權(quán)利要求

1.雙腔體雙坩堝互換懸浮熔煉爐，包括爐壁、安裝在爐壁上的封頭以及包裹在封頭和爐壁外部的夾套，其特征在于，所述熔煉爐還包括： 隔板，安裝在爐壁和封頭構(gòu)建的熔煉爐內(nèi)，將熔煉爐的內(nèi)腔分隔成熔煉腔和裝料腔； 兩組坩堝組件，分別設(shè)置于熔煉腔和裝料腔內(nèi)； 閘板閥，安裝于隔板上，用于間斷性連通熔煉腔和裝料腔。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙腔體雙坩堝互換懸浮熔煉爐，其特征在于，所述熔煉爐還包括：一套循環(huán)水冷系統(tǒng)、一套抽真空系統(tǒng)以及一套感應(yīng)熔煉系統(tǒng)；所述循環(huán)水冷系統(tǒng)用于對(duì)夾套和坩堝進(jìn)行冷卻，所述抽真空系統(tǒng)用于對(duì)熔煉腔和裝料腔抽真空；所述感應(yīng)熔煉系統(tǒng)，用于控制坩堝熔煉的過(guò)程。 

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙腔體雙坩堝互換懸浮熔煉爐，其特征在于，所述循環(huán)水冷系統(tǒng)包括常溫水和冷卻水，冷卻水供給坩堝，常溫水供給爐體夾套；所述循環(huán)水冷系統(tǒng)的冷卻水供給管道與設(shè)置在熔煉爐上的冷卻管相連，冷卻管與坩堝組件相連；所述循環(huán)水冷系統(tǒng)的常溫水供給管道與夾套上的進(jìn)液口相連，回收管道與夾套上的排液口相連。 

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙腔體雙坩堝互換懸浮熔煉爐，其特征在于，所述熔煉爐上還設(shè)置有用于充氬氣的進(jìn)氬氣口，所述進(jìn)氬氣氣口數(shù)量至少為兩個(gè)，一部分進(jìn)氬氣氣口與熔煉腔連通，另一部分進(jìn)氬氣口與裝料腔連通。 

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙腔體雙坩堝互換懸浮熔煉爐，其特征在于，所述坩堝組件包括安裝在熔煉爐內(nèi)的驅(qū)動(dòng)軌道，所述驅(qū)動(dòng)軌道上滑動(dòng)安裝有坩堝座，所述坩堝座內(nèi)設(shè)置有磁懸浮單元和水管，所述水管與水冷管相連通；所述驅(qū)動(dòng)軌道橫跨熔煉腔和裝料腔，用于驅(qū)動(dòng)坩堝座帶動(dòng)坩堝在熔煉腔和裝料腔之間循環(huán)移動(dòng)。 

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙腔體雙坩堝互換懸浮熔煉爐，其特征在于，所述隔板包括與封頭相連的上隔板以及與爐壁相連的下隔板；所述封頭與爐壁可拆卸式連接。 

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙腔體雙坩堝互換懸浮熔煉爐，其特征在于，所述熔煉腔和裝料腔上均設(shè)置有抽氣口和冷卻管，所述抽真空系統(tǒng)與兩個(gè)抽氣口相連通，且抽真空系統(tǒng)與抽氣口之間設(shè)置有電磁閥，所述電磁閥用于控制抽真空系統(tǒng)與熔煉腔和裝料腔的連通狀態(tài)。 

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙腔體雙坩堝互換懸浮熔煉爐，其特征在于，所述循環(huán)水冷系統(tǒng)上設(shè)置有用于控制水流通斷的總閥，進(jìn)而控制循環(huán)水冷系統(tǒng)對(duì)兩組坩堝同時(shí)進(jìn)行冷水冷卻或分別進(jìn)行冷水冷卻。

說(shuō)明書

雙腔體雙坩堝互換懸浮熔煉爐

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于冶金熔煉設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及雙腔體雙坩堝互換懸浮熔煉爐。

背景技術(shù)

在金屬熔煉技術(shù)中，真空懸浮熔煉技術(shù)受很多材料工作者的青睞，是制備高溫合金的最佳手段。真空懸浮熔煉在消除其他氣體污染的基礎(chǔ)上還消除了熔煉坩堝對(duì)原材料污染的可能性。適合制備高溫高商合金、高純金屬、活潑金屬、以及其他金屬化合物等。

在真空懸浮熔煉技術(shù)中，水冷銅坩堝熔煉技術(shù)發(fā)展得比較成熟，目前在科研單位和小企業(yè)中公斤級(jí)、幾十公斤級(jí)的小型設(shè)備在制備高溫、高純、活潑金屬材料技術(shù)中得到了實(shí)際的應(yīng)用，百公斤的設(shè)備也已經(jīng)出現(xiàn)。真空懸浮熔煉技術(shù)的特點(diǎn)在于用水冷紫銅坩堝代替陶瓷材料坩堝，并通過(guò)電磁場(chǎng)的作用在加熱爐料的同時(shí)使熔融的爐料在熔煉過(guò)程中處于懸浮或準(zhǔn)懸浮狀態(tài)。

懸浮熔煉技術(shù)實(shí)際應(yīng)用的時(shí)間還比較短，大多數(shù)設(shè)備的規(guī)模還屬于小型的范疇，設(shè)備的功能還不是很完善。關(guān)于功能，大多設(shè)備或者只能進(jìn)行熔煉，或者在熔煉的基礎(chǔ)上增加了鑄造功能，而完整的熔煉過(guò)程則要包括加料、抽真空、熔化、測(cè)溫、傾轉(zhuǎn)鑄造、底注鑄造、翻錠重熔、多爐次運(yùn)行等操作。雖然在真空感應(yīng)熔煉設(shè)備中，已經(jīng)有各類相關(guān)操作裝置的設(shè)計(jì)，包括氣動(dòng)機(jī)構(gòu)、機(jī)械手，但是裝料、抽真空、熔煉、冷卻、取料這些裝置及操作全部在一個(gè)爐腔內(nèi)進(jìn)行。裝料、抽真空、冷卻、取料占用了大量的時(shí)間，使熔煉效率大幅度降低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種雙腔體雙坩堝互換懸浮熔煉爐，旨在解決背景技術(shù)中所提出的問(wèn)題。

本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種雙腔體雙坩堝互換懸浮熔煉爐，包括爐壁、安裝在爐壁上的封頭以及包裹在封頭和爐壁外部的夾套；

所述熔煉爐還包括：

隔板，安裝在爐壁和封頭構(gòu)建的熔煉爐內(nèi)，將熔煉爐的內(nèi)腔分隔成熔煉腔和裝料腔；

兩組坩堝組件，分別設(shè)置于熔煉腔和裝料腔內(nèi)；

閘板閥，安裝于隔板上，用于間斷性連通熔煉腔和裝料腔。

優(yōu)選地，所述熔煉爐還包括：一套循環(huán)水冷系統(tǒng)、一套抽真空系統(tǒng)以及一套感應(yīng)熔煉系統(tǒng)；所述循環(huán)水冷系統(tǒng)用于對(duì)夾套和坩堝進(jìn)行冷卻，所述抽真空系統(tǒng)用于對(duì)熔煉腔和裝料腔抽真空；所述感應(yīng)熔煉系統(tǒng)，用于控制坩堝熔煉的過(guò)程。

優(yōu)選地，所述循環(huán)水冷系統(tǒng)包括常溫水和冷卻水，冷卻水供給坩堝，常溫水供給夾套；所述循環(huán)水冷系統(tǒng)的冷卻水供給管道與設(shè)置在熔煉爐上的冷卻管相連，冷卻管與坩堝組件相連；所述循環(huán)水冷系統(tǒng)的常溫水供給管道與夾套上的進(jìn)液口相連，回收管道與夾套上的排液口相連。

優(yōu)選地，所述熔煉爐上還設(shè)置有用于充氬氣的進(jìn)氬氣口，所述進(jìn)氬氣口數(shù)量至少為兩個(gè)，一部分進(jìn)氬氣口與熔煉腔連通，另一部分進(jìn)氬氣口與裝料腔連通。

優(yōu)選地，所述坩堝組件包括安裝在熔煉爐內(nèi)的驅(qū)動(dòng)軌道，所述驅(qū)動(dòng)軌道上滑動(dòng)安裝有坩堝座，所述坩堝座內(nèi)設(shè)置有磁懸浮單元和水管，所述水管與水冷管相連通；所述驅(qū)動(dòng)軌道橫跨熔煉腔和裝料腔，用于驅(qū)動(dòng)坩堝座帶動(dòng)坩堝在熔煉腔和裝料腔之間循環(huán)移動(dòng)。

優(yōu)選地，所述隔板包括與封頭相連的上隔板以及與爐壁相連的下隔板；所述封頭與爐壁可拆卸式連接。

優(yōu)選地，所述熔煉腔和裝料腔上均設(shè)置有抽氣口和冷卻管，所述抽真空系統(tǒng)與兩個(gè)抽氣口相連通，且抽真空系統(tǒng)與抽氣口之間設(shè)置有電磁閥，所述電磁閥用于控制抽真空系統(tǒng)與熔煉腔和裝料腔的連通狀態(tài)。

優(yōu)選地，所述循環(huán)水冷系統(tǒng)上設(shè)置有用于控制水流通斷的總閥，進(jìn)而控制循環(huán)水冷系統(tǒng)對(duì)兩組坩堝同時(shí)進(jìn)行冷水冷卻或分別進(jìn)行冷水冷卻。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種雙腔體雙坩堝互換懸浮熔煉爐，兩個(gè)腔室通過(guò)電磁閥交替控制，實(shí)現(xiàn)在不停真空泵的前提下，兩個(gè)倉(cāng)室能先后交替配合進(jìn)行工作。具體為熔煉腔真空停止進(jìn)行充氬熔煉時(shí)，將電磁閥換至裝料腔進(jìn)行抽真空。待熔煉腔完成熔煉后，裝料腔也具備熔煉條件，此時(shí)進(jìn)行坩堝切換，將熔煉好的坩堝移入裝料腔內(nèi)進(jìn)行冷卻、取料、裝料一系列操作，另一坩堝移入熔煉腔內(nèi)進(jìn)行熔煉。雙熔煉坩堝可在雙腔體內(nèi)互換使用，可以節(jié)省熔煉過(guò)程中的冷卻和抽真空時(shí)間，提高熔煉效率。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種雙腔體雙坩堝互換懸浮熔煉爐的主視圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種雙腔體雙坩堝互換懸浮熔煉爐的俯視圖；

附圖中：1-封頭；2-夾套；3-進(jìn)出料門；4-上隔板；5-下隔板；6-閘板閥；7-驅(qū)動(dòng)軌道；8-坩堝座；9-磁懸浮單元；10-水管；11-冷卻管；12-抽氣口；13-進(jìn)氬氣口；14-排液口；15-進(jìn)液口；16-坩堝；17-爐壁。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)描述。

如圖1和圖2所示，為一個(gè)實(shí)施例提供的一種雙腔體雙坩堝互換懸浮熔煉爐的結(jié)構(gòu)圖，包括爐壁17、安裝在爐壁17上的封頭1以及包裹在封頭1和爐壁17外部的夾套2；

所述熔煉爐還包括：

隔板，安裝在爐壁17和封頭1構(gòu)建的熔煉爐內(nèi)，將熔煉爐的內(nèi)腔分隔成熔煉腔和裝料腔；

兩組坩堝組件，分別設(shè)置于熔煉腔和裝料腔內(nèi)；

閘板閥6，安裝于隔板上，用于間斷性連通熔煉腔和裝料腔。

在本實(shí)施例的一種情況中，所述熔煉爐還包括：一套循環(huán)水冷系統(tǒng)、一套抽真空系統(tǒng)以及一套感應(yīng)熔煉系統(tǒng)；所述循環(huán)水冷系統(tǒng)用于對(duì)夾套和坩堝進(jìn)行冷卻，所述抽真空系統(tǒng)用于對(duì)熔煉腔和裝料腔抽真空；所述感應(yīng)熔煉系統(tǒng)，用于控制坩堝熔煉的過(guò)程。所述循環(huán)水冷系統(tǒng)上設(shè)置有用于控制水流通斷的總閥，進(jìn)而控制循環(huán)水冷系統(tǒng)對(duì)兩組坩堝同時(shí)進(jìn)行冷水冷卻或分別進(jìn)行冷水冷卻。兩個(gè)銅坩堝可同時(shí)供水也可分開供水，供水管前端都裝有總閥，當(dāng)不需要供水時(shí)，可選擇性的關(guān)閉總閥。

在本實(shí)施例的一種情況中，所述熔煉腔和裝料腔上均設(shè)置有抽氣口12和冷卻管11，抽真空系統(tǒng)與兩個(gè)抽氣口12相連通，且抽真空系統(tǒng)與抽氣口12之間設(shè)置有電磁閥，所述電磁閥用于控制抽真空系統(tǒng)與熔煉腔和裝料腔的連通狀態(tài)，可隨時(shí)控制抽真空系統(tǒng)，可進(jìn)行兩個(gè)腔體之間切換抽真空或同時(shí)抽真空。所述隔板包括與封頭1相連的上隔板4以及與爐壁17相連的下隔板5；所述封頭1與爐壁17可拆卸式連接。

現(xiàn)有設(shè)備只能實(shí)現(xiàn)單倉(cāng)熔煉取料功能，抽真空、熔煉、取料等步驟不能同步進(jìn)行。本實(shí)施例具體為一臺(tái)主體電源帶兩個(gè)腔室。這兩個(gè)腔室通過(guò)電磁閥交替控制，實(shí)現(xiàn)在不停真空泵的前提下，兩個(gè)倉(cāng)室能先后交替配合進(jìn)行工作。具體為熔煉腔真空停止進(jìn)行充氬熔煉時(shí)，將電磁閥換至裝料腔進(jìn)行抽真空。待熔煉腔完成熔煉后，裝料腔也具備熔煉條件，此時(shí)進(jìn)行坩堝切換，將熔煉好的坩堝移入裝料腔內(nèi)進(jìn)行冷卻、取料、裝料一系列操作，另一坩堝移入熔煉腔內(nèi)進(jìn)行熔煉。雙熔煉坩堝可在雙腔體內(nèi)互換使用，可以節(jié)省熔煉過(guò)程中的冷卻和抽真空時(shí)間，提高熔煉效率。

如圖1所示，在一個(gè)實(shí)施例中，所述循環(huán)水冷系統(tǒng)包括常溫水和冷卻水，冷卻水供給坩堝，常溫水供給夾套2；所述循環(huán)水冷系統(tǒng)的冷卻水供給管道與設(shè)置在熔煉爐上的冷卻管11相連，冷卻管11與坩堝組件相連；所述循環(huán)水冷系統(tǒng)的常溫水供給管道與夾套2上的進(jìn)液口15相連，回收管道與夾套2上的排液口14相連。

在本實(shí)施例的一種情況中，結(jié)合圖1所示，所述熔煉爐上還設(shè)置有用于充氬氣的進(jìn)氬氣口13，所述進(jìn)氬氣口13數(shù)量至少為兩個(gè)，一部分進(jìn)氬氣口13與熔煉腔連通，另一部分進(jìn)氬氣口13與裝料腔連通。

如圖1和圖2所示，在一個(gè)實(shí)施例中，所述坩堝組件包括安裝在熔煉爐內(nèi)的驅(qū)動(dòng)軌道7，所述驅(qū)動(dòng)軌道7上滑動(dòng)安裝有坩堝座8，所述坩堝座8內(nèi)設(shè)置有磁懸浮單元9和水管10，所述水管10與水冷管11相連通；所述驅(qū)動(dòng)軌道7橫跨熔煉腔和裝料腔，用于驅(qū)動(dòng)坩堝座8帶動(dòng)坩堝16在熔煉腔和裝料腔之間循環(huán)移動(dòng)。爐體內(nèi)有兩套坩堝組件，爐腔底部有驅(qū)動(dòng)軌道7，可方便坩堝座8在熔煉腔和裝料腔之間相互運(yùn)動(dòng)替換。

爐腔內(nèi)裝有兩個(gè)水冷坩堝，一個(gè)在熔煉腔內(nèi)，一個(gè)在裝料腔內(nèi)，設(shè)備在第一爐熔煉時(shí)，打開進(jìn)出料門3向熔煉腔內(nèi)的坩堝16中裝入需要熔煉的材料，關(guān)閉熔煉腔與裝料腔之間通道的閘板閥6，打開真空系統(tǒng)給熔煉腔抽真空直至抽到需要熔煉的真空度，熔煉腔內(nèi)的坩堝16在抽真空熔煉過(guò)程中，同時(shí)在裝料腔內(nèi)的坩堝16中裝入需要熔煉的原材料，關(guān)閉進(jìn)出料門3給裝料腔預(yù)抽真空，等熔煉腔內(nèi)坩堝熔煉完成時(shí)打開閘板閥6將熔煉腔內(nèi)的坩堝轉(zhuǎn)移到裝料腔中進(jìn)行冷卻，將裝料腔中的坩堝轉(zhuǎn)移到熔煉腔中進(jìn)行繼續(xù)抽高真空熔煉。

對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說(shuō)明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說(shuō)明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見(jiàn)，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。

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雙腔體雙坩堝互換懸浮熔煉爐.pdf