CN111979564B - 一种真空吸注液态稀土金属用恒温台包 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种真空吸注液态稀土金属用恒温台包，由金属液盛装包、吸液管、出液口密封启闭组件、真空管路部件、两个包体连接件、倾动部件和电加热盘构成，本发明的储液内胆内的气体压力可调，真空抽吸过程中能避免金属氧化，避免吸液管在插管过程中电解质进入储液内胆，并具有将金属及电解质等从储液内胆内彻底倒出的功能，避免金属或电解质在台包内结渣的现象发生，本发明的保温层结构大幅度减少了热损失，电加热功能可使储液内胆内金属液温度恒定，满足同一台包分别在不同电解池抽取液态金属并汇集到一起浇注（铸锭）的需求，单次浇铸金属锭量成倍数增大，成分更加均匀，并具有减少人工瓢、勺的断电时间，降低劳动强度，提高产、质量的优点。

Description

一种真空吸注液态稀土金属用恒温台包

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恒温台包。

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、操作繁杂且存在电解质结渣等缺陷不适用于电解法生产稀土金属，将稀土金属从电解槽排出的方式普遍采用人工或机械瓢、勺取出的方式及设备，取出作业时，有时电解槽需断电存在降低产量的缺点，再者，每次取出的液态稀土金属量少，有池池之间、次次之间的成分差异的缺点，有时，为提供批量大的、成分相同的锭块，甚至需用专门的设备再次合炉熔炼，若能发明克服现有台包结渣缺点的，适宜于液态稀土金属电解池特点的、具有恒温功能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、避免再次合炉熔炼、增大稀土金属的成分均匀性、改善质量。

发明内容

本发明的发明目的：主要针对上述情况，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、降低劳动强度的、具有恒温功能的且可减少不同铸次之间成分差异的真空吸注液态稀土金属用恒温台包。

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恒温台包，由金属液盛装包、吸液管、出液口密封启闭组件、真空管路部件、两个包体连接件、倾动部件和电加热盘构成，金属液盛装包为由一个储液内胆、一个圆筒状外壳和位于圆筒状外壳与储液内胆之间的保温层构成的容器，储液内胆为顶部设有出液口管、底部封闭的圆筒体件，圆筒状外壳为侧面中部设有筒状法兰壳件且两端设有封闭端板的筒件，每个封闭端板的外侧心部均设有支撑耳轴，其中一个封闭端板及支撑耳轴设有通透的导线引出孔，筒状法兰壳件为由环状法兰板和筒管构成，环状法兰板的心部设有出液管插装口，筒管的内径大于储液内胆的外径，筒管的下边沿与圆筒状外壳的侧柱面匹配且密封相连，储液内胆的中心轴线与筒状法兰壳件的中心轴线重合且与支撑耳轴的中心轴线垂直交叉，储液内胆的出液口管经出液管插装口伸出筒状法兰壳件，出液口管与出液管插装口匹配密封，吸液管为由一个下流斜管、一个进出直管和一个上流直管构成的管件，吸液管固定于圆筒状外壳外侧面且位置与出液口管位置匹配，出液口密封启闭组件位置与出液口管位置匹配且固定于金属液盛装包上，包体连接件与耳轴匹配相连，真空管路部件经管卡扣固定于金属液盛装包的外壳面，电加热盘位于储液内胆外底部与保温层之间，电加热盘设有测温器件，电加热盘的导线及测温器件的导线经保温层经支撑耳轴上的导线引出孔伸出，导线引出孔与导线设有密封绝缘填料。

所述的吸液管的上流直管的顶端与下流斜管的一端密闭连通，下流斜管的另一端与进出直管的中部密闭连通，进出直管的两端通透，上流直管的顶端高于进出直管的上顶端，进出直管的顶端设有环状法兰板,环状法兰板的上表面设有密封垫片，进出直管的底端与出液口管密闭连通。

所述的出液口密封启闭组件包括密封盖帽和密封启闭部件，密封盖帽为设有管法兰底板的球冠状构件，密封盖帽的球冠的顶心部设有连通的进出气管，管法兰底板位于环状法兰板的密封垫片之上，密封启闭部件为由直动螺杆、旋转套管、旋转套管导板和门形螺杆导板架构成的转动变直线运动的构件，直动螺杆为断面为圆形、端部为光滑段的外螺纹传动丝杆，直动螺杆的边部设有凹导槽，凹导槽的中心轴线与直动螺杆的中心轴线平行，直动螺杆的心部设有通透的导气孔，旋转套管内设有与直动螺杆匹配的内螺纹，旋转套管的上端设有升降手轮，旋转套管的下端外面设有凸台，旋转套管导板上设有与旋转套管的凸台匹配的阶梯状通孔，旋转套管的凸台位于旋转套管导板的阶梯状通孔内，门形螺杆导板架由一个螺杆导板和两个耳板构成的部件，螺杆导板上设有一个与直动螺杆的凹导槽匹配的有内凸台的圆孔，旋转套管导板经螺钉固定在螺杆导板上，门形螺杆导板架的两个耳板固定于圆筒状外壳的侧面上，直动螺杆的下端与进出气管密闭连通。

所述的真空管路部件由气管、压力表、真空阀和调压阀构成，气管的一端经真空管与直动螺杆的上端的光滑段密闭连通，气管的另一端与真空阀相连，压力表和调压阀连通固定于气管的两端之间。

所述的包体连接件为断面为矩形的板杆件，板杆件的中部设有与支撑耳轴匹配的轴孔，每个轴孔内旋装于一个支撑耳轴，包体连接件设有多个倾动部件固定孔、多个支撑车架固定孔，多个真空泵固定孔。

所述的倾动部件为涡轮蜗杆减速器型传动部件，涡轮蜗杆减速器型传动部件经倾动部件固定孔固定于一个包体连接件，涡轮蜗杆减速器型传动部件的输出轴与支撑耳轴相连，涡轮蜗杆减速器型传动部件的输入轴上设有手动轮。

所述的金属液盛装包内的保温层为双层，内层为金属质反辐射隔热层，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，真空抽吸过程中能避免金属氧化，并可防止吸液管在插管过程中电解质进入储液内胆，能达到将金属及电解质等从储液内胆内彻底排出的效果，避免电解质在台包内结渣现象的发生，本发明的保温层结构大幅度减少金属液在单位时间的热损失，本发明的电加热功能，满足同一台包分别在不同电解池分别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，铸锭块间的成分更均匀。

附图说明

图1为本发明的整体外形结构示意图。

图2为本发明的主要部件的装配视剖视图。

图3为本发明的吸液管的剖视图。

图4为本发明的门形螺杆导板架与螺旋导杆的装配示意图。

图5为本发明的门形螺杆导板架的结构示意图。

图6为本发明在抽吸工位的示意图。

图7为本发明在浇注（倾动）工位的示意图。

图8为本发明在 “口朝地”工位的示意图。

其中：1为金属液盛装包；2为吸液管；3为出液口密封启闭组件；4为真空管路部件；5为包体连接件；6为倾动部件；7为电加热盘；8为储液内胆；9为圆筒状外壳；10为保温层；11为出液口管；12为筒状法兰壳件；13为下流斜管；14为进出直管；15为上流直管；16为导线；17为密封绝缘填料；201为环状法兰板；202为密封垫片；301为密封盖帽；302为管法兰底板；303为进出气管；304为直动螺杆；305为旋转套管；306为旋转套管导板；307为门形螺杆导板架；308为导气孔；309为升降手轮；310为螺杆导板；311为耳板；312为圆孔；401为气管；402为压力表；403为真空阀；404为调压阀；405为真空管；501为轴孔；502为倾动部件固定孔；503为支撑车架固定孔；504为真空泵固定孔；601为手动轮。

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8给出一种真空吸注液态稀土金属用恒温台包，由金属液盛装包1、吸液管2、出液口密封启闭组件3、真空管路部件4、两个包体连接件5、倾动部件6和电加热盘7构成，金属液盛装包1为由一个储液内胆8、一个圆筒状外壳9和位于圆筒状外壳9与储液内胆8之间的保温层10构成的容器，储液内胆8为顶部设有出液口管11、底部封闭的圆筒体件，圆筒状外壳9为侧面中部设有筒状法兰壳件12且两端设有封闭端板的筒件，每个封闭端板的外侧心部均设有支撑耳轴，其中一个封闭端板及支撑耳轴设有通透的导线引出孔，筒状法兰壳件12为由环状法兰板和筒管构成，环状法兰板的心部设有出液管插装口，筒管的内径大于储液内胆8的外径，筒管的下边沿与圆筒状外壳9的侧柱面匹配且密封相连，储液内胆8的中心轴线与筒状法兰壳件12的中心轴线重合且与支撑耳轴的中心轴线垂直交叉，储液内胆8的出液口管11经出液管插装口伸出筒状法兰壳件12，出液口管11与出液管插装口匹配密封，吸液管2为由一个下流斜管13、一个进出直管14和一个上流直管15构成的管件，吸液管2固定于圆筒状外壳9外侧面且位置与出液口管11位置匹配，出液口密封启闭组件3位置与出液口管11位置匹配且固定于金属液盛装包1上，包体连接件5与耳轴匹配相连，真空管路部件4经管卡扣固定于金属液盛装包1的外壳面，电加热盘7位于储液内胆8外底部与保温层10之间，电加热盘7设有测温器件，电加热盘7的导线及测温器件的导线16经保温层经支撑耳轴上的导线引出孔伸出，导线引出孔与导线设有密封绝缘填料17。

所述的吸液管2的上流直管15的顶端与下流斜管13的一端密闭连通，下流斜管13的另一端与进出直管14的中部密闭连通，进出直管14的两端通透，上流直管15的顶端高于进出直管14的上顶端，进出直管14的顶端设有环状法兰板201,环状法兰板201的上表面设有密封垫片202，进出直管14的底端与出液口管11密闭连通。

所述的出液口密封启闭组件3包括密封盖帽301和密封启闭部件，密封盖帽301为设有管法兰底板302的球冠状构件，密封盖帽301的球冠的顶心部设有连通的进出气管303，管法兰底板302位于环状法兰板201的密封垫片202之上，密封启闭部件为由直动螺杆304、旋转套管305、旋转套管导板306和门形螺杆导板架307构成的转动变直线运动的构件，直动螺杆304为断面为圆形、端部为光滑段的外螺纹传动丝杆，直动螺杆304的边部设有凹导槽，凹导槽的中心轴线与直动螺杆304的中心轴线平行，直动螺杆304的心部设有通透的导气孔308，旋转套管305内设有与直动螺杆304匹配的内螺纹，旋转套管305的上端设有升降手轮309，旋转套管305的下端外面设有凸台，旋转套管导板306上设有与旋转套管305的凸台匹配的阶梯状通孔，旋转套管305的凸台位于旋转套管导板306的阶梯状通孔内，门形螺杆导板架307由一个螺杆导板310和两个耳板311构成的部件，螺杆导板310上设有一个与直动螺杆304的凹导槽匹配的有内凸台的圆孔312，旋转套管导板306经螺钉固定在螺杆导板310上，门形螺杆导板架的两个耳板311固定于圆筒状外壳9的侧面上，直动螺杆304的下端与进出气管303密闭连通。

所述的真空管路部件4由气管401、压力表402、真空阀403和调压阀404构成，气管401的一端经真空管405与直动螺杆304的上端的光滑段密闭连通，气管401的另一端与真空阀403相连，压力表402和调压阀404连通固定于气管的两端之间。

所述的包体连接件5为断面为矩形的板杆件，板杆件的中部设有与支撑耳轴匹配的轴孔501，每个轴孔501内旋装于一个支撑耳轴，包体连接件5设有多个倾动部件固定孔502、多个支撑车架固定孔503，多个真空泵固定孔504。

所述的倾动部件6为涡轮蜗杆减速器型传动部件，涡轮蜗杆减速器型传动部件经倾动部件固定孔502固定于一个包体连接件5，涡轮蜗杆减速器型传动部件的输出轴与支撑耳轴相连，涡轮蜗杆减速器型传动部件的输入轴上设有手动轮601。

所述的金属液盛装包1内的保温层10为双层，内层为金属质反辐射隔热层，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，将外配插车的可升降臂架与包体连接件5连接固定好，将外配的抽气量为每秒钟2.0升的真空泵在包体连接件5上固定好，并用外配的真空接管与真空阀403连接好，外配的压缩氮气源管与调压阀404连接好，本发明的总高度1880mm，吸液管2的内径为30mm，储液内胆8的内腔容积为120升，内腔总高度1.0米，本发明使用时，转动升降手轮309使旋转套管305旋转，进而使直动螺杆304在螺杆导板310的约束下上、下移动，密封盖帽301与直动螺杆304一起上、下移动，调节转动方向使升降手轮309的密封盖帽301的管法兰底板302与环状法兰板201之上的密封垫片202对好、压紧，使密封盖帽301与环状法兰板201之间形成密封。开始吸（或抽）取作业时（见图6）：移动外配的插车并调整插车的可升降臂架使本发明的吸液管2插入到电解池的金属液层内，然后缓缓打开调压阀404，压缩氮气经调压阀404、进出气管303、真空管405、最后经直动螺杆304的导气孔308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）压出后（电解池内有气泡飘出），关闭调压阀404，启动外配的真空泵，打开真空阀403，此时，储液内胆8及吸液管2的气体经进出气管303、直动螺杆304的导气孔308、真空管405最后经真空阀403被外配的真空泵抽出，观察真空表并使真空度在适当值，此时，池内的液态金属经吸液管2的上流直管15、下流斜管13、进出直管14的下端口再经出液口管11进入到储液内胆8，当抽取作业结束（可通过时间或经验或以及外配插车的可升降臂架的重量检测装置判断），真空泵停止作业，关闭真空阀403，断开外配的压缩氮气源管和真空泵，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，并移到浇注工位。本发明进行浇注作业时，转动升降手轮309使直动螺杆304带动密封盖帽301向上移动，达到管法兰底板302至高位（浇注时金属液不洒溅到密封盖帽301的位置），转动倾动部件6的手动轮601使金属液盛装包1沿上流直管15的上顶端向升降手轮309转动的方向转动（该方向可避免金属液经下流斜管13向上流直管15返流，见图7），并使倾角大小适当控制金属液的流出速度，此时，金属液从储液内胆8经出液口管11流出，缓缓转动手动轮601直至储液内胆8内的金属液全部排出。浇注作业结束（此时可用钢板遮挡密封盖帽301的管法兰底板302表面），转动手动轮601使储液内胆8处于口朝地的工位，使储液内胆8的物料及结渣完全排出后，把持并转动手动轮601，使储液内胆8处于口朝天的工位待用。出液口管11伸出筒状法兰壳件12的环状法兰板，可避免物料（金属液或电解质等）溅洒到环状法兰板201或密封垫片202的表面，利于保持密封效果，金属液盛装包1的保温层10采用双层保温结构，内层的金属质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到热损失，减少了本发明在持续抽取液态金属时的热损失，进而减少温降，避免结渣现象的发生。

实施例二：当本发明应用于将不同电解池内液态金属分别取出、合包、并进行恒温浇注时，将外配的温控设备的电源线与本发明的电加热盘7的导线连接好，外接的温控设备与测温器件的导线连接好，接通电源，设定好外配温控设备温度控制，由电解池抽吸液体金属方法和步骤同前述实施例一，在一个电解池抽吸金属作业结束，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，并到下一个电解池进行抽吸作业，经几个电解池的连续抽吸直至储液内胆8内的金属液量达到适宜值，抽取、合包作业结束。在抽吸过程中，电加热盘7能维持储液内胆8内金属温度相对恒定，避免池与池抽吸转换过程中的温降过大而造成浇铸困难，可保证浇注作业正常进行，这样就实现了将不同电解池的金属液取出、合包混匀、并提高单次铸锭的金属重量的目的。经合包后的金属液进行浇注时，转动升降手轮309使直动螺杆304带动密封盖帽301向上移动，达到浇注时金属液不沾溅到密封盖帽301上管法兰底板302的位置，转动倾动部件6的手动轮601使金属液盛装包1沿上流直管15的上顶端向升降手轮309转动（见图7）并至适当位置，此时，金属液从储液内胆8经出液口管11和进出直管14流出但不返流至下流斜管13，浇注过程中，缓缓转动手动轮601直至储液内胆8内的金属液全部排出。浇注作业结束（此时可用钢板遮挡密封盖帽301的管法兰底板302表面）后，转动手动轮601使储液内胆8处于口朝地的工位，使储液内胆8的物料及结渣完全排出后，把持并转动手动轮601，使储液内胆8处于口朝天的工位待用。

本发明的技术方案和实施例表明，本发明达到了防止抽吸过程中金属氧化，避免吸液管在插管过程中电解质进入储液内胆的目的，本发明可实现底朝天的方式将金属及电解质等从储液内胆内彻底倒出，避免了金属或电解质在台包内结渣的缺陷，本发明的保温层结构大幅度减少了热损失，本发明的电加热功能可使储液内胆内金属液温度恒定，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，单次浇铸金属锭量大，成分混合均匀，并具有减少人工瓢、勺的断电时间，降低劳动强度，提高产、质量的优点。

Claims (6)

1.一种真空吸注液态稀土金属用恒温台包，由金属液盛装包（1）、吸液管（2）、出液口密封启闭组件（3）、真空管路部件（4）、两个包体连接件（5）、倾动部件（6）和电加热盘（7）构成，其特征在于：金属液盛装包（1）为由一个储液内胆（8）、一个圆筒状外壳（9）和位于圆筒状外壳（9）与储液内胆（8）之间的保温层（10）构成的容器，储液内胆（8）为顶部设有出液口管（11）、底部封闭的圆筒体件，圆筒状外壳（9）为侧面中部设有筒状法兰壳件（12）且两端设有封闭端板的筒件，每个封闭端板的外侧心部均设有支撑耳轴，其中一个封闭端板及支撑耳轴设有通透的导线引出孔，筒状法兰壳件（12）为由环状法兰板和筒管构成，环状法兰板的心部设有出液管插装口，筒管的内径大于储液内胆（8）的外径，筒管的下边沿与圆筒状外壳（9）的侧柱面匹配且密封相连，储液内胆（8）的中心轴线与筒状法兰壳件（12）的中心轴线重合且与支撑耳轴的中心轴线垂直交叉，储液内胆（8）的出液口管（11）经出液管插装口伸出筒状法兰壳件（12），出液口管（11）与出液管插装口匹配密封，吸液管（2）为由一个下流斜管（13）、一个进出直管（14）和一个上流直管（15）构成的管件，吸液管（2）固定于圆筒状外壳（9）外侧面且位置与出液口管（11）位置匹配，出液口密封启闭组件（3）位置与出液口管（11）位置匹配且固定于金属液盛装包（1）上，包体连接件（5）与耳轴匹配相连，真空管路部件（4）经管卡扣固定于金属液盛装包（1）的外壳面，电加热盘（7）位于储液内胆（8）外底部与保温层（10）之间，电加热盘（7）设有测温器件，电加热盘（7）的导线及测温器件的导线（16）经保温层经支撑耳轴上的导线引出孔伸出，导线引出孔与导线设有密封绝缘填料（17）；所述的真空管路部件（4）由气管（401）、压力表（402）、真空阀（403）和调压阀（404）构成，气管（401）的一端经真空管（405）与直动螺杆（304）的上端的光滑段密闭连通，气管（401）的另一端与真空阀（403）相连，压力表（402）和调压阀（404）连通固定于气管的两端之间。

2.根据权利要求1所述的一种真空吸注液态稀土金属用恒温台包，其特征在于：所述的吸液管（2）的上流直管（15）的顶端与下流斜管（13）的一端密闭连通，下流斜管（13）的另一端与进出直管（14）的中部密闭连通，进出直管（14）的两端通透，上流直管（15）的顶端高于进出直管（14）的上顶端，进出直管（14）的顶端设有环状法兰板（201）,环状法兰板（201）的上表面设有密封垫片（202），进出直管（14）的底端与出液口管（11）密闭连通。

3.根据权利要求1所述的一种真空吸注液态稀土金属用恒温台包，其特征在于：所述的出液口密封启闭组件（3）包括密封盖帽（301）和密封启闭部件，密封盖帽（301）为设有管法兰底板（302）的球冠状构件，密封盖帽（301）的球冠的顶心部设有连通的进出气管（303），管法兰底板（302）位于环状法兰板（201）的密封垫片（202）之上，密封启闭部件为由直动螺杆（304）、旋转套管（305）、旋转套管导板（306）和门形螺杆导板架（307）构成的转动变直线运动的构件，直动螺杆（304）为断面为圆形、端部为光滑段的外螺纹传动丝杆，直动螺杆（304）的边部设有凹导槽，凹导槽的中心轴线与直动螺杆（304）的中心轴线平行，直动螺杆（304）的心部设有通透的导气孔（308），旋转套管（305）内设有与直动螺杆（304）匹配的内螺纹，旋转套管（305）的上端设有升降手轮（309），旋转套管（305）的下端外面设有凸台，旋转套管导板（306）上设有与旋转套管（305）的凸台匹配的阶梯状通孔，旋转套管（305）的凸台位于旋转套管导板（306）的阶梯状通孔内，门形螺杆导板架（307）由一个螺杆导板（310）和两个耳板（311）构成的部件，螺杆导板（310）上设有一个与直动螺杆（304）的凹导槽匹配的有内凸台的圆孔（312），旋转套管导板（306）经螺钉固定在螺杆导板（310）上，门形螺杆导板架的两个耳板（311）固定于圆筒状外壳（9）的侧面上，直动螺杆（304）的下端与进出气管（303）密闭连通。

4.根据权利要求1所述的一种真空吸注液态稀土金属用恒温台包，其特征在于：所述的包体连接件（5）为断面为矩形的板杆件，板杆件的中部设有与支撑耳轴匹配的轴孔（501），每个轴孔（501）内旋装于一个支撑耳轴，包体连接件（5）设有多个倾动部件固定孔（502）、多个支撑车架固定孔（503），多个真空泵固定孔（504）。

5.根据权利要求1所述的一种真空吸注液态稀土金属用恒温台包，其特征在于：所述的倾动部件（6）为涡轮蜗杆减速器型传动部件，涡轮蜗杆减速器型传动部件经倾动部件固定孔（502）固定于一个包体连接件（5），涡轮蜗杆减速器型传动部件的输出轴与支撑耳轴相连，涡轮蜗杆减速器型传动部件的输入轴上设有手动轮（601）。

6.根据权利要求1所述的一种真空吸注液态稀土金属用恒温台包，其特征在于：所述的金属液盛装包（1）内的保温层（10）为双层，内层为金属质反辐射隔热层，外层为非金属材料质抗热传导隔热层。

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