专利名称：一种真空熔炼设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及冶金设备领域，特别涉及一种真空熔炼设备。
背景技术：
具有优异的物理、化学、力学性能及精密成型性的新型金属和合金，是支撑未来精密机械、信息、航空航天器件、国防工业等高新技术的关键材料。
然而多数新型金属和合金的制备条件要求苛刻，如高端Ti合金，Mg合金，非晶合金等的性能对氧含量敏感，就要求其熔炼、落料和成型过程始终在真空条件下进行。
目前真空熔炼设备中的坩埚普遍采用高频电源进行加热，坩埚熔完料后需要整体翻转落料。但是翻转落料方式很难保证熔炼过程中高真空的实现。
现有技术中公开了一种真空熔炼设备，包括真空室和电极，该真空室的侧壁上开有电极通口，、该电极采用同轴结构，即正才及与负才及为不同尺寸的同心圆管套合而成。该同轴电极通过电极通口与真空室连接，并采用多个密封圈及压盖实现密封。同轴电极结构存在多处密封，例如两个同心圆管之间的密封、外侧同心管与真空室壁的密封等，使得最后真空室的结构复杂，而且耗费成本高。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有的真空室难以密封、结构复杂的问题，提出一种密封性好、结构简单的真空熔炼设备。
本实用新型提供的一种真空熔炼设备，包括熔炼室、两个电极、坩埚和缠绕于坩埚外壁的感应线圏；熔炼室正对于坩埚下方设有落料口，熔炼室上设有气孔；感应线圈的两端与两个电极电连接，两个电极分别与外接电源的正负极连接；
所述熔炼室上开设有一个安装孔，安装孔内设置有两个电极；还包括密封件，该密封件与熔炼室壁密闭连接且能相对于熔炼室壁旋转；两个电极各自独立地穿设于密封件上，两个电极从熔炼室的内部平行延伸到外部。
本实用新型提供的一种真空熔炼设备，还包括用于连接和/或夹紧内侧密封板和外侧密封板的螺杆和螺母；穿设于内侧密封板和外侧密封板上的螺杆与外侧密封板外的螺母配合。
本实用新型提供的一种真空熔炼设备，还包括电极锁紧件，所述电极锁紧件用于调节外侧密封板与熔炼室壁相对位置；所述电极锁紧件位于熔炼室外；电极锁紧件套设于电极上且与外侧密封板相连。
本实用新型提供的一种真空熔炼设备，还包括至少五个密封圈； 一个密封圏设置于熔炼室壁与内侧密封板之间，两个密封圈设置于电极与内侧密封板之间，另两个密封圈设置于螺杆与内侧密封板之间。
本实用新型提供的一种真空熔炼设备，还包括冷却液源；所述感应线圏与两个电极为中空的金属管状结构； 一个电极与冷却液源连接，冷却液可通过电极的中空管状结构进入感应线圈内部，并从另一个电极流出。
本实用新型的真空熔炼设备，由于采用平行电极结构，两个电极分别固定在密封件上，外力作用下带动密封件与电极整体运动，从而实现坩埚翻转落料。本实用新型中，密封件设置于熔炼室上的安装孔内，'且与熔炼室壁密闭连接，保证真空熔炼设备的密封性良好；本实用新型真空熔炼设备采用平行电极结构，两个电极分别穿过密封件从熔炼室内平行地延伸到熔炼室外部，与外接电源的正负极连接；熔炼完成后，外力作用下使密封件相对于熔炼室壁旋转，从而带动电极转动即可实现坩埚翻转落料，结构非常简单。
下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步详细的说明
图l是本实用新型真空熔炼设备的结构示意图。
图2是本实用新型第一实施例真空熔炼设备的电极结构示意图。
图3是本实用新型第一实施例外侧密封板的结构示意图。
图4是图3的A-A剖面效果示意图。
图5是本实用新型第一实施例内侧密封板的结构示意图。
图6是图5的B-B剖面效果示意图。
图7是本实用新型第二实施例真空熔炼设备的电极结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，
以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式
仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例1
如图1所示，本实用新型第一实施例的真空熔炼设备，包括熔炼室、电极3、坩埚15和缠绕于坩埚15外壁的感应线圈13;熔炼室正对坩埚15下方设有一落料口 16，熔炼室上设有气孔17;感应线圏13的两端通过套接件12与两个电极3电连接。所述套接件12为一个两端尺寸不同的中空金属管道，其一端与电极3连接，该端的尺寸与电极3的尺寸匹配；另一端与感应线圈13连接，该端的尺寸与感应线圈13的尺寸匹配。
本实用新型的真空熔炼设备还包括冷却液源。感应线圏13与两个电极3可以为中空的金属管状结构；其中一个电极与冷却液源连接，冷却液可通过
6该电极的中空管状结构进入套接件12中，然后进入金属感应线圈13内部，然后进入与感应线圈13的另一端相连的套接件，最后从另一个电极流出或者流回冷却液源。
熔炼室壁9上开设有一个安装孔，安装孔内设置有两个电极3;还包括一个密封件，该密封件与熔炼室壁9密闭连接；以垂直于安装孔的方向为旋转轴，该密封件能以该旋转轴为中心轴相对于熔炼室壁9旋转。两个电极3分别穿过密封件，/人熔炼室的内部平行延伸到外部。
如图2所示，密封件由内侧密封板10和外侧密封板7构成。内侧密封板IO位于熔炼室内，与熔炼室壁9相连；外侧密封板7位于熔炼室外，外侧密封板7上具有凸台70,凸台70安装于熔炼室壁9的安装孔内，并与内侧密封板1Q配合。
如图3、图4所示，外侧密封板7为具有4个通孔的凸形板，其中2个通对的圆孔作为两个电才及3的第一安装孔71和第二安装孔72;所述第一安装孔71与第二安装孔72的尺寸与两个电极3的尺寸匹配；另2个通孔作为螺杆4的第三安装孔73和第四安装孔74,所述第三安装孔73与第四安装孔74的尺寸与螺杆4的尺寸匹配。外侧密封板7上具有凸台70;凸台70安装于熔炼室壁9上的安装孔内，凸台70的尺寸使得其与熔炼室壁9上的安装孔配合即可。外侧密封板7上凸台70的厚度大于或等于熔炼室壁9的厚度。外侧密封板7的上表面为平台，如倒2所示，且在平台上有两个非贯通孔，作为安装旋转力臂的第一螺紋连接孔141和第二螺紋连接孔142。
如图5、图6所示，内侧密封板10为具有四个台阶圆孔的平板，内侧密封板10的尺寸大于外侧密封板7上凸台70的尺寸，使得内侧密封板10与外侧密封板7能将熔炼室壁9夹在中间，三者紧密相连，保证熔炼室的真空度。内侧密封板10上的4个台阶圆孔中，其中2个相对的台阶圆孔作为两个电极3的第五安装孔101和第六安装孔102;所述第五安装孔101和第六安装孔102的尺寸与外侧密封板7上第一安装孔71、第二安装孔72的尺寸一致，均与两个电极3的尺寸匹配。内侧密封板10上另2个台阶圆孔作为螺杆4的第七安装孔103和第八安装孔104;所述第七安装孔103和第八安装孔l(M的尺寸与外侧密封板7上第三安装孔73、第四安装孔74的尺寸一致，均与螺杆4的尺寸匹配。
如图2所示， 一个电极3依次穿过内侧密封板10上的第五安装孔101和外侧密封板7上的第一安装孔71，延伸到熔炼室外；另一个电极3依次穿过内侧密'封板10上的第六安装孔102和外侧密封板7上的第二安装孔72,延伸到熔炼室外。 一个螺杆4依次穿过内侧密封板10上的第七安装孔103和外侧密封板7上的第三安装孔73，延伸到熔炼室外；另一个螺杆4依次穿过内侧密封板10上的第八安装孔104和外侧密封板7上的第四安装孔74，延伸到熔炼室外。
内侧密封板10上第五安装孔101、第六安装孔102、第七安装孔103和第八安装孔104孔处均设置有密封圈11;通过密封圏11的静压机械密封使得两个电极3与内侧密封板10的密封性能良好。
外側密封板7与内侧密封板10的材料可以相同，例如可以采用电木、聚四氟乙烯等表面光滑且不易附气的真空绝缘材料。
两个电极3平行安装，其轴心距离优选不小于40mm,以防止因距离太小接高频电源时辉光放电，烧毁电极。更优选情况下，可在电极3外侧包覆绝缘胶布。
如图2所示，在延伸出熔炼室外的电极3上还套设有电极锁紧件2和垫片1。电极锁紧件2可以顺着电极3外表面的螺纟丈旋转，并用于调节外侧密封板7与熔炼室壁9的相对位置。垫片1卡在电极锁紧件2与外侧密封板7之间，用来均匀M电极锁紧件2的压力。调紧电极锁紧件2，垫片l把压力均匀在整个外侧密封板7上，进一步挤压内侧密封板10,导致内侧密封板10与电极3之间的两个密封圈11变形；通过密封圈11的变形，使得电极3与外侧密封板7结合紧密，防止熔炼室泄露。同时，电极3更好地被固定在内侧密封板10与外侧密封板7上。
如图2所示，外側密封板7的外侧设有螺母5。螺杆4穿过内側密封板 10和外侧密封板7,与螺母5配合。在螺母5与外侧密封板7之间设有垫片6。 垫片6的作用与垫片1的作用相同。类似地，通过调紧螺母5，垫片6均匀分 散螺母5的压力，最后使内侧密封板10与螺杆4之间的两个密封圈11产生 变形，使外侧密封板7、熔炼室壁9以及内侧密封板10结合紧密，防止熔炼 室泄露。
如图2所示，在内侧密封板10与熔炼室壁9的接触面上还设有密封圏8。 密封圈8设置在熔炼室壁9上的凹槽内，与熔炼室壁9以及内侧密封板10相 连。通过电极锁紧件2和螺母5的调节，在电极3、外侧密封板7与内侧密封 板10整体相对于熔炼室壁9转动时，密封圈8受到挤压，在此处形成一个动 密封，可以保证电极3带动坩埚15翻转过程中熔炼室的良好密封性，防止熔 炼室泄露。
类似地，在外侧密封板7与熔炼室壁9之间也可设置密封圈，其作用原 理与密封圈8作用类似，此处不赘述。
密封圏8与密封圏11的材料可以相同，均可以采用现有技术中常用的各 种密封圈，例如可以为氟橡胶、聚乙烯、合成橡胶和天然橡胶，本实用新型 中优选采用氟橡胶。更优选情况下，密封圈8采用星型密封圈，例如可以采 用Q237;密封圈ll采用O型密封圏，其尺寸根据需睾进行选择。本实用新型 中，密封圈11优选采用4)20xl.6的0型密封圏。
如图1所示，在熔炼室外还设有旋转力臂14。旋转力臂14通过螺钉固定 在外侧密封板7上。如图2所示，通过分别安装在第一螺紋孔141和第二螺 紋孔142两个螺钉，将旋转力臂14固定连接在外侧密封板7上。外力作用下， 旋转力臂14运动，带动外侧密封板7、电极3和内侧密封板10整体以垂直于 安装孔的方向为中心轴相对于熔炼室壁9转动，实现坩埚15翻转倒料的目的。
如图l所示，熔炼室上设有气孔17,气孔17可用来安装将熔炼室内部抽
9真空设备，或者往熔炼室内部通惰性气体的设备；优选情况下，还可在气孔 17上连接一个多通接口，其中一个接口与气孔17相连，其他接口用于与抽真 空、测量熔炼室内的真空度、放气或者充气等设备相连。
实施例2
如图7所示，本实用新型第二实施例的真空熔炼设备与第一实施例的类 似，其与第一实施例的差别在于在外侧密封板7上的凸台70上还设有轴承和 油毡19，且外侧密封板7上凸台70的厚度大于熔炼室壁9的厚度。轴承可以 釆用现有技术中的既能承受轴向力又能承受径向力的各种轴承，本实用新型 中优选釆用角接触球轴承。
如图7所示，角接触球轴承18套设于外侧密封板7上的凸台70周围， 轴承内圏与外侧密封板7的凸台70相连，轴承外环与安装孔的内壁相连。通 过对整体受力分析可以发现，电极锁紧件2与螺母5的压力都卸载在角接触 球轴承18上；而角接触轴承18本身转动灵活，可有效降低外侧密封板7与 熔炼室壁9之间的摩擦，使得外侧密封板7、内侧密封板10以及电极3整体 相对于熔炼室壁9的运动更加灵活。油毡19套在外侧密封板7的凸台70上， 卡在外侧密封板7与熔炼室壁9之间，能有效阻挡灰尘进入熔炼室内。
本实用新型的真空熔炼设备，在使用过程中要注意电极锁紧件2、螺母5 的松紧度，太松易造成密封件压力不够，熔炼室泄露；太紧使得密封件与电 极3的整体运动相对困难，优选情况下达到电极锁紧件2、螺母5的预紧力即 可；另外，熔炼室壁9与内侧密封板10之间的密封圈8的变形程度可以通过 调整外侧密封板7上凸台70的尺寸来控制，优选情况下凸台70的尺寸使得 密封圏8的变形程度为25%-30°/ 最佳。
本实用新型的真空熔炼设备，密封件安装于熔炼室上的安装孔内，且与 熔炼室壁紧密相连，保证真空熔炼设备的良好密封性。优选情况下，通过内侧密封板上10上四个密封圈11的静密封以及熔炼室壁9与内侧密封板之间 的密封圈8的动密封，可以进一步保证熔炼室的密封性。
另外，本实用新型中四个静密封即密封圈11和一个动密封即密封圈8的 作用，配合压力变形密封的筒单做法，拆装方便，而且本实用新型中动密封 并没有采用传统的J0圈加压套的复杂形势，也没有采用难以安装的径向密封 圈槽形势，整体结构简单，而且不需使用昂贵的密封材料，节省了大量成本。
权利要求1、一种真空熔炼设备，包括熔炼室、两个电极、坩埚和缠绕于坩埚外壁上的感应线圈；熔炼室正对于坩埚下方设有落料口，熔炼室上设有气孔；感应线圈的两端与两个电极电连接，两个电极分别与外接电源的正负极连接；其特征在于熔炼室上开设有一个安装孔，安装孔内设置有两个电极；还包括密封件，该密封件与熔炼室壁密闭连接且能相对于熔炼室壁旋转；两个电极各自独立地穿设于密封件上，两个电极从熔炼室的内部平行延伸到外部。
2、 根据权利要求1所述的真空熔炼设备，其特征在于所述密封件包括内侧密封板和外侧密封板，内侧密封板位于熔炼室内，与熔炼室内壁相连；外側密封板位于熔炼室外，且外側密封板上具有凸台，所述凸台设于熔炼室上的安装孔内，与内侧密封板配合。
3、 根据权利要求2所述的真空熔炼设备，其特征在于还包括用于连接和/或夹紧内侧密封板和外侧密封板的螺杆和螺母；穿设于内侧密封板和外侧密封板上的螺杆与外侧密封板外的螺母配合。
4、 根据权利要求2所述的真空熔炼设备，其特征在于还包括电极锁紧件，所述电极锁紧件用于调节外侧密封板与熔炼室壁相对位置；所述电极锁紧件位于熔炼室外；电极锁紧件套设于电极上且与外侧密封板相连。
5、 根据权利要求3所述的真空熔炼设备，其特征在于还包括至少五个密封圈； 一个密封圈设置于熔炼室壁与内侧密封板之间，两个密封圏设置于电极与内侧密封板之间，另两个密封圈设置于螺杆与内侧密封板之间。
6、 根据权利要求1所述的真空熔炼设备，其特征在于还包括冷却液源；所述感应线圈与两个电极为中空的金属管状结构； 一个电极与冷却液源连接，冷却液可通过电极的中空管状结构进入感应线圈内部，并从另一个电极流出。
7、 根据权利要求2所述的真空熔炼设备，其特征在于熔炼室外的外侧密封板上还设有旋转力臂。
8、 根据权利要求2所述的真空熔炼设备，其特征在于角接触球轴承套设于外侧密封板的凸台上，轴承内圏与外侧密封板上的凸台相连，轴承外环与安装孔的内壁相连。
专利摘要本实用新型提供了一种真空熔炼设备，包括熔炼室、两个电极、坩埚和缠绕于坩埚外壁上的感应线圈；熔炼室正对于坩埚下方设有落料口，熔炼室上设有气孔；感应线圈的两端与两个电极电连接，两个电极分别与外接电源的正负极连接；该熔炼室上开设有一个安装孔，安装孔内设置有两个电极；还包括密封件，该密封件与熔炼室密闭连接且能相对于熔炼室壁旋转；两个电极各自独立地穿设于密封件上，两个电极从熔炼室的内部平行延伸到外部。本实用新型的真空熔炼设备，采用平行电极结构，两个电极分别固定在密封件上，外力作用下带动密封件与电极整体运动，从而实现坩埚翻转落料，结构简单；密封件设置于熔炼室上的安装孔内，且与熔炼室壁密闭连接，保证真空熔炼设备的密封性良好。
文档编号F27B14/10GK201429319SQ200920135259
公开日2010年3月24日 申请日期2009年2月27日 优先权日2009年2月27日
发明者任东飞, 张法亮, 妍 李, 王亚楠 申请人:比亚迪股份有限公司