全文摘要
本实用新型属于真空感应熔炼技术领域，提出了一种真空感应熔炼炉用自动更换坩埚和合金母料装置。该装置包括坩埚、支架、推送装置、插板阀和密封室；位于熔炼炉门前端设置一个密封室，用于更换母料和坩埚，密封室与熔炼炉之间的联通处设置插板阀用于隔离和联通熔炼炉和密封室，减小对熔炼炉中真空环境的影响；运用推送装置的料撮和气动夹钳，在真空条件下实现坩埚和合金母料的平稳更换，避免坩埚以及合金母料与坩埚之间的摩擦磕碰，提高生产效率并保证设备维护简单方便，实现了高温合金的高效稳定的高纯净熔炼。
主设计要求
1.一种真空感应熔炼炉用自动更换坩埚和合金母料装置，其特征在于，包括坩埚(10)、支架(12)、推送装置(14)、插板阀(16)和密封室(17)；位于熔炼炉门前端设置一个密封室(17)，用于更换母料和坩埚，密封室(17)与熔炼炉(15)之间的联通处设置插板阀(16)用于隔离和联通熔炼炉和密封室，在更换坩埚或母料时能够自动开闭；熔炼炉(15)内靠近联通处设置支架(12)，用于推送装置(14)进入熔炼炉后起支撑作用；所述坩埚(10)包括外层坩埚和内层坩埚，内层坩埚放置在感应线圈内部为长时间使用的衬底坩埚，能够随感应线圈翻转呈水平位置；外层坩埚为所更换坩埚，内层坩埚和外层坩埚嵌套后保证两者之间具有5～10mm的空隙，外层坩埚能够深入到内层坩埚底部；所述的推送装置(14)包括料撮(1)、气动夹钳(2)、密封法兰(3)、滑动轴(4)、气缸(5)、直线模组移动电机(6)、夹钳移动电机(7)、直线模组(8)、定位台(9)；料撮(1)位于气动夹钳(2)的前部，用于承载母料或坩埚；气动夹钳(2)，当换取母料时，用于夹持料撮(1)中的母料；当换取坩埚时，用于伸入外层坩埚，并撑开来取走外层坩埚，合拢后放下坩埚；密封法兰(3)固定在密封室的侧壁上，密封法兰(3)的前端是料撮(1)和气动夹钳(2)部分，后端连接的滑动轴(4)和气缸(5)；用于在插板阀(16)打开后，推送装置(14)进入熔炼炉时，密封熔炼炉和密封室联通的空间与外界隔绝；夹钳移动电机(7)用于驱动气缸(5)带动滑动轴(4)内的齿条轴移动，齿条轴带动气动夹钳(2)上的连杆机构运动，进而驱动气动夹钳(2)的开合；滑动轴(4)固定在直线模组(8)上，滑动轴(4)的前端固定料撮(1)；直线模组移动电机(6)驱动直线模组(8)带动其上的滑动轴(4)共同水平前后移动；用于控制料撮(1)的前后移动，传递其上的坩埚或母料；定位台(9)用于定位直线模组(8)的水平移动位置。
设计方案
1.一种真空感应熔炼炉用自动更换坩埚和合金母料装置，其特征在于，包括坩埚(10)、支架(12)、推送装置(14)、插板阀(16)和密封室(17)；位于熔炼炉门前端设置一个密封室(17)，用于更换母料和坩埚，密封室(17)与熔炼炉(15)之间的联通处设置插板阀(16)用于隔离和联通熔炼炉和密封室，在更换坩埚或母料时能够自动开闭；熔炼炉(15)内靠近联通处设置支架(12)，用于推送装置(14)进入熔炼炉后起支撑作用；所述坩埚(10)包括外层坩埚和内层坩埚，内层坩埚放置在感应线圈内部为长时间使用的衬底坩埚，能够随感应线圈翻转呈水平位置；外层坩埚为所更换坩埚，内层坩埚和外层坩埚嵌套后保证两者之间具有5～10mm的空隙，外层坩埚能够深入到内层坩埚底部；
所述的推送装置(14)包括料撮(1)、气动夹钳(2)、密封法兰(3)、滑动轴(4)、气缸(5)、直线模组移动电机(6)、夹钳移动电机(7)、直线模组(8)、定位台(9)；
料撮(1)位于气动夹钳(2)的前部，用于承载母料或坩埚；
气动夹钳(2)，当换取母料时，用于夹持料撮(1)中的母料；当换取坩埚时，用于伸入外层坩埚，并撑开来取走外层坩埚，合拢后放下坩埚；
密封法兰(3)固定在密封室的侧壁上，密封法兰(3)的前端是料撮(1)和气动夹钳(2)部分，后端连接的滑动轴(4)和气缸(5)；用于在插板阀(16)打开后，推送装置(14)进入熔炼炉时，密封熔炼炉和密封室联通的空间与外界隔绝；
夹钳移动电机(7)用于驱动气缸(5)带动滑动轴(4)内的齿条轴移动，齿条轴带动气动夹钳(2)上的连杆机构运动，进而驱动气动夹钳(2)的开合；
滑动轴(4)固定在直线模组(8)上，滑动轴(4)的前端固定料撮(1)；直线模组移动电机(6)驱动直线模组(8)带动其上的滑动轴(4)共同水平前后移动；用于控制料撮(1)的前后移动，传递其上的坩埚或母料；
定位台(9)用于定位直线模组(8)的水平移动位置。
2.根据权利要求1所述的真空感应熔炼炉用自动更换坩埚和合金母料装置，其特征在于，直线模组移动电机(6)驱动直线模组(8)带动其上的滑动轴(4)共同水平前后移动过程中保证位置输送误差在±5μm以内。
3.根据权利要求1或2所述的真空感应熔炼炉用自动更换坩埚和合金母料装置，其特征在于，密封室(17)中还包括托架，用于放置从熔炼炉中取出的坩埚。
设计说明书
技术领域
本实用新型属于真空感应熔炼技术领域，涉及一种真空感应熔炼炉用自动更换坩埚和合金母料装置。
背景技术
高温合金熔炼基于高纯净度以及高效、稳定生产的要求，为了防止合金熔体与坩埚的界面反应发生污染，需要在真空条件下进行熔炼坩埚的替换，同时需要保证真空条件下能够连续投料。目前，在对高温合金进行高纯熔炼过程中，坩埚反复使用后容易出现损耗并在熔体中产生氧化物夹杂，污染合金熔体，需要进行频繁更换；同时，基于生产效率和工况条件的考虑，要求在不破坏真空条件下进行坩埚和合金母料的更换。
然而，目前通常采用破开真空或者关闭设备的情况下进行坩埚或者合金母料的更换，极大降低生产效率并导致设备维护困难；同时，目前所用高温合金熔炼坩埚(氧化镁、氧化铝、氧化钙坩埚等)通常具有硬脆的特点，在坩埚或者母料更换过程中容易防止磕碰，进行导致坩埚发生破坏，或者在坩埚和母料之间发生摩擦产生夹杂被引入到合金熔体中。基于上述考虑，对于高温合金熔炼炉，需要保证熔炼坩埚替换过程的平稳输送并在放置合金母料时防止母料与坩埚发生磕碰摩擦，进而实现高效稳定的高纯净熔炼。
实用新型内容
本实用新型为了克服现有技术中存在的不足，提供一种真空熔炼炉用自动更换坩埚和合金母料装置。
具体技术方案为：
一种真空感应熔炼炉用自动更换坩埚和合金母料装置，包括坩埚、支架、推送装置、插板阀和密封室；位于熔炼炉门前端设置一个密封室，用于更换母料和坩埚，密封室与熔炼炉之间的联通处设置插板阀用于隔离和联通熔炼炉和密封室，在更换坩埚或母料时能够自动开闭，减小对熔炼炉中真空环境的影响；熔炼炉内靠近联通处设置支架，用于推送装置进入熔炼炉后起支撑作用；所述坩埚包括外层坩埚和内层坩埚，内层坩埚放置在感应线圈内部为长时间使用的衬底坩埚，能够随感应线圈翻转呈水平位置；外层坩埚为所更换坩埚，内层坩埚和外层坩埚嵌套后保证两者之间具有5～10mm的空隙，外层坩埚能够深入到内层坩埚底部。
所述的推送装置包括料撮、气动夹钳、密封法兰、滑动轴、气缸、直线模组移动电机、夹钳移动电机、直线模组、定位台。
料撮位于气动夹钳的前部，用于承载母料或坩埚。
气动夹钳，当换取母料时，用于夹持料撮中的母料；当换取坩埚时，用于伸入外层坩埚，并撑开来取走外层坩埚，合拢后放下坩埚。
密封法兰固定在密封室的侧壁上，密封法兰的前端是料撮和气动夹钳部分，后端连接的滑动轴和气缸；用于在插板阀打开后，推送装置进入熔炼炉时，密封熔炼炉和密封室联通的空间与外界隔绝。
夹钳移动电机用于驱动气缸带动滑动轴内的齿条轴移动，齿条轴带动气动夹钳上的连杆机构运动，进而驱动气动夹钳的开合。
滑动轴固定在直线模组上，滑动轴的前端固定料撮；直线模组移动电机驱动直线模组带动其上的滑动轴共同水平前后移动；用于控制料撮的前后移动，传递其上的坩埚或母料。
定位台用于定位直线模组的水平移动位置。
进一步地，上述直线模组移动电机驱动直线模组带动其上的滑动轴共同水平前后移动过程中保证位置输送误差在±5μm以内。
进一步地，上述密封室中还包括托架，用于放置从熔炼炉中取出的坩埚。
本实用新型装置的工作过程分为推送合金母料进入熔炼炉中；夹取熔炼好的合金母料放在密封室内；夹取需要更换的旧坩埚放置在密封室内；再从密封室内夹取新的坩埚推送到熔炼炉内。
本实用新型的有益效果为：能够保证在真空条件下实现坩埚和合金母料的平稳更换，避免坩埚以及合金母料与坩埚之间的摩擦磕碰，提高生产效率并保证设备维护简单方便，实现了高温合金的高效稳定的高纯净熔炼。
附图说明
图1为实用新型装置布置图
图2为一种真空感应熔炼炉用自动更换坩埚和合金母料装置结构图；
图3为推送合金母料进入熔炼炉中的工作过程图；(a)母料进入料撮；(b)母料推进坩埚中；(c)推送装置收回；
图4为夹取需要更换的旧坩埚放置在密封室内的工作过程图；(a)推送装置接触到坩埚；(b)推送装置撑取坩埚；(c)推送装置移走坩埚。
图中：1料撮；2气动夹钳；3密封法兰；4滑动轴；5气缸；6主线模组移动电机；7夹钳移动电机；8直线模组；9定位台；10坩埚；12支架；13母料；14推送装置；15真空感应熔炼炉；16插板阀；17密封室。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例对本实用新型的具体实施方式进行详细说明，此处所描述具体实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限制本实用新型，本领域技术人员可在不违背实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。
实施例1
一种真空感应熔炼炉用自动更换坩埚过程，具体操作如下：
步骤1：将自动更换坩埚和合金母料装置系统进行破真空处理，推送装置的料撮1上放置新坩埚，关闭进行抽真空，此时打开插板阀16联通熔炼炉室，此时保证熔炼线圈处于水平位置，通过控制系统运行直线模组8递送坩埚到熔炼线圈外端20mm处，缓慢输送坩埚至内层坩埚底部5mm左右
步骤2：运行气动夹钳，顶住外层坩埚外壁缘，缓慢运行出料撮1，待料撮1运行出坩埚外后，迅速将料撮和气动夹钳运行至密封室17中。旋转感应熔炼线圈至垂直位置，此时运行插板阀16关闭熔炼炉和密封室之间的通道。
如图3推送合金母料进入熔炼炉中的工作过程所示。
推送装置的滑动轴推出，移动到一定位置，料撮1取得在密封室内的合金母料，打开滑动轴后部的拖铲悬挂机构，滑动轴继续把合金母料移动到熔炼炉内的坩埚内。
如图4夹取需要更换的旧坩埚放置在密封室内的工作过程图。
推送装置移动到熔炼炉内，气动夹钳2张开，撑取坩埚，滑动轴退出缩回到密封室内，将坩埚放置在托架上，然后撑取新的坩埚，推送到熔炼炉中。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920057404.2
申请日:2019-01-14
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:89(沈阳)
授权编号:CN209639512U
授权时间:20191115
主分类号:F27B 14/04
专利分类号:F27B14/04;F27B14/06;F27B14/10
范畴分类:35E;
申请人:沈阳东博热工科技有限公司
第一申请人:沈阳东博热工科技有限公司
申请人地址:110179 辽宁省沈阳市浑南区金仓路20-1号
发明人:不公告发明人
第一发明人:不公告发明人
当前权利人:沈阳东博热工科技有限公司
代理人:陈玲玉
代理机构:21200
代理机构编号:大连理工大学专利中心 21200
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计