CN216770167U - 真空高频感应炉液冷铜坩埚 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种真空高频感应炉液冷铜坩埚，包括：坩埚本体、直管、底座；底座顶部设置有多个直管定位通孔，卡套螺纹直通接头安装在直管定位通孔内，底座的内壁上设置有中孔密封环，中孔密封环的中部开有一个进水孔和多个出水孔，出水孔位于进水孔外侧；坩埚本体包括多个坩埚分体，坩埚分体之间留有空隙，坩埚分体的底部设置有螺纹盲孔；直管两端通过螺纹分别连接螺纹盲孔、卡套螺纹直通接头；出水孔设置有固定螺套，固定螺套的两个固定螺母分别位于出水孔两侧；卡套螺纹直通接头、出水孔上部的固定螺母之间连接有延长管；固定螺套固定有回液管；底座的底部设置有底座法兰。本实用新型能够保证冷却循环水进水通道、回水通道的分隔密闭性。

Description

真空高频感应炉液冷铜坩埚

技术领域

本实用新型属于电磁高频感应熔炼技术领域，具体涉及一种真空高频感应炉液冷铜坩埚。

背景技术

电磁高频感应熔炼技术是上世纪末出现的，又被称为冷坩埚真空感应熔炼技术。它是用紫铜坩埚代替陶瓷材料坩埚，并通过电磁场使熔融的材料在熔炼过程中处于悬浮状态，从而排除坩埚对熔炼材料的污染，因此，冷坩埚磁悬浮熔炼是制备高熔、高纯、活泼或放射性材料的有效方法。

通常会将冷坩锅壁分瓣，以提高坩锅的磁力线穿透性，使其涡流损耗降低，分瓣越多，坩锅壁形成的狭缝越多，坩锅体的磁力线穿透性越高，其涡流损耗越低。随着坩锅壁分瓣瓣数增多，坩锅每一瓣的宽度越窄，当在每一瓣中穿设冷却水的进水管和出水管时，需要相应增加坩锅壁厚以使分瓣内有足够的容纳水管的空间。这带来了一个问题就是，坩锅壁厚增加，制作坩锅所需的材料增加，坩锅壁的磁力线穿透性减弱，同时冷却水进出水管的管径小，在工作过程中容易出现冷却水阻塞，造成坩锅壁局部过热而烧损。也有的坩锅在分瓣内仅设置一根水管，同时兼作进水管和出水管，这种方案下冷却水的冷却效率非常低，也容易造成坩锅壁局部过热而烧损。

此外，由于在坩锅中各区域的磁场强度不同，一般来讲坩锅底部的磁场强度较弱，容易在坩锅底部出现合金料过多的残留，这种残留不易清理而且容易造成坩锅底部的局部损伤，由于坩锅体通常底和壁一体成形，任何一个部位出现损伤就需要进行整体更换，造成维护成本的增加。

另外，由于现有的坩锅通常将水套设置在坩锅底部，所以水套会严重阻碍磁力线从坩锅底部进入坩锅，而且水套本身也会吸收大量涡流，将磁场能转变成热能而使水套中的冷却水变热，从而引起坩锅冷却不足的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种真空高频感应炉液冷铜坩埚，简化了坩埚结构，能够提高坩埚耐高温性能，能够保证冷却循环水进入坩埚本体的进水通道、回水通道的分隔密闭性。

技术方案如下：

真空高频感应炉液冷铜坩埚，包括：坩埚本体、直管、底座；底座顶部设置有多个直管定位通孔，卡套螺纹直通接头安装在直管定位通孔内，直管定位通孔下部的底座的内壁上设置有中孔密封环，中孔密封环的中部开有一个进水孔和多个出水孔，出水孔位于进水孔外侧；坩埚本体包括多个坩埚分体，坩埚分体之间留有空隙，坩埚分体的底部设置有螺纹盲孔；直管两端外壁上设置有直管外螺纹，直管两端通过螺纹分别连接螺纹盲孔、卡套螺纹直通接头；出水孔设置有固定螺套，固定螺套的两个固定螺母分别位于出水孔两侧，锁紧在出水孔上；卡套螺纹直通接头、出水孔上部的固定螺母之间连接有延长管；固定螺套固定有回液管，回液管的上端伸入延长管、卡套螺纹直通接头、直管、螺纹盲孔，下端从固定螺套伸出；底座的底部设置有底座法兰，底座法兰开有多个法兰通孔，底座法兰的底部设置有密封槽，密封槽内设置有密封圈，密封槽位于法兰通孔内侧。

进一步，出水孔下部的固定螺母连接有引出管，引出管与回液管相连通。

进一步，直管定位通孔的圆心位于同一个圆上，多个出水孔的圆心位于同一个圆上。

进一步，直管定位通孔、出水孔、坩埚分体的数量相同。

进一步，延长管的两端分别设置有外螺纹，延长管螺纹连接在卡套螺纹直通接头、固定螺母之间。

进一步，中孔密封环上部空间为进液腔，下部空间为回液腔，进液腔上部的底座内壁中央设有限位槽，限位槽正对进水孔。

本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

真空高频感应炉液冷铜坩埚简化了坩埚结构，能够提高坩埚耐高温性能，采用的分体结构拆装方便，便于对底部残留物进行清理，及时方便更换烧损件从而，降低维修费用，延长设备整体使用寿命。

本实用新型能够提高各区域磁场强度，改善坩埚体冷却效果，能够保证与液体循环器连接的密闭性；卡套螺纹直通接头、固定螺套的设置，能够保证冷却循环水进入坩埚本体的进水通道、回水通道的分隔密闭性，有利于给坩埚本体降温。

附图说明

图1是本实用新型中真空高频感应炉液冷铜坩埚的结构示意图。

图2是图1的纵剖面示意图；

图3是本实用新型中底座的底部结构示意图；

图4是本实用新型中坩埚本体的正面结构示意图；

图5是本实用新型中坩埚本体的俯视结构示意图。

图6a是本实用新型中坩埚分体的主视图；

图6b是本实用新型中坩埚分体的左视图；

图6c是本实用新型中坩埚分体的俯视图；

图6d是本实用新型中坩埚分体的仰视图；

图7是本实用新型中延长管、固定螺母的位置示意图。

具体实施方式

以下描述充分地示出本实用新型的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践和再现。

如图1所示，是本实用新型中真空高频感应炉液冷铜坩埚的结构示意图。

真空高频感应炉液冷铜坩埚，包括：坩埚本体1、直管2、底座3，多个直管2两端分别通过螺纹连接在坩埚本体1、底座3之间。真空高频感应炉液冷铜坩埚所有材质均由铜质制成。

如图2所示，是图1的纵剖面示意图。如图3所示，是本实用新型中底座3的底部结构示意图。

直管2与底座3的连接处设置有卡套螺纹直通接头4，起到密封水道和固定直管2的作用。

直管2两端外壁上设置有直管外螺纹，坩埚本体1的坩埚分体11在底部设置有螺纹盲孔12，直管2的顶部通过螺纹连接在螺纹盲孔12上。直管2的底部通过螺纹连接卡套螺纹直通接头4，直管2轴向设置有直管通孔21，直管通孔21作为冷却水的冷却水道的一部分。直管通孔21内设置有回液管22。

底座3顶部设置有多个(20个)直管定位通孔，直管定位通孔的圆心位于同一个圆上，卡套螺纹直通接头4安装在直管定位通孔内，卡套螺纹直通接头4与直管通孔21相连通。直管定位通孔下部的底座3的内壁上设置有中孔密封环31。中孔密封环31将底座3分为上下两层，中孔密封环31上部为进液腔，下部为回液腔，使进液腔与回液腔的液体分开流动。

中孔密封环31的中部开有一个进水孔32和多个(20个)出水孔33，出水孔33位于进水孔32外侧，多个出水孔33的圆心位于同一个圆上。回液管22上端延伸到本体螺纹孔11内，下部从出水孔33伸出。

底座3的底部设置有底座法兰34，底座法兰34上开有多个(6个)法兰通孔35。法兰通孔35用于连接液体循环器。为了增强底座3底部连接的密闭性，在底座法兰34设置有密封槽，密封槽内设置有密封圈36。

进液腔上部的底座3内壁中央设有限位槽37，限位槽37正对进水孔32，限位槽37用于外接液体循环器，通过限位槽37能够快速定位，实现精准安装。

如图4所示，是本实用新型中坩埚本体1的正面结构示意图；如图5所示，是本实用新型中坩埚本体1的俯视结构示意图。

坩埚本体1中部用于盛放原料，包括20个沿圆周分布的坩埚分体11，20个坩埚分体11合拢后形成一个碗形坩埚。坩埚分体11之间留有空隙，空隙供外部磁力线穿入，形成可供外部磁力线穿入的有利条件。

每个坩埚分体11为一个涡流发生器，每个坩埚分体11有的两个侧面向中部的对称面延伸，在圆心处相交。

如图6a所示，是本实用新型中坩埚分体11的主视图；如图6b所示，是本实用新型中坩埚分体11的左视图；如图6c所示，是本实用新型中坩埚分体11的俯视图；如图6d所示，是本实用新型中坩埚分体11的仰视图。

坩埚分体11呈月牙形，上方下尖，坩埚分体11的底部设置有螺纹盲孔12。直管2两端通过螺纹分别与坩埚分体11、卡套螺纹直通接头4连接，底座3的直管定位通孔与卡套螺纹直通接头4连接。

如图7所示，是本实用新型中延长管5、固定螺套6、引出管7的位置示意图。

为了便于固定直管2的下部，增强直管2下部与卡套螺纹直通接头4的连接密封性，在卡套螺纹直通接头4下部设置延长管5；为了增强中孔密封环31的出水孔33处的密封性，出水孔33设置固定螺套6，并在下部设置引出管7以固定回液管22。

固定螺套的两个固定螺母分别位于出水孔33两侧，锁紧在中孔密封环31的出水孔33上；延长管5的两端分别设置有外螺纹，延长管5的上端螺纹连接在卡套螺纹直通接头4的下部，延长管5的下端连接出水孔33上部的固定螺母；引出管7的两端分别设置有外螺纹，引出管7的上端连接出水孔33下部的固定螺母，引出管7的下端伸入回液腔；回液管22的下部从延长管5、固定螺套6、引出管7穿出。

螺纹盲孔12、直管2、进水腔组成了循环冷却水进入坩埚本体1的进水通道，回液管22、回水腔组成了回水通道。

使用时，真空高频感应炉液冷铜坩埚可以放置在壳体内，给底座3的底座法兰34安装液体循环器；在坩埚本体1外侧设置有感应线圈。

在坩埚本体1内放入物料，高频电流透过间隙产生的磁场会传递给被加热物料，物料产生的感生电流将自身加热，同时被加热炉料和磁场相互作用，产生由物料表面向中心的推力，这种劳伦兹力防止了炉料和坩埚壁相接触。

液体循环器通过进水孔32将循环水输入进液腔，循环水从卡套螺纹直通接头4、直管2进入坩埚分体11，对坩埚分体11进行降温；降温后的循环水进入回液管22，从回液管22底端输出进入回液腔。

本实用新型所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本实用新型能够以多种形式具体实施而不脱离实用新型的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种真空高频感应炉液冷铜坩埚，其特征在于，包括：坩埚本体、直管、底座；底座顶部设置有多个直管定位通孔，卡套螺纹直通接头安装在直管定位通孔内，直管定位通孔下部的底座的内壁上设置有中孔密封环，中孔密封环的中部开有一个进水孔和多个出水孔，出水孔位于进水孔外侧；坩埚本体包括多个坩埚分体，坩埚分体之间留有空隙，坩埚分体的底部设置有螺纹盲孔；直管两端外壁上设置有直管外螺纹，直管两端通过螺纹分别连接螺纹盲孔、卡套螺纹直通接头；出水孔设置有固定螺套，固定螺套的两个固定螺母分别位于出水孔两侧，锁紧在出水孔上；卡套螺纹直通接头、出水孔上部的固定螺母之间连接有延长管；固定螺套固定有回液管，回液管的上端伸入延长管、卡套螺纹直通接头、直管、螺纹盲孔，下端从固定螺套伸出；底座的底部设置有底座法兰，底座法兰开有多个法兰通孔，底座法兰的底部设置有密封槽，密封槽内设置有密封圈，密封槽位于法兰通孔内侧。

2.如权利要求1所述的真空高频感应炉液冷铜坩埚，其特征在于，出水孔下部的固定螺母连接有引出管，引出管与回液管相连通。

3.如权利要求1所述的真空高频感应炉液冷铜坩埚，其特征在于，直管定位通孔的圆心位于同一个圆上，多个出水孔的圆心位于同一个圆上。

4.如权利要求3所述的真空高频感应炉液冷铜坩埚，其特征在于，直管定位通孔、出水孔、坩埚分体的数量相同。

5.如权利要求1所述的真空高频感应炉液冷铜坩埚，其特征在于，延长管的两端分别设置有外螺纹，延长管螺纹连接在卡套螺纹直通接头、固定螺母之间。

6.如权利要求1所述的真空高频感应炉液冷铜坩埚，其特征在于，中孔密封环上部空间为进液腔，下部空间为回液腔，进液腔上部的底座内壁中央设有限位槽，限位槽正对进水孔。

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