CN212884960U - 一种熔炼气氛保护装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种熔炼气氛保护装置，包括密封容器和控制机构，密封容器底部设有进液口，进液口连通过流腔，进液口设有压力控制阀，密封容器内安装有活塞，活塞将密封容器分成上腔体和下腔体，活塞上设有单向阀，上腔体与抽真空机构连通，下腔体靠近活塞的一端设有进气口，进气口与惰性气体填充机构连通，过流腔的顶部通过导管与惰性气体填充机构连通。本实用新型通过抽真空机构抽取上腔体以及下腔体内的气体，使下腔体内部压强减小，从而使熔体被吸入密封容器，通过惰性气体填充机构向下腔体和过流腔内注入惰性气体的设置，使过流腔处于充满惰性气体的环境，避免熔体与空气接触，同时结合控制系统的将惰性气体排除密封容器。

Description

一种熔炼气氛保护装置

技术领域

本实用新型涉及金属熔体设备领域，具体涉及一种熔炼气氛保护装置。

背景技术

合金在熔炼浇筑时，很容易与空气中的氧气发生反应而被氧化，从而造成合金熔体内出现杂质，使得铸件产生缺陷，影响最终产品的性能。

实用新型内容

为了避免合金在熔炼浇注过程中，尽量避免合金熔体不与或者少与空气接触，本实用新型提供了一种熔炼气氛保护装置，包括具有内部空间的密封容器，所述密封容器底部设有进液口，所述进液口连通过流腔，所述过流腔通过阀门与外界连通，所述进液口设有压力控制阀，所述压力控制阀控制进液口的启闭，所述密封容器内壁上安装有活塞，所述活塞将密封容器分成远离进液口的上腔体和靠近进液口的下腔体，所述活塞上设有单向阀，单向阀的方向为由下腔体至上腔体，所述上腔体与抽真空机构连通，所述下腔体靠近活塞的一端设有进气口，所述进气口与惰性气体填充机构连通，所述过流腔的顶部通过导管与惰性气体填充机构连通；还包括控制机构，所述控制机构包括第一控制系统、第一开关和感应器，所述感应器、第一开关均与第一控制系统信号连接，所述感应器接收信号并将其反馈给第一控制系统，所述第一控制系统根据接收的信号控制第一开关启闭，所述第一开关安装于导管内，所述感应器安装于过流腔底部。

进一步的，所述压力控制阀包括第二开关、安装于靠近下腔体一侧内压力传感器、安装于靠近过流腔一侧的外压力传感器以及与第二开关、内压力传感器和外压力传感器信号连接的第二控制系统，所述内压力传感器用于检测下腔体的压力值，所述外压力传感器用于检测过流腔的压力值，所述第二控制系统用于比较内压力传感器与外压力传感器的压力值，当内压力传感器与外压力传感器的压力值相等时，第二开关处于闭合状态，反之则处于开启状态。

进一步的，所述惰性气体填充机构充入下腔体的惰性气体一部分经单向阀进入上腔体，另一部分对下腔体进行加压。

进一步的，所述惰性气体填充机构单位时间内对下腔体增加的压力值等于惰性气体填充机构单位时间内对过流腔增加的压力值。

进一步的，所述下腔体内壁上滑动设有感应开关，所述感应开关与抽真空机构电性连接，所述感应开关安装于靠近活塞一端，且感应开关位于进气口下方，当熔体接触感应开关时，抽真空机构停止工作。

进一步的，所述活塞与密封容器连接处设有密封垫圈。

进一步的，所述抽真空机构与惰性气体填充机构连通。

本实用新型的有益效果是：

1、在本实用新型中，通过抽真空机构抽取上腔体以及下腔体内的气体，使下腔体内部压强减小，从而使熔体被吸入密封容器，通过惰性气体填充机构向过流腔内注入惰性气体的设置，使熔体在流入过流腔前，让过流腔处于充满惰性气体的环境，避免流出的熔体与空气接触而被氧化，通过惰性气体填充机构向下腔体内注入惰性气体与控制系统的结合设置，可以将熔体排除密封容器。

2、在本实用新型中，通过内外压力传感器、第二开关以及第二控制系统的设置，能够检测下腔体与过流腔的压力大小，同时能够根据压力值来控制进液口的开启与关闭，有效避免熔体提前流出密封容器而使其与空气接触被氧化。

3、在本实用新型中，通过对充入过流腔与下腔体惰性气体量的限制，能够确保在过流腔处于充满惰性气体环境前，压力控制阀始终处于闭合进液口的状态，避免熔体与过流腔气体交换。

4、在本实用新型中，通过滑动感应开关的设置，能够根据浇筑情况控制吸入密封容器熔体的量，使其满足生产需求的同时避免资源浪费，另外通过对其位置的设置，能够避免熔体与活塞接触，提高活塞的使用寿命。

5、在本实用新型中，通过密封垫圈的设置，可以提高上下腔体的密封性能；通过抽真空机构与惰性气体填充机构连通的设置，能够使惰性气体循环使用，提高资源利用率。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图。

图2为本实用新型整体剖视图。

图3为图2中A处详细结构示意图。

图4为本实用新型密封容器结构示意图。

图5为本实用新型进料过程初始阶段示意图。

图6为本实用新型进料过程完成阶段示意图。

图7为本实用新型出料浇筑过程前示意图。

图8为本实用新型出料浇筑过程示意图。

附图标记：1、密封容器，11、进液口，12、上腔体，13、下腔体，131、进气口，132、感应开关，2、过流腔，3、压力控制阀，31、第二开关，32、内压力传感器，33、外压力传感器，4、活塞，41、单向阀，5、抽真空机构，6、惰性气体填充机构，7、控制机构，71、第一开关，72、感应器。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域的技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。

本实用新型具体实施方式采用以下技术方案：如图1至图4所示，包括具有内部空间的密封容器1，所述密封容器1底部设有进液口11，所述进液口11连通过流腔2，所述过流腔2通过阀门与外界连通，过流腔2的作用相当于合金熔体的中转站，在进料过程中，过流腔2完全处于合金熔体内，在出料浇筑过程中，过流腔2与模具连通，所述进液口11设有压力控制阀3，所述密封容器1内壁上安装有活塞4，活塞4与密封容器1连接处设有密封垫圈，所述活塞4将密封容器1分成远离进液口11的上腔体12和靠近进液口11的下腔体13，通过密封垫圈提高上腔体12与下腔体13之间的密封性能，所述活塞4上设有单向阀41，单向阀41的方向为由下腔体13至上腔体12，所述上腔体12与抽真空机构5连通，所述下腔体13靠近活塞4的一端设有进气口131，所述进气口131与惰性气体填充机构6连通，所述过流腔2的顶部通过导管与惰性气体填充机构6连通；所述压力控制阀3包括第二开关31、安装于靠近下腔体13一侧内压力传感器32、安装于靠近过流腔2一侧的外压力传感器33以及与第二开关31、内压力传感器32和外压力传感器33信号连接的第二控制系统，所述内压力传感器32用于检测下腔体13的压力值，所述外压力传感器33用于检测过流腔2的压力值，内压力传感器32和外压力传感器33将检测的压力值传输给第二控制系统，第二控制系统将其进行比较，当两者相等或者近似相等时，第二控制系统控制第二开关31闭合进液口11，此时下腔体13与过流腔2不发生交换，当内压力传感器32检测的压力值大于外压力传感器33检测的压力值或外压力传感器33检测的压力值大于内压力传感器32检测的压力值时，第二控制系统控制第二开关31开启进液口11，此时下腔体13内熔体流入过流腔2或过流腔2少部分气体进入下腔体13，一种熔炼气氛保护装置还包括控制机构7，所述控制机构7包括第一控制系统、第一开关71和感应器72，所述第一开关71安装于导管内，通过第一开关71可以控制导管的通闭，所述感应器72安装于过流腔2底部，且安装位置远离导管与过流腔2的连通处，避免从导管充入的惰性气体直接触发感应器72，所述感应器72、第一开关71均与第一控制系统信号连接，所述感应器72接收信号并将其反馈给第一控制系统，所述第一控制系统根据接收的信号控制第一开关启闭。

具体工作过程为，如图5所示，首先将密封容器1放置于合金熔体内，过流腔2完全置于金属液面内，打开过流腔2与外界的阀门，然后开启抽真空机构5，抽真空机构5将上腔体12内的气体抽走，使得上腔体12压强减小，在压力作用下，下腔体13内的气体会经单向阀41进入上腔体12从而被抽走，进而使得外界熔体被吸入下腔体13内，如图6所示，随着抽真空机构5的运行，下腔体13内金属液面持续上升，直到满足浇筑需求时，关闭抽真空机构5，此过程为进料过程；当需要进行出料浇筑时，将整个装置转移至待浇筑模具处，使过流腔2的阀门与模具浇筑口连通，如图7所示，初始时保证阀门处于关闭状态，然后开启惰性气体填充机构6，惰性气体填充机构6同时向下腔体13与过流腔2内充入惰性气体，惰性气体可以为氮气，进入下腔体13内的惰性气体一部分经单向阀41直接进入上腔体12内，另一部分对金属液面加压，并推动其向下移动，即朝进液口11处移动，此时上腔体12内压强与下腔体13内压强会逐步且同步增加，由于过流腔2内会同步充入惰性气体，故进液口11处的压力控制阀3内外压力始终会处于相等状态，从而在此过程中进液口11始终处于关闭状态，随着惰性气体的持续充入，过流腔2内会充满惰性气体，位于过流腔2底部的感应器72感应到惰性气体的信号，将其反馈给第一控制系统，第一控制系统接收到信号后通过分析处理控制第一开关71关闭惰性气体进入过流腔2的导管，此时惰性气体填充机构6停止向过流腔2充入惰性气体，如图8所示，继续向下腔体13内充入惰性气体，下腔体13内压强随着惰性气体的充入继续增加，使得压力控制阀3靠近下腔体13一侧的压力大于靠近过流腔2一侧的压力，从而使进液口11打开，下腔体13内的合金熔体在惰性气体的推动下流入过流腔2，随着过流腔2内合金熔体增多，压强逐渐增大，使阀门打开，合金熔体注入模具内，在此过程中过流腔2内的惰性气体会由阀门进入模具内，将其内部的空气排出，从而有效避免合金熔体在模具内与空气接触氧化，进一步提高浇筑质量，当合金熔体完全进入模具内后，惰性气体填充机构6停止工作，进入下一个循环。

如图2所示，优选的，为避免密封容器1内的空气对合金熔体的影响，在将过流腔2置于合金熔体前，可以将密封容器内的空气排出，具体操作为通过多次抽真空以及充入惰性气体实现。

如图2所示，优选的，为避免过流腔2在充满惰性气体前，压力控制阀3提前打开，所述惰性气体填充机构6单位时间内对下腔体13增加的压力值等于惰性气体填充机构6单位时间内对过流腔2增加的压力值，即保证单位时间内充入下腔体13和充入过流腔2的惰性气体对内压力传感器32和外压力传感器33产生的数值一致。

如图2、图4所示，优选的，所述下腔体13内壁上滑动设有感应开关132，所述感应开关132与抽真空机构5电性连接，所述感应开关132安装于靠近活塞4一端，且感应开关132位于进气口131下方，当熔体接触感应开关132时，抽真空机构停止工作，感应开关132能够根据浇筑情况控制吸入密封容器1熔体的量，使其满足生产需求的同时避免资源浪费，另外通过对其位置的设置，能够避免熔体与活塞4接触，提高活塞4的使用寿命。

如图2、图5所示，优选的，所述抽真空机构5的排气口与惰性气体填充机构6的惰性气体进气口连通，从而使抽真空机构5抽出的惰性气体作为惰性气体填充机构6的原料，提高惰性气体的利用率。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种熔炼气氛保护装置，包括具有内部空间的密封容器(1)，所述密封容器(1)底部设有进液口(11)，所述进液口(11)连通过流腔(2)，所述过流腔(2)通过阀门与外界连通，其特征在于，所述进液口(11)设有压力控制阀(3)，所述压力控制阀(3)控制进液口(11)的启闭，所述密封容器(1)内壁上安装有活塞(4)，所述活塞(4)将密封容器(1)分成远离进液口(11)的上腔体(12)和靠近进液口(11)的下腔体(13)，所述活塞(4)上设有单向阀(41)，单向阀(41)的方向为由下腔体(13)至上腔体(12)，所述上腔体(12)与抽真空机构(5)连通，所述下腔体(13)靠近活塞(4)的一端设有进气口(131)，所述进气口(131)与惰性气体填充机构(6)连通，所述过流腔(2)的顶部通过导管与惰性气体填充机构(6)连通；

还包括控制机构(7)，所述控制机构(7)包括第一控制系统、第一开关(71)和感应器(72)，所述感应器(72)、第一开关(71)均与第一控制系统信号连接，所述感应器(72)接收信号并将其反馈给第一控制系统，所述第一控制系统根据接收的信号控制第一开关(71)启闭，所述第一开关(71)安装于导管内，所述感应器(72)安装于过流腔(2)底部。

2.根据权利要求1所述的一种熔炼气氛保护装置，其特征在于，所述压力控制阀(3)包括第二开关(31)、安装于靠近下腔体(13)一侧内压力传感器(32)、安装于靠近过流腔(2)一侧的外压力传感器(33)以及与第二开关(31)、内压力传感器(32)和外压力传感器(33)信号连接的第二控制系统，所述内压力传感器(32)用于检测下腔体(13)的压力值，所述外压力传感器(33)用于检测过流腔(2)的压力值，所述第二控制系统用于比较内压力传感器(32)与外压力传感器(33)的压力值，当内压力传感器(32)与外压力传感器(33)的压力值相等时，第二开关(31)处于闭合状态，反之则处于开启状态。

3.根据权利要求1或2所述的一种熔炼气氛保护装置，其特征在于，所述惰性气体填充机构(6)充入下腔体(13)的惰性气体一部分经单向阀(41)进入上腔体(12)，另一部分对下腔体(13)进行加压。

4.根据权利要求3所述的一种熔炼气氛保护装置，其特征在于，所述惰性气体填充机构(6)单位时间内对下腔体(13)增加的压力值等于惰性气体填充机构(6)单位时间内对过流腔(2)增加的压力值。

5.根据权利要求1所述的一种熔炼气氛保护装置，其特征在于，所述下腔体(13)内壁上滑动设有感应开关(132)，所述感应开关(132)与抽真空机构电性连接，所述感应开关(132)安装于靠近活塞(4)一端，且感应开关(132)位于进气口(131)下方，当熔体接触感应开关(132)时，抽真空机构(5)停止工作。

6.根据权利要求1所述的一种熔炼气氛保护装置，其特征在于，所述活塞(4)与密封容器(1)连接处设有密封垫圈。

7.根据权利要求1所述的一种熔炼气氛保护装置，其特征在于，所述抽真空机构(5)与惰性气体填充机构(6)连通。

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