[发明专利]铝熔体超音速除气装置和方法

权利要求书

1.一种铝熔体超音速除气方法，其特征在于，包括超音速喷嘴(1)、喷杆(2)以及传动机构(3)；

所述超音速喷嘴(1)密封安装于喷杆(2)一端；

所述喷杆(2)与传动机构(3)相连，所述喷杆(2)能够在传动机构(3)的带动下进行旋转、平面移动以及升降动作中的任一种或任多种组合；

所述铝熔体超音速除气装置还包括控制系统(4)；所述控制系统(4)能够控制传动机构(3)带动喷杆(2)和设置在喷杆(2)上的超音速喷嘴(1)到达设定的位置，并以设定的运动方式完成设定的动作；所述控制系统(4)还能控制除气介质以设定的流量喷出；

所述超音速喷嘴(1)内部设置有第一除气介质通道，所述第一除气介质通道形状与拉瓦尔喷管形状相同；

所述超音速喷嘴(1)内部的第一除气介质通道

-包括渐缩段(200)、喉部(300)以及渐扩段(400)；或者

-沿除气介质喷出方向依次由稳定段(100)、渐缩段(200)、喉部(300)以及渐扩段(400)组成；

其中，稳定段(100)和喉部(300)的截面面积恒定；渐缩段(200)的截面面积沿除气介质喷出方向逐渐减小；渐扩段(400)的截面面积沿除气介质喷出方向逐渐增大；

所述喷杆(2)内部设置有第二除气介质通道，所述第一除气介质通道和第二除气介质通道相连；

所述喷杆(2)的外形为圆柱体；所述喷杆(2)能够在控制系统(4)的控制下，或者传动机构(3)的带动下，以圆柱体的中心轴为旋转轴做旋转运动；

所述喷杆(2)和/或超音速喷嘴(1)的制造材料包括陶瓷材料；

所述喉部(300)的截面为圆形，直径不大于5mm；

所述渐缩段(200)的收缩角范围为5°～45°；

所述渐扩段(400)的锥角范围为0.3°～15°；

除气介质喷出超音速喷嘴(1)的流量范围为0.1m³/h～10m³/h，雷诺数大于6000；

所述铝熔体超音速除气方法包括如下步骤：

装置置入步骤：利用控制系统(4)控制传动机构(3)带动喷杆(2)和超音速喷嘴(1)置入铝熔体；

除气介质源开启步骤：打开除气介质源，随后除气介质通过喷杆(2)进入超音速喷嘴(1)，即通过第二除气介质通道进入第一除气介质通道，经过超音速喷嘴(1)加速至超音速后进入铝熔体内；

除气步骤：利用控制系统(4)控制传动机构(3)带动喷杆(2)旋转，超音速喷嘴(1)随着喷杆(2)的旋转不断改变除气介质的喷出方向和/或喷出位置；

所述装置置入步骤中，喷杆(2)工作时安装有超音速喷嘴(1)的一端置入铝熔体，另一端露出铝熔体液面；

所述除气步骤中，转动时，喷杆(2)中心轴垂直于水平面，超音速喷嘴(1)中心轴平行于水平面。