添加口205与推进套筒204连通，用于向推进套筒204内加入发泡剂；在推进套筒204外壁上设置有电磁加热器206，能够对推进套筒204进行保温加热，防止铝液凝固。
[0023] 发泡仓301，连接至推进套筒204一端，推进套筒204将加入有发泡剂的熔体铝液搅拌均匀后推入到发泡仓301，在发泡仓301内进行发泡；其中发泡仓301底部设置有熔体挤出嘴302，通过该熔体挤出嘴302可以将发泡完成后的铝液挤出；发泡仓301底部至少一个侧面连接有制泡剂喷枪303，该制泡剂喷枪303的喷出端渗入到发泡仓301内部，用于向发泡仓301内喷入制泡剂，使熔体铝液内均匀充满气泡；制泡剂喷枪303设置有多组，根据发泡仓的体积大小不同，设置数量不等的制泡剂喷枪，原则上至少每立方米设置一组制泡剂喷枪
303；制泡剂喷枪303喷出的制泡剂为干冰，在喷入干冰后，干冰从周边吸热使熔体从内部得到迅速冷却，干冰吸热汽化产生气泡，由于熔体冷却变稠，降低了铝熔体的流动性，避免气泡向上漂浮，由此提高了发泡的均匀度；发泡仓301内设置有一挤压板304，挤压板304两端滑动连接在滑轨305上，滑轨305固定在发泡仓301内壁上部，且挤压板304上部连接有气缸
306，通过控制气缸306的伸缩动作带动挤压板304沿滑轨305上下运动，将发泡仓301内完成发泡的熔体铝液通过熔体挤出嘴302挤出，从而进入到发泡铝成型线；发泡仓301外壁设置有保温装置，能够对发泡仓301的熔体进行保温操作，防止发泡仓301内的熔体完全凝固。
303；制泡剂喷枪303喷出的制泡剂为干冰，在喷入干冰后，干冰从周边吸热使熔体从内部得到迅速冷却，干冰吸热汽化产生气泡，由于熔体冷却变稠，降低了铝熔体的流动性，避免气泡向上漂浮，由此提高了发泡的均匀度；发泡仓301内设置有一挤压板304，挤压板304两端滑动连接在滑轨305上，滑轨305固定在发泡仓301内壁上部，且挤压板304上部连接有气缸
306，通过控制气缸306的伸缩动作带动挤压板304沿滑轨305上下运动，将发泡仓301内完成发泡的熔体铝液通过熔体挤出嘴302挤出，从而进入到发泡铝成型线；发泡仓301外壁设置有保温装置，能够对发泡仓301的熔体进行保温操作，防止发泡仓301内的熔体完全凝固。
[0024] 发泡铝成型线，设置于发泡仓301下方，发泡仓301底部的熔体挤出嘴302将发泡完成的铝液挤入到发泡铝成型线，通过发泡铝成型线对泡沫铝进行冷却成型。发泡铝成型线包括输送机架401、设置于输送机架401前段的第一输送平面402及设置于输送机架401后段的第二输送平面403，在第一输送平面402和第二输送平面403之间设置有浇铸工位槽404，在该浇铸工位槽404内设置有一顶板405，顶板405下部连接有顶出气缸406，顶板405位于熔体挤出嘴302正下方；通过顶出气缸406的伸缩运动，能够带动顶板405上下运动；第一输送平面403上放置待浇铸的空模具407，空模具407通过牵引装置或者推送装置带动其运动，空模具407运动到浇铸工位槽404内时，系统给顶出气缸406一个信号，顶出气缸406顶出，使位于顶板405上的空模具407的浇铸端口与熔体挤出嘴302接触，将发泡完成后的铝液挤入到空模具407内，动作完成后，气缸回缩，将浇铸有泡沫铝的模具408带回，与输送平面上的模具保持水平并继续向前运动，同时，后一个空模具407进入到浇铸工位槽404，依次进行浇铸动作。
[0025] 具体操作步骤如下：
[0027] S2.将原料熔化后定量引入到进料仓101，原料正常熔炼至750℃，并同时在进料仓101内加入适量的增稠剂，对铝液增稠，启动驱动电机201，使进料仓101内的搅拌杆103转动，对进料仓101内的铝液进行搅拌，同时在重力和搅拌下压力的作用下，增稠后的铝液进入推进套筒204内；
[0028] S3.从发泡剂添加口205加入发泡剂，在推进螺旋203的作用下使发泡剂与铝液充分混合，随着铝液不断的流入，推进螺旋203的旋转对铝液搅拌、推进，使添加有发泡剂的铝液进入发泡仓301；
[0029] S4.在铝液进入发泡仓301后，对发泡仓301进行保温处理，使其内部温度保持在600℃左右；待铝液达到设定位置后，关闭保温装置，启动制泡剂喷枪303，向铝液内喷入干冰，干冰汽化吸热，在铝液内产生大量气泡，由于铝液开始冷凝，气泡上浮受到限制，铝液内外冷却速度接近，使气泡均匀分布；
[0030] S5.待发泡完成后，将发泡铝成型线上的空模具407与熔体挤出嘴302接触，使发泡仓301内的挤压板304下行，将接近凝固点的铝液以此挤入到空模具407内进行成型，输送至指定位置，等铝液完全凝固后打开模具，取出发泡完成的泡沫铝铝产品即可。
[0031] 所述发泡剂的添加量为铝原料的0.2％，发泡剂选用氢化钛。
[0032] 实施例2
[0033] 参见图1-4；一种泡沫铝连续挤出发泡系统，包括：
[0034] 进料仓101，用于存放增稠后的熔体铝液，在进料仓101的底部设置有出料口102；进料仓102下部水平设置有一搅拌杆103，该搅拌杆103两端通过轴承组件104安装在进料仓
101侧壁上，且搅拌杆103的动力输入端连接有从动齿轮105，从动齿轮105通过链条106接至安装在驱动电机201输出端的主动齿轮202上，通过驱动电机201同步带动推进螺旋203和搅拌杆103转动；搅拌杆103上间隔设置有螺旋凸起107和拨杆108，拨杆108倾斜设置，通过拨杆108对进料仓101内的熔体铝液进行搅拌，螺旋凸起107在旋转过程中将熔体铝液下压，进入到推进套筒204内；同时还使得熔体铝液在进料仓101内不会产生堵塞现象，使得进料均匀可控；
101侧壁上，且搅拌杆103的动力输入端连接有从动齿轮105，从动齿轮105通过链条106接至安装在驱动电机201输出端的主动齿轮202上，通过驱动电机201同步带动推进螺旋203和搅拌杆103转动；搅拌杆103上间隔设置有螺旋凸起107和拨杆108，拨杆108倾斜设置，通过拨杆108对进料仓101内的熔体铝液进行搅拌，螺旋凸起107在旋转过程中将熔体铝液下压，进入到推进套筒204内；同时还使得熔体铝液在进料仓101内不会产生堵塞现象，使得进料均匀可控；
[0035] 推进套筒204，位于进料仓101下方，用于对熔体铝液进行搅拌、推进，且进料仓101底部的出料口102与该推进套筒204连通；推进套筒204水平设置，在推进套筒204内水平设置有一推进螺旋203，该推进螺旋203外端接至驱动电机201的输出端，由驱动电机201带动推进螺旋203的旋转动作；至少一个发泡剂添加口205，该发泡剂添加口205与推进套筒204连通，用于向推进套筒204内加入发泡剂；在推进套筒204外壁上设置有电磁加热器206，能够对推进套筒204进行保温加热，防止铝液凝固。
[0036] 发泡仓301，连接至推进套筒204一端，推进套筒204将加入有发泡剂的熔体铝液搅拌均匀后推入到发泡仓301，在发泡仓301内进行发泡；其中发泡仓301底部设置有熔体挤出嘴302，通过该熔体挤出嘴302可以将发泡完成后的铝液挤出；发泡仓301底部至少一个侧面连接有制泡剂喷枪303，该制泡剂喷枪303的喷出端渗入到发泡仓301内部，用于向发泡仓301内喷入制泡剂，使熔体铝液内均匀充满气泡；制泡剂喷枪303设置有多组，根据发泡仓的体积大小不同，设置数量不等的制泡剂喷枪，原则上至少每立方米设置一组制泡剂喷枪
303；制泡剂喷枪303喷出的制泡剂为干冰，在喷入干冰后，干冰从周边吸热使熔体从内部得到迅速冷却，干冰吸热汽化产生气泡，由于熔体冷却变稠，降低了铝熔体的流动性，避免气泡向上漂浮，由此提高了发泡的均匀度；发泡仓301内设置有一挤压板304，挤压板304两端滑动连接在滑轨305上，滑轨305固定在发泡仓301内壁上部，且挤压板304上部连接有气缸
306，通过控制气缸306的伸缩动作带动挤压板304沿滑轨305上下运动，将发泡仓301内完成发泡的熔体铝液通过熔体挤出嘴302挤出，从而进入到发泡铝成型线；发泡仓301外壁设置有保温装置，能够对发泡仓301的熔体进行保温操作，防止发泡仓301内的熔体完全凝固。
303；制泡剂喷枪303喷出的制泡剂为干冰，在喷入干冰后，干冰从周边吸热使熔体从内部得到迅速冷却，干冰吸热汽化产生气泡，由于熔体冷却变稠，降低了铝熔体的流动性，避免气泡向上漂浮，由此提高了发泡的均匀度；发泡仓301内设置有一挤压板304，挤压板304两端滑动连接在滑轨305上，滑轨305固定在发泡仓301内壁上部，且挤压板304上部连接有气缸
306，通过控制气缸306的伸缩动作带动挤压板304沿滑轨305上下运动，将发泡仓301内完成发泡的熔体铝液通过熔体挤出嘴302挤出，从而进入到发泡铝成型线；发泡仓301外壁设置有保温装置，能够对发泡仓301的熔体进行保温操作，防止发泡仓301内的熔体完全凝固。
[0037] 发泡铝成型线，设置于发泡仓301下方，发泡仓301底部的熔体挤出嘴302将发泡完成的铝液挤入到发泡铝成型线，通过发泡铝成型线对泡沫铝进行冷却成型。发泡铝成型线包括输送机架401、设置于输送机架401前段的第一输送平面402及设置于输送机架401后段的第二输送平面403，在第一输送平面402和第二输送平面403之间设置有浇铸工位槽404，在该浇铸工位槽404内设置有一顶板405，顶板405下部连接有顶出气缸406，顶板405位于熔体挤出嘴302正下方；通过顶出气缸406的伸缩运动，能够带动顶板405上下运动；第一输送平面403上放置待浇铸的空模具407，空模具407通过牵引装置或者推送装置带动其运动，空模具407运动到浇铸工位槽404内时，系统给顶出气缸406一个信号，顶出气缸406顶出，使位于顶板405上的空模具407的浇铸端口与熔体挤出嘴302接触，将发泡完成后的铝液挤入到空模具407内，动作完成后，气缸回缩，将浇铸有泡沫铝的模具408带回，与输送平面上的模具保持水平并继续向前运动，同时，后一个空模具407进入到浇铸工位槽404，依次进行浇铸动作。
[0038] 具体操作步骤如下：
[0039] S1.备好发泡原料，原料为铝合金，在发泡之前将与铝液接触的器件都喷涂涂料，防止铝液沾到设备上，并对设备进行预热处理，预热温度为300℃。
[0040] S2.将原料熔化后定量引入到进料仓101，原料正常熔炼至750℃，并同时在进料仓101内加入适量的增稠剂，对铝液增稠，启动驱动电机201，使进料仓101内的搅拌杆103转动，对进料仓101内的铝液进行搅拌，同时在重力和搅拌下压力的作用下，增稠后的铝液进入推进套筒204内；
[0041] S3.从发泡剂添加口205加入发泡剂，在推进螺旋203的作用下使发泡剂与铝液充分混合，随着铝液不断的流入，推进螺旋203的旋转对铝液搅拌、推进，使添加有发泡剂的铝液进入发泡仓301；
[0042] S4.在铝液进入发泡仓301后，对发泡仓301进行保温处理，使其内部温度保持在600℃左右；待铝液达到设定位置后，关闭保温装置，启动制泡剂喷枪303，向铝液内喷入干冰，干冰汽化吸热，在铝液内产生大量气泡，由于铝液开始冷凝，气泡上浮受到限制，铝液内外冷却速度接近，使气泡均匀分布；
[0043] S5.待发泡完成后，将发泡铝成型线上的空模具407与熔体挤出嘴302接触，使发泡仓301内的挤压板304下行，将接近凝固点的铝液以此挤入到空模具407内进行成型，输送至指定位置，等铝液完全凝固后打开模具，取出发泡完成的泡沫铝铝产品即可。
[0044] 所述发泡剂的添加量为铝原料的0.2％，发泡剂选用氢化钛。
[0046] 本申请发泡工艺制得的泡沫铝的孔隙率为80～85％，孔径为2～4mm，所生产的泡沫铝材料加工成10mm厚板材，经检测，其性能与蜂窝铝板、木质板相比，性能如下：
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