一种适用于高温真空熔炼室的密封观察窗的制作方法

1.本实用新型属于有色金属熔炼设备技术领域，进一步属于高温真空熔炼室设备技术领域，具体涉及一种结构紧凑，稳定可靠，便于维护的适用于高温真空熔炼室的密封观察窗。


背景技术：

2.真空自耗电极电弧凝壳炉简称凝壳炉，在生产钛及钛合金铸锭上凝壳炉具有很大的优越性，备受企业青睐和关注。凝壳炉工作全程均须在真空或高纯惰性气氛环境下进行，在熔炼全程需要通过观察窗实时监控和观测熔化及熔液状态以控制铸锭成型质量。基于凝壳炉的工作特点，对监控及观察窗等结构密封性能要求较高，以降低泄漏风险，保证熔炼真空度满足熔炼要求；在熔炼过程中，熔池温度高，监控和观测等机构均需采用强制水冷却降温，以降低故障率，并且延长使用寿命；熔炼时阴阳电极之间产生强光电弧，观察窗等观测机构需采取护眼措施。为此，研究开发一种结构紧凑，稳定可靠，便于维护的适用于高温真空熔炼室的密封观察窗是解决这一问题的关键。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种结构紧凑，稳定可靠，便于维护的适用于高温真空熔炼室的密封观察窗。
4.本实用新型的目的是这样实现的，包括观察窗基座、冷却圆环、上压盖、中间环、可视玻璃、密封垫片、螺栓ⅰ、螺栓ⅱ、底座法兰、密封件ⅰ、密封件ⅱ、惰性气体分配环、防护网、下压盖，所述的底座法兰设置于真空熔炼室上；所述的观察窗基座设置于底座法兰上，并通过螺栓ⅱ与底座法兰上连接；所述的观察窗基座与底座法兰之间设置密封件ⅰ；所述的观察窗基座之外圆中部设置冷却圆环；所述的观察窗基座在对应冷却圆环处设有冷却水通道，观察窗基座之上部设置冷却水进出口；所述的观察窗基座之上端面上设置上压盖；所述的观察窗基座与上压盖之间通过螺栓ⅰ连接；所述的观察窗基座之内孔上部与上压盖之间设置中间环；所述的上压盖与中间环之间分别设置可视玻璃及密封垫片；所述的观察窗基座与中间环底部之间设置密封件ⅱ；所述的观察窗基座之内孔中部与中间环底部之间分别设置可视玻璃及密封垫片；所述的观察窗基座之内孔下部分别设置惰性气体分配环及防护网；所述的观察窗基座在对应惰性气体分配环的位置设有惰性气体流通道；所述的观察窗基座之下端面上设置下压盖。
5.本实用新型观察窗基座上设置了冷却水进水口和出水口与循环水冷系统连通，并在外侧的水道中流通实现降温保护观察窗的目的；可视玻璃设置了不同功能的两种玻璃，一种为含铅防射线视镜玻璃，另一种为钢化硼硅视镜玻璃，能有效保护操作人员视力，并实现监控熔炼过程功能；采用压盖和密封件来实现良好的密封效果，以保证熔炼室内高真空度要求；惰性气体分配环内设置了气体流通通道和分配孔，气体流通通与观察窗基座上的惰性气体气源连接口相通，较便捷的实现对可视玻璃的清洗工作；防护网的网孔设置要求
不影响视觉观看，同时能有效防止熔炼时的飞溅对可视玻璃的损害。
6.本实用新型的底座法兰焊接在真空熔炼室上，并设置了密封件槽用于安装密封件ⅰ，观察窗基座通过螺栓ⅱ与底座法兰连接，实现固定和良好的密封；观察窗基座内设置有冷却水通孔、冷却水通道和惰性气体流通通道。工作时，外部冷却水由冷却水进水口进入经过内部的冷却水通道，再由冷却水出水口流出，形成封闭的冷却循环周期，达到冷却观察窗的目的；外部惰性气体由惰性气体气源连接口进入惰性气体流通通道，然后经过惰性气体分配环上的惰性气体流通通道及惰性气体分配孔有效合理分配后对可视玻璃进行清理；观察窗基座上设置有安装密封件ⅱ的密封槽，在可视玻璃和观察窗基座之间设计有密封垫片，并通过螺栓ⅰ及上压盖有压力安装，实现良好的密封效果；装置中的循环水和气体清扫均可由控制系统控制，可实现远程或者智能控制，操作方便快捷，同时具备良好的真空密封效果，实现对整个熔炼过程进行有效的监控。
7.本实用新型通过强制冷却水循环通道，有利于熔炼时观察窗散热降温，从而可有效降低故障率延长使用寿命；通过惰性气体清洗玻璃的通道和分配口，解决了人工拆卸清洗工作，提高了劳动效率，减轻了劳动强度，同时保证了熔炼室内熔炼气氛不变，有利于铸锭成型质量控制；采用不同类型的两种玻璃，有效改善了劳动环境；设置了多个密封环节，并采用高强度螺栓对各密封件压力密封，保证了密封性能，同时零部件之间采用高强度螺栓安装连接，也便于后期设备维护检修，提高了结构的可靠性。
8.本实用新型结构紧凑，稳定可靠，便于维护，适用于高温真空熔炼室的熔炼状态实时观察。
附图说明
9.图1为本实用新型之整体结构剖视示意图；
10.图2为图1之俯视示意图；
11.图3为图2之b-b剖视示意图；
12.图4为图2之e-e剖视示意图；
13.图5为本实用新型之整体结构三维示意图。
14.图中：1-观察窗基座，2-冷却圆环，3-上压盖，4-中间环，5-可视玻璃，6-密封垫片，7-螺栓ⅰ，8-螺栓ⅱ，9-底座法兰，10-密封件ⅰ，11-密封件ⅱ，12-惰性气体分配环，13-防护网，14-下压盖，15-真空熔炼室，a-惰性气体气源连接口，b-冷却水通孔，b1-冷却水进水口，b2-冷却水出水口，c-冷却水通道，d-惰性气体流通通道，e-惰性气体分配孔。
具体实施方式
15.下面结合附图对本实用新型作进一步说明，但不以任何方式对本实用新型加以限制，基于本实用新型教导所作的任何变换，均落入本实用新型保护范围。
16.如图1～5所示，本实用新型包括观察窗基座1，冷却圆环2，上压盖3，中间环4，可视玻璃5，密封垫片6，螺栓ⅰ7，螺栓ⅱ8，底座法兰9，密封件ⅰ10，密封件ⅱ11，惰性气体分配环12，防护网13，下压盖14，所述的底座法兰9设置于真空熔炼室15上；所述的观察窗基座1设置于底座法兰9上，并通过螺栓ⅱ8与底座法兰9上连接；所述的观察窗基座1与底座法兰9之间设置密封件ⅰ10；所述的观察窗基座1之外圆中部设置冷却圆环2；所述的观察窗基座1在
对应冷却圆环2处设有冷却水通道，观察窗基座1之上部设置冷却水进出口；所述的观察窗基座1之上端面上设置上压盖3；所述的观察窗基座1与上压盖3之间通过螺栓ⅰ7连接；所述的观察窗基座1之内孔上部与上压盖3之间设置中间环4；所述的上压盖3与中间环4之间分别设置可视玻璃5及密封垫片6；所述的观察窗基座1与中间环4底部之间设置密封件ⅱ11；所述的观察窗基座1之内孔中部与中间环4底部之间分别设置可视玻璃5及密封垫片6；所述的观察窗基座1之内孔下部分别设置惰性气体分配环12及防护网13；所述的观察窗基座1在对应惰性气体分配环12的位置设有惰性气体流通道；所述的观察窗基座1之下端面上设置下压盖14。
17.所述的观察窗基座1上设置惰性气体气源连接口a，用于连接外部气源。
18.所述的观察窗基座1之上部设置冷却水进水口b1、冷却水出水口b2及冷却水通孔b，观察窗基座1之外圆中部设有冷却水通道c。
19.所述的可视玻璃5共两件，其中一件为含铅防射线视镜玻璃，另一件为钢化硼硅视镜玻璃。
20.所述的惰性气体分配环12设置卡槽，用于保护玻璃防护网13。
21.所述的惰性气体分配环12上设置惰性气体流通通道d及若干惰性气体分配孔e。
22.所述的防护网13根据真空熔炼室内的熔液特点设置不同规格的网孔。
23.本实用新型的工作原理及工作过程：
24.本实用新型的底座法兰9焊接在真空熔炼室15上，并设置了密封件槽用于安装密封件ⅰ10，观察窗基座1通过螺栓ⅱ8与底座法兰9连接，实现固定和良好的密封；观察窗基座1内设置有冷却水通孔b、冷却水通道c和惰性气体流通通道d。工作时，外部冷却水由冷却水进水口b1进入经过内部的冷却水通道c，再由冷却水出水口b2流出，形成封闭的冷却循环周期，达到冷却观察窗的目的；外部惰性气体由惰性气体气源连接口a进入惰性气体流通通道d，然后经过惰性气体分配环12上的惰性气体流通通道d及惰性气体分配孔e有效合理分配后对可视玻璃5进行清理；观察窗基座1上设置有安装密封件ⅱ11的密封槽，在可视玻璃5和观察窗基座1之间设计有密封垫片6，并通过螺栓ⅰ7及上压盖3有压力安装，实现良好的密封效果；装置中的循环水和气体清扫均可由控制系统控制，可实现远程或者智能控制，操作方便快捷，同时具备良好的真空密封效果，实现对整个熔炼过程进行有效的监控。