CN117885181B - 一种坩埚射砂导流组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种坩埚射砂导流组件，其包括支撑基座、设在支撑基座内部的导流本体以及环绕所述导流本体设置的且一端固定在所述导流本体上另一端沿径向水平固定在所述支撑基座侧壁上的若干个支撑轴；所述支撑基座的中间设有安装通孔；所述导流本体呈圆锥形结构，其圆锥表面形成有对砂粒进行导流的导流面，所述导流面与所述安装通孔的孔壁围起形成有环形导流通道；所述导流本体的内部设置有与坩埚模具内部连通的排气汇聚口，所述支撑轴的内部设置有与所述排气汇聚口连通的排气通道。本发明提供的坩埚射砂导流组件结构简单且可靠性高，射砂时砂粒更加均匀且不会局部堆积，不仅能使坩埚保持高的致密度，还能提高坩埚成型的效率。

Description

一种坩埚射砂导流组件

技术领域

本发明属于坩埚生产设备技术领域，特别是涉及一种坩埚射砂导流组件。

背景技术

钢轨铝热焊的浇注和冷却过程与铸造的规律极为类似，所以铝热焊亦称为铸焊，一次性坩埚作为铸焊过程中重要的反应容器，是一种非常重要的铝热焊耗材，坩埚需要有高耐火度与高致密度，高耐火度可通过选择高耐火度的砂来确保，而坩埚的高致密度则与坩埚的成型工艺与成型装置是紧密相关的，但是坩埚是一种开口向上的杯状结构，需要成型的部分是坩埚底部和侧壁，因此，现有技术中一般是将砂粒喷涂粘附在桶状模具底部和侧壁后经过高温固化形成坩埚，例如公开号为CN 114474310 B公开的一种坩埚成型装置、公开号CN 113423669 B公开的二氧化硅玻璃坩埚的制造装置及制造方法，其设置的自动投料模块或者供给单元，其原理均是装有砂粒的送料部件伸入到坩埚模具的内部后进行旋转将砂粒甩出后黏附在模具内壁上，直至完成坩埚成型，这种在坩埚模具内部进行喷涂砂粒形成坩埚的方式，砂粒之间会存在间隙和气孔从而导致坩埚的致密度差，而且该种喷涂方式需要连续旋转多次喷涂砂粒堆叠才能成型得到坩埚，因此坩埚成型的效率非常低。

因此，为了改进坩埚的成型方式，本领域的技术人员设计了专利公开号为CN106003389 B的一种铝热焊坩埚成型模具，其包括内部形成有第一腔体的外模、部分收容在所述第一腔体内的内模，所述内模与所述外模形成了坩埚射芯成型的型腔，将砂粒填充到型腔内部即可成型得到坩埚，由于现有技术中没有与该坩埚模具相匹配的自动射砂导流组件，需要手动将砂粒填充到坩埚成型模具中，由于砂粒无法同时填充，因此砂粒之间存在局部堆积、均匀性差以及致密度低的问题。

因此，为了能够自动填充成型得到坩埚且同时提高坩埚的成型效率与成型质量，有必要提供一种坩埚射砂导流组件来解决上述技术问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种坩埚射砂导流组件，结构简单且可靠性高，射砂时砂粒更加均匀且不会局部堆积，不仅能使坩埚保持高的致密度，还能提高坩埚成型的效率。

本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种坩埚射砂导流组件，其包括支撑基座、设在支撑基座内部的导流本体以及环绕所述导流本体设置的且一端固定在所述导流本体上另一端沿径向水平固定在所述支撑基座侧壁上的若干个支撑轴；所述支撑基座的中间设置有上下贯通的且用来安装所述导流本体的安装通孔；所述导流本体呈圆锥形结构，其尖端伸入到坩埚射砂头内部，其圆锥表面形成有对砂粒进行导流的导流面，所述导流面与所述安装通孔的孔壁围起形成有供砂粒流经的环形导流通道；所述导流本体的内部设置有贯通下表面的且与坩埚模具内部连通的排气汇聚口，所述支撑轴的内部设置有贯通两端的且与所述排气汇聚口连通的排气通道。

进一步地，所述支撑基座包括与坩埚模具连通的第一支撑板、与所述第一支撑板上下相对设置的且与坩埚射砂头连通的第二支撑板以及位于所述第一支撑板与所述第二支撑板之间的围挡；所述第一支撑板与所述第二支撑板通过若干个第一螺钉安装固定。

进一步地，所述第一支撑板的中间设置有第一通孔，所述第二支撑板的中间设置有与所述第一通孔上下相对的第二通孔，所述第一通孔、所述第二通孔以及环形的所述围挡三者上下叠起围起形成所述安装通孔。

进一步地，所述第二支撑板的下表面设置有与所述围挡上端仿形的且用来定位所述围挡的仿形定位凹槽。

进一步地，所述导流面包括上端具有第一锥度的第一导流面以及位于所述第一导流面下方的且与所述第一导流面连接的具有第二锥度的第二导流面。

进一步地，所述第一导流面与水平面成角度A，所述第二导流面与水平面成角度B，所述角度B大于所述角度A从而使所述第二导流面对落下的砂粒形成缓冲阻挡。

进一步地，所述环形导流通道包括由所述第一导流面与所述围挡围起形成将坩埚射砂头内的砂粒向下导流的第一环形导流通道、由所述第二导流面与所述第一通孔的孔壁形成将所述第一环形导流通道内的砂粒向下导流到坩埚模具内的第二环形导流通道。

进一步地，所述第二环形导流通道的宽度小于所述第一环形导流通道的宽度；所述第一环形导流通道的宽度、所述第二环形导流通道的宽度均由上向下递减。

进一步地，所述围挡的侧壁上沿径向环形等角度设置有供所述支撑轴穿过的且与所述支撑轴一端外周相仿形适配的第一避让孔，所述导流本体的侧壁设置有连通所述排气汇聚口的且与所述支撑轴另一端外周相仿形适配的第二避让孔。

进一步地，所述第一支撑板的下表面设置有第一定位凹槽，所述导流本体的下表面设置有第二定位凹槽，所述第一定位凹槽内设置有与坩埚模具外模实现密连接封的第一密封圈，所述第二定位凹槽内设置有与坩埚模内芯实现密封连接的第二密封圈。

与现有技术相比，本发明一种坩埚射砂导流组件的有益效果在于：

（1）设置的导流本体呈圆锥形结构且尖端伸入到坩埚射砂头内部，故导流本体的圆锥面形成有对砂粒进行导流的导流面，导流面与安装通孔的孔壁围起形成砂粒流经的环形导流通道，坩埚射砂头能够经坩埚射砂导流组件的环形导流通道同步向坩埚模具内射砂成型得到坩埚，砂粒更加均匀且不会局部堆积，而且坩埚的成型方式简单，生产效率高；

（2）整个射砂的过程中形成有自坩埚模具内部连通到导流本体的排气汇聚口、自排气汇聚口连通到支撑轴的排气通道、再经由排气通道通过第一支撑板与第二支撑板之间的间隙排出坩埚成型时气体的排气系统，设置的排气系统能够排出坩埚成型过程中生成的气体，能提高坩埚的致密度；

（3）设置的第一密封圈与第二密封圈均与坩埚模具的上表面密封从而实现坩埚射砂导流组件与坩埚模具之间的密封，保证了坩埚模具内部的压强，让坩埚模具内部的气体只能通过坩埚模具内芯上的排气孔排出，内芯上的排气孔会将气体中的砂粒过滤掉，从而避免了气体中砂粒乱飞的现象。

因此，本方案提供的坩埚射砂导流组件结构简单且可靠性高，射砂时砂粒更加均匀且不会局部堆积，不仅能使坩埚保持高的致密度，还能提高坩埚成型的效率。

附图说明

图1为本发明实施例坩埚射砂板结构俯视结构示意图；

图2为本发明实施例坩埚射砂板结构仰视结构示意图；

图3为本发明实施例坩埚射砂板结构主视结构示意图；

图4为本发明实施例坩埚射砂板结构立体结构示意图；

图5为本发明实施例坩埚射砂板结构剖视结构示意图；

图6为本发明实施例支撑基座立体结构示意图；

图7为本发明实施例支撑基座立体结构示意图；

图8为本发明实施例第二支撑板立体结构示意图；

图9为本发明实施例导流本体立体结构示意图；

图10为本发明实施例导流本体主视结构示意图；

图中数字表示：

100-坩埚射砂导流组件；

1-支撑基座，11-第一支撑板，111-第一通孔，112-第一定位凹槽，12-第二支撑板，121-第二通孔，122-仿形定位凹槽，13-围挡，131-第一避让孔，14-安装通孔，15-第一螺钉；

2-导流本体，21-导流面，211-第一导流面，212-第二导流面，22-第二避让孔，23-排气汇聚口，24-第二定位凹槽；

3-支撑轴，31-排气通道；

4-环形导流通道，41-第一环形导流通道，42-第二环形导流通道，

5-第一密封圈，6-第二密封圈。

具体实施方式

请参照图1-图10，本实施例为一种坩埚射砂导流组件，坩埚射砂导流组件100用于将坩埚射砂头内的砂粒导流到坩埚模具内成型得到坩埚，坩埚射砂导流组件100包括支撑基座1、设置在支撑基座1内部的导流本体2以及环绕导流本体2设置的且一端固定在导流本体2上另一端沿径向水平固定在支撑基座1侧壁上的若干个支撑轴3。

支撑基座1包括与坩埚模具连通的第一支撑板11、与第一支撑板11上下相对设置的且与坩埚射砂头连通的第二支撑板12以及位于第一支撑板11与第二支撑板12之间的围挡13。

第一支撑板11与第二支撑板12通过若干个第一螺钉15安装固定。第一支撑板11的中间设置有第一通孔111，第二支撑板12的中间设置有与第一通孔111上下相对的第二通孔121，第一通孔111、第二通孔121以及环形的围挡13三者围起形成一个上下贯通的且用来安装导流本体2的安装通孔14。第一通孔111是上方直径大下方直径小的锥形导流孔，便于将砂粒向下导流。

第二支撑板12的下表面设置有与围挡13上端仿形的且用来定位围挡13的仿形定位凹槽122，围挡13的上端伸入到仿形定位凹槽122内且抵持在第二支撑板12的下表面、下端抵持在第一支撑板11的上表面，将围挡13定位在第一支撑板11与第二支撑板12之间且能防止围挡13在水平方向的移动。

导流本体2呈圆锥形结构，其尖端伸入到坩埚射砂头内部，导流本体2上端高于支撑基座1而伸入到坩埚射砂头内对砂粒进行导流、下端与支撑基座1的下表面平齐从而与支撑基座1一起与坩埚模具适配连通。

导流本体2的圆锥表面形成有对砂粒进行导流的导流面21，导流面21与安装通孔14的孔壁围起形成有供砂粒流经的环形导流通道4。

导流面21包括上端第一锥度的第一导流面211以及位于第一导流面211下方的且与第一导流面211连接第二锥度的第二导流面212。

环形导流通道4包括由第一导流面211与围挡13围起形成将坩埚射砂头内的砂粒向下导流的第一环形导流通道41、由第二导流面212与第一通孔111的孔壁形成将第一环形导流通道41内的砂粒向下导流到坩埚模具内的第二环形导流通道42。由于导流本体2是锥形结构，故第二环形导流通道42的宽度小于第一环形导流通道41的宽度，且第一环形导流通道41的宽度、第二环形导流通42的宽度均由上向下递减。

在射砂的过程中，砂粒经由第一环形导流通道41分流后，砂粒的截面积递减，砂粒在截面上的压强递增，且砂粒向下导流的过程中，砂粒之间的致密度递增，经由第二环形导流通道42分流后，砂粒的截面积进一步递减，砂粒在截面上的压强进一步递增，且砂粒向下导流到坩埚模具的过程中，砂粒之间的致密度进一步递增，故第二环形导流通道42的砂粒的致密度大于第一环形导流通道41砂粒的致密度；因此，完全成型后的坩埚具有较高的致密度。形成的第一环形导流通道41、第二环形导流通道42不仅具有导流形成坩埚的作用，而且还能使形成的坩埚具有较高的致密度。

第一锥度的第一导流面211与水平面成角度A，第二锥度的第二导流面212与水平面成角度B，角度B大于角度A，砂粒经过调配后具有粘性，射砂完成后，设置的角度B大于角度A使第二导流面212形成缓冲阻挡可让有粘性的砂粒暂留在第二环形导流通道42内，由于第二环形导流通道42的砂粒的致密度大于第一环形导流通道41砂粒的致密度，当射砂完成卸去压力后，故暂留在第二环形导流通道42内的砂粒能阻挡上方第一环形导流通道41砂粒的下落。

围挡13的侧壁上沿径向环形等角度设置有供支撑轴3穿过的且与支撑轴3一端外周相仿形适配的第一避让孔131，导流本体2的侧壁设置有连通排气汇聚口23的且与支撑轴3另一端外周相仿形适配的第二避让孔22；支撑轴3与围挡13、导流本体2均是过盈配合，故支撑轴3的一端固定在围挡13上的第一避让孔131内、另一端固定在导流本体2上的第二避让孔22内。

坩埚模具由外模与内芯构成，为了排出坩埚内胚的气体，在内芯上设置有若干个排气孔，本实施例中用到的坩埚模具在专利CN 106003389 B中已经详细描述，在本实施例中不再赘述。坩埚模具的外模与第一支撑板11的下表面接触连通，坩埚模具的内芯与导流本体2的下表面接触连通；第一支撑板11的下表面设置有第一定位凹槽112，导流本体2的下表面设置有第二定位凹槽24，第一定位凹槽112内设置有与坩埚模具外模实现密封连接的第一密封圈5，第二定位凹槽24内设置有与坩埚模内芯实现密封连接的第二密封圈6。设置的第一密封圈5与第二密封圈6均与坩埚模具的上表面密封从而实现坩埚射砂导流组件100与坩埚模具之间的密封，保证了坩埚模具内部的压强，让坩埚模具内部的气体只能通过坩埚模具内芯上的排气孔排出，内芯上的排气孔会将气体中的砂粒过滤掉，从而避免了气体中砂粒乱飞的现象。

导流本体2的内部设置有贯通下表面的且与坩埚模具内部连通的排气汇聚口23，支撑轴3的内部设置有贯通两端的且与排气汇聚口23连通的排气通道31；在整个射砂的过程中形成有自坩埚模具内部连通到导流本体2的排气汇聚口23、自排气汇聚口23连通到支撑轴3的排气通道31、再经由排气通道31通过第一支撑板11与第二支撑板12之间的间隙排出坩埚成型时气体的排气系统，设置的排气系统能够排出坩埚成型过程中生成的气体，提高坩埚的致密度；而且，在本实施例中，设置至少有四个支撑轴3，支撑轴3绕导流本体2的圆周均匀分布以保证导流本体2受力均匀，从而提高整体结构的稳定性及可靠性，在其它实施例中，可根据实际情况设置支撑轴3的数量，在此处不作限定。

应用本实施例提供的坩埚射砂导流组件100时，砂粒经加压后由坩埚射砂头向下射出，导流本体2的锥形尖端将砂粒均匀的沿着第一导流面211导流到第一环形导流通道41内，再从第一环形导流通道41经第二环形导流通道42进入到下方的坩埚模具内部直至坩埚本体完全成型，在射砂的同时，坩埚本体内的气体经由坩埚模具内芯的排气孔进入到导流本体2内部的排气汇聚口23内、自排气汇聚口23再经由若干个支撑轴3的排气通道31向外排出，成型得到致密度高的坩埚。

本方案一种坩埚射砂导流组件，（1）设置的导流本体2呈锥形结构且其尖端伸入到坩埚射砂头内部，故导流本体2的圆锥形表面形成有对砂粒进行导流的导流面21，导流面21与安装通孔14的孔壁围起形成砂粒流经的环形导流通道4，坩埚射砂头能够经坩埚射砂导流组件100的环形导流通道4同步向坩埚模具内射砂成型得到坩埚，砂粒更加均匀且不会局部堆积，而且坩埚的成型方式简单，生产效率高；（2）整个射砂的过程中形成有自坩埚模具内部连通到导流本体2的排气汇聚口23、自排气汇聚口23连通到支撑轴3的排气通道31、再经由排气通道31通过第一支撑板11与第二支撑板12之间的间隙排出坩埚成型时气体的排气系统，设置的排气系统能够排出坩埚成型过程中生成的气体，能提高坩埚的致密度；（3）设置的第一密封圈5与第二密封圈6均与坩埚模具的上表面密封从而实现坩埚射砂导流组件100与坩埚模具之间的密封，保证了坩埚模具内部的压强，让坩埚模具内部的气体只能通过坩埚模具内芯上的排气孔排出，内芯上的排气孔会将气体中的砂粒过滤掉，从而避免了气体中砂粒乱飞的现象。因此，与现有技术相比，本方案提供的坩埚射砂导流组件100结构简单且可靠性高，射砂时砂粒更加均匀且不会局部堆积，不仅能使坩埚保持高的致密度，还能提高坩埚成型的效率。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种坩埚射砂导流组件，其用于将坩埚射砂头内的砂粒导流到坩埚模具内成型得到坩埚，其特征在于：其包括支撑基座、设在支撑基座内部的导流本体以及环绕所述导流本体设置的且一端固定在所述导流本体上另一端沿径向水平固定在所述支撑基座侧壁上的若干个支撑轴；所述支撑基座的中间设置有上下贯通的且用来安装所述导流本体的安装通孔；所述导流本体呈圆锥形结构，其尖端伸入到坩埚射砂头内部，其圆锥表面形成有对砂粒进行导流的导流面，所述导流面与所述安装通孔的孔壁围起形成有供砂粒流经的环形导流通道；所述导流本体的内部设置有贯通下表面的且与坩埚模具内部连通的排气汇聚口，所述支撑轴的内部设置有贯通两端的且与所述排气汇聚口连通的排气通道；所述支撑基座包括与坩埚模具连通的第一支撑板、与所述第一支撑板上下相对设置的且与坩埚射砂头连通的第二支撑板以及位于所述第一支撑板与所述第二支撑板之间的围挡；所述第一支撑板与所述第二支撑板通过若干个第一螺钉安装固定。

2.如权利要求1所述的一种坩埚射砂导流组件，其特征在于：所述第一支撑板的中间设置有第一通孔，所述第二支撑板的中间设置有与所述第一通孔上下相对的第二通孔，所述第一通孔、所述第二通孔以及环形的所述围挡三者上下叠起围起形成所述安装通孔。

3.如权利要求1所述的一种坩埚射砂导流组件，其特征在于：所述第二支撑板的下表面设置有与所述围挡上端仿形的且用来定位所述围挡的仿形定位凹槽。

4.如权利要求2所述的一种坩埚射砂导流组件，其特征在于：所述导流面包括上端具有第一锥度的第一导流面以及位于所述第一导流面下方的且与所述第一导流面连接的具有第二锥度的第二导流面。

5.如权利要求4所述的一种坩埚射砂导流组件，其特征在于：所述第一导流面与水平面成角度A设置，所述第二导流面与水平面成角度B设置，所述角度B大于所述角度A从而使所述第二导流面对落下的砂粒形成缓冲阻挡。

6.如权利要求4所述的一种坩埚射砂导流组件，其特征在于：所述环形导流通道包括由所述第一导流面与所述围挡围起形成将坩埚射砂头内的砂粒向下导流的第一环形导流通道、由所述第二导流面与所述第一通孔的孔壁形成将所述第一环形导流通道内的砂粒向下导流到坩埚模具内的第二环形导流通道。

7.如权利要求6所述的一种坩埚射砂导流组件，其特征在于：所述第二环形导流通道的宽度小于所述第一环形导流通道的宽度；所述第一环形导流通道的宽度、所述第二环形导流通道的宽度均由上向下递减。

8.如权利要求1所述的一种坩埚射砂导流组件，其特征在于：所述围挡的侧壁上沿径向环形等角度设置有供所述支撑轴穿过的且与所述支撑轴一端外周相仿形适配的第一避让孔，所述导流本体的侧壁设置有连通所述排气汇聚口的且与所述支撑轴另一端外周相仿形适配的第二避让孔。

9.如权利要求1所述的一种坩埚射砂导流组件，其特征在于：所述第一支撑板的下表面设置有第一定位凹槽，所述导流本体的下表面设置有第二定位凹槽，所述第一定位凹槽内设置有与坩埚模具外模实现密连接封的第一密封圈，所述第二定位凹槽内设置有与坩埚模内芯实现密封连接的第二密封圈。