CN218065889U - 一种二级线圈阶梯式坩埚的感应加热装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种二级线圈阶梯式坩埚的感应加热装置，该装置主要包括真空罐，阶梯式坩埚，二级线圈，石英管和测温装置，主线圈和坩埚底座。坩埚底座安装在真空罐内，其顶部安装有阶梯式坩埚，阶梯式坩埚较宽直径部分内壁安装测温设备，阶梯式坩埚较窄直径部分的外侧设置有二级线圈，阶梯式坩埚与二级线圈外侧安装石英管，石英管与坩埚之间填充隔热材料，石英管外侧安装有主线圈，主线圈通入交流电产生电磁场，电磁场使阶梯式坩埚内原材料产生涡流，原材料产生热量并融化。此感应加热装置能更好地控制流入铸模的液体，并且大部分液体集中于坩埚中间部分，提高装置加热效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及感应加热装置技术领域，尤其涉及一种形状不规则和熔点较低的金属加热融化装置。
背景技术
现阶段铸造行业金属原材料的形状不规则，形状多为板状和圆柱状，传统式坩埚内并不能装满原材料，坩埚内留有较多的空隙，材料融化后液体集中于坩埚底层部分，溶液倒入铸模时，不易控制流入铸模的液体流，这种情况会影响到铸件时人工与机器的工作效率，并且传统式坩埚顶部、中部和底部因电磁波强度不同，造成坩埚顶部和底部温度比中间部分温度偏低，阶梯式坩埚将大部分液体集中于坩埚中间部分，提高装置加热效率，同时在真空环境下工作，原材料在熔炼过程中不易氧化，避免了因液体成分的改变而造成材料的浪费，有利于铸造高精度和高纯度的铸件。
基于以上原因，设计了一种二级线圈阶梯式坩埚的感应加热装置，合金原材料在真空环境下熔炼，材料融化后液体填充坩埚较窄的部分，大部分液体集中于坩埚中部较宽直径部分，从而解决了上述问题。
实用新型内容
本实用新型的一个目的是解决至少上述缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
本实用新型还有一个目的是通过使用二级线圈的方法，提高阶梯式坩埚较窄部分的感应加热效率，以便使集中在阶梯式坩埚较窄部分的液体不会出现凝固现象。
为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种二级线圈阶梯式坩埚的感应加热装置，包括真空罐，阶梯式坩埚底座，所述坩埚底座安装在真空罐底部，感应加热装置固定在坩埚底座顶部，感应加热装置中包括阶梯式坩埚、二级线圈、石英管和测温装置，所述阶梯式坩埚内部的较宽直径部分内壁安装测温设备，所述阶梯式坩埚较窄直径部分的外侧设置有二级线圈，所述的二级线圈是截面积为梯形并带有缺口的圆环，所述的二级线圈在主线圈电磁场的影响下产生感应涡流，因二级线圈缺口的存在，感应涡流由二级线圈外环侧流到内环侧并形成电流回路，所述的内环侧电流强度较高，提高了阶梯式坩埚较窄直径部分加热效率，所述的阶梯式坩埚与二级线圈外侧安装了石英管，石英管有阻隔热量散发的作用，所述的石英管与坩埚之间填充隔热材料，所述的石英管外侧安装有主线圈，所述的主线圈与真空罐内壁上的线圈电极相连接，通过通入交流电使主线圈产生电磁场，电磁场使阶梯式坩埚内原材料产生涡流，所述的原材料产生热量并融化，材料融化后液体填充阶梯式坩埚直径较窄的部分，并将大部分溶液集中于阶梯式坩埚中部直径较宽的部分，铸件时倒入溶液从而更好地控制流入铸模的液体，并且因穿过坩埚不同部分的电磁波强度不同，造成坩埚顶部和底部温度比中间部分温度偏低，阶梯式坩埚将大部分液体集中于坩埚中间部分，提高装置加热效率。
优选的，所述的二级线圈阶梯式坩埚的感应加热装置，其特征在于，所述真空罐盖子关闭使真空罐处于密封状态，真空罐罐壁上设有真空进出口，所述真空进出口用于制造罐内真空环境。
优选的，所述的二级线圈阶梯式坩埚的感应加热装置，其特征在于，所述主线圈内部是空心结构，主线圈、石英管和坩埚在同心轴上。
优选的，所述的二级线圈阶梯式坩埚的感应加热装置，其特征在于，所述二级线圈开设有缺口，使二级线圈没有成为完整的圆环，二级线圈的截面形状为梯形，其较短一边的底形成的面构成内环，二级线圈与阶梯式坩埚较窄直径部分同心配合。
优选的，所述的二级线圈阶梯式坩埚的感应加热装置，其特征在于，所述主线圈通电产生电磁场的影响下，二级线圈外环侧生成感应电流，因二级线圈(10)的缺口感应电流由外环侧表面流向内环侧并形成电流回路，所述的二级线圈(10)因外环侧表面积比内环侧表面积大，所以使内环侧电流密度增大，提高加热效率。
优选的，所述的二级线圈阶梯式坩埚的感应加热装置，其特征在于所述阶梯式坩埚内设置有测温装置。
优选的，所述的二级线圈阶梯式坩埚的感应加热装置，其特征在于所述测温装置可为热电偶。
优选的，所述的二级线圈阶梯式坩埚的感应加热装置，其特征在于所述石英管与坩埚之间填充的隔热材料可为玻璃纤维和石棉。
优选的，所述的二级线圈阶梯式坩埚的感应加热装置，其特征在于所述二级线圈的材料可为铜或石墨。
本实用新型至少包括以下有益效果：由于阶梯式坩埚结构，因此能够更好地控制流入铸模的液体；由于二级线圈结构，因此能够使坩埚较窄直径部分感应加热效率更高。
本实用新型真空罐上设置有真空进出口，工作时内部环境处于真空状态，工作结束后向罐内通入气体使罐内气压与外界大气压相等。主线圈与真空罐上的线圈电极连接通电而产生电磁场，电磁场穿过阶梯式坩埚中的原材料，其自身产生感应涡流导致发热进而融化。真空管内部安装坩埚底座，坩埚底座上放置了石英管、二级线圈和阶梯式坩埚。阶梯式坩埚内部测温设备实时监测坩埚内的温度变化。
本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本实用新型的局部立体结构示意图；
图2 为本实用新型的侧面结构示意图；
图3为本实用新型的整体剖面的结构示意图；
图4为本实验新型二级线圈和底座立体结构示意图；
图5为本实验新型二级线圈整体剖面结构示意图。
图中：1、真空罐；2、主线圈；3、石英管；4、坩埚底座；5、合页；6、线圈电极；7、真空进出口；8、真空罐盖子；9、阶梯式坩埚；10、二级线圈；11、测温装置。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
参阅图1-5，本实用新型提供了以下技术方案：一种二级线圈阶梯式坩埚的感应加热装置，包括真空罐1，阶梯坩埚底座4，所述坩埚底座4安装在真空罐1内，感应加热装置固定在坩埚底座4顶部，感应加热装置中包括阶梯式坩埚9，所述阶梯式坩埚9内部的较宽直径部分内壁安装测温设备11，所述阶梯式坩埚9较窄直径部分的外侧设置有二级线圈10，所述的阶梯式坩埚9与二级线圈10外侧安装了石英管3，石英管3有阻隔热量的作用，石英管3与坩埚9之间填充隔热材料，所述的石英管3外侧安装有主线圈2，所述的主线圈2与真空罐1内壁上的线圈电极6相连接，通过通入交流电实现主线圈2产生电磁场，电磁场使阶梯式坩埚9内原材料产生涡流，所述的原材料产生热量并融化，材料融化后液体填充阶梯式坩埚9直径较窄的部分，并将大部分溶液集中于阶梯式坩埚9中部直径较宽的部分，铸件时倒入溶液从而更好地控制流入铸模的液体，并且因穿过坩埚不同部分的电磁波强度不同，造成坩埚顶部和底部温度比中间部分温度偏低，阶梯式坩埚9将大部分液体集中于坩埚中间部分，提高装置加热效率。
所述的二级线圈阶梯式坩埚的感应加热装置，其特征在于，所述真空罐1通过合页5与真空罐盖子8相连，通过真空罐盖子8进行密封处理，处理完成后通过真空进出口7进行真空处理，减少原材料融化过程中的氧化现象，减少材料的浪费，融化过后通过真空进出口7充入气体，使真空罐1内气压于外界大气压平衡，进而进行铸件工作。
所述的二级线圈阶梯式坩埚的感应加热装置，其特征在于，所述主线圈2内部是空心结构，以此来通入水流降低主线圈2的温度。
所述的二级线圈阶梯式坩埚的感应加热装置，其特征在于，所述二级线圈10开设有缺口，使二级线圈10没有成为完整的圆环，二级线圈10的截面形状为梯形，其较短一边的底构成内环，二级线圈10与阶梯式坩埚9较窄直径部分同心配合。
所述的二级线圈阶梯式坩埚的感应加热装置，其特征在于，所述二级线圈10产生的感应涡流因缺口的影响，电流从二级线圈10外环侧表面流向面积较小的内环侧表面，内环侧表面的电流对阶梯式坩埚9较窄直径部分溶液进一步加热。
所述的二级线圈阶梯式坩埚的感应加热装置，其特征在于所述阶梯式坩埚9内设置有测温装置11。
所述的二级线圈阶梯式坩埚的感应加热装置，其特征在于所述测温装置11可为热电偶。
所述的二级线圈阶梯式坩埚的感应加热装置，其特征在于所述阶梯式坩埚9与石英管3之间填入隔热材料。
本实用新型的工作原理及使用流程：本实用新型在标准大气压下开始工作，首先打开真空罐盖子8，在阶梯式坩埚9中放入板状和圆柱状的合金原材料，关紧真空罐盖子8，通过真空进出口7抽取气体，直到真空罐1内为真空状态，主线圈2与线圈电极6连接并通入电流，主线圈2产生电磁场，电磁场使阶梯式坩埚9内原材料产生涡流，原材料产生热量并融化。溶液流到并填充满阶梯式坩埚9较窄直径部分，将大部分溶液保留在阶梯式坩埚9较宽直径部分，既可以增加装置对原材料的加热效率又可以更容易地控制流入铸件的液体流。通过测温装置11检测相应的温度，断开电源停止加热，通过真空进出口7通入气体，使真空罐1内达到正常大气压，将阶梯式坩埚9内的溶液倒入铸件内。
尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (9)
1.一种二级线圈阶梯式坩埚的感应加热装置，其特征在于，包括：真空罐(1)和阶梯式坩埚底座(4)，所述坩埚底座(4)安装在真空罐(1)内，感应加热装置固定在坩埚底座(4)顶部，感应加热装置中包括阶梯式坩埚(9)、二级线圈(10)、石英管(3)和测温装置(11)，所述阶梯式坩埚(9)内部的较宽直径部分内壁安装测温装置(11)，所述阶梯式坩埚(9)较窄直径部分的外侧设置有二级线圈(10)，所述的二级线圈(10)是截面积为梯形并带有缺口的圆环，所述的二级线圈(10)在主线圈(2)电磁场的影响下会产生感应涡流，所述的阶梯式坩埚(9)与二级线圈(10)外侧安装了石英管(3)，石英管(3)有阻隔热量散发的作用，所述的石英管(3)与坩埚(9)之间填充隔热材料，所述的石英管(3)外侧安装有主线圈(2)，所述的主线圈(2)与真空罐(1)内壁上的线圈电极(6)相连接，通过通入交流电使主线圈产生电磁场，电磁场使阶梯式坩埚(9)内原材料产生涡流，所述的原材料产生热量并融化。
2.如权利要求1所述的二级线圈阶梯式坩埚的感应加热装置，其特征在于，所述真空罐(1)通过合页(5)与真空罐盖子(8)相连，所述的真空罐盖子(8)关闭使真空罐处于密封状态，真空罐(1)罐壁上设有真空进出口(7)，所述真空进出口(7)用于制造罐内真空环境，并在工作结束后通入气体，保持真空罐(1)内气压与大气压平衡。
3.如权利要求1所述的二级线圈阶梯式坩埚的感应加热装置，其特征在于，所述主线圈(2)内部是空心结构，便于通水冷却，主线圈(2)，石英管(3)和坩埚(9)在同心轴上。
4.如权利要求1所述的二级线圈阶梯式坩埚的感应加热装置，其特征在于，所述二级线圈(10)开设有缺口，使二级线圈(10)成为不完整的圆环，二级线圈(10)的截面形状为梯形，其较短一边的底形成的面构成内环侧，所述的二级线圈(10)与阶梯式坩埚(9)较窄直径部分同轴配合。
5.如权利要求4所述的二级线圈阶梯式坩埚的感应加热装置，其特征在于，所述主线圈(2)通电产生电磁场的影响下，二级线圈(10)外环侧生成感应电流，因二级线圈(10)缺口存在，感应电流由外环侧表面流向内环侧形成电流回路，所述的二级线圈(10)因外环侧表面积比内环侧表面积大，所以使内环侧电流密度增大，提高工件加热效率。
6.如权利要求1所述的二级线圈阶梯式坩埚的感应加热装置，其特征在于所述阶梯式坩埚(9)内设置有测温装置(11)。
7.如权利要求6所述的二级线圈阶梯式坩埚的感应加热装置，其特征在于所述测温装置(11)可为热电偶。
8.如权利要求1所述的二级线圈阶梯式坩埚的感应加热装置，其特征在于所述石英管(3)与坩埚(9)之间填充的隔热材料可为玻璃纤维和石棉。
9.如权利要求5所述的二级线圈阶梯式坩埚的感应加热装置，其特征在于所述二级线圈(10)的材料可为铜或石墨。
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