本发明涉及一种装置及方法，尤其是涉及一种风电主轴的铁型覆砂、树脂砂复合铸型用浇注系统装置及方法，它应用于铸造风力发电机主轴铁型覆砂、树脂砂复合铸型中，它属于铸造风力发电。
背景技术：
1、风力发电作为一种绿色、可持续发展的新能源技术，进入二十一世纪以来，已经得到长足的进步和发展，单机和总装机容量不断地刷新，各种新材料、新工艺、新技术的应用，加快了风电发电技术的更 新换代速度，并大大降低了风力发电整机的制作成本。
2、对于大型风力发电机组而言，如何提升风力发电机组各部件的材质性能，实现各部件轻量化，是更好地发挥风力发电机组的发电效率、降低风力发电机组制作成本的重要手段之一。作为风力发电机重要受力部件的风力发电机主轴（以下简称风电主轴）采用球墨铸铁铸造生产已逐渐替代原来的锻钢件生产，球墨铸铁风电主轴的铸造生产形式主要有树脂砂铸造、金属型铸造。这两种铸造生产方式铸造大型的风电主轴铸件（一般单件重量在15-25吨），存在着一些工艺上的不足。例如：铸件内在组织不致密、综合机械性能较低、生产工序比较复杂、生产效率低、生产成本较高、生产过程控制要求严格等，这些不足已经制约了球墨铸铁风电主轴的进一步应用，特别是在恶劣环境下、以及大功率的风力发电机组上的应用。
3、铁型覆砂铸造技术是一种节能、节材、高效、高质量铸造的新技术，对于风电主轴这类内部存在一定形状内腔的铸件，采用铁型覆砂、树脂砂复合铸造工艺技术能很好地克服上述不足，从而更好地提升球墨铸铁材质的综合机械性能，使铸造的风电主轴具备优良延伸性能和低温冲击性能。
4、因此，针对铁型覆砂、树脂砂复合铸造工艺的特点，开发出满足铁型覆砂、树脂砂复合工艺的浇注系统，是采用铁型覆砂、树脂砂复合铸造工艺生产合格的风电主轴铸件的关键环节。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，安全可靠，节能环保，实现风电主轴铸件的无冒口铸造、铸态铸造生产，大大提高风电主轴铸件生产的铸造工艺出品率，操作方便的风电主轴的铁型覆砂、树脂砂复合铸型用浇注系统装置及方法。
2、本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该风电主轴的铁型覆砂、树脂砂复合铸型用浇注系统装置，包括浇口杯、直浇道、多条分散式横浇道以及多个与浇注系统相匹配的铁水过滤装置，所述浇口杯底部连接直浇道顶部，该直浇道底部设置多条分散式横浇道，其特征在于：还包括环形上浮聚渣环、多条雨淋式内浇道，多个泡沫陶瓷过滤网、多组过渡过滤浇道和数根用于覆砂层气体排放的排气通道，所述多条分散式横浇道末端均采用底注式与铁水过滤装置的上部通道连通，铁水过滤装置设置多块泡沫陶瓷过滤网，多块泡沫陶瓷过滤网的下部通道分别与多条进入风电主轴法兰底部的雨淋式内浇道连接；与分散式横浇道相连接的多个铁水过滤装置呈分散状均匀地布置在风电主轴法兰底部外径的外围；铁水过滤装置设置多组过渡过滤浇道，多条分散式横浇道与多组过渡过滤浇道相匹配，每组过渡过滤浇道均设置两块泡沫陶瓷过滤网；环形上浮聚渣环设置在风电主轴铸型的顶部，风电主轴铸型顶部设置了数根通向大气的排气通道；环形上浮聚渣环用于风电主轴铸型中产生的气体、夹杂物的上浮、聚集，从而保证风电主轴铸件主体内在质量；排气通道用于在铁水浇注过程中，铁型覆砂铸型的覆砂层因受热产生的大量气体，可以通过此通道排入大气中，防止风电主轴铸件中气孔缺陷的产生。
3、作为优选，本发明所述环形上浮聚渣环设置在风电主轴的自硬树脂砂上箱铸型中，环形上浮聚渣环的内、外直径与风电主轴顶部内、外直径一致，高度为30-70mm。
4、作为优选，本发明所述排气通道采用压边圆柱形，该排气通道的直径为60-90mm。
5、作为优选，本发明所述铁水过滤装置与风电主轴法兰外径的距离为250-350mm。
6、作为优选，本发明所述浇注系统为开放式浇注系统，其各截面的比例为：∑直:∑横:∑内=1:1.5-1.8:3.8-4.6。
7、作为优选，本发明所述浇口杯、直浇道、分散式横浇道、雨淋式内浇道、环形上浮聚渣环和多条排气通道均由自硬树脂砂铸型成型。
8、作为优选，本发明所述过渡过滤浇道采用自硬树砂或覆膜砂成型，装配到铁型过渡过滤浇道型腔内；泡沫陶瓷过滤网安放在相应的自硬树脂砂过滤浇道型腔铸型内。
9、本发明还提供一种风电主轴的铁型覆砂、树脂砂复合铸型用浇注系统装置的工作方法，其特征在于：具体步骤如下：浇注的铁水通过浇口杯进入直浇道再进入自硬树脂砂底箱铸型的各个分散式横浇道，铁水再由下往上进入铁水过滤装置中的过渡过滤浇道，然后铁水通过各个过渡过滤浇道再向下流动通过泡沫陶瓷过滤网，过滤后的铁水流向在泡沫陶瓷过滤网片下方的各个雨淋式内浇道，然后向上通过铁型覆砂、自硬树脂砂复合铸型的风电主轴法兰底面的内浇口，进入风电主轴铸型型腔，铁水沿该铸型不断向上充型，直至风电主轴铸型顶部的环形上浮聚渣环、充满环形上浮聚渣环后，铁水继续向上注满顶部通向大气的覆砂层气体排气通道后完成整个浇注过程；铁水在风电主轴铸型充型过程中，铁型覆砂铸型的覆砂层受热产生大量气体，所产生的气体通过风电主轴复合铸型顶部的通大气覆砂层气体排气通道，不断地排到环境大气中，同时通过在排气通道上方引火，加速这些气体的排放，避免风电主轴铸件中气孔缺陷；在浇注过程、及随后的铁水冷却过程中，因风电主轴铸型的铁水与铸型中气体反应、以及紊流引起的渣杂上浮，并最终聚集在铸型顶部的环形上浮聚渣环中，避免风电主轴铸件中的夹渣、夹杂缺陷；浇注进入风电主轴铸型的铁水通过泡沫陶瓷过滤网组成的铁水过滤装置将铁水中一次渣杂等夹杂物过滤掉，从而避免了风电主轴铸件中一次夹渣、夹杂缺陷；均匀布置在风电主轴法兰底面的雨淋式内浇道，保证了铁水在浇注过程中的均衡充型，使整个风电主轴的均衡冷却，使铁水在风电主轴铸型中的冷却更为合理，充分利用铁水在凝固冷却过程中，因石墨球析出所产生的膨胀量来抵消铁水因冷却而产生的收缩量，极大地发挥铁型覆砂铸型的无冒口、自补缩效果，从而最终获得内在组织致密、无缩孔、无缩松的风电主轴铸件。
10、本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：1）整体结构设计合理，安全可靠，满足风电主轴铁型覆砂、自硬树脂砂复合铸造工艺和铁水的均衡凝固要求，结合铁型覆砂铸造技术中石墨化自补缩作用，实现风电主轴铸件的无冒口铸造，大大提高风电主轴铸件生产的铸造工艺出品率；2）采用底注雨淋式浇注，铁水流动平衡、无飞溅，大大减少了浇注过程产生铁豆、气体卷入形成气孔、产生夹渣等铸造缺陷；3）结合泡沫陶瓷过滤技术，避免铸件内在组织一次渣缺陷；4）顶部通大气出气装置，确保铁型覆砂覆砂层在浇注过程中所产生气体的顺利排出；5）风电铸件铸型顶部的集渣环，将浇注过程产生的二次渣上浮收集，使铸件本体无夹渣等铸造缺陷；6）实现风电主轴铸件的无冒口、铸态铸造生产，节能效果显著。
1.一种风电主轴的铁型覆砂、树脂砂复合铸型用浇注系统装置，包括浇口杯（1）、直浇道（2）、多条分散式横浇道（3）以及多个与浇注系统相匹配的铁水过滤装置（9），所述浇口杯（1）底部连接直浇道（2）顶部，该直浇道（2）底部设置多条分散式横浇道（3），其特征在于：还包括环形上浮聚渣环（7）、多条雨淋式内浇道（6），多个泡沫陶瓷过滤网（5）、多组过渡过滤浇道（4）和数根用于覆砂层气体排放的排气通道（8），所述多条分散式横浇道（3）末端均采用底注式与铁水过滤装置（9）的上部通道连通，铁水过滤装置（9）设置多块泡沫陶瓷过滤网（5），多块泡沫陶瓷过滤网（5）的下部通道分别与多条进入风电主轴法兰底部的雨淋式内浇道（6）连接；与分散式横浇道（3）相连接的多个铁水过滤装置（9）呈分散状均匀地布置在风电主轴法兰底部外径的外围；铁水过滤装置（9）设置多组过渡过滤浇道（4），多条分散式横浇道（3）与多组过渡过滤浇道（4）相匹配，每组过渡过滤浇道（4）均设置两块泡沫陶瓷过滤网（5）；环形上浮聚渣环（7）设置在风电主轴铸型的顶部，风电主轴铸型顶部设置了数根通向大气的排气通道（8）。
2.根据权利要求1所述的风电主轴的铁型覆砂、树脂砂复合铸型用浇注系统装置，其特征在于：所述环形上浮聚渣环（7）设置在风电主轴的自硬树脂砂上箱铸型中，环形上浮聚渣环（7）的内、外直径与风电主轴顶部内、外直径一致，高度为30-70mm。
3.根据权利要求1所述的风电主轴的铁型覆砂、树脂砂复合铸型用浇注系统装置，其特征在于：所述排气通道（8）采用压边圆柱形，该排气通道（8）的直径为60-90mm。
4.根据权利要求1所述的风电主轴的铁型覆砂、树脂砂复合铸型用浇注系统装置，其特征在于：所述铁水过滤装置（9）与风电主轴法兰外径的距离为250-350mm。
5.根据权利要求1所述的风电主轴的铁型覆砂、树脂砂复合铸型用浇注系统装置，其特征在于：所述浇注系统为开放式浇注系统，其各截面的比例为：∑直:∑横:∑内=1:1.5-1.8:3.8-4.6。
6.根据权利要求1所述的风电主轴的铁型覆砂、树脂砂复合铸型用浇注系统装置，其特征在于：所述浇口杯（1）、直浇道（2）、分散式横浇道（3）、雨淋式内浇道（6）、环形上浮聚渣环（7）和多条排气通道（8）均由自硬树脂砂铸型成型。
7.根据权利要求1所述的风电主轴的铁型覆砂、树脂砂复合铸型用浇注系统装置，其特征在于：所述过渡过滤浇道（4）采用自硬树砂或覆膜砂成型，装配到铁型过渡过滤浇道型腔内；泡沫陶瓷过滤网（5）安放在相应的自硬树脂砂过滤浇道型腔铸型内。
8.一种风电主轴的铁型覆砂、树脂砂复合铸型用浇注系统装置的工作方法，采用如权利要求1～7任一项所述的风电主轴的铁型覆砂、树脂砂复合铸型用浇注系统装置，其特征在于：具体步骤如下：
