CN204594215U - 钕铁硼中频感应炉出液口控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钕铁硼中频感应炉出液口控制装置。包括：熔炼坩埚(1)、加热线圈(2)、电动阀伺服电机(3)、电动阀阀门(4)、热电偶(5)、单片机(6)。熔炼坩埚(1)底面中心打一圆形孔，电动阀阀门(4)嵌入熔炼坩埚(1)底面中心圆形孔之中，电动阀伺服电机(3)安装于熔炼坩埚(1)底面的下端，熔炼坩埚(1)的顶盖开有小孔，热电偶(5)从熔炼坩埚(1)的顶盖小孔中嵌入熔炼坩埚(1)的内部。热电偶(5)输出的电压信号送入单片机(6)处理，单片机(6)将处理后的信号送入电动阀伺服电机(3)，电动阀伺服电机(3)控制电动阀阀门(4)的打开与闭合。

Description

钕铁硼中频感应炉出液口控制装置

技术领域

本实用新型属于永磁材料领域，涉及一种钕铁硼中频感应炉出液口控制装置。

背景技术

稀土元素氧化物是指元素周期表中原子序数为57到71的15种镧系元素氧化物，以及与镧系元素化学性质相似的钪(Sc)和钇(Y)共17种元素的氧化物。根据稀土元素原子电子层结构和物理化学性质，以及它们在矿物中共生情况和不同的离子半径可产生不同性质的特征，十七种稀土元素通常分为二组：轻稀土包括：镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆。重稀土包括：铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪。

钕铁硼稀土永磁材料，以其优良的磁性能得到越来越多的应用，被广泛用于医疗的核磁共振成像，计算机硬盘驱动器，音响、手机等；随着节能和低碳经济的要求，钕铁硼稀土永磁材料又开始在汽车零部件、家用电器、节能和控制电机、混合动力汽车，风力发电等领域应用。

耐火材料是耐火度不低于1580℃的一类无机非金属材料。耐火度是指耐火材料锥形体试样在没有荷重情况下，抵抗高温作用而不软化熔倒的摄氏温度。耐火材料广泛用于冶金、化工、石油、机械制造、硅酸盐、动力等工业领域，在冶金工业中用量最大，占总产量的50％～60％。

利用物料的感应电热效应而使物料加热或熔化的电炉称为感应炉。感应炉采用的交流电源有工频(50或60赫)、中频(150～10000赫)和高频(高于10000赫)3种。感应炉的主要部件有感应器、炉体、电源、电容和控制系统等。在感应炉中的交变电磁场作用下，物料内部产生涡流从而达到加热或融化的效果。在这种交变磁场的搅拌作用下，炉中材质的成分和温度均较均匀，锻造加热温度可达1250℃，熔炼温度可达1650℃。感应炉除能在大气中加热或熔炼外，还能在真空和氩、氖等保护气氛中加热或熔炼，以满足特殊质量的要求。感应炉在透热或熔炼软磁合金、高阻合金、铂族合金、耐热、耐蚀、耐磨合金以及纯金属方面具有突出的优点。感应炉通常分为感应加热炉和熔炼炉。

中频感应炉是一种将工频50HZ交流电转变为中频(300HZ以上至20K HZ)的电源装置，把三相工频交流电，整流后变成直流电，再把直流电变为可调节的中频电流，供给由电容和感应线圈里流过的中频交变电流，在感应圈中产生高密度的磁力线，并切割感应圈里盛放的金属材料，在金属材料中产生很大的涡流。这种涡流同样具有中频电流的一些性质，即金属自身的自由电子在有电阻的金属体里流动要产生热量。

电动阀通常由电动执行机构和阀门组成。电动阀门的工作原理是：由电动机带动减速装置，在电信号的作用下，产生直线运动或角度旋转运动。从而达到对管道介质的开关目的。电动阀门优点是：稳定性高，推力恒定，抗偏离能力好。

伺服电机(servo motor)是指在伺服系统中控制机械元件运转的电动机，是一种补助马达间接变速装置。伺服电机可使控制速度，位置精度非常准确，可以将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象。伺服电机转子转速受输入信号控制，并能快速反应，在自动控制系统中，用作执行元件，且具有机电时间常数小、线性度高、始动电压等特性，可把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。分为直流和交流伺服电动机两大类，其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。

热电偶是温度测量仪表中常用的测温元件，它直接测量温度，并把温度信号转换成热电动势信号，通过电气仪表(二次仪表)转换成被测介质的温度。各种热电偶的外形常因需要而极不相同，但是它们的基本结构却大致相同，通常由热电极、绝缘套保护管和接线盒等主要部分组成，通常和显示仪表、记录仪表及电子调节器配套使用。

单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器(Microcontroller Unit)，常用英文字母的缩写MCU表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。单片机是靠程序运行的，并且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能，通过程序，用单片机可以方便的控制电动机的转速。通过程序可以实现产品的高智能，高效率，以及高可靠性。

1982年日本住友特殊金属公司首先公开了钕铁硼稀土永磁材料的日本专利1622492和2137496，随即申请了美国专利和欧洲专利，公布了钕铁硼稀土永磁材料的特性、成份和制造方法。2007年4月1日日本日立金属与日本住友合并，并且继承了住友金属的2007年4月1日钕铁硼稀土永磁体的专利许可的权利与义务。

三德金属工业株式会社1997年1月31日申请了发明专利《薄状固化合金的制造装置及薄状固化合金的制造方法》，专利号为：ZL97192034.6。专利中的设备具备上方开口并收容合金熔液的容器、使该容器倾倒的驱动机构、控制该驱动机构的控制装置、使合金熔液冷却凝固而形成薄带状的冷却滚筒、向前述冷却滚筒大致以一定流动引导合金熔液的液流稳定化机构；前述控制装置具备存储使容器倾倒的倾倒角速度指令的存储器、读入倾倒角速度指令并按该指令使前述驱动机构动作的指令装置，前述倾倒角速度指令是以选择的、容器的规定多数的倾倒角度时的容器内残存的合金熔液的理论量为基准而预先设定的，以使合金熔液大致以一定量流出。

发明内容

现有的钕铁硼合金熔炼坩埚其合金熔液流出口开设在上方，其典型表代为发明专利《薄状固化合金的制造装置及薄状固化合金的制造方法》中所述的坩埚，使用这种坩埚倒出合金熔液时，需要有倾倒的驱动机构、倾倒角速度传感器、控制该驱动机构的控制装置等，这些装置的体积庞大，造价高昂，同时合金熔液只能大致以一定量流出，流量不能稳定，影响合金熔液的冷却及后续操作。本实用新型的目的在于设计一种结构简单、使用方便、造价低廉的钕铁硼中频感应炉出液口控制装置，把熔炼坩埚的合金熔液出口设在下方，使用电动阀控制出液口的打开和关闭，解决了现有熔炼坩埚出液口设在上方的弊端，减小了设备的体积，降低了设备的造价，提高了合金熔液出液的稳定性。

为实现上述目的，本实用新型包括：熔炼坩埚(1)、加热线圈(2)、电动阀伺服电机(3)、电动阀阀门(4)、热电偶(5)、单片机(6)，其特征是：熔炼坩埚(1)是一个圆柱形容器，熔炼坩埚(1)的顶端是一个可以打开的顶盖，钕铁硼合金锭可从熔炼坩埚(1)的顶盖放入，加热线圈(2)缠绕在熔炼坩埚(1)的圆柱形侧面外，熔炼坩埚(1)底面中心打一圆形孔，电动阀阀门(4)嵌入熔炼坩埚(1)底面中心圆形孔之中，电动阀伺服电机(3)安装于熔炼坩埚(1)底面的下端，熔炼坩埚(1)的顶盖开有小孔，热电偶(5)从熔炼坩埚(1)的顶盖小孔中嵌入熔炼坩埚(1)的内部。单片机(6)作为控制器放在熔炼坩埚(1)三米以外的地方。

所述的电动阀阀门(4)其制造材料熔点应高于1580摄氏度。

所述的热电偶(5)输出的电压信号送入单片机(6)处理，单片机(6)将处理后的信号送入电动阀伺服电机(3)，电动阀伺服电机(3)控制电动阀阀门(4)的打开与闭合。

附图说明

图1钕铁硼中频感应炉出液口控制装置结构示意图；

图2钕铁硼中频感应炉出液口控制装置信号处理方框图；

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作具体说明。

参见图1钕铁硼中频感应炉出液口控制装置结构示意图，钕铁硼中频感应炉出液口控制装置由熔炼坩埚(1)、加热线圈(2)、电动阀伺服电机(3)、电动阀阀门(4)、热电偶(5)、单片机(6)组成，熔炼坩埚(1)是一个圆柱形容器，熔炼坩埚(1)的顶端是一个可以打开的顶盖，钕铁硼合金锭可从熔炼坩埚(1)的顶盖放入，加热线圈(2)缠绕在熔炼坩埚(1)的圆柱形侧面外，熔炼坩埚(1)底面中心打一圆形孔，电动阀阀门(4)嵌入熔炼坩埚(1)底面中心圆形孔之中，电动阀伺服电机(3)安装于熔炼坩埚(1)底面的下端，熔炼坩埚(1)的顶盖开有小孔，热电偶(5)从熔炼坩埚(1)的顶盖小孔中嵌入熔炼坩埚(1)的内部。单片机(6)作为控制器放在熔炼坩埚(1)三米以外的地方。

所述的电动阀阀门(4)其制造材料熔点应高于1580摄氏度。

参见图2钕铁硼中频感应炉出液口控制装置信号处理方框图，在钕铁硼中频感应炉出液口控制装置中，所述的热电偶(5)输出的电压信号送入单片机(6)处理，单片机(6)将处理后的信号送入电动阀伺服电机(3)，电动阀伺服电机(3)控制电动阀阀门(4)的打开与闭合。

使用时，熔炼坩埚(1)作为炉体放入溶解室内，钕铁硼合金锭可从溶解室上方的原料添加室经由熔炼坩埚(1)的顶盖放入，放入钕铁硼合金锭后，加热线圈(2)通以中频交变电流对钕铁硼合金锭加热，加热到一定温度后，单片机(6)发出控制信号送入电动阀伺服电机(3)，电动阀伺服电机(3)控制电动阀阀门(4)打开，熔融状态下的钕铁硼合金液体经过电动阀阀门(4)流下，合金液体经冷却等设备处理后形成合金片。

上述溶解室、原料添加室、中频交变电流产生设备、单片机控制系统、合金液体冷却设备等已经具有非常成熟的技术。

Claims (3)

1.一种钕铁硼中频感应炉出液口控制装置，其特征在于：钕铁硼中频感应炉出液口控制装置由熔炼坩埚(1)、加热线圈(2)、电动阀伺服电机(3)、电动阀阀门(4)、热电偶(5)、单片机(6)组成，熔炼坩埚(1)是一个圆柱形容器，熔炼坩埚(1)的顶端是一个可以打开的顶盖，钕铁硼合金锭可从熔炼坩埚(1)的顶盖放入，加热线圈(2)缠绕在熔炼坩埚(1)的圆柱形侧面外，熔炼坩埚(1)底面中心打一圆形孔，电动阀阀门(4)嵌入熔炼坩埚(1)底面中心圆形孔之中，电动阀伺服电机(3)安装于熔炼坩埚(1)底面的下端，熔炼坩埚(1)的顶盖开有小孔，热电偶(5)从熔炼坩埚(1)的顶盖小孔中嵌入熔炼坩埚(1)的内部，单片机(6)作为控制器放在熔炼坩埚(1)三米以外的地方。

2.根据权利要求1所述的钕铁硼中频感应炉出液口控制装置，其特征在于：所述的电动阀阀门(4)其制造材料熔点应高于1580摄氏度。

3.根据权利要求1所述的钕铁硼中频感应炉出液口控制装置，其特征在于：所述的热电偶(5)输出的电压信号送入单片机(6)处理，单片机(6)将处理后的信号送入电动阀伺服电机(3)，电动阀伺服电机(3)控制电动阀阀门(4)的打开与闭合。