防泄漏式真空电子束熔炼装置的制作方法

本发明涉及一种真空电子束熔炼装置，特别涉及一种防泄漏式真空电子束熔炼装置。

背景技术：

真空金属冶炼提纯技术，在蒸发系统中，使用水冷焊接铜坩埚作为蒸发热源的载体，铜具有非常好的导热性能，在水冷条件下，可以很好的降低自身温度，保证使用性能。现有的冷却水道一般采用下进上出的水路结构。

而且现有的防泄漏式真空电子束熔炼装置都是直接将水冷坩埚直接放置在真空室内做载体使用，导致真空室内管路连接复杂，存在安全隐患。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种防泄漏式真空电子束熔炼装置。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种防泄漏式真空电子束熔炼装置，包括真空室，以及无焊缝式水冷坩埚；所述的无焊缝式水冷坩埚包括，

坩埚，其顶部形成有物料池，底部向内凹陷地形成有水槽，

法兰板，与所述的坩埚底部固定连接并将所述的水槽下端口封闭，所述的法兰板与所述的水槽对应处设置有进水孔和出水孔；

其中，在所述的水槽内固定设置有导流立柱，所述的导流立柱上端或下端形成有过流孔以使所述的水槽与过流孔配合构成上下迂回式水道；

所述的真空室开设有安装孔，所述的无焊缝式水冷坩埚通过法兰板固定设置在所述的安装孔处。

所述的水槽包括设置在物料池底部的短水槽和设置在物料池周侧的长水槽。

所述的短水槽和长水槽顶部与物料池的壁厚在5-10mm。

所述的短水槽和长水槽分别等宽等深设置且深度方向均与坩埚的轴向平行。

所述的短水槽和长水槽通过连接槽导通，所述的连接槽的水流截面积与过流孔的水流截面积对应。

所述的水槽包括两段对称设置的设置在物料池周侧的圆弧形长水槽，设置物料池底部的c形短水槽，两个长水槽的端部分别与进水孔和出水孔对应。

所述的连接槽形成在所述的坩埚的底面或者法兰板的上表面。

所述的导流立柱过渡配合或者过盈配合地设置在所述的水槽内。

所述的水槽两侧形成有弧形凹窝以定位所述的导流立柱。

还包括测温机构，在坩埚的物料池底部和/或物料池周侧设置有轴向延伸的测量孔，在法兰板上对应设置穿孔，所述的测温机构匹配地插入所述的测量孔。

所述的坩埚为铜材质，所述的法兰板为不锈钢材质，

所述的坩埚底端形成有外凸式与法兰板匹配的连接环，所述的连接环与所述的真空室外壁固定连接。

所述的连接环的上表面形成有凹槽，在所述的凹槽内嵌设有密封圈。

所述的过流孔由导流立柱端部的通孔形成，或者，所述的过流孔由所述的导流立柱端面与水槽顶面或座板上表面间的间隙构成。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的水冷坩埚结合热源及真空容器，用于真空金属冶炼提纯的工艺技术，提高了安全性和可靠性。尤其是安装式机构，将进出水口安置在真空室外侧，真空室内部无焊缝，无加工面，即使漏水也会流向真空室外，保证了安全性能。

附图说明

图1所示为本发明的无焊缝式水冷坩埚的结构示意图；

图2所示为坩埚底部侧视结构示意；

图3所示为法兰板结构示意图；

图4所示为水冷坩埚的截面结构示意图。

图5所示为本发明的水冷坩埚安装示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明公开了一种防泄漏式真空电子束熔炼装置，包括真空室5，以及无焊缝式水冷坩埚；所述的无焊缝式水冷坩埚，包括，

坩埚1，其顶部形成有物料池11，底部向内凹陷地形成有水槽12，在所述的水槽内固定设置有导流立柱13，所述的导流立柱上端或下端形成有过流孔14以使所述的水槽与过流孔配合构成上下迂回式水道；其中，所述的过流孔为导流立柱端部的通孔，或者由导流立柱与水槽顶面或者法兰板上表面间的间隙构成，即导流立柱的长度小于水槽深度，通过插入到底或者底端与坩埚底部齐平构成过流孔，其中，导流立柱优选为圆柱形或方柱形，当然也可采用其他截面形状，只要能实现对液体的阻断即可。

法兰板2，与所述的坩埚底部通过螺栓固定连接并将所述的水槽下端口封闭，所述的法兰板与所述的水槽对应处设置有进水孔21和出水孔22。在所述的进水孔和出水孔下方分别通过法兰固定对应的进水管和出水管并使其与其连通。

其中，所述的坩埚为热良导体，如铜材质，所述的法兰板为不锈钢材质，充分结合不锈钢的良好加工性和铜的导热性。其中，为实现坩埚和法兰板的密封连接，两者相接触面优选为平面并在两者间设置密封板，如橡胶板密封。

所述的无焊缝式水冷坩埚作为真空室的一部分，即所述的真空室5开设有安装孔，所述的无焊缝式水冷坩埚埚通过法兰板固定设置在所述的安装孔51处。

具体地说，所述的坩埚底端形成有外凸式连接环10，所述的连接环10与所述的真空室外壁法兰式固定连接，同时，所述的连接环10的上表面内圈形成有凹槽，在所述的凹槽内嵌设有密封圈。

本发明的水冷坩埚结合热源及真空容器，用于真空金属冶炼提纯的工艺技术，提高了安全性和可靠性。尤其是安装式机构，将进出水口安置在真空室外侧，真空室内部无焊缝，无加工面，即使漏水也会流向真空室外，保证了安全性能。

本发明的水冷坩埚，在坩埚底部设置水槽且该水槽由法兰板将水槽的下端面封闭形成腔式水道，同时在水道内设置导流立柱，该导流立柱将水道阻断只留有过流孔，相邻的两导流立柱的过流孔成上下交错配置，即在坩埚内形成上下迂回式单向水道，通过水流在单向水道的流动实现降温效果。

本发明抛弃了坩埚水冷结构上的真空钎焊，采用纯机械精密加工手段，通过水槽的宽度可灵活调整传热面积来满足不同的热负荷，降低了加工成本，避免了漏水的安全隐患，提高了设备的可靠性。

具体来说，所述的水槽包括设置在物料池底部的短水槽和设置在物料池周侧的长水槽。为保持良好的换热性能，所述的短水槽和长水槽顶部与物料池的壁厚在5-10mm，同时为便于提高加工性和组装性，所述的短水槽和长水槽分别等宽等深设置且深度方向均与坩埚的轴向平行。

其中，所述的短水槽和长水槽通过连接槽导通，所述的连接槽14的水流截面积与过流孔的水流截面积对应，所述的连接槽14形成在所述的坩埚的底面或者法兰板的上表面。只需要满足坩埚和法兰板的密封连接即可。

作为其中一个具体实施例，所述的水槽包括两段对称设置的设置在物料池周侧的圆弧形长水槽，设置物料池底部的c形短水槽，两个长水槽的端部分别与进水孔和出水孔对应。所述的长水槽和短水槽由两个设置在坩埚底面的两个连接槽导通。两段长水槽的圆形布局使得物料池周侧降温点均布，实现了温度的有效控制，而c型短水槽的布局，使得物料池底部同样具有较多均布的降温点，实现底部温控。

进一步地，所述的导流立柱过渡配合或者过盈配合地设置在所述的水槽内，过盈配合或过渡配合，保证对水流的阻断作用，同时实现了对导流立柱在水槽内的定位，所述的水槽两侧形成有弧形凹窝以定位所述的导流立柱。即，在进行水槽的加工后，还需要在水槽内进一步钻出导流立柱装配孔，该装配孔与导流立柱形成过盈配合或过渡配合，减小水道间的过流量。而对于导流立柱长度小于水槽深度的情况，通过不同深度的立柱装配孔即可实现过流孔间隙的控制。

进一步地，还包括测温机构，如热电偶，为装配该热电偶，在坩埚的物料池底部和/或物料池周侧设置有轴向延伸的测量孔，在法兰板上对应设置穿孔，所述的测温机构匹配地插入所述的测量孔并通过法兰固定连接。安装简单，可实现多点同时测温，而且同时还保证坩埚体内无焊缝，提高使用安全性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。