CN111536799A - 一种真空熔炼炉用测温装置 - Google Patents

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刘顺钢
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Abstract

本发明提供了一种真空熔炼炉用测温装置，包括连接在测温室壳体上的旋转轴，固定连接在旋转轴中部的卷轮，卷绕在卷轮上的补偿导线；所述补偿导线一端从旋转轴一侧引出测温室壳体外并与连接测温表的静止导线间接连接、另一端在测温室内与测温偶连接；所述旋转轴另一侧设置同步带轮和减速电机；所述测温室壳体底部与熔炼炉顶部之间设置真空阀；所述测温室壳体顶部设置连通测温室的真空排气阀和充气阀；所述测温室壳体侧壁设置真空计和压力变送器；所述旋转开关、减速电机、真空阀、真空排气阀、充气阀、真空计及压力变送器与PLC控制器连接。本发明提供的真空熔炼炉用测温装置，能降低测温室高度、自动测温且测温位置精准。

Description

一种真空熔炼炉用测温装置
技术领域
本发明涉及金属材料生产设备技术领域，特别涉及一种真空熔炼炉用测温装置。
背景技术
目前真空熔炼炉所使用的测温装置主要分为两种，一种为非接触式红外线测温，其测温方式是将红外线测温仪放置在炉体外部，通过玻璃视窗来对炉体内钢液进行测温，这种方式主要的弊端在于钢液熔化过程中，会挥发出大量的金属粉尘，金属粉尘会附着在玻璃视窗上影响红外线测温仪的测温精度。另一种为接触式测温，现有接触式测温装置通常采用测温杆式连接，是将测温偶固定在测温杆的一端，通过气缸或减速机驱动将测温杆伸入炉内进行测温，此测温方式使用的测温杆很长，这使测温室需要很大的高度空间。并且，测温杆在测温时也很难精准停止在理想的测温区域，往往需要人为干预，不能实现自动测温。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能降低测温室高度、自动测温且测温位置精准的真空熔炼炉用测温装置。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种真空熔炼炉用测温装置，包括：
密封连接在测温室壳体上部两侧壁上的旋转轴，固定连接在旋转轴中部的卷轮，卷绕在卷轮上的补偿导线；
所述补偿导线一端从旋转轴一侧引出测温室壳体外并与连接测温表的静止导线间接连接、另一端在测温室内与测温偶连接；
所述旋转轴另一侧靠近测温室壳体外部设置与旋转开关连接的同步带轮，所述旋转轴另一侧端部与减速电机连接；
所述测温室壳体底部与熔炼炉顶部之间设置真空阀，通过所述真空阀的阀板可打开或关闭熔炼室与测温室之间的连通通道；
所述测温室壳体顶部设置连通测温室的真空排气阀和充气阀；
所述测温室壳体侧壁设置真空计和压力变送器；
所述旋转开关、减速电机、真空阀、真空排气阀、充气阀、真空计及压力变送器与PLC控制器连接。
进一步地，所述测温室壳体两侧与所述旋转轴的连接处分别设置轴承和骨架油封，所述旋转轴安装在所述轴承内并通过所述骨架油封将旋转轴与测温室壳体之间动密封。
进一步地，所述旋转轴一侧为空心轴心设计，所述旋转轴上径向设置连通所述空心轴心的第一穿线口，所述卷轮通过键连接在所述旋转轴的第一穿线口处，所述卷轮上径向设置与所述第一穿线口匹配的第二穿线口，所述卷轮的圆周中间设有沟槽，所述补偿导线卷绕在所述沟槽内且一端穿过第二穿线口和第一穿线口沿所述空心轴心从旋转轴端部引出测温室壳体外部。
进一步地，所述旋转轴的空心轴心端部设置真空接头，所述补偿导线通过所述真空接头从旋转轴端部引出，所述旋转轴端部的侧部设置由连接补偿导线的旋转环和连接所述静止导线的铜电刷构成的导电滑环组件，所述旋转环固定在旋转轴上可随旋转轴旋转，所述铜电刷尾部固定在测温室壳体侧面，所述铜电刷端部可在旋转环上滑动从而使补偿导线与所述静止导线连通。
进一步地，所述补偿导线另一端通过连接在补偿导线尾部的测温偶接头与测温偶连接，所述测温偶与测温偶接头以插式连接的方式连接。
进一步地，所述补偿导线的外部设有保护套。
进一步地，所述减速电机通过联轴器与旋转轴连接，所述减速电机内部设有抱闸。
进一步地，所述旋转开关通过同步带与同步带轮连接。
进一步地，所述旋转开关设置所述测温偶向上移动的上限位和向下移动的下限位。
进一步地，所述测温室壳体侧部设置侧门，所述侧门与测温室壳体之间通过密封圈进行真空密封。
本发明提供的一种真空熔炼炉测温装置，其测温偶与卷绕在卷轮上的补偿导线连接，卷轮固定在与减速电机连接的旋转轴上，通过减速电机带动旋转轴及固定在旋转轴上的卷轮正向或反向转动，从而可使与补偿导线连接的测温偶下降到真空熔炼炉的熔炼室进行测温和测温完成后收起，这样可大大减少测温室的高度尺寸，从而大大降低了真空熔炼炉的整体高度。并且，旋转轴上还安装有同步带轮，同步带轮与旋转开关连接，旋转开关设有测温偶下移的下限位和上移的上限位，且减速电机内部设有抱闸，通过旋转开关对测温偶设置的上下限位和减速电机内部的抱闸，可使测温偶在减速电机的驱动下精准的停止在预定的测温区域，从而增大大加了测温位置的精准度。同时，旋转开关、真空计和压力变送器等检测元件及真空阀、真空排气阀、充气阀和减速电机等执行元件都与PLC控制器连接，测温偶下移到下限位进行测温和测温偶上移到上限位测温停止、及对测温室抽真空排气和向测温室导入保护气，都是在PLC控制器的控制下自动完成，无需人为干预，从而实现了测温装置的自动测温，减小了操作人员的操作强度，提高了工作效率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的真空熔炼炉用测温装置的结构示意图。
附图标记说明：1、测温室壳体，2、旋转轴，3、卷轮，4、测温偶，5、测温偶接头，6、补偿导线，7、轴承，8、骨架油封，9、旋转环，10、真空接头，11、旋转开关，12、同步带，13、减速电机，14、联轴器，15、同步带轮，16、铜电刷，17、真空阀，18、密封圈，19、真空排气阀，20、充气阀，22、真空计，23、压力变送器，24、侧门，25、熔炼室，26、真空阀17的阀板，27、熔炼坩埚，28、测温室。
具体实施方式
参见图1，本发明实施例提供的一种真空熔炼炉用测温装置，包括旋转轴2，卷轮3，测温偶4，补偿导线6，旋转开关11，减速电机13，及同步带轮15等部件。
旋转轴2安装在测温室壳体1上部的两侧壁上，测温室壳体1两侧与旋转轴2的连接处分别设置同轴安装的轴承7和骨架油封8，旋转轴2安装在轴承7内并通过骨架油封8将旋转轴2与测温室壳体1之间进行动密封，防止测温室壳体1与旋转轴2的连接处向外漏气，以确保旋转轴2在测温室壳体1上旋转时测温室28内保持其真空度。
其中，旋转轴2一侧为空心轴心设计，旋转轴2另一侧为实心轴心设计，在旋转轴2的实心与空心交接处径向设置有一个与旋转轴2的空心轴心连通的第一穿线口。卷轮3通过键固定安装在旋转轴2的实心与空心交接处位置，在卷轮3的圆周中间设有沟槽，且在卷轮3沟槽上径向设置有一个与所述第一穿线口位置大小相匹配的第二穿线口。补偿导线6卷绕在卷轮3上的沟槽内，并且，补偿导线6的一端穿过所述第二穿线口和第一穿线口经过旋转轴2的空心轴心从旋转轴2端部引出测温室壳体1外部，补偿导线6的另一端与用于测量真空熔炼炉熔炼坩埚27内的熔炼温度的测温偶4连接。
在旋转轴2的空心轴心一侧的端部设置有起真空密封作用的真空接头10，补偿导线6通过真空接头10从旋转轴2的端部引出轴外。旋转轴2端部的侧部设置有由旋转环9和铜电刷16构成的导电滑环组件，补偿导线6从旋转轴2端部引出后连接在旋转环9上，旋转环9固定在旋转轴2上并随旋转轴2旋转，铜电刷16尾部固定在测温室壳体1侧壁上，铜电刷16端部与旋转环9滑动接触，且铜电刷16与静止导线一端连接，当旋转环9跟随旋转轴2转动时，铜电刷16可在旋转环9上滑动，从而使补偿导线6与所述静止导线连通，静止导线的另一端与测温表连接。
补偿导线6连接测温偶4的一端尾部连接测温偶接头5，测温偶4连接在测温偶接头5上，为了方便测温偶4与测温偶接头5连接，也为了便于测温偶4的更换，测温偶4与测温偶接头5之间以快插式连接方式进行连接。并且，为了保护补偿导线6在熔炼室25内的高温环境下不易被损坏，同时也为了增加补偿导线6的使用强度，补偿导线6的外部套有保护套。当测温偶4伸入熔炼室25内进行测温时，测温偶4可将测得的熔炼坩埚27内的熔炼温度通过测温偶接头5、补偿导线6和静止导线传输到测温表并在测温表的显示屏上显示。
在测温室壳体1外部的旋转轴2的实心轴心的一侧固定安装有同步带轮15，同步带轮15与旋转开关11通过同步带12连接。并且在旋转轴2实心轴心一侧的端部与减速电机13连接，减速电机13通过联轴器14与旋转轴2的端部连接，并且减速电机13内部设置有抱闸，而且旋转开关11和减速电机13均和PLC控制器连接。当需要测温时，PLC控制器向减速电机13发出运行指令，减速电机13通过联轴器14驱动旋转轴2正向转动，转动轴2会带动固定在转动轴2上的卷轮3正向转动，卷轮3正向转动时卷绕在卷轮3上的补偿导线6在测温偶4的重力作用下伸长，这样测温偶4可以下降到熔炼室25中进行测温。测温结束后，PLC控制器向减速电机13发出反向运行指令，减速电机13通过联轴器14驱动旋转轴2反向转动，转动轴2带动卷轮3反转，卷轮3反转时补偿导线6会被卷绕，测温偶4会被补偿导线6升起。同时，减速电机13驱动旋转轴2正反向转动时，旋转轴2也带动转动轴2上的同步带轮15正反向转动，同步带轮15通过同步带12带动旋转开关11正反向转动。旋转开关11上设置有测温偶4向下移动的下限位和向上移动的上限位，当测温偶4向下移动到下限位时，即测温偶4到达预定的测温区域，旋转开关11将测温偶4到达下限位的信号反馈给PLC控制器，PLC控制器控制减速电机13停止转动并控制减速电机13内部的抱闸及时抱紧，减速电机13立即停止正向转动，旋转轴2和旋转轴2上的卷轮随即停止转动。经过设定时间的暂停，测温偶4测温完成，PLC控制器向减速电机13发出反向运行指令，减速电机13又开始反向转动，测温偶4随着补偿导线6向上移动，当测温偶4上移到上限位时，旋转开关11将测温偶4到达上限位的信号反馈给PLC控制器，PLC控制器又控制减速电机13停止转动并控制减速电机13的抱闸及时抱紧，减速电机13立即停止反向转动。通过旋转开关11将测温偶4到达上下限位的信号及时反馈给PLC控制器、PLC控制器对减速电机13运行与停止进行控制、以及减速电机13内部设置的抱闸，可以使测温偶4在减速电机13的驱动下精准的停止在预定的测温区域。
在测温室壳体1底部与熔炼炉顶部之间设置有真空阀17，真空阀17内设置有可以左右移动的阀板26,真空阀17的阀板26向右移动，阀板26可以紧密的封盖在熔炼室25与测温室28之间的连通通道口上，从而关闭熔炼室25与测温室28之间的连通通道。当真空阀17的阀板26反向移动后，阀板26可以撤离熔炼室25与测温室28之间的连通通道口，从而又可以使熔炼室25与测温室28之间的连通通道连通。并且，真空阀17的阀板26左右移动受PLC控制器的控制，从而实现熔炼室25与测温室28之间的连通通道的自动打开与关闭。
测温室壳体1的顶部设置有连通测温室28的真空排气阀19和充气阀20。测温室壳体1的侧壁设置有真空计22和压力变送器23。真空排气阀19、充气阀20、真空计22及压力变送器23也都与PLC控制器连接，PLC控制器能够控制真空排气阀19和充气阀20打开与关闭，同时，真空计22及压力变送器23也能把检测到的测温室28内的真空度和压力信号传送给PLC控制器，从而PLC控制器可以根据测温室28内的真空度和压力适时控制真空排气阀19和充气阀20的打开与关闭。
由于测温偶4为易损部件而需要经常更换，为了方便测温偶4的更换，在测温室壳体1的侧面设置有侧门24，为了保证侧门24与测温室壳体1之间的密封性，在侧门24与测温室壳体1之间设置密封圈18对侧门24与测温室壳体1的连接处进行真空密封。当需要对测温室28内的测温偶4进行更换时，先通过PLC控制器控制真空阀17的阀板26向右移动，使阀板26紧密封盖在熔炼室25与测温室28之间的连通通道口上，从而关闭熔炼室25与测温室28之间的连通通道，使熔炼室25保持真空状态，而测温室28为大气状态。然后打开侧门24将损坏的测温偶4拆下，安装上新的测温偶4即可。整个过程无需停止设备的运行，且在不破坏真空熔炼炉熔炼室25的真空度的前提下即可快速实现测温偶4的更换，从而提高了设备的生产效率。
下面对本发明实施例提供的真空熔炼炉用测温装置的测温过程及工作原理做具体说明。
当设备的PLC控制器接收到测温指令时，PLC控制器首先控制真空阀17的阀板26向右移动将熔炼室25与测温室28之间的连通通道口封闭，使现测温室28与熔炼室25之间处于隔离状态。然后PLC控制器控制与真空排气阀19连接的气缸，促使气缸打开真空排气阀19，开始对测温室28抽真空排气。测温室28抽真空过程中，真空计22检测测温室28的真空度并将检测的真空度反馈给PLC控制器，当测温室28的真空度数值达到PLC控制器预设的真空度数值时，PLC控制器控制真空排气阀19关闭，测温室28抽真空排气完成。
当测温室28抽真空完成后，若熔炼室25内为真空状态，则在测温室28处于真空状态下对熔炼室25进行测温，PLC控制器控制真空阀17的阀板26向左移动而打开熔炼室25与测温室28之间的连通通道口，使现测温室28与熔炼室25之间处于连通状态，然后进行下一步的熔炼室25测温工作。若熔炼室25内为气体保护状态，则向测温室28内导入保护气体，使测温室28与熔炼室25之间达到压力平衡后，PLC控制器控制真空阀17的阀板26向左移动而打开熔炼室25与测温室28之间的连通通道口，使现测温室28与熔炼室25之间处于连通状态，然后进行下一步的熔炼室25测温工作。
当需要向测温室28导入保护气体时，PLC控制器控制与充气阀20连接的气缸，促使气缸打开充气阀20，然后向测温室28内导入保护气体。在向测温室28导入保护气的过程中，压力变送器23检测测温室28内的压力并将检测的压力反馈给PLC控制器，当测温室28的压力数值达到PLC控制器预设的压力数值时，PLC控制器控制充气阀20关闭，向测温室28内导入保护气体完成，此时测温室28与熔炼室25之间达到压力平衡，然后进行下一步的熔炼室25的测温工作。
在对熔炼室25进行测温时，PLC控制器控制真空阀17的阀板26向左移动而打开熔炼室25与测温室28之间的连通通道口,当PLC控制器检测到真空阀17的阀板26打开到位后，PLC控制器控制减速电机13启动，减速电机13正向转动而带动旋转轴2及卷轮3正向转动，连接在补偿导线6端部的测温偶4受重力下降，当测温偶4向下移动到下限位时，旋转开关11将测温偶4到达下限位的信号反馈PLC控制器，PLC控制器控制减速电机13停止转动并控制减速电机13内部的抱闸及时抱紧，减速电机13立即停止正向转动，旋转轴2和旋转轴2上的卷轮随即停止转动。减速电机13会有大约7S的短暂停止运行，在这7S时间内测温偶4正好处于预定的测温区域内对熔炼室25内熔炼坩埚27内的钢液进行测温。测温偶4所测的温度数值电信号通过补偿导线6传递给测温表，测温表通过运算及信号转换，将所测温度数值在测温表的显示器上显示出来，测温偶4测温完成。延时7S后PLC控制器控制减速电机13反转，测温偶4随着补偿导线6向上移动，当测温偶4上移到上限位时，说明测温偶4已上升到位，旋转开关11将测温偶4到达上限位的信号反馈PLC控制器，PLC控制器又控制减速电机13停止转动并控制减速电机13的抱闸及时抱紧，减速电机13立即停止反向转动，整个测温过程结束。由于旋转开关11、真空计22和压力变送器23等检测元件及真空阀17、真空排气阀19、充气阀20和减速电机13等执行元件都与PLC控制器连接，测温偶4下移到下限位进行测温和测温偶4上移到上限位测温停止、及对测温室28抽真空排气和向测温室28导入保护气，都是在PLC控制器的控制下自动完成，整个过程完全自动控制，无需人工干预，从而实现了测温装置的自动测温，减小了操作人员的操作强度，提高了工作效率。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种真空熔炼炉用测温装置，其特征在于，包括：
密封连接在测温室壳体(1)上部两侧壁上的旋转轴(2)，固定连接在旋转轴(2)中部的卷轮(3)，卷绕在卷轮(3)上的补偿导线(6)；
所述补偿导线(6)一端从旋转轴(2)一侧引出测温室壳体(1)外并与连接测温表的静止导线间接连接、另一端在测温室(28)内与测温偶(4)连接；
所述旋转轴(2)另一侧靠近测温室壳体(1)外部设置与旋转开关(11)连接的同步带轮(15)，所述旋转轴(2)另一侧端部与减速电机(13)连接；
所述测温室壳体(1)底部与熔炼炉顶部之间设置真空阀(17)，通过所述真空阀(17)的阀板(26)可打开或关闭熔炼室(25)与测温室(28)之间的连通通道；
所述测温室壳体(1)顶部设置连通测温室(28)的真空排气阀(19)和充气阀(20)；
所述测温室壳体(1)侧壁设置真空计(22)和压力变送器(23)；
所述旋转开关(11)、减速电机(13)、真空阀(17)、真空排气阀(19)、充气阀(20)、真空计(22)及压力变送器(23)与PLC控制器连接。
2.根据权利要求1所述的真空熔炼炉用测温装置，其特征在于：所述测温室壳体(1)两侧与所述旋转轴(2)的连接处分别设置轴承(7)和骨架油封(8)，所述旋转轴(2)安装在所述轴承(7)内并通过所述骨架油封(8)将旋转轴(2)与测温室壳体(1)之间动密封。
3.根据权利要求1所述的真空熔炼炉用测温装置，其特征在于：所述旋转轴(2)一侧为空心轴心设计，所述旋转轴(2)上径向设置连通所述空心轴心的第一穿线口，所述卷轮(3)通过键连接在所述旋转轴(2)的第一穿线口处，所述卷轮(3)上径向设置与所述第一穿线口匹配的第二穿线口，所述卷轮(3)的圆周中间设有沟槽，所述补偿导线(6)卷绕在所述沟槽内且一端穿过第二穿线口和第一穿线口沿所述空心轴心从旋转轴(2)端部引出测温室壳体(1)外部。
4.根据权利要求3所述的真空熔炼炉用测温装置，其特征在于：所述旋转轴(2)的空心轴心端部设置真空接头(10)，所述补偿导线(6)通过所述真空接头(10)从旋转轴(2)端部引出，所述旋转轴(2)端部的侧部设置由连接补偿导线(6)的旋转环(9)和连接所述静止导线的铜电刷(16)构成的导电滑环组件，所述旋转环(9)固定在旋转轴(2)上可随旋转轴(2)旋转，所述铜电刷(16)尾部固定在测温室壳体(1)侧面，所述铜电刷(16)端部可在旋转环(9)上滑动从而使补偿导线(6)与所述静止导线连通。
5.根据权利要求4所述的真空熔炼炉用测温装置，其特征在于：所述补偿导线(6)另一端通过连接在补偿导线(6)尾部的测温偶接头(5)与测温偶(4)连接，所述测温偶(4)与测温偶接头(5)以插式连接的方式连接。
6.根据权利要求5所述的真空熔炼炉用测温装置，其特征在于：所述补偿导线(6)的外部设有保护套。
7.根据权利要求1所述的真空熔炼炉用测温装置，其特征在于：所述减速电机(13)通过联轴器(14)与旋转轴(2)连接，所述减速电机(13)内部设有抱闸。
8.根据权利要求1所述的真空熔炼炉用测温装置，其特征在于：所述旋转开关(11)通过同步带(12)与同步带轮(15)连接。
9.根据权利要求8所述的真空熔炼炉用测温装置，其特征在于：所述旋转开关(11)设置所述测温偶(4)向上移动的上限位和向下移动的下限位。
10.根据权利要求1所述的真空熔炼炉用测温装置，其特征在于：所述测温室壳体(1)侧部设置侧门(24)，所述侧门(24)与测温室壳体(1)之间通过密封圈(18)进行真空密封。
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CN112484503A (zh) * 2020-12-11 2021-03-12 交城义望铁合金有限责任公司 一种用于热熔渣运输的装置

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