本发明属于金属熔炼生产设备领域，尤其是涉及一种真空熔炼炉用多功能件切换装置。
背景技术
在金属雾化制粉过程中，金属熔炼是必不可少的工序，而在进行金属熔炼时，需要进行加料、取样、测温以及捣料等多道辅助工序，但是传统的真空熔炼炉为了实现上述多种辅助工序，通常需要在真空熔炼炉上设置多个接口以安装实现上述辅助工序的功能件，而过多的接口不仅使真空熔炼炉的设计和加工变得复杂繁琐，而且实际使用中也容易产生很多问题，如：接口角度不合理导致取样或者测温不准、容易破坏炉内真空环境等。
cn201648566u公开了一种单晶炉炉体电动旋转机构，包括立柱、传感器支座、固定块、旋转轴、轴承挡环、丝杆、升降电机、上炉体、提升架、连接板和丝杆螺母；所述炉体电动旋转机构还包括减速马达、小齿轮、大齿轮和导向键，所述的减速马达固定安装在立柱侧壁上端，减速马达输出端固定安装有小齿轮，所述旋转轴上端开有导向槽，旋转轴通过导向槽内的导向键与大齿轮连接，大齿轮与减速马达输出端的小齿轮啮合连接。该旋转机构只是简单的在旋转轴里设置丝杆，其机构强度较低容易发生振动和偏移，别其采用齿轮传动控制旋转的方式，也无法满足功能件切换时的高精度要求。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种真空熔炼炉用多功能件切换装置，该装置具有结构简单、操作方便以及稳定高的特点，并且能够快速并且高精度的升降和旋转，从而使得该转塔机构能够在不破坏真空的前提下，将不同功能件快速准确的切换到指定的接口。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种真空熔炼炉用多功能件切换装置，包括设置在真空熔炼炉上的转塔机构和密封接口；所述转塔机构上以可以旋转和上下移动的方式设置有旋转臂，所述旋转臂前端设置有数个用于安装功能件的安装架，所述功能件包括连续加料装置以及取样装置、测温装置、捣料装置和观察装置中的一种或者多种；所述密封接口下端与真空熔炼炉内贯通，且上部设置有密封控制阀。
进一步，所述转塔机构包括基座、支撑臂、升降座、旋转臂安装座，所述支撑臂设置在基座一侧；所述升降座以可以上下移动的方式设置在基座上，所述支撑臂上设置有带动升降座上下移动的丝杆式升降机构；所述旋转臂安装座套设在升降座上，且与旋转臂相连，所述升降座上设置有能够带动旋转臂安装座转动的旋转机构。
进一步，所述丝杆式升降机构包括丝杆、螺母和旋转驱动装置，所述丝杆以可旋转的方式套设在升降座内，且其上端伸出升降座与设置在支撑臂上旋转驱动装置传动相连，其下端伸出升降座与基座旋转相连；所述螺母固设在升降座上且与丝杆螺纹配合相连。
进一步，所述旋转机构为分度盘，所述分度盘套设在升降座上，且与旋转臂安装座相连。通过分度盘的旋转精度高，能够将旋转臂旋转指定的角度。
优选的，所述分度盘为电动分度盘，电动分度盘具有使用方便、定位准确的优点，同时可以配合控制器和伺服马达通过编程或者设定的方式，控制旋转臂的旋转角度。
进一步，支撑臂上设置有数个能够上下滑动的导向块，所述升降座通过导向柱与导向块相连。
进一步，所述支撑臂上方设置有用于设置旋转驱动装置的安装平台，所述丝杆穿过安装平台与旋转驱动装置相连。
进一步，所述基座上还固设有丝杆座，所述丝杆座套设在丝杆上，且所述丝杆座与丝杆转动相连。通过设置丝杆座，可以减少丝杆在转动过程中发生的震动和偏移，从而提高丝杆以及螺母的使用寿命。
进一步，丝杆座和丝杆通过向心轴承和向心推力轴承相连。由于旋转臂是以悬臂的方式安装在升降座上，所以螺母在丝杆上转动时，会同时对丝杆产生轴向和径向的力，因此，同时设置向心轴承和向心推力轴承可以有效减少丝杆产生的振动。
优选的，所述向心轴承采用深沟球轴承，搜索向心推力轴承采用圆锥滚子轴承。深沟球轴承的结构简单、摩擦系数小且无需经常维护，圆锥棍子轴承能够同时承受轴向和径向的载荷，并且其承载能力大，能够承受一定的冲击和振动。
进一步，所述多功能安装架以可拆卸的方式安装在旋转臂前端。该种设计方式使得操作人员可以根据需要灵活添加或者减少多功能安装架的数量。
进一步，所述升降座上套设有旋转臂安装座，所述旋转臂后端与旋转臂安装座相连，所述旋转臂的前端为直线型、弧形或者半圆形，所述多功能安装架以可拆卸的方式安装在旋转臂前端，且能够在旋转臂前端左右移动。当需安装的设备体积过大或者过小时，可以通过调整其在旋转臂前端的位置，使得设备切换能够更加高效而且设备之间不会发生干涉。
进一步，所述连续加料装置包括真空密封箱、料筒和升降装置，所述真空密封箱内设置有容置空间，且容置空间下端开设有与密封接口相应的开口；所述料筒设置在真空密封箱的容置空间内，且料筒下侧还设置有卸料装置；所述升降装置密封设置在真空密封箱容置空间的上部，并分别带动料筒以及卸料装置上下移动。
在上述方案中，将真空密封箱安装在真空熔炼炉上的密封接口上后，关闭密封接口密封控制阀，然后通过抽真空装置将真空密封箱内容置空间抽成真空状态后，打开真空密封箱下方控制阀，并通过升降装置带动料筒下降到预定位置后，打开料筒下方的卸料装置将料筒内物料全部卸入熔炼炉内。
进一步，所述加料升降机构包括加料驱动装置、驱动转轴、第一驱动轮和第二驱动轮，所述驱动转轴穿设在真空密封箱内且与驱动装置传动相连；所述第一驱动轮和第二驱动轮均套设在驱动轴上，所述第一驱动轮和第二驱动轮分别通过第一连接绳和第二连接绳与料筒和卸料装置相连。
具体而言，所述连接绳为钢丝绳、钢丝带或者链条等，能够在熔炼炉内不发生形变。
进一步，所述第一驱动轮和第二驱动轮通过单向离合器与驱动转轴相连，且第一驱动轮和第二驱动轮上分别设置有刹车装置。在卸料时，驱动转轴带动第一驱动轮和第二驱动轮转动，第一驱动轮和第二驱动轮上的第一连接绳和第二连接绳同时带动料筒和卸料装置下降到预定位置后，第一驱动轮上的刹车装置控制第一驱动轮停止工作随机料筒的下降也停止，而卸料装置在料筒内物料的作用下继续下降并带动第二驱动轮继续转动，当卸料装置完全打开后，第二驱动轮上的刹车装置工作，使第二连接绳不会继续下降。
进一步，所述升降机构下方还分别设置有用于导向第一连接绳和第二连接绳的滑轮组。轮滑组可以防止因第一连接绳和第二连接绳过长而发生摆。
进一步，所述卸料装置包括拉头和至少一个卸料底板，所述底板一侧与料筒底端壁面铰接，并能够绕铰接点向下转动；所述拉头位在卸料底板下方，且与穿过卸料底板的第二连接绳相连。将卸料底板安装在料筒的下端开口上后，转动第二连接绳将拉头压紧在卸料底板上，使卸料底板完全贴合并密封固定在卸料底板下端开口上。
进一步，所述卸料底板的数量为2~8块，卸料底板压合在料筒下端开口上时，能够将下端开口密封。根据料筒下端开口形状的不同，通过选择合适数量以及形状的卸料底板，不仅可以将下端开口密封以防止漏料，并且可以减少卸料底板的重量和加工难度。
进一步，所述料筒下端开口为圆形或者正方形，所述卸料底板为2~8块将下端开口形状均分的等分结构。圆形或者正方形具有加工简单，适配性高的特点；而将卸料底板设置为等分结构可以降低安装以及加工的难度，并保证卸料底板对料筒下端开口的密封性。
进一步，所述卸料底板侧面设置有密封件或者密封结构。
具体而言，密封件为镶嵌或者固定在卸料底板侧面的密封片、密封环或者密封圈，密封圈的材质优选为耐高温橡胶或者石墨环等；所述密封结构分别为设置卸料底板侧面上的密封凸起和和相邻相邻底板侧面上相应的密封槽。通过设置密封圈或者密封结构可以更好的防止物料从卸料底板中漏出。
本发明一种真空熔炼炉用多功能件切换装置的有益效果：该装置具有结构简单、操作方便以及稳定高的特点，并且能够快速并且高精度的升降和旋转，从而使得该转塔机构能够在不破坏真空的前提下，将不同功能件快速准确的切换到指定的接口。
附图说明
图1—为实施例1的真空熔炼炉用多功能件切换装置的安装结构正视图；
图2—为实施例1的真空熔炼炉用多功能件切换装置的安装结构俯视图；
图3—为实施例1的真空熔炼炉用多功能件切换装置剖视结构示意图；
图4—为实施例3中一种真空连续加料装置的俯视结构示意图；
图5—为图4中a-a的截面示意图；
图6—为图5中b处的放大示意图；
图7—为实施例4中卸料装置的仰视结构示意图；
图8—为实施例5中卸料底板之间密封件的结构示意图；
图9—为实施例5中卸料底板之间密封结构的结构示意图。
图中：
1—转塔机构，2—密封接口，3—连续加料装置；
11—基座，111—向心轴承，112—向心推力轴承；12—支撑臂，121—导向块，122—导向柱，123—安装平台；13—旋转机构；14—升降机构，141—旋转驱动装置，142—螺母，143—丝杆，144—丝杆座；15—旋转臂，151—旋转臂安装座；16—升降座；17—多功能安装架；21—密封控制阀；31—开口，32—真空密封箱，33—料筒，331—卸料装置，3311—卸料底板，3312—拉头，3313—密封件，3314—密封结构；34—升降装置，341—驱动转轴，342—第一驱动轮，343—第二驱动轮，344—刹车装置，345—单向离合器，346—第一连接绳，347—第二连接绳，348—滑轮组，349—驱动转轴，35—抽真空装置。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
参照图1~3：一种真空熔炼炉用多功能件切换装置，包括设置在真空熔炼炉上的转塔机构1和密封接口2；所述转塔机构1上以可以旋转和上下移动的方式设置有旋转臂15，所述旋转臂15前端设置有数个用于安装功能件的安装架，所述功能件包括连续加料装置3以及取样装置、测温装置、捣料装置和观察装置中的一种或者多种；所述密封接口2下端与真空熔炼炉内贯通，且上部设置有密封控制阀21。
所述转塔机构1包括基座11、支撑臂12、升降座16、旋转臂安装座151，所述支撑臂12设置在基座11一侧；所述支撑臂12上设置有带动升降座16上下移动的升降机构14；所述旋转臂安装座151套设在升降座16上，且与旋转臂15相连，所述升降座16上设置有能够带动旋转臂安装座151转动的旋转机构13。
所述丝杆143式升降机构14包括丝杆143、螺母142和旋转驱动装置141，所述丝杆143以可旋转的方式套设在升降座16内，且其上端伸出升降座16与设置在支撑臂12上旋转驱动装置141传动相连，其下端伸出升降座16与基座11旋转相连；所述螺母142固设在升降座16上且与丝杆143螺纹配合相连。
所述旋转机构13为分度盘，所述分度盘套设在升降座16上，且与旋转臂安装座151相连。通过分度盘的旋转精度高，能够将旋转臂15旋转指定的角度。
优选的，所述分度盘为电动分度盘，电动分度盘具有使用方便、定位准确的优点，同时可以配合控制器和伺服马达通过编程或者设定的方式，控制旋转臂15的旋转角度。
支撑臂12上设置有数个能够上下滑动的导向块121，所述升降座16通过导向柱122与导向块121相连。通过导向块121与导向柱122相配合，使得升降座16在上下移动时，不会发生旋转和偏移。
所述支撑臂12上方设置有用于设置旋转驱动装置141的安装平台123，所述丝杆143穿过安装平台123与旋转驱动装置141相连。
所述基座11上还固设有丝杆座144，所述丝杆座144套设在丝杆143上，且所述丝杆座144与丝杆143转动相连。通过设置丝杆座144，可以减少丝杆143在转动过程中发生的震动和偏移，从而提高丝杆143以及螺母142的使用寿命。
丝杆座144和丝杆143通过向心轴承111和向心推力轴承112相连。由于旋转臂15是以悬臂的方式安装在升降座16上，所以螺母142在丝杆143上转动时，会同时对丝杆143产生轴向和径向的力，因此，同时设置向心轴承111和向心推力轴承112可以有效减少丝杆143产生的振动。
优选的，所述向心轴承111采用深沟球轴承，搜索向心推力轴承112采用圆锥滚子轴承。深沟球轴承的结构简单、摩擦系数小且无需经常维护，圆锥棍子轴承能够同时承受轴向和径向的载荷，并且其承载能力大，能够承受一定的冲击和振动。
实施例2：
本实施例与实施例1的不同指出在于：所述多功能安装架17以可拆卸的方式安装在旋转臂15前端。该种设计方式使得操作人员可以根据需要灵活添加或者减少多功能安装架17的数量。
具体而言，所述多功能安装架17与旋转臂15前端采用螺纹连接或者卡接的方式相连。
根据需要将所述旋转臂15的前端为直线型、弧形或者半圆形，所述多功能安装架17能够在旋转臂15前端左右移动。当需安装的设备体积过大或者过小时，可以通过调整其在旋转臂15前端的位置，使得设备切换能够更加高效而且设备之间不会发生干涉。
具体而言，所述旋转臂15前端设置有滑槽，所述多功能安装架17上设置有相应的滑块以及锁紧装置，多功能安装架17通过滑块和锁紧装置实现在旋转臂15前端左右滑动和固定。
实施例3：
参照附图：所述连续加料装置3包括真空密封箱32、料筒33和加料升降装置34，所述真空密封箱32内设置有容置空间，且容置空间下端开设有与密封接口2相应的开口31；所述料筒33设置在真空密封箱32的容置空间内，且料筒33下侧还设置有卸料装置331；所述加料升降装置34密封设置在真空密封箱32容置空间的上部，并分别带动料筒33以及卸料装置331上下移动。
在上述方案中，将真空密封箱32安装在真空熔炼炉上的密封接口2上后，关闭米接口密封控制阀21，然后通过抽真空装置35将真空密封箱32内容置空间抽成真空状态后，打开真空密封箱32下方控制阀，并通过加料升降装置34带动料筒33下降到预定位置后，打开料筒33下方的卸料装置331将料筒33内物料全部卸入熔炼炉内。
所述加料升降装置34包括加料驱动装置、驱动转轴349341、第一驱动轮342和第二驱动轮343，所述驱动转轴349341穿设在真空密封箱32内且与驱动装置传动相连；所述第一驱动轮342和第二驱动轮343均套设在驱动轴上，所述第一驱动轮342和第二驱动轮343分别通过第一连接绳346和第二连接绳347与料筒33和卸料装置331相连。
具体而言，所述连接绳为钢丝绳、钢丝带或者链条等，能够在熔炼炉内不发生形变。
所述第一驱动轮342和第二驱动轮343通过单向离合器345与驱动转轴349341相连，且第一驱动轮342和第二驱动轮343上分别设置有刹车装置344。在卸料时，驱动转轴349341带动第一驱动轮342和第二驱动轮343转动，第一驱动轮342和第二驱动轮343上的第一连接绳346和第二连接绳347同时带动料筒33和卸料装置331下降到预定位置后，第一驱动轮342上的刹车装置344控制第一驱动轮342停止工作随机料筒33的下降也停止，而卸料装置331在料筒33内物料的作用下继续下降并带动第二驱动轮343继续转动，当卸料装置331完全打开后，第二驱动轮343上的刹车装置344工作，使第二连接绳347不会继续下降。
所述加料升降装置34下方还分别设置有用于导向第一连接绳346和第二连接绳347的滑轮组348。轮滑组可以防止因第一连接绳346和第二连接绳347过长而发生摆。
所述卸料装置331包括拉头3312和至少一个卸料底板3311，所述底板一侧与料筒33底端壁面铰接，并能够绕铰接点向下转动；所述拉头3312位在卸料底板3311下方，且与穿过卸料底板3311的第二连接绳347相连。将卸料底板3311安装在料筒33的下端开口31上后，转动第二连接绳347将拉头3312压紧在卸料底板3311上，使卸料底板3311完全贴合并密封固定在卸料底板3311下端开口31上。
本实施例还提供一种采用上述连续加料装置3进行连续加料的方法，具体步骤如下：
（1）料筒33加料完成后，将真空密封箱32下端开口31与加料口相连，并将真空密封箱32内的容置空间抽成真空状态；
（2）打开控制阀，并控制加料升降装置34带动料筒33下降到预设位置后，继续控制加料升降装置34带动料筒33下方的卸料装置331打开，使料筒33内的物料全部卸出；
（3）控制加料升降装置34将料筒33和卸料装置331提升至控制阀上方后，关闭控制阀完成加料；
（4）将真空密封箱32转移到预设加料位置，控制加料升降装置34带动料筒33及卸料装置331下降，并控制卸料装置331处于关闭状态，然后向料筒33内加料，加料完成后控制加料升降装置34带动料筒33及卸料装置331上升至真空密封箱32的容置空间内。
（5）根据需求，重复步骤（1）~（4）数次实现连续加料。
实施例4：
参照附图4：本实施例与实施例1的不同之处在于：
所述料筒33下端开口31为圆形，所述卸料底板3311为四块将下端开口31形状均分的等分结构。圆形的下端开口31具有加工简单，适配性高的特点；而将卸料底板3311设置为等分的花瓣形结构可以降低安装以及加工的难度，并保证卸料底板3311对料筒33下端开口31的密封性。
实施例5：
参照附图5~6：本实施例与实施例2的不同之处在于：
所述卸料底板3311侧面设置有密封件3313或者密封结构3314。
需要指出的是，根据具体密封要求，将密封件3313为镶嵌或者固定在卸料底板3311侧面的密封片、密封环或者密封圈，密封圈的材质优选为耐高温橡胶或者石墨环等；所述密封结构3314分别为设置卸料底板3311侧面上的密封凸起和和相邻底板侧面上相应的密封槽。通过设置密封圈或者密封结构3314可以更好的防止物料从卸料底板3311中漏出。
上述所有实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。