專利名稱：一種用于鎂合金熔爐的保護氣體混合供氣設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于鎂合金熔爐的保護氣體混合供氣設備。
背景技術：
由于鎂的特殊化學性質，鎂及鎂合金在熔化、澆注過程中表面的熔融鎂極易氧化燃燒，因此需要特殊氣體保護措施。
早期，鎂合金熔煉主要采用鹽類覆蓋熔劑進行保護，此方法雖然保護效果良好，但是產生大量熔渣、煙塵及有害氣體，造成設備腐蝕和環(huán)境污染，更為嚴重的是，覆蓋熔劑雜質進入鎂液，導致鎂合金產品力學性能下降和抗腐蝕性能惡化，從而制約了鎂合金產品的發(fā)展；從上世紀70年代開始，無熔劑鎂合金熔煉技術在國外得到迅速發(fā)展，其中，以SF6混合氣體取代鹽類覆蓋劑作為保護氣體用于鎂合金熔煉得到廣泛應用。其保護機理如下SF6連同空氣一起作用于鎂合金熔液表面，所形成的MgF2填補了Mg與氧氣反應形成的MgO薄膜的空隙，形成一層有金屬光澤、致密的、連續(xù)的保護膜，以此來隔絕氧氣，阻止鎂液進一步氧化和燃燒，從而達到阻燃的目的。但這一保護膜只能維持數(shù)分鐘，故混合氣體需不斷供給。實踐證明，在封閉的鎂合金熔爐內，只需供給極低濃度(0.01～0.4％)的SF6氣體就能起到很好的保護作用。目前，通常把0.1～0.4％的SF6氣體混入氮氣或干燥的壓縮空氣中，利用SF6+氮氣(或空氣)的混合氣體作為鎂合金熔爐的保護氣體，一般認為，混合氣體的每分鐘體積流量應為熔爐空間的5～8％。由于SF6對熔爐有一定的腐蝕作用，過大的SF6濃度會加速坩堝的腐蝕，過稀的濃度會起不到有效的保護作用，因此，鎂合金熔煉過程對混合保護氣體的配比濃度和流量有嚴格的要求。同時，實現(xiàn)0.1～0.4％混合比的氣體精確混合又是十分困難的。
現(xiàn)有的應用于鎂合金熔爐保護的保護氣體混合供氣裝置分成兩種形式1)一種如FRECH公司壓鑄機配套氣體混合設備使用的平衡調節(jié)器氣體混合裝置，其混合調節(jié)器為專利產品，價格昂貴，且結構復雜，穩(wěn)定性較差，不能實時監(jiān)控；2)另一種結構方式是利用兩個流量計分別計量和控制SF6和氮氣的流量，其精度取決于壓力的穩(wěn)定和流量計的精度，專利號為ZL03239990.1、名稱為“一種用于鎂合金熔煉保護的在線混合供氣設備”、公告日期為2004年3月17日的中國專利采用該種技術，為提高控制精度采用質量流量控制器和計算機監(jiān)控措施，雖然理論上可提高控制精度，但是，SF6的腐蝕性會大大降低質量流量控制器的精度的流量傳感器使用壽命，實事上找不到一種適用于SF6氣體的質量流量控制器商品，此外所述的質量流量控制器十分昂貴，維修、校驗困難，因而并無實用性；此外，由于采用電控措施，遇突發(fā)停電事故時，設備無法正常工作，存在安全隱患。

發(fā)明內容本發(fā)明的目的在于提供一種具有較高安全性的用于鎂合金熔爐阻燃的保護氣體混合供氣設備。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種用于鎂合金熔爐的保護氣體混合供氣設備包括氣體混合裝置、集氣裝置及至少一個用于向熔爐供氣的氣體輸入裝置，該氣體混合裝置包括用于供SF6氣輸入的SF6氣輸入管路、用于供氮氣輸入的氮氣輸入管路及用于供SF6氣體和氮氣混合的混合氣管路，SF6氣輸入管路和氮氣輸入管路均與混合氣管路的進氣口連接，混合氣管路的出氣口與集氣裝置連接，集氣裝置與各個氣體輸入裝置均通過混合氣輸出管路連接。
所述的SF6氣輸入管路和氮氣輸入管路上均設有流量控制元件和壓力控制元件。
所述的流量控制元件為流量計，壓力控制元件為減壓閥。
所述的設于SF6氣輸入管路和氮氣輸入管路上的減壓閥通過控制管路與控制減壓閥連接。
所述的SF6氣輸入管路和氮氣輸入管路上還均設有過濾器。
所述的混合氣管路上設有電磁閥，該電磁閥與一控制其通斷的壓力控制器連接。
所述的混合氣輸出管路上設有流量控制元件。
所述的混合氣輸出管路上還設有壓力控制元件及節(jié)流元件。
所述的集氣裝置上安裝有用于控制供氣通斷的閥體。所述的氣體輸入裝置和混合氣輸出管路均至少具有兩個并一一對應。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點由于集氣裝置和氣體輸入裝置的設置，使一個集氣裝置可以通過氣體輸入設備對一臺至數(shù)臺的熔爐同時連續(xù)送氣，從而大大提高了設備運行的安全性，滿足大型壓鑄車間或熔煉設備的需要，而且由于氣體輸入設備采用并聯(lián)的形式，所以一個氣體輸入設備或熔爐的損壞不會影響到其他熔爐的正常工作，也進一步提高了安全性。

圖1是本發(fā)明的結構框圖。
圖2本發(fā)明的氣體混和裝置及集氣裝置的原理圖。
圖3是本發(fā)明的氣體輸入裝置的原理圖。
圖4是本發(fā)明的第二具體實施方式
的結構框圖。
具體實施方式請參閱圖1至圖4，本發(fā)明一種用于鎂合金熔爐阻燃的保護氣體混合供氣設備包括依次連接的氣體混合裝置3、集氣裝置4及至少一個用于向熔爐6供氣的氣體輸入裝置5，該氣體混合裝置包括用于供SF6氣輸入的SF6氣輸入管路、用于供氮氣輸入的氮氣輸入管路及用于供SF6氣體和氮氣混合的混合氣管路，SF6氣輸入管路和氮氣輸入管路均與混合氣管路的進氣口連接，混合氣管路的出氣口與集氣裝置連接，集氣裝置與各個氣體輸入裝置均通過混合氣輸出管路連接。SF6氣體和氮氣分別自氣源輸入SF6氣輸入管道和氮氣輸入管道，經過過濾、減壓和計量后按一定比例輸入混和氣管路進行混合，混和后的氣體輸入到集氣裝置進行進一步混合及貯存，當熔爐需要用氣時，集氣裝置通過混和氣輸出管道輸入到氣體輸入裝置，該氣體輸入裝置對該混合氣進一步過濾、減壓和計量后通過管道輸出到對應的熔爐。
該氣體混合裝置包括氮氣輸入管路45、SF6氣輸入管路44及混合氣管路19。該氮氣輸入管路45上沿氣體流動方向依次設有過濾器8、壓力開關9、減壓閥12、可視流量計15及單向閥16，且該管路45上于過濾器8和減壓閥12之間、可視流量計15和減壓閥12之間分別設有可視壓力表10和可視壓力表14。該SF6氣輸入管路44上沿氣體流動方向依次設有過濾器34、壓力開關33、減壓閥31、可視流量計29及單向閥28，且該管路44上于過濾器34和減壓閥31之間、可視流量計29與減壓閥31之間分別設有可視壓力表32和可視壓力表30。該減壓閥12和減壓閥31均通過控制管路13與同一控制減壓閥11連接，從而通過該控制減壓閥11同時控制減壓閥12、31的出口壓力。該氮氣輸入管路45及SF6氣輸入管路44均與混合氣管路19的進氣口連接，從而使氮氣和SF6氣匯集到該混和氣管路19內進行混和。該混和氣管路19上沿氣體流動的方向依次設有電磁閥17、壓力開關26及單向閥25，且該電磁閥17與一用于控制其通斷的壓力控制器27連接，另外，該管路19上于電磁閥17和單向閥25之間還設有可視壓力表18。
該集氣裝置2與混合氣管道19的出氣口連接，其包括貯氣瓶24、安全閥20、可視壓力表21、截止閥22及單向閥25，該貯氣瓶24用于進一步混合SF6氣和氮氣及貯存混合氣體，安全閥20、可視壓力表21、截止閥22及單向閥25安裝在該貯氣瓶24上，以用于確保運行安全。
該氣體輸入設備與集氣裝置通過混合氣輸出管路23連接，該混和氣輸出管路23上沿氣體流動的方向上依次設有過濾減壓閥37、三通塊42、節(jié)流閥41、可視流量計40及單向閥39，且該管路23上于過濾減壓閥37和節(jié)流閥41之間還設有可視壓力表43。
本發(fā)明的工作原理如下從SF6氣源1來的SF6氣體和氮氣氣源2來的氮氣經減壓后分別送入氣體混合裝置3的SF6氣輸入管路44和氮氣輸入管路45，如氣源壓力不夠，則壓力開關9、33會驅動與其連接的報警指示燈發(fā)光，進行聲光報警，提示調整氣源壓力或更換氣源。調整控制減壓閥11的壓力可以方便的同時調節(jié)所述SF6氣輸入管路44和氮氣輸入管路45上的減壓閥12、31的出口壓力，使兩可視流量計15、29前端的壓力穩(wěn)定、一致?？梢晧毫Ρ?0、14、30、32可方便地讀取和監(jiān)視氣體的壓力狀況，流量計15、29分別用于控制輸入管路45、44上氮氣和SF6氣體的流量，達到按比例混合的目的。壓力控制器27用于控制電磁閥17的通斷，從而控制貯氣瓶24中的壓力，并將其壓力穩(wěn)定在一定范圍內，保證了流量計出口壓力的穩(wěn)定，從而使流量計計量更加穩(wěn)定、準確，提高了計量精度?？梢晧毫Ρ?8用于指示混合后的氣體壓力，壓力開關26用于欠壓報警，提示設備故障?；旌虾蟮臍怏w注入集氣裝置的貯氣瓶24進行進一步的混合。貯存在貯氣瓶24中的混合氣通過混合氣輸出管路23分別與一個或多個氣體輸入裝置5連接，進入氣體輸入裝置5的混合氣經過進一步的過濾、減壓、節(jié)流、計量后再輸入到對應的鎂合金熔爐，阻止鎂合金熔液氧化燃燒。
本發(fā)明中，氣體輸入裝置可以為兩個或兩個以上(如圖4所示)，各個氣體輸入裝置均分別通過混和氣輸出管道與集氣裝置連接，而使各個氣體輸入裝置呈并聯(lián)設置。各個氣體輸入裝置均可通過管路39與對應的熔爐6的保護氣體管路連接，或者一個氣體輸入裝置同時與多個熔爐連接。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點1)采用SF6和氮氣的混合氣體(其中SF6的含量為0.1～0.4％)作為鎂合金熔爐的保護氣體，實踐證明，它是目前最為有效的方法之一，其無毒、不會腐蝕設備、不會形成煙塵、不會污染鎂液，有利于保證鎂合金制品的力學性能和抗腐蝕性；2)采用減壓閥作為壓力控制元件，流量計作為流量控制元件，結構簡單、可靠，成本低廉，混合氣的制備能力和混合比例可以通過調節(jié)流量進行控制，并可通過可視壓力表直觀讀?。?)由于設置有集氣裝置，可以供應一至數(shù)臺熔爐同時使用，也可兩臺或多臺并聯(lián)使用，從而大大地提高了設備運行的安全性，滿足大型壓鑄車間或熔煉設備的需要；4)該供氣設備采用機械結構，不受停電等環(huán)境因素影響，遇突發(fā)停電事故時也能保證混合氣的供應，安全性好；5)采用分置的氣體輸入設備，有利于根據(jù)熔爐的具體需要調節(jié)氣體流量，滿足應付突發(fā)事件的需要，而且該氣體輸入裝置可以為并聯(lián)設置的數(shù)個，所以當一個氣體輸入裝置或熔爐出現(xiàn)故障時，不會影響到其它的氣體輸入設備和熔爐的正常工作。
權利要求
1.一種用于鎂合金熔爐的保護氣體混合供氣設備，其特征在于包括氣體混合裝置、集氣裝置及至少一個用于向熔爐供氣的氣體輸入裝置，該氣體混合裝置包括用于供SF6氣輸入的SF6氣輸入管路、用于供氮氣輸入的氮氣輸入管路及用于供SF6氣體和氮氣混合的混合氣管路，SF6氣輸入管路和氮氣輸入管路均與混合氣管路的進氣口連接，混合氣管路的出氣口與集氣裝置連接，集氣裝置與各個氣體輸入裝置均通過混合氣輸出管路連接。
2.如權利要求1所述的一種用于鎂合金熔爐的保護氣體混合供氣設備，其特征在于所述的SF6氣輸入管路和氮氣輸入管路上均設有流量控制元件和壓力控制元件。
3.如權利要求2所述的一種用于鎂合金熔爐的保護氣體混合供氣設備，其特征在于所述的流量控制元件為流量計，壓力控制元件為減壓閥。
4.如權利要求3所述的一種用于鎂合金熔爐的保護氣體混合供氣設備，其特征在于所述的設于SF6氣輸入管路和氮氣輸入管路上的減壓閥通過控制管路與控制減壓閥連接。
5.如權利要求2所述的一種用于鎂合金熔爐的保護氣體混合供氣設備，其特征在于所述的SF6氣輸入管路和氮氣輸入管路上還均設有過濾器。
6.如權利要求1所述的一種用于鎂合金熔爐的保護氣體混合供氣設備，其特征在于所述的混合氣管路上設有電磁閥，該電磁閥與一控制其通斷的壓力控制器連接。
7.如權利要求1所述的一種用于鎂合金熔爐的保護氣體混合供氣設備，其特征在于所述的混合氣輸出管路上設有流量控制元件。
8.如權利要求7所述的一種用于鎂合金熔爐的保護氣體混合供氣設備，其特征在于所述的混合氣輸出管路上還設有壓力控制元件及節(jié)流元件。
9.如權利要求1所述的一種用于鎂合金融路的保護氣體混合供氣設備，其特征在于所述的集氣裝置上安裝有用于控制供氣通斷的閥體。
10.如權利要求1-9中任意一項所述的一種用于鎂合金熔爐的保護氣體混合供氣設備，其特征在于所述的氣體輸入裝置和混合氣輸出管路均至少具有兩個并一一對應。
全文摘要
本發(fā)明一種用于鎂合金熔爐的保護氣體混合供氣設備包括氣體混合裝置、集氣裝置及至少一個用于向熔爐供氣的氣體輸入裝置，該氣體混合裝置包括用于供SF6氣輸入的SF6氣輸入管路、用于供氮氣輸入的氮氣輸入管路及用于供SF6氣體和氮氣混合的混合氣管路，SF6氣輸入管路和氮氣輸入管路均與混合氣管路的進氣口連接，混合氣管路的出氣口與集氣裝置連接，集氣裝置與各個氣體輸入裝置均通過混合氣輸出管路連接。由于集氣裝置和氣體輸入裝置的設置，使一個集氣裝置可以通過氣體輸入設備對一臺至數(shù)臺的熔爐同時連續(xù)送氣，從而大大提高了設備運行的安全性，滿足大型壓鑄車間或熔煉設備的需要。
文檔編號F27B14/04GK1982825SQ20051002236
公開日2007年6月20日 申請日期2005年12月17日 優(yōu)先權日2005年12月17日
發(fā)明者方隆福 申請人:比亞迪股份有限公司