一种旋转熔料组件及熔炼装置的制作方法

本发明属于合金铸造设备领域，具体涉及一种熔料组件及熔炼装置。

背景技术：

熔料装置是实现金属熔炼铸造的重要组件之一，是将金属原料由固态转化为液态的核心组件。以压铸设备为例，压铸设备是实现压力铸造的连续性生产设备，压力铸造（High pressure die casting）是在压力作用下，将液态或者半液态的金属以较高的速度填充至模具型腔中，使金属熔液在压力下成型和凝固从而获得成型铸件的方法。压铸设备包括熔料装置和成型设备，现有技术中的熔料装置为坩埚及坩埚加热装置的组合，如坩埚与感应线圈，其工作过程为加热装置将坩埚内的金属原料熔化形成液态后，倾倒入合金流道中，合金熔液则在推料装置的机械作用下被推至成型模具的型腔内，然后利用压力使合金铸件成型、冷却。现有技术中熔料装置的坩埚倾倒熔液的过程往往为一次性翻转倾倒，容易导致熔液飞溅。

技术实现要素：

除了上述背景技术中提到的问题点，本发明的发明人在实际工作过程中还发现，现有技术中的熔料装置因其将合金原料熔化后需立即翻转倾倒，还具有难以时时探测坩埚温度、坩埚加热后若需冷却需要等待其自行冷却或者加设额外的冷却系统等问题，不仅耗时耗力而且还会影响产出的产品质量。尤其在应用于真空压铸工艺中，测温、冷却等步骤对熔炼室真空度带来的影响不可忽视。为了解决所述现有技术中合金铸造设备中熔炼装置的不足，本发明提供了一种新型旋转熔料组件及熔炼装置，该旋转熔料组件利用旋转式的结构设计使熔料组件倾倒过程成为可控可调，不仅杜绝了合金熔液在倾倒过程中的飞溅，而且在节省了结构空间的基础上实现了实时测温、随需冷却，该熔料组件同时还具有结构简单、操作易行的优点。进一步地，本发明中还提供了一种应用该旋转熔料组件的熔炼装置。

本发明所要达到的技术效果通过以下方案实现：

本发明中提供的旋转熔料组件包括坩埚本体、缠绕于坩埚外壁上的感应线圈、与感应线圈相连的电极杆、与电极杆相连的外接电源，还包括与电极杆相连的旋转组件，该旋转组件带动电极杆转动从而带动坩埚旋转。

进一步地，所述旋转组件包括插接并固定电极杆的绝缘法兰、与绝缘法兰相连的主动件。

进一步地，所述主动件为手柄或者套接于固定座上的带轮。

进一步地，所述绝缘法兰外侧设有外壳，绝缘法兰在主动件带动下转动时，外壳相对静止。

进一步地，所述绝缘法兰与外壳之间设有密封圈，所述电极杆外侧与绝缘法兰之间设有密封圈。优选的，所述绝缘法兰与外壳之间的密封圈以及电极杆外侧与绝缘法兰之间的密封圈均为径向密封圈。

进一步地，所述绝缘法兰上设有固定座，主动件通过固定座与绝缘法兰相连。

进一步地，所述电极杆外侧设有绝缘层。

进一步地，所述电极杆及相连的感应线圈均为中空管式结构；一侧外接冷却液，另一侧供冷却液流出。

本发明中还提供一种使用本发明中旋转熔料组件的熔炼装置，包括熔炼室及熔炼室内的熔料组件。进一步地，所述旋转组件设于熔炼室外部，坩埚本体及感应线圈设于熔炼室内。优选地，所述熔炼装置与铸造设备相连，所述熔料组件设于铸造设备的进料口上方。

本发明具有以下优点：本发明中的旋转熔料组件利用旋转式的结构设计使熔料组件倾倒过程成为可控可调，不仅杜绝了合金熔液在倾倒过程中的飞溅，而且在节省了结构空间的基础上实现了实时测温、随需冷却，该熔料组件同时还具有结构简单、操作易行的优点。

附图说明

图1为本发明中旋转熔料组件的结构示意图；

图2为本发明中旋转熔料组件的另一结构示意图；

图3为图2中旋转熔料组件的立体示意图；

图4为应用了图2中旋转熔料组件的熔炼装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。在本实施例的说明中，部分组件为相对设置的两个或者多个，为附图更为清晰呈现，在附图中仅做出单侧或者单个组件的标示。

本实施例中提供的旋转熔料组件整体结构如附图1所示，熔料组件包括坩埚本体101、缠绕于坩埚外壁上的感应线圈102、与感应线圈相连的电极杆104、与电极杆相连的外接电源（未标示），在本实施例中设有接线板113与外接电源相连，接线板与电极杆通过螺钉114进行连接。

为进一步实现坩埚可任意控制旋转的功能，还设有电极杆相连的旋转组件，带动电极杆转动从而带动坩埚旋转。如附图1，旋转组件包括插接并固定电极杆的绝缘法兰106、与绝缘法兰固定相连的固定座111、与固定座相连的主动件，附图1的实施例中主动件为手柄112。固定座与电极杆可通过螺钉114进行连接，也可通过其他常用连接方式，如过盈配合等结构进行固定连接。

绝缘法兰106外侧套接外壳105，外壳与绝缘法兰通过轴承109进行连接，绝缘法兰与固定座之间设有轴承挡圈110，绝缘法兰与外壳之间也可通过其他常见机械套接方式进行连接，外壳一方面对旋转运动的绝缘法兰起到保护的左右，另一方面使熔料组件整体外部结构更加简单，使操作过程更加清晰，同时有利于内部密封。采用本实施例中的结构，外壳与绝缘法兰通过轴承连接，手柄带动电极杆运动时，由于轴承的作用，绝缘法兰相对外壳进行转动，绝缘法兰与外壳之间的径向密封圈108提供动密封。

熔料装置工作过程中，通过人工或者电机带动手柄112轴向运动，从而带动固定座、绝缘法兰、电极杆、感应线圈进行转动，最终带动熔炼坩埚进行转动。电极杆与绝缘法兰之间、绝缘法兰与外壳之间均为紧密套接，为保证密封效果，绝缘法兰与外壳之间设有密封圈108，电极杆外侧与绝缘法兰之间设有密封圈107，如附图1中所示，绝缘法兰与外壳之间的密封圈108以及电极杆外侧与绝缘法兰之间的密封圈107采用径向密封圈进行密封。现有技术中，往往采用端面密封的方式将电极杆与套接电极杆的法兰或者其他组件进行密封，端面密封的方式受到其紧固结构如紧固螺母的作用，在锁紧时存在受力不均的情况，不仅影响密封效果，而且会导致锁紧过程受力不均，影响旋转机构寿命。

为防止电极杆接上电源后放电，优选在电极杆外侧设有绝缘层，绝缘层可选用柔性材料进一步保证密封效果。进一步地，为了节省空间以及便于坩埚的冷却，电极杆及其相连的感应线圈为中空管式结构，如附图1中所设的中空结构103，一侧电极管外接冷却液，另一侧则供冷却液流出。

附图2、3所示的为本发明的旋转熔料组件的第二种结构，与附图1中的旋转熔料组件不同的是其主动件为套接于固定座上的带轮215。上述结构中的手柄和带轮均可直接通过手动进行控制，进一步地，在手柄或者带轮上连接驱动装置，使其成为自动化装置。在本发明的基础也可采用其他形状的结构装置或者驱动装置，使带动熔炼坩埚转动的结构与本实施例中的不同，这些修改或者等同替换不能使修改后的技术方案脱离本发明实施例技术方案的范围。附图2、附图3中的旋转熔料组件的工作方法为：感应线圈202对坩埚本体201进行加热，电极杆204与接线板213相连，接线板213与电源相连。绝缘法兰（此处被遮挡未标示）外套接外壳205，绝缘法兰内固定连接电极杆204。带轮在人工或者动力装置的带动下转动，从而带动电极杆、感应线圈以及最终带动坩埚转动，通过控制带轮的运动来控制坩埚的运动。

附图4所示的为一种应用了附图2所示的熔料组件的熔炼装置，包括熔炼室1以熔炼室内的熔料组件。在该实施例中，旋转组件优选设于熔炼室外部，便于操作，而坩埚本体201、感应线圈202以及电极杆204等组件设于熔炼室内部。上述熔炼装置与铸造设备相连，熔料组件设于铸造设备的进料口2的上方，进料口与熔炼室的接触位置为密封结构，熔炼室可作为普通熔炼室或者真空熔炼室。其工作方法为：打开熔炼室，将原料装入坩埚201内部，感应线圈202对其进行加热，此时坩埚为初始状态即竖直放置；合金原料熔化为熔液后，通过控制带轮215的运动状态调节倾倒坩埚的速度及角度，防止熔液飞溅，且该过程中若发生不正常的生产情况可立即调整坩埚角度，停止倾倒熔液，并对坩埚内熔液进行测温。在实际使用过程中，由于坩埚可实现多次倾倒熔液，故可适当选择较大容量的坩埚，在生产过程中实现多次倾料，该功能对真空熔炼过程中的熔炼室真空度的控制极有好处，可大幅减弱现有技术的真空铸造中一次熔炼即重新抽取熔炼室真空所带来的成本和时间上的耗费。

通过设置上述熔料组件的结构使熔料组件倾倒过程成为可控可调，不仅杜绝了合金熔液在倾倒过程中的飞溅，而且在节省了结构空间的基础上实现了实时测温、随需冷却。在本发明的设备结构中，熔料组件可安装于熔炼室侧壁上，然而熔料组件的位置并不受此局限，可根据需要进行位置调节。当应用于真空熔炼过程中时，对熔炼室进行抽真空即可，还可在熔炼室上加设排气装置、惰性气体充气装置等配套设施，在此不加赘述。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明实施例的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明实施例技术方案的范围。