[發(fā)明專利]具有集成的氣體遞送系統(tǒng)的超聲裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280050001.6
• 申請日: 2012-10-10
• 公開（公告）號: CN103889598A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設計）人: 維克多·F·朗德基斯特;凱文·S·姬爾
• 申請（專利權）人: 南線有限責任公司
• 主分類號: B06B3/00
• 分類號: B06B3/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 王旭

對相關申請的引用

本申請作為PCT國際專利申請在2012年10月10日提交，并且要求在2011年10月11日提交的美國專利申請?zhí)?3/270,401的優(yōu)先權，所述申請的內容通過引用完整地結合于此。

版權

本文所包括的材料中的所有權利，包括版權，歸屬于申請人并且為申請人的財產。申請人保留并保有本文所包括的材料的所有權利，并且僅許可連同授權的專利副本一起復制該材料，并且不能用于其他用途。

背景技術

特定金屬制品的加工和澆鑄可以需要含有熔融金屬的浴(bath)，并且依賴于具體的金屬，該熔融金屬的浴可以保持在700℃至1200℃的范圍內或更高的溫度。許多設備或裝置可以在用于所需金屬制品的制造或澆鑄的熔融金屬浴中使用。需要這些設備或裝置更好地耐受在熔融金屬浴中遇到的升高的溫度，有益地具有更長的壽命并且被限制為與特定的熔融金屬無反應性。

此外，熔融金屬可以具有溶解在其中的一種或多種氣體和/或存在于其中的雜質，并且這些氣體和/或雜質可以不利地影響所需金屬制品的最終制造和澆鑄，和/或從而得到的金屬制品自身的物理性質。減少存在于熔融金屬浴中的溶解的氣體或雜質的量的嘗試還未完全成功。因此，需要改進的方法以將氣體和/或雜質從熔融金屬移除。

概述

提供該概述從而以簡化形式介紹選出的概念，其在下面在詳述中進一步描述。該概述不意圖識別所要求保護的主題的必需的或必要的特征。該概述也不預期用于限制所要求保護的主題的范圍。

本發(fā)明針對用于減少在熔融金屬浴中的溶解的氣體(和/或各種雜質)的量的方法(例如，超聲脫氣)。在一個實施方案中，該方法可以包括在熔融金屬浴中運行超聲裝置，并且將吹掃氣體引入至緊鄰超聲裝置的熔融金屬浴中。例如，溶解的氣體可以包括氫，熔融金屬浴可以包括鋁或銅(包括其合金)，并且吹掃氣體可以包含氬和/或氮。可以將吹掃氣體在約50cm(或25cm，或15cm，或5cm，或2cm)內，或通過超聲裝置的尖部加入至熔融金屬浴中。可以將吹掃氣體以每kg/小時的來自熔融金屬浴的輸出在約0.1至約150L/分鐘的范圍內，或另外地或備選地，在約10至約500mL/小時的范圍內的吹掃氣體的速率加入或引入至熔融金屬浴中。

本發(fā)明還公開了超聲裝置，并且這些超聲裝置可以在許多不同的應用中使用，包括超聲脫氣和晶粒細化。作為實例，超聲裝置可以包括超聲換能器；連接至超聲換能器的探頭，所述探頭包括尖部；以及氣體遞送系統(tǒng)，所述氣體遞送系統(tǒng)包括氣體入口、通過探頭的氣流通道，和位于探頭尖部處的氣體出口。在一個實施方案中，探頭可以是伸長的探頭，所述伸長的探頭包括第一端和第二端，第一端連接至超聲換能器并且第二端包括尖部。此外，探頭可以包含不銹鋼、鈦、鈮、陶瓷等，或任何這些材料的組合。在另一個實施方案中，超聲探頭可以是具有通過其的集成氣體遞送系統(tǒng)的單一賽隆(Sialon)探頭。在另一個實施方案中，超聲裝置可以包括多個探頭組件和/或每個超聲換能器多個探頭。

上述概述和以下詳述都提供實例并且僅是示例性的。因此，上述概述和以下詳述不應被認為是限制性的。此外，除了本文中所述那些以外還可以提供多個特征或變化。例如，特定實施方案可以針對詳述中描述的多個特征組合和子組合。

附圖簡述

結合在本公開中并構成其一部分的附圖示例本發(fā)明的多個實施方案。在附圖中：

圖1顯示本發(fā)明的一個實施方案中的超聲裝置的部分截面圖。

圖2顯示本發(fā)明的另一個實施方案中的超聲裝置的部分截面圖。

圖3顯示本發(fā)明的另一個實施方案中的超聲裝置的部分截面圖。

圖4顯示本發(fā)明的另一個實施方案中的超聲裝置的部分截面圖。

圖5是示例與鋁的理論密度比較實施例1-4中的每一個的密度的百分比差異的柱狀圖。

圖6是示例實施例1-4中的每一個的以ppm計的氫含量的柱狀圖。

圖7是實施例5-8的氫濃度作為時間的函數(shù)的曲線圖。

詳述

以下詳述參考附圖。在可能的情況下，在附圖和以下描述中使用相同或類似的標號來指代相同或類似的元件。雖然可以描述本發(fā)明的實施方案，但是改進、調整和其他執(zhí)行是可能的。例如，可以對附圖中示例的元件進行置換，加入，或修改，并且本文所述的方法可以通過置換，重排，或向已公開的方法增加階段來改變。因此，以下詳述不限制本發(fā)明的范圍。