CN218321564U - 一种用于真空感应炉二次加料的多功能加料装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公布了一种用于真空感应炉二次加料的多功能加料装置，涉及有色金属真空冶金熔炼技术领域，包括：加料室，其上的下料导管与真空感应炉密封连通；储料装置，其包括具有下料口的承载圆盘和位于承载圆盘上方的储料框，储料框内设置有若干储料格，所述储料装置设置于所述加料室内；驱动装置，其用于驱动所述储料格在承载圆盘上旋转。本实用新型通过设置多个储料格，通过驱动装置驱动去旋转，可以在不同时期选择不同的物料从下料口加入真空感应炉中，从而实现了在各个合适的熔炼期间分开分别二次加料进行充分熔炼，减少了合金的烧损和蒸发，降低了原料成本，降低了液态金属沸腾飞溅存在的安全隐患，提高了合金的回收率和综合性能稳定一致。

Description

一种用于真空感应炉二次加料的多功能加料装置

技术领域

本实用新型涉及有色金属真空冶金熔炼技术领域，特别是一种用于真空感应炉二次加料的多功能加料装置。

背景技术

在真空和充高纯氩气保护的条件下，真空感应炉利用电磁感应的原理将置于坩埚内的金属炉料在感应线圈产生交变磁场的作用下加热熔化，熔融状态的金属炉料浇注在水冷模具中冷却成铸锭完成熔炼。它不仅具有抽真空快、熔炼周期短，还具有炉料加热快、脱气充分，便于温度压力控制、可回收易蒸发元素、能准确地控制合金成分均匀等特点，在生产贮氢合金、精密合金、高温合金和稀土永磁材料等领域广泛应用。

在真空熔炼炉使用的过程中，由于熔炼合金的工艺要求不同，各金属元素的熔点温度不同，产生的饱和蒸汽压力不同，然而添加金属元素的顺序和方式也不同。例如掺杂元素、易氧化、易蒸发和熔点较低的金属元素，无法随同其他熔点高的炉料一起装入坩埚中熔炼，往往需要在后期把这些炉料预装入二次加料装置，再次加入坩埚内和已熔化的液态金属进行熔炼来达到熔炼目的。

目前有块料、合金料与液态金属等加料装置设备，常用为前两种。一种是小炉子的块料打开炉盖直接用手装料；一种是大型炉子为了使熔炼室连续保持真空，在炉盖坩埚的上方建有加料室，总容量约占熔炼料的2～10％，其结构是由圆柱体和圆锥体大小相等且上下贯穿组合焊成的一个容腔，形状类似于陀螺，容腔内装有一种或者多种原料混装，上面连接带有密封功能的加料室盖，下面焊接下料导管，并且在下料导管上装有电动真空闸阀，下料导管口边缘密封连接真空熔炼炉炉盖上设置的联动加料机构(加料溜槽或振动送料器)，在实施时通过打开下料导管上的电动真空闸阀，而容腔内装的炉料便会顺着下料导管漏下联动加料机构(加料溜槽或振动送料器)加入坩埚内和熔化的液态金属进行熔炼。

现有加料室主要存在的缺点有：

1.加料室和真空熔炼室不处于同一真空，打开下料电动真空闸阀操作困难，块料装料时堆积在电动真空闸阀和下料导管的位置容易卡死或卡料，下料不顺畅；

2.加料室没有观察窗口和照明灯，加料时无法查看加料室内部下料的情况；

3.加料室只能预装一种或者多种炉料混合装加料，在合适的熔炼期间不能分开分别单独加入坩埚内和已熔化的液态金属进行充分熔炼。特别是易氧化、易蒸发和熔点低的金属元素或掺杂元素混装时，如果通过加料室一起加入坩埚内和已充分熔化的金属液体进行熔炼，由于物理性质不同，熔炼的温度过高、时间过长、过度电磁搅拌导致部分合金烧损和蒸发，影响合金成分、晶体组织结构分布不均匀、综合性能偏差和回收率低，同时液态金属反应激烈，沸腾伴有飞浅，存在安全隐患；

4.同一配方，为了保证熔炼合金成分比例均匀匹配，前期往往需要计算出各种金属原料的烧损率，然后根据烧损率称取过量的金属原料装料，因此投入原料的成本增加。

实用新型内容

本实用新型的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种用于真空感应炉二次加料的多功能加料装置。

为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案是：一种用于真空感应炉二次加料的多功能加料装置，包括：

加料室，其上的下料导管与真空感应炉密封连通；

储料装置，其包括具有下料口的承载圆盘和位于承载圆盘上方的储料框，储料框内设置有若干储料格，所述储料装置设置于所述加料室内；

驱动装置，其用于驱动所述储料格在承载圆盘上旋转。

作为本实用新型的优选方案，所述储料格和下料口均为扇形。

作为本实用新型的优选方案，所述加料室包括加料室主体和与加料室主体铰接设置的加料室盖。

作为本实用新型的优选方案，所述加料室主体与加料室盖接触部分设置有O型密封圈。

作为本实用新型的优选方案，所述加料室主体和加料室盖铰接处下方设置有支撑杆，其设置于加料室主体的壁部。

作为本实用新型的优选方案，所述加料室盖上设置有观察窗口和照明灯，在加料室盖闭合后，观察窗口和照明灯位于下料口的正上方。

作为本实用新型的优选方案，所述驱动装置包括步进电机配套涡轮蜗杆减速机、驱动器、可编程逻辑控制器和触控屏，所述电机配套涡轮蜗杆减速机固定在加料室盖的支架上，可编程逻辑控制器与驱动器、触控屏电性连接，通过触控屏的触控按钮启动可编程逻辑控制器，发送指令给驱动器，驱动器驱动步进电机配套涡轮蜗杆减速机旋转。

本实用新型的有益效果：

(1)本实用新型的下料管直接与真空感应炉密封连通，和真空感应炉的熔炼室处于同一个真空，而块料通过下料导管直接漏下加入坩埚，下料顺畅不卡料。

(2)本实用新型通过设置多个储料格，通过驱动装置驱动去旋转，可以在不同时期选择不同的物料从下料口加入真空感应炉中，从而实现了在各个合适的熔炼期间分开分别二次加料进行充分熔炼，减少了合金的烧损和蒸发，降低了原料的成本，降低了液态金属沸腾飞溅存在的安全隐患，提高了合金的回收率和综合性能稳定一致。

(3)本实用新型通过在加料室盖上设置观察窗口和照明灯，通过观察窗口和照明灯在加料时可以看清楚下料的情况。

(4)本实用新型通过通过可编程逻辑控制器根据储料筐设置扇形储料格的度数等分大小和驱动器设置驱动步进电机配套涡轮蜗杆减速机的参数，通过编程设置各个合适加料的熔炼期间控制加料的方式，实现自动或手动两种方式加料，更加方便。

附图说明

图1为本实用新型实施例的操作控制系统示意图；

图2为本实用新型实施例的加料室爆炸结构示意图；

图3为本实用新型实施例的加料盖正、反面局部结构示意图；

附图标记说明：

1-加料室主体；11-下料导管；12-下料导管口；13-O形密封圈；14-通孔；15-连接下臂；16-支撑杆；

2-承载圆盘；21-下料口；22-铆孔；

3-轴承；

4-储料框；41-储料格；42-从动轴；43-标记；44-一字凹槽；

5-加料室盖；51-观察窗口；52-照明灯；53-真空密封结构；54-支架；55-手环；56-连接上臂；57-通孔；

6-步进电机配套蜗轮蜗杆减速机、61-数显多圈空心角度传感器、62-驱动轴、63-一字凸刀；

7-螺杆；

8-螺母。

具体实施方式

本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

参照图1至图3，本实用新型的优选实施例：

一种用于真空感应炉二次加料的多功能加料装置，包括：

加料室，其上的下料导管12与真空感应炉密封连通，具体地，加料室设置固定在真空感应炉炉盖坩埚的上方，下料导管扣12密封连接真空熔炼炉炉盖上设置的联动加料机构(加料溜槽或振动送料器)(图中未示出)配合使用，并且和真空感应炉属于同一真空。

储料装置，其包括具有下料口21的承载圆盘2和位于承载圆盘2上方的储料框4，储料框4内设置有若干储料格41，所述储料装置设置于所述加料室内；

驱动装置，其用于驱动所述储料框4在承载圆盘2上旋转。

本实施例本实用新型的下料管直接与真空感应炉密封连通，和真空感应炉的熔炼室处于同一个真空，而块料通过下料导管直接漏下加入坩埚，下料顺畅不卡料。通过设置多个储料格，通过驱动装置驱动去旋转，可以在不同时期选择不同的物料从下料口加入真空感应炉中，从而实现了在各个合适的熔炼期间分开分别二次加料进行充分熔炼，减少了合金的烧损和蒸发，降低了原料的成本，降低了液态金属沸腾飞溅存在的安全隐患，从而提高了合金的回收率和综合性能稳定一致。

作为本实用新型的优选实施例，其还可具有以下附加技术特征：

所述储料格41和下料口21均为扇形。

所述加料室包括加料室主体1和与加料室主体1铰接设置的加料室盖5；具体地，加料室主体1采用铸铁或者不锈钢材质，其结构是由圆柱体和圆锥体大小相等且上下贯穿组合焊成的一个容腔，形状类似于陀螺。

所述加料室主体1与加料室盖5接触部分设置有O型密封圈13。更具体地，加料室主体1外侧边缘还设置有两个对称的连接下臂15，连接下臂15设置有通孔14,连接下臂15之间还设置有抵接加料室盖5在打开时用的L型的支撑杆16；其设置于加料室主体1的壁部。

加料室盖5位于加料室主体1的正上方，加料室盖5一侧设置有配合连接下臂15的两个对称的连接上臂56，连接上臂56设置有通孔57，连接上臂56和连接下臂15通过螺杆7惯穿通孔14和惯穿通孔57用螺母8固定连接，实现加料室主体1与加料室5的铰接；加料室盖5一侧还设置有两个对称手环55，在使用手环55揭开或关闭加料室盖5时以螺杆7为旋转中心，支撑杆16顶接加料室盖5为开盖限位，并且在加料室盖5闭合后以自身的重量压紧O形密封圈13和加料室主体1组成一个密封的空间。

还有一些实施例中，所述承载圆盘2、轴承3、圆柱形储料框4均设置在加料室主体1内，承载圆盘2焊接在加料室主体1内的圆柱体和圆锥体之间，且内径大小配合相等，承载圆盘2上设置有一个扇形的下料口21，承载圆盘2中心位置还设置有一个铆孔22，铆孔22上铆接有平齐于承载圆盘2的轴承3；所述圆柱形储料框4是由若干个上下相等且完全惯穿的扇形的储料格41和从动轴42焊接固定组成，直径和高度略小于加料室主体1圆柱体的内径，其中从动轴42的顶端设置有一字凹槽44，底端与轴承3固定铆接，并且形成一个以圆柱形储料框4可旋转和承载圆盘2相互垂直贴合和扇形储料格41可装料载料的旋转结构；所述扇形储料格41和扇形下料口21大小设置相等,其中一个扇形储料格41上设置有标记43不装有原料，并以有标记43的扇形储料格41在每次装料时旋转对齐扇形下料口21作为参考固定一字凹槽44的旋转零度初始位置，其他的扇形储料格41可按所需的顺序顺时针或逆时针分开分别装入原料。

进一步地，加料室盖5上方焊接有用于步进电机配套涡轮蜗杆减速机6支撑固定的两个对称支架54，中心位置设置有密封结构53；加料室盖5上方还设置有双层透明玻璃密封的观察窗口51和照明灯52，在加料室盖5闭合后对准扇形下料口21，实施加料时通过观察窗口51和照明灯52可以清楚地查看下料情况。所述驱动装置包括步进电机配套涡轮蜗杆减速机6、驱动器、可编程逻辑控制器和触控屏，所述电机配套涡轮蜗杆减速机6固定在加料室盖5的支架54上，可编程逻辑控制器与驱动器、触控屏电性连接，通过触控屏的触控按钮启动可编程逻辑控制器，发送指令给驱动器，驱动器能够驱动步进电机配套涡轮蜗杆减速机旋转。

其中步进电机配套涡轮蜗杆减速机6上设置有驱动轴62，所述驱动轴62惯穿加料室盖5中心设置的密封结构53密封，驱动轴62底端设置有一字凸刀63，顶端还设置有带数显多圈空心角度传感器61(量程：-720°～0°，0°～720°)，并且数显多圈空心角度传感器61套紧驱动轴62和固定在步进电机配套蜗轮蜗杆减速机6上，驱动轴62底端设置的一字凸刀63和圆柱形储料框4从动轴42顶端设置的一字凹槽44在闭合加料室盖5后铆合连接使用，且和数显多圈空心角度传感器61的零点初始位置设置一致，在驱动轴62带动从动轴42正、反转时，数显多圈空心角度传感器会显示相对应的角度，也是圆柱形储料4框旋转的角度。具体地，步进电机配套蜗轮蜗杆减速机6的速比10：1，步进电机的步距角1.8°(200个脉冲/圈)，即是步进电机转10圈蜗轮蜗杆减速机转1圈，步进电机在驱动器没有细分设定时要执行2000个脉冲蜗轮蜗杆减速机就旋转1圈，也就是驱动轴转1圈360°，因此扇形储料格41和扇形下料口21的大小可根据蜗轮蜗杆减速机旋转1圈360°的度数来划等分设置，具体不作限定(例如圆柱形储料筐4设置8等分的扇形的储料格41，每个扇形的储料格41为45°，扇形的下料口21设置45°，也就是蜗轮蜗杆减速机上设置的驱动轴62带动从动轴42旋转45°就旋转一个扇形的储料格41，而步进电机就要执行250个脉冲，侧数显多圈空心角度传感器61显示45°，以此类推)。

更具体地，所述步进电机配套蜗轮蜗杆减速机6的驱动控制由驱动器、可编程逻辑控制器和触控屏组成。驱动器驱动步进电机配套涡轮蜗杆减速机6旋转，可根据步进电机配套涡轮蜗杆减速机6的参数设定不同的脉冲细分、电流值和正反转方向等功能；触控屏连接可编程逻辑控制器设置有启动、停止、正转、反转、点动、复位和自动、手动触控按钮，可编程逻辑控制器连接驱动器，通过触控屏的触控按钮启动可编程逻辑控制器发送指令给驱动器驱动步进电机配套涡轮蜗杆减速机6旋转。具体地，可编程逻辑控制器根据圆柱形储料筐4设置扇形的储料格41的度数等分大小和驱动器设置驱动步进电机配套涡轮蜗杆减速机6的参数，通过编程设置各个合适加料的熔炼期间，分段间隔延时发送脉冲信号+方向信号指令给驱动器驱动步进电机配套涡轮蜗杆减速机6，旋转驱动轴62带动从动轴42组合焊接成的圆柱形储料框4步进旋转，每间隔步进旋转一次就旋转一个扇形储料格41；其中自动模式触控按钮设置：自动，正转或反转，启动，直到圆柱形的储料框旋转4一圈后，反方向旋转到初始零点设置的位置停止；其中手动模式触控按钮设置：手动，正转或反转，启动，按点动一次就旋转一个扇形储料格41，直到圆柱形储料框4旋转一圈后，按复位按钮反方向旋转到初始零点设置的位置停止，两种加料模式旋转到初始零点设置的位置停止，方便下一次装料操作。而扇形的储料格41按所需顺序分开分别单独装有易氧化、易蒸发和熔点低的金属元素或掺杂元素，其中的一种或多种相互垂直贴合承载圆盘2被带动间隔旋转，每间隔步进旋转一次就旋转带动一个扇形的储料格41的炉料，从扇形的下料口21通过下料导管11，顺着下料导管口12漏入联动加料机构(加料溜槽或振动送料器)加入坩埚内的液态金属中，直到圆柱形的储料框4旋转一圈后，反方向旋转到初始零点设置的位置停止，加料完成，从而实现了在各个合适的熔炼期间分开分别二次加料进行充分熔炼，减少了合金的烧损和蒸发，降低了原料的成本，降低了液态金属沸腾飞溅存在的安全隐患，提高了合金的回收率和综合性能稳定一致。

所述驱动器、可编程逻辑控制器和触控屏设置固定在真空感应炉的控制柜内和控制面板上(图中未示出)。

所述一种用于真空感应炉二次加料的多功能加料装置配合真空感应炉的测温杆(图中未示出)使用，通过测试坩埚内的液态金属温度合适后开始启动二次加料。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种用于真空感应炉二次加料的多功能加料装置，其特征在于：包括：

加料室，其上的下料导管(12)与真空感应炉密封连通；

储料装置，其包括具有下料口(21)的承载圆盘(2)和位于承载圆盘(2)上方的储料框(4)，储料框(4)内设置有若干储料格(41)，所述储料装置设置于所述加料室内；

驱动装置，其用于驱动所述储料框(4)在承载圆盘(2)上旋转。

2.根据权利要求1所述的一种用于真空感应炉二次加料的多功能加料装置，其特征在于：所述储料格(41)和下料口(21)均为扇形。

3.根据权利要求1所述的一种用于真空感应炉二次加料的多功能加料装置，其特征在于：所述加料室包括加料室主体(1)和与加料室主体(1)铰接设置的加料室盖(5)。

4.根据权利要求3所述的一种用于真空感应炉二次加料的多功能加料装置，其特征在于：所述加料室主体(1)与加料室盖(5)接触部分设置有O型密封圈(13)。

5.根据权利要求3所述的一种用于真空感应炉二次加料的多功能加料装置，其特征在于：所述加料室主体(1)和加料室盖(5)铰接处下方设置有支撑杆(16)，其设置于加料室主体(1)的壁部。

6.根据权利要求3所述的一种用于真空感应炉二次加料的多功能加料装置，其特征在于：所述加料室盖(5)上设置有观察窗口(51)和照明灯(52)，在加料室盖(5)闭合后，观察窗口(51)和照明灯(52)位于下料口(21)的正上方。

7.根据权利要求1所述的一种用于真空感应炉二次加料的多功能加料装置，其特征在于：所述驱动装置包括步进电机配套涡轮蜗杆减速机(6)、驱动器、可编程逻辑控制器和触控屏，所述电机配套涡轮蜗杆减速机(6)固定在加料室盖(5)的支架(54)上，可编程逻辑控制器与驱动器、触控屏电性连接，通过触控屏的触控按钮启动可编程逻辑控制器，发送指令给驱动器，驱动器能够驱动步进电机配套涡轮蜗杆减速机旋转。

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