CN216432479U - 金属锭子熔炼坩埚冷却结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种金属锭子熔炼坩埚冷却结构，包括坩埚、水套以及上导流环；水套套设在坩埚的外围，水套的内壁与坩埚的外壁之间围合成环形空腔；上导流环环绕设置在环形空腔的上部空间；上导流环的内侧壁与坩埚的外侧壁之间形成冷却腔；上导流环外侧壁设置有封堵环，封堵环将水套内壁与上导流环外壁之间的空间分隔为位于下方的进水腔和位于上方的回水腔；水套上设置有进水口和回水口，进水口与进水腔连通，回水口与回水腔连通，进水腔和回水腔均与冷却腔连通。从而通过上导流环能够将进水口进入的冷却水快速导流至上导流环的内侧壁与坩埚的外侧壁之间的冷却腔对坩埚进行冷却，有效提高冷却水循环速度，实现更好的冷却效果。

Description

金属锭子熔炼坩埚冷却结构

技术领域

本实用新型涉及稀有金属熔炼设备领域，具体而言，涉及一种金属锭子熔炼坩埚冷却结构。

背景技术

目前，铌、钽等稀有金属锭子熔炼制造一般采用真空电子束炉，真空电子束炉内设置有坩埚，利用炉中的电子枪将高能电子束聚焦在铌、钽板上使铌、钽板融化并滴入坩埚内，液态金属中的气体和杂质大量蒸发，从而得到高纯度致密的凝固态金属锭子。

坩埚采用金属铜制造，在熔炼过程中需要对坩埚进行冷却从而对坩埚形成保护并且使滴入坩埚内的液态金属快速凝固。现有的坩埚冷却结构是在坩埚外围设置水套，直接通入冷却水对坩埚外壁进行冷却；然而现有的坩埚冷却结构内部水流循环较慢，从而导致冷却效果不佳；不仅使滴入的液态金属凝固较慢，且对坩埚也会造成一定损伤。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种金属锭子熔炼坩埚冷却结构，以至少解决现有技术中的坩埚冷却结构水流循环较慢导致冷却效果不佳的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种金属锭子熔炼坩埚冷却结构，包括：坩埚；水套，套设在坩埚的外围，水套的内壁与坩埚的外壁之间围合成环形空腔；上导流环，环绕设置在环形空腔的上部空间；上导流环的内侧壁与坩埚的外侧壁之间形成冷却腔；上导流环外侧壁设置有封堵环，封堵环将水套内壁与上导流环外壁之间的空间分隔为位于下方的进水腔和位于上方的回水腔；其中，水套上设置有进水口和回水口，进水口与进水腔连通，回水口与回水腔连通，进水腔和回水腔均与冷却腔连通。

进一步地，上导流环的内侧壁开设有螺旋形的导流槽。

进一步地，金属锭子熔炼坩埚冷却结构还包括：下导流环，下导流环的上端与上导流环的下端对接，下导流环与进水口相对；其中，上导流环的内侧壁和下导流环的内侧壁与坩埚的外侧壁之间形成冷却腔。

进一步地，坩埚包括第一筒体部和第一环形盘体部，第一筒体部的上端与第一环形盘体部的内环边垂直连接；水套包括第二筒体部和第二环形盘体部，第二筒体部的下端与第二环形盘体部的外环边垂直连接；其中，第一筒体部的下端侧壁与第二环形盘体部的内环边通过第一密封环密封对接；第二筒体部的上端与第一环形盘体部的外环边通过第二密封环密封对接。

进一步地，进水腔通过下导流环与第二环形盘体部之间的空隙与冷却腔连通；回水腔通过上导流环与第一环形盘体部之间的空隙与冷却腔连通。

进一步地，封堵环通过第三密封环与第二筒体部的内壁密封连接。

本实用新型技术方案的金属锭子熔炼坩埚冷却结构，包括坩埚、水套以及上导流环；水套套设在坩埚的外围，水套的内壁与坩埚的外壁之间围合成环形空腔；上导流环环绕设置在环形空腔的上部空间；上导流环的内侧壁与坩埚的外侧壁之间形成冷却腔；上导流环外侧壁设置有封堵环，封堵环将水套内壁与上导流环外壁之间的空间分隔为位于下方的进水腔和位于上方的回水腔；水套上设置有进水口和回水口，进水口与进水腔连通，回水口与回水腔连通，进水腔和回水腔均与冷却腔连通。从而通过上导流环能够将进水口进入的冷却水快速导流至上导流环的内侧壁与坩埚的外侧壁之间的冷却腔对坩埚进行冷却，有效提高冷却水循环速度，实现更好的冷却效果；解决了现有技术中的坩埚冷却结构水流循环较慢导致冷却效果不佳的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据本实用新型实施例可选的一种金属锭子熔炼坩埚冷却结构的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、坩埚；11、第一筒体部；12、第一环形盘体部；20、水套；21、进水口；22、回水口；23、第二筒体部；24、第二环形盘体部；30、环形空腔；31、冷却腔；32、进水腔；33、回水腔；40、上导流环；41、导流槽；50、封堵环；60、下导流环；70、第一密封环；80、第二密封环；90、第三密封环。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

本实用新型实施例的金属锭子熔炼坩埚冷却结构，包括坩埚10、水套20以及上导流环40：水套20套设在坩埚10的外围，水套20的内壁与坩埚10的外壁之间围合成环形空腔30；上导流环40环绕设置在环形空腔30的上部空间；上导流环40的内侧壁与坩埚10的外侧壁之间形成冷却腔31；上导流环40外侧壁设置有封堵环50，封堵环50将水套20内壁与上导流环40外壁之间的空间分隔为位于下方的进水腔32和位于上方的回水腔33；水套20上设置有进水口21和回水口22，进水口21与进水腔32连通，回水口22与回水腔33连通，进水腔32和回水腔33均与冷却腔31连通。在金属锭子熔炼过程中，滴锭头由坩埚10的下方伸入坩埚10内部从而将坩埚10的下端口封闭，融化的稀有金属滴入坩埚10内凝固成金属锭子，而滴锭头不断下移从而使锭子不断延长达到预定的长度。通过进水口21向环形空腔30内通入冷却水，冷却水首先进入进水腔32，上导流环40能够将进水口21进入的冷却水快速导流至上导流环40的内侧壁与坩埚10的外侧壁之间的冷却腔31，在此过程中将坩埚10外壁的热量带走对坩埚10进行冷却，从而加快坩埚10内金属锭子的凝固速度，同时对坩埚10形成保护；有效提高冷却水循环速度，实现更好的冷却效果；解决了现有技术中的坩埚冷却结构水流循环较慢导致冷却效果不佳的问题。

具体实施时，上导流环40的内侧壁开设有螺旋形的导流槽41，在导流槽41的导流作用下，能够使进入冷却腔31的冷却水更加快速地由下至上流动，加快水流循环速度，提高冷却效果。

进一步地，坩埚10包括第一筒体部11和第一环形盘体部12，第一筒体部11的上端与第一环形盘体部12的内环边垂直连接；水套20包括第二筒体部23和第二环形盘体部24，第二筒体部23的下端与第二环形盘体部24的外环边垂直连接；实际应用时，坩埚10的第一筒体部11和第一环形盘体部12为一体式结构，其纵剖面呈两个倒置并对称的“L”形结构；水套20的第二筒体部23和第二环形盘体部24也为一体式结构，其纵剖面为两个正置并对称的“L”形结构；第一筒体部11的下端侧壁与第二环形盘体部24的内环边通过第一密封环70密封对接，第二筒体部23的上端与第一环形盘体部12的外环边通过第二密封环80密封对接从而围合成密闭的环形空腔30；封堵环50通过第三密封环90与第二筒体部23的内壁密封连接，从而将水套20内壁与上导流环40外壁之间的空间分隔为位于下方的进水腔32和位于上方的回水腔33。

滴锭头伸入坩埚10内占据了坩埚10内的下部空间，融化的金属一般位于坩埚10内的上部空间；因此，坩埚10的上半部温度较高，是需要重点冷却的部位；上导流环40套设在坩埚10的上半部分，无法有效将进水腔32与冷却腔31隔开，进入进水腔32的冷却水会直接向上流动，使坩埚10的下部位置，即冷却腔31的下部形成死水区，导致坩埚10的下半部分冷却效果不佳；对此，金属锭子熔炼坩埚冷却结构还包括下导流环60，下导流环60的上端与上导流环40的下端对接，下导流环60与进水口21相对。实际应用时，上导流环40和下导流环60为一体式结构，上导流环40的内侧壁和下导流环60的内侧壁与坩埚10的外侧壁之间形成冷却腔31，即下导流环60将进水腔32与冷却腔31相互隔开，下导流环60的下端向下延伸并与水套20的第二环形盘体部24之间留有一定空隙，进水腔32通过下导流环60与第二环形盘体部24之间的空隙与冷却腔31连通；回水腔33通过上导流环40与第一环形盘体部12之间的空隙与冷却腔31连通；进入进水腔32的冷却水首先通过下方的水流通道进入冷却腔31的底部对坩埚10的下部位置进行冷却，有效提高坩埚10下半部的冷却效果；随后冷却水沿冷却腔31继续向上流动对坩埚10的上半部分进行冷却，最后通过上导流环40与第一环形盘体部12之间的空隙返回回水腔33，形成完整的水流循环。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种金属锭子熔炼坩埚冷却结构，其特征在于，包括：

坩埚(10)；

水套(20)，套设在所述坩埚(10)的外围，所述水套(20)的内壁与所述坩埚(10)的外壁之间围合成环形空腔(30)；

上导流环(40)，环绕设置在所述环形空腔(30)的上部空间；所述上导流环(40)的内侧壁与所述坩埚(10)的外侧壁之间形成冷却腔(31)；所述上导流环(40)外侧壁设置有封堵环(50)，所述封堵环(50)将所述水套(20)内壁与所述上导流环(40)外壁之间的空间分隔为位于下方的进水腔(32)和位于上方的回水腔(33)；

其中，所述水套(20)上设置有进水口(21)和回水口(22)，所述进水口(21)与所述进水腔(32)连通，所述回水口(22)与所述回水腔(33)连通，所述进水腔(32)和所述回水腔(33)均与所述冷却腔(31)连通。

2.根据权利要求1所述的金属锭子熔炼坩埚冷却结构，其特征在于，所述上导流环(40)的内侧壁开设有螺旋形的导流槽(41)。

3.根据权利要求1所述的金属锭子熔炼坩埚冷却结构，其特征在于，所述金属锭子熔炼坩埚冷却结构还包括：

下导流环(60)，所述下导流环(60)的上端与所述上导流环(40)的下端对接，所述下导流环(60)与所述进水口(21)相对；

其中，所述上导流环(40)的内侧壁和所述下导流环(60)的内侧壁与所述坩埚(10)的外侧壁之间形成所述冷却腔(31)。

4.根据权利要求3所述的金属锭子熔炼坩埚冷却结构，其特征在于，所述坩埚(10)包括第一筒体部(11)和第一环形盘体部(12)，所述第一筒体部(11)的上端与所述第一环形盘体部(12)的内环边垂直连接；所述水套(20)包括第二筒体部(23)和第二环形盘体部(24)，所述第二筒体部(23)的下端与所述第二环形盘体部(24)的外环边垂直连接；

其中，所述第一筒体部(11)的下端侧壁与所述第二环形盘体部(24)的内环边通过第一密封环(70)密封对接；所述第二筒体部(23)的上端与所述第一环形盘体部(12)的外环边通过第二密封环(80)密封对接。

5.根据权利要求4所述的金属锭子熔炼坩埚冷却结构，其特征在于，所述进水腔(32)通过所述下导流环(60)与所述第二环形盘体部(24)之间的空隙与所述冷却腔(31)连通；所述回水腔(33)通过所述上导流环(40)与所述第一环形盘体部(12)之间的空隙与所述冷却腔(31)连通。

6.根据权利要求4所述的金属锭子熔炼坩埚冷却结构，其特征在于，所述封堵环(50)通过第三密封环(90)与所述第二筒体部(23)的内壁密封连接。

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