CN111872355A - 一种真空吸注液态稀土金属用台包 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种真空吸注液态稀土金属用台包，包括金属液筒包、吸液管、吸液管气路机构和转动托圈架,吸液管的端口插装在金属液筒包上的金属液进出管件内，吸液管气路机构固定在金属液筒包上，本发明实现了防止吸液管在插管过程中电解质进入储液内胆的目的，克服了电解质在台包内结渣的缺点，吸液管的结构及安装方式可避免金属或电解质等在吸液管内集聚堵塞。保温层的结构大幅度减少了金属液在单位时间的温降，满足同一台包分别在不同电解池抽取液态金属汇集到一起浇注（铸锭）的需求，使池与池的液态稀土金属经本发明合包浇铸后，单次铸锭的成分相同的批量大，避免了再次合炉（池）熔炼的工序，具有降低劳动强度、改善稀土金属的质量优点。
Description
技术领域
本发明属于金属冶炼领域，尤其是一种真空吸注液态稀土金属用台包。
背景技术
目前，采用真空吸出设备将金属液从电解池取出的设备如出铝台包适用于电解法生产金属铝、镁等。但因设备大、繁杂且存在电解质结渣缺陷不适用于液态稀土金属从电解池中取出，目前，普遍采用人工或机械瓢、勺取出的设备及方式将稀土金属从电解槽取出，取出作业时，存在电解槽有时需断电而降低产量、金属在取出过程中氧化等缺点，再者，每次取出的液态稀土金属量少，存在池、池之间；次、次之间的有成分差异的缺点。（有时，为提供批量大且成分相同的锭块，甚至需用专门的设备再次合炉熔炼），若能发明克服出现有台包结渣缺点的，保温效果好的、适宜于生产液态稀土金属电解池特点的真空抽吸液态稀土金属的设备，不仅可提高电解池的产量，而且可降低劳动强度、改善稀土金属的质量。
发明内容
本发明的发明目的：主要针对上述情况，为克服现有技术之缺点，本发明之目的就是提供一种可克服电解法生产金属用台包存在结渣等缺点的，适宜于液态稀土金属电解池特点的、避免液态金属在取出过程中氧化的、降低劳动强度的、可减少池池之间成分差异的真空吸注液态稀土金属用台包。
本发明的技术方案为：提供了一种真空吸注液态稀土金属用台包，包括金属液筒包、吸液管、吸液管气路机构和转动托圈架,金属液筒包为由一个储液内胆、一个圆筒状外壳和位于储液内胆与圆筒状外壳之间的保温层构成的容器，圆筒状外壳一端的外侧面设有转动内托圈，圆筒状外壳临近转动内托圈的端面固定有环状手轮，圆筒状外壳的另一个端面设有一个以上的止摆环，金属液筒包的中心轴线与转动内托圈的中心轴线重合且水平，金属液筒包设有穿过圆筒状外壳、保温层且与储液内胆通透的、顶端设有管法兰的金属液进出管件，金属液进出管件的管法兰的上端面设有环形密封垫片, 吸液管插装在止摆环内，吸液管气路机构固定于圆筒状外壳的外圆侧面且与金属液进出管件临近匹配，转动托圈架由圆形外托圈和四边形托圈架构成，圆形外托圈经多个辐条筋板固定于四边形托圈架之内，圆形外托圈的中心轴线与转动内托圈的中心轴线重合，转动托圈架与转动内托圈之间设有多个均布的滚珠，转动内托圈匹配的套装于转动托圈架的圆形外托圈之内，转动托圈架的底端设有联结固定脚板，联结固定脚板上设有多个车架固定孔。
所述的吸液管为由短直管、短斜管和长直管相互连通构成的管件，短斜管的一端与长直管的顶端封闭连通，短斜管的另一端与短直管密闭连通于短直管的中段，短直管的上顶端设有气管接口，短直管的下顶端设有法兰环盘，短斜管的下顶端还设有与金属液进出管件匹配的凸头，短斜管外侧面设有一个提升缓冲铰盘件，提升缓冲铰盘件上设有一个铰轴插装条孔，吸液管的法兰环盘与金属液进出管件的管法兰匹配，吸液管的短斜管的凸头匹配的插装于金属液进出管件的顶端口内，吸液管的长直管插装在止摆环内。
所述的吸液管气路机构包括两个”T”形支撑耳板、一根摆动转轴、一根摆杆、一根气管和楔形销钉，摆杆中部设有一个以上的气管固定卡扣，摆杆另一端设有断面为矩形的开口槽，开口槽上设有与开口槽垂直的铰轴孔，铰轴孔的中心轴线与铰轴插装条孔的中心轴线重合，铰轴孔和铰轴插装条孔内插装有铰轴，”T”形支撑耳板的中部设有转轴插装孔，转轴插装孔的中心轴线与圆筒状外壳的中心轴线异面垂直，两个”T”形支撑耳板相互平行且对称的固定于圆筒状外壳的侧表面上，摆动转轴的中部设有与摆动转轴的中心轴线垂直的摆杆插装孔，摆杆插装固定于摆动转轴的摆杆插装孔内，气管上分别设有压力表和增压气管接口、增压气管接口上设有调压阀，气管的一端与真空阀相连，另一端经真空管与气管接口相连、气管经气管固定卡扣固定于摆杆上。
所述的环状手轮为心部由轮毂、外部由与轮毂同心的环轮构成且经辐条杆连接在一起的轮件，环轮上设有一个以上的锁紧螺钉孔，锁紧螺钉孔与环状手轮的中心转轴平行,锁紧螺钉孔内设有锁紧螺钉。
所述的储液内胆为设有金属液进出管件的圆筒状密闭容器，储液内胆的中心轴线与金属液筒包的中心轴线重合且与金属液进出管件的中心轴线平行。
所述的保温层为双层，内层为瓦楞板状反辐射隔热层，外层为非金属材料质抗热传导隔热层。
本发明的有益效果是：本发明的台包内气体压力可调，可避免金属在真空取出过程中氧化，避免吸液管在插管过程中电解质进入储液内胆的现象，口朝地的浇注方式可将金属及电解质等从储液内胆内彻底倒出，避免电解质在台包内结渣的缺陷，本发明的保温层结构，可大幅度减少金属液在单位时间的温降，满足同一台包分别在不同电解池抽取液态金属汇集到一起浇注（铸锭）的需求，使池与池的液态稀土金属经本发明合包浇铸后，单次铸锭的成分相同的批量大，避免了再次合炉（池）熔炼的工序。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的主视剖视图。
图3为本发明的转动托圈架的结构放大图。
图4为本发明的吸液管的结构剖视图。
图5为本发明的吸液管气路机构的结构示意放大图。
图6为本发明的楔形销钉的结构放大图。
图7为本发明在抽吸金属时的工位示意图。
图8为本发明在转动后浇注时的工位示意图。
图9为本发明在金属完全排净时的工位示意图。
其中：1为金属液筒包；2为吸液管；3为吸液管气路机构；4为转动托圈架；5为储液内胆；6为圆筒状外壳；7为保温层；8为转动内托圈；9为环状手轮；10为止摆环；11为金属液进出管件；12为圆形外托圈；13为四边形托圈架；14为辐条筋板；15为滚珠；16为联结固定脚板；201为短直管；202为短斜管；203为长直管；204为气管接口；205为法兰环盘；206为提升缓冲铰盘件；207为铰轴插装条孔；301为“T”形支撑耳板；302为摆动转轴；303为摆杆；304为气管；305为楔形销钉；306为气管固定卡扣；307为铰轴孔；308为压力表；309为调压阀；310为真空阀；311为真空管；401为轮毂；402为环轮；403为辐条杆；404为锁紧螺钉。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
由图1至图9给出一种真空吸注液态稀土金属用台包，金属液筒包1、吸液管2、吸液管气路机构3和转动托圈架4，金属液筒包1为由一个储液内胆5、一个圆筒状外壳6和位于储液内胆5与圆筒状外壳6之间的保温层7构成的容器，圆筒状外壳6一端的外侧面设有转动内托 圈8，圆筒状外壳6临近转动内托圈8的端面固定有环状手轮9，圆筒状外壳6的另一个端面设有一个以上的止摆环10，金属液筒包1的中心轴线与转动内托圈8的中心轴线重合且水平，金属液筒包1设有穿过圆筒状外壳6、保温层7且与储液内胆5通透的、顶端设有管法兰的金属液进出管件11，金属液进出管件11的管法兰的上端面设有环形密封垫片, 吸液管2插装在止摆环10内，吸液管气路机构3固定于圆筒状外壳6的外圆侧面且与金属液进出管件11临近匹配，转动托圈架4由圆形外托圈12和四边形托圈架13构成，圆形外托圈12经多个辐条筋板14固定于四边形托圈架13之内，圆形外托圈12的中心轴线与转动内托圈8的中心轴线重合，转动托圈架4与转动内托圈8之间设有多个均布的滚珠15，转动内托圈8匹配的套装于转动托圈架4的圆形外托圈12之内，转动托圈架4的底端设有联结固定脚板16，联结固定脚板16上设有多个车架固定孔。
所述的吸液管2为由短直管201、短斜管202和长直管203相互连通构成的管件，短斜管202的一端与长直管203的顶端封闭连通，短斜管202的另一端与短直管201密闭连通于短直管201的中段，短直管201的上顶端设有气管接口204，短直管201的下顶端设有法兰环盘205，短斜管202的下顶端还设有与金属液进出管件11匹配的凸头，短斜管202外侧面设有一个提升缓冲铰盘件206，提升缓冲铰盘件206上设有一个铰轴插装条孔207，吸液管2的法兰环盘205与金属液进出管件11的管法兰匹配，吸液管2的短斜管202的凸头匹配的插装于金属液进出管件11的顶端口内，吸液管2的长直管203插装在止摆环10内。
所述的吸液管气路机构3包括两个“T”形支撑耳板301、一根摆动转轴302、一根摆杆303、一根气管304和楔形销钉305，摆杆303中部设有一个以上的气管固定卡扣306，摆杆303另一端设有断面为矩形的开口槽，开口槽上设有与开口槽垂直的铰轴孔307，铰轴孔307的中心轴线与铰轴插装条孔207的中心轴线重合，铰轴孔307和铰轴插装条孔207内插装有铰轴，“T”形支撑耳板301的中部设有转轴插装孔，转轴插装孔的中心轴线与圆筒状外壳6的中心轴线异面垂直，两个“T”形支撑耳板301相互平行且对称的固定于圆筒状外壳6的侧表面上，摆动转轴302的中部设有与摆动转轴302的中心轴线垂直的摆杆插装孔，摆杆303插装固定于摆动转轴302的摆杆插装孔内，气管304上分别设有压力表308和增压气管接口、增压气管接口上设有调压阀309，气管304的一端与真空阀310相连，另一端经真空管311与气管接口204相连、气管304经气管固定卡扣306固定于摆杆303上。
所述的环状手轮9为心部由轮毂401、外部由与轮毂401同心的环轮402构成且经辐条杆403连接在一起的轮件，环轮402上设有一个以上的锁紧螺钉孔，锁紧螺钉孔与环状手轮9的中心转轴平行,锁紧螺钉孔内设有锁紧螺钉404。
所述的储液内胆5为设有金属液进出管件11的圆筒状密闭容器，储液内胆5的中心轴线与金属液筒包1的中心轴线重合且与金属液进出管件11的中心轴线平行。
所述的保温层7为双层，内层为瓦楞板状反辐射隔热层，外层为非金属材料质抗热传导隔热层。
实施例一：本发明用于电解法生产液态稀土金属时，运行前备好前文所述各部件并将各部件连接组装好，将外配的、移动式台车的具有升降功能的臂架与联结固定脚板16连接固定好，将外配的抽气量为每秒钟1升的真空泵固定于外配的移动式台车的臂架，并用外配的真空软管与气管304连接好，外配的压缩空气源管与增压气接口连接好，本发明的总高度为1800mm，吸液管2的内径为35mm，储液内胆5的内腔容积为160升，内腔直径0.6米，本发明使用时，将法兰环盘205盖好，并用楔形销钉305压紧摆杆303使法兰环盘205与金属液进出管件11顶端的管法兰之间形成密封，开始吸（或抽）取作业时：移动并调整外配的移动式台车及台车家臂架使本发明的吸液管2插入到电解池的金属池层中的合适位置，关闭真空阀310，然后缓缓打开调压阀309，此时气体经气管304、真空管将吸液管2内的液体（插管过程中进入的电解质和液态稀土金属）压出（电解池内有气泡飘出）后，关闭调压阀309，启动外配的真空泵，打开并调节真空阀310，并使真空度（压力表（308）显示）在适当值，此时，液态金属经吸液管2的长直管203、短斜管202、短直管201，再经金属液进出管件11后进入到储液内胆5（见图7），当抽取作业结束（可通过时间或经验或以及外配插车的臂架的重量检测装置判断），真空泵停止作业，关闭真空阀310，断开外配的压缩空气源管与增压气接口的连接，调整并移动外配的插车使本发明的吸液管2从电解池移出，并到下一个工位（若浇注则至浇注工位进行铸锭作业，若继续抽取其它池的液态稀土金属，重复以上步骤）。本发明进行浇注（铸锭）作业时，将楔形销钉305拔掉，搬动摆杆303，摆杆303绕摆动转轴302转动，摆杆303端部的铰轴，带动吸液管2在止摆环10的约束下，使短直管201以及法兰环盘205向上移动，并完全脱离金属液进出管件11，达到一定高度时（浇注时金属液不溅沾到法兰环盘205的位置），将摆杆303用楔形销钉305定位，转动环状手轮9使金属液盛装包1转动（见图8），此时，金属液进出管件11出口的高度降低，金属从金属液进出管件11出口流出，转动环状手轮9时，必要时可以用锁紧螺钉404顶到圆形外托圈12的端面的顶紧力增加把持力，浇注作业结束，使金属液进出管件11出口端口朝地（见图9，必要时可用钢板遮挡金属液进出管件11的顶端口），即可使储液内胆5的物料及结渣完全排出，把持并转动环状手轮9，使金属液筒包1处于抽吸工位待用。金属液进出管件11的顶端伸出管法兰上端面，可避免物料（金属或电解质等）溅洒到管法兰上表面，保证密封效果，金属液盛装包1的双层保温结构，内层的反辐射隔热层减少了辐射热损失，外层的非金属材料质抗热传导隔热层减少了传导热损失，进而减少本发明使用时的温降，可使本发明实现将不同电解池内液态金属断续取出合炉（池）、并混合均匀的目的，提高了单次浇铸的金属总量，可避免合炉再次熔炼，吸液管的结构及安装方式可避免金属或电解质等在吸液管内集聚堵塞。
本发明的技术方案和实施例表明，本发明达到了防止吸液管在插管过程中电解质不能进入储液内胆的目的，且可避免电解质在台包内结渣的缺点，吸液管的结构及安装方式可避免金属或电解质等在吸液管内集聚堵塞。本发明的保温层结构，大幅度减少了金属液在单位时间的温降，满足同一台包分别在不同电解池抽取液态金属汇集到一起浇注（铸锭）的需求，使池与池的液态稀土金属经本发明抽取浇注后，成分混合均匀，具有可降低劳动强度、改善稀土金属的质量优点。
Claims (6)
1.一种真空吸注液态稀土金属用台包，包括金属液筒包（1）、吸液管（2）、吸液管气路机构（3）和转动托圈架（4）,其特征在于：金属液筒包（1）为由一个储液内胆（5）、一个圆筒状外壳（6）和位于储液内胆（5）与圆筒状外壳（6）之间的保温层（7）构成的容器，圆筒状外壳（6）一端的外侧面设有转动内托 圈（8），圆筒状外壳（6）临近转动内托圈（8）的端面固定有环状手轮（9），圆筒状外壳（6）的另一个端面设有一个以上的止摆环（10），金属液筒包（1）的中心轴线与转动内托圈（8）的中心轴线重合且水平，金属液筒包（1）设有穿过圆筒状外壳（6）、保温层（7）且与储液内胆（5）通透的、顶端设有管法兰的金属液进出管件（11），金属液进出管件（11）的管法兰的上端面设有环形密封垫片, 吸液管（2）插装在止摆环（10）内，吸液管气路机构（3）固定于圆筒状外壳（6）的外圆侧面且与金属液进出管件（11）临近匹配，转动托圈架（4）由圆形外托圈（12）和四边形托圈架（13）构成，圆形外托圈（12）经多个辐条筋板（14）固定于四边形托圈架（13）之内，圆形外托圈（12）的中心轴线与转动内托圈（8）的中心轴线重合，转动托圈架（4）与转动内托圈（8）之间设有多个均布的滚珠（15），转动内托圈（8）匹配的套装于转动托圈架（4）的圆形外托圈（12）之内，转动托圈架（4）的底端设有联结固定脚板（16），联结固定脚板（16）上设有多个车架固定孔。
2.根据权利要求1所述的一种真空吸注液态稀土金属用台包，其特征在于：所述的吸液管（2）为由短直管（201）、短斜管（202）和长直管（203）相互连通构成的管件，短斜管（202）的一端与长直管（203）的顶端封闭连通，短斜管（202）的另一端与短直管（201）密闭连通于短直管（201）的中段，短直管（201）的上顶端设有气管接口（204），短直管（201）的下顶端设有法兰环盘（205），短斜管（202）的下顶端还设有与金属液进出管件（11）匹配的凸头，短斜管（202）外侧面设有一个提升缓冲铰盘件（206），提升缓冲铰盘件（206）上设有一个铰轴插装条孔（207），吸液管（2）的法兰环盘（205）与金属液进出管件（11）的管法兰匹配，吸液管（2）的短斜管（202）的凸头匹配的插装于金属液进出管件（11）的顶端口内，吸液管（2）的长直管（203）插装在止摆环（10）内。
3.根据权利要求1所述的一种真空吸注液态稀土金属用台包，其特征在于：所述的吸液管气路机构（3）包括两个“T”形支撑耳板（301）、一根摆动转轴（302）、一根摆杆（303）、一根气管（304）和楔形销钉（305），摆杆（303）中部设有一个以上的气管固定卡扣（306），摆杆（303）另一端设有断面为矩形的开口槽，开口槽上设有与开口槽垂直的铰轴孔（307），铰轴孔（307）的中心轴线与铰轴插装条孔（207）的中心轴线重合，铰轴孔（307）和铰轴插装条孔（207）内插装有铰轴，“T”形支撑耳板（301）的中部设有转轴插装孔，转轴插装孔的中心轴线与圆筒状外壳（6）的中心轴线异面垂直，两个“T”形支撑耳板（301）相互平行且对称的固定于圆筒状外壳（6）的侧表面上，摆动转轴（302）的中部设有与摆动转轴（302）的中心轴线垂直的摆杆插装孔，摆杆（303）插装固定于摆动转轴（302）的摆杆插装孔内，气管（304）上分别设有压力表（308）和增压气管接口、增压气管接口上设有调压阀（309），气管（304）的一端与真空阀（310）相连，另一端经真空管（311）与气管接口（204）相连、气管（304）经气管固定卡扣（306）固定于摆杆（303）上。
4.根据权利要求1所述的一种真空吸注液态稀土金属用台包，其特征在于：所述的环状手轮（9）为心部由轮毂（401）、外部由与轮毂（401）同心的环轮（402）构成且经辐条杆（403）连接在一起的轮件，环轮（402）上设有一个以上的锁紧螺钉孔，锁紧螺钉孔与环状手轮（9）的中心转轴平行,锁紧螺钉孔内设有锁紧螺钉（404）。
5.根据权利要求1所述的一种真空吸注液态稀土金属用台包，其特征在于：所述的储液内胆（5）为设有金属液进出管件（11）的圆筒状密闭容器，储液内胆（5）的中心轴线与金属液筒包（1）的中心轴线重合且与金属液进出管件（11）的中心轴线平行。
6.根据权利要求1所述的一种真空吸注液态稀土金属用台包，其特征在于：所述的保温层（7）为双层，内层为瓦楞板状反辐射隔热层，外层为非金属材料质抗热传导隔热层。
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