[发明专利]一种铝合金精炼用长效复合式石墨搅拌装置及制备方法

权利要求书

1.一种铝合金精炼用长效复合式石墨搅拌装置，其特征在于：包括空心轴以及从下往上依次安装在空心轴上的下层直叶螺旋混流式叶轮、下套筒、多孔径桨叶、上套筒、上层直叶螺旋混流式叶轮，所述下层直叶螺旋混流式叶轮和上层直叶螺旋混流式叶轮主要是由置底布置的N片直叶径流式叶片和位于上方的以对数螺旋线为型线的N片螺旋面轴向导水叶片构成，螺旋面轴向导水叶片低端的底端面与直叶径流式叶片的上端面固定连接，N的取值为5～8，所述多孔径桨叶包括对称竖直布置的两个长方形叶片，该长方形叶片上均布加工有若干个大孔、中孔和小孔，大孔直径为5mm～8mm，中孔直径小于大孔直径，小孔直径小于中孔直径，其中，局部的大孔、中孔和小孔组成的图案和该长方形叶片上整体的大孔、中孔和小孔组成的图案具有自相似的结构；

所述下层直叶螺旋混流式叶轮、多孔径桨叶、上层直叶螺旋混流式叶轮与空心轴通过螺纹连接，所述下套筒、上套筒与空心轴之间是间隙配合；

多孔径桨叶的长方形叶片上，大孔设置于将长方形叶片长边和短边等分成M段的等分线交汇点处，M的取值为3～5，中孔设置于将长方形叶片长边和短边M等分线段等分成3～5段的等分线交汇点处，小孔设置于将长方形叶片长边和短边3M～5M等分线段等分成3～5段的等分线交汇点处，其中，中孔直径是大孔直径的1/2，小孔直径是中孔直径的1/2；

所述直叶径流式叶片和螺旋面轴向导水叶片的厚度相等，相邻两片直叶径流式叶片之间的流道与相邻两片螺旋面轴向导水叶片之间的流道相互连通，所述螺旋面轴向导水叶片的进口安放角α为25°～28°，叶片出口安放角β为30°～32°，叶片包角γ为50°～60°。

2.如权利要求1所述一种铝合金精炼用长效复合式石墨搅拌装置的制备方法，其特征在于：包括以下制备步骤：

（1）选用高纯度石墨材料作为制备原料；

（2）将步骤（1）中所述石墨材料分别加工出上层直叶螺旋混流式叶轮和下层直叶螺旋混流式叶轮；

（3）将步骤（1）中所述石墨材料加工出多孔径桨叶；

（4）将步骤（1）中所述石墨材料分别加工出上套筒、下套筒；

（5）将步骤（1）中所述石墨材料加工出空心轴，所述空心轴两端分别加工有左旋螺纹和右旋螺纹；

（6）利用石墨表面钛金属化改性技术，对下层直叶螺旋混流式叶轮、下套筒、多孔径桨叶、上层直叶螺旋混流式叶轮、上套筒以及空心轴部件进行表面TiC改性处理；

（7）将下层直叶螺旋混流式叶轮、上套筒、下套筒、多孔径桨叶以及上层直叶螺旋混流式叶轮安装于空心轴上，所述下层直叶螺旋混流式叶轮、多孔径桨叶以及上层直叶螺旋混流式叶轮均通过左旋螺纹与空心轴连接；其中，下层直叶螺旋混流式叶轮的底面与空心轴底端平齐，上层直叶螺旋混流式叶轮安装在下层直叶螺旋混流式叶轮上方，多孔径桨叶则位于上层直叶螺旋混流式叶轮和下层直叶螺旋混流式叶轮之间；上层直叶螺旋混流式叶轮与多孔径桨叶之间以及下层直叶螺旋混流式叶轮与多孔径桨叶之间的距离分别通过上套筒和下套筒调整，所述下套筒、上套筒与空心轴之间是间隙配合关系。

3.根据权利要求2所述铝合金精炼用长效复合式石墨搅拌装置的制备方法，其特征在于：步骤（3）加工多孔径桨叶的制备过程是，分别用等分线段将长方形叶片长边和短边等分成M段得长边M段等分线段、短边M段等分线段，M的取值为3～5，并在等分线段的交汇点处加工出直径为5mm～8mm的大孔；接着，再分别用等分线段将长方形叶片的长边M段等分线段和短边M段等分线段等分3～5段得长边3M～5M段等分线段、短边3M～5M段等分线段，并在等分线交汇点处加工出直径为大孔直径1/2的中孔，最后，再分别用等分线段将长方形叶片的长边3M～5M段等分线段、短边3M～5M段等分3～5段，并等分线交汇点处加工出直径为中孔直径1/2的小孔。