真空感应熔炼炉及真空感应熔炼系统的制作方法

本发明涉及熔炼炉技术领域，尤其是涉及一种真空感应熔炼炉及真空感应熔炼系统。

背景技术：

真空感应熔炼炉是在真空条件下先通过感应加热熔化金属，再将液态金属浇注在模具中得到金属铸锭的熔炼设备。

现有技术中的真空感应熔炼炉通常由一个炉体和设置于该炉体中的熔炼单元以及模具等构成。工作时，需要先将原料放入熔炼单元中，然后盖上炉盖，启动真空装置对炉室内部进行真空处理，达到所需要的真空度后，再启动熔炼单元，开始熔炼。整个工作过程无法实现连续生产，难以满足现今企业提高生产效率的需要。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种真空感应熔炼炉及真空感应熔炼系统，以缓解现有技术中存在的真空感应熔炼炉无法实现连续生产的技术问题。

本发明提供的真空感应熔炼炉包括炉体，所述炉体包括由上至下依次设置的加料室、熔炼室和模具室；

所述加料室开设有能够启闭的原料投放口，所述模具室开设有能够启闭的模具取放口；所述加料室与所述熔炼室之间开设有能够启闭的第一连通口，所述熔炼室与所述模具室之间开设有能够启闭的第二连通口；所述原料投放口与所述第一连通口不同时开启，所述第二连通口与所述模具取放口不同时开启；所述原料投放口、所述第一连通口、所述第二连通口以及所述模具取放口均关闭时，所述加料室、所述熔炼室以及所述模具室形成相互独立的密闭腔室；

所述熔炼室中设置有一用于熔炼原料的熔炼单元，原料通过所述第一连通口由所述加料室进入所述熔炼单元中；所述模具室中设置有模具以及用于带动所述模具通过所述第二连通口进入至所述熔炼室接料工位的模具供给装置；

一真空处理装置与所述加料室、所述熔炼室和所述模具室分别连接。

进一步的，所述原料投放口与所述第一连通口交错设置，所述加料室中设置有一原料承接件，所述原料承接件包括基板和连通设置于所述基板上的料斗；所述原料承接件能够相对所述加料室转动，且在所述原料承接件的转动过程中所述料斗能够先后与所述原料投放口、所述第一连通口正相对；所述料斗与所述原料投放口正相对时，所述基板封闭所述第一连通口。

进一步的，还包括用于带动所述原料承接件升降的第一液压缸。

进一步的，还包括用于带动所述原料承接件转动的第一驱动组件；所述第一驱动组件包括用于带动所述原料承接件转动的旋转套筒和用于带动所述旋转套筒转动的电机，所述旋转套筒空套于所述第一液压缸的活塞杆上，所述电机通过带传动组件带动所述旋转套筒转动；所述带传动组件包括主动带轮、从动带轮和传动带，所述主动带轮固设于所述电机的输出轴上，所述从动带轮固设于所述旋转套筒上，所述传动带套设于所述主动带轮与所述从动带轮的外周；所述第一液压缸的活塞杆与所述原料承接件枢接。

进一步的，所述旋转套筒转动设置于所述加料室中，且其在竖直方向上与所述加料室的相对位置不变；所述旋转套筒的底端设置有插槽；所述基板的上表面上设置有与所述插槽相匹配的插销，当所述第一液压缸的活塞杆带动所述基板上升时，所述插销能够插入所述插槽中；当所述第一液压缸的活塞杆带动所述基板下降时，所述插销能够与所述插槽分离；所述加料室内设置有用于限制所述基板水平方向偏移的限位结构。

进一步的，所述第一液压缸活塞杆的自由端开设有“T”字形通槽，所述基板的上端面固定设置有横断面形状为“T”字形的圆台，所述圆台能够在所述“T”字形通槽中转动。

进一步的，所述模具供给装置包括转盘、用于驱动所述转盘转动的第二驱动组件、用于封闭所述第二连通口的密封件和用于带动所述模具、所述密封件在所述熔炼室与所述模具室之间往返的第三驱动组件；

所述转盘上设置有多个工位，所述密封件设置于其中一个所述工位上，多个所述模具分别设置于其余所述工位上；所述第二连通口至少与其中一个所述工位正相对。

进一步的，所述第三驱动组件包括第二液压缸，所述第二液压缸位于所述转盘的下方。

进一步的，所述真空处理装置包括真空泵，所述加料室、所述熔炼室和所述模具室均通过管路与所述真空泵连通，且在所述加料室、所述熔炼室和所述模具室与所述真空泵连通的管路上均设置有用于控制各所述管路通断的真空阀门。

本发明提供的真空感应熔炼炉与现有技术相比的有益效果为：

炉体由由上至下依次设置的加料室、熔炼室和模具室构成，加料室、熔炼室和模具室能够形成相互独立的密闭腔室，使用本发明提供的真空感应熔炼炉时，先将原料由原料投放口加入与熔炼室相隔绝的加料室中，加料结束后，关闭原料投放口，密闭加料室；然后通过真空处理装置对加料室进行真空处理，达到满足要求的真空度后，再开启第一连通口，连通加料室与熔炼室，将原料添加至熔炼室中的熔炼单元中；待熔炼单元中的原料完全熔化后，将熔化后的原料倒入位于熔炼室中的模具中进行铸锭；然后模具供给装置动作，将该进行铸锭的模具输送至模具室中，在模具室中完成冷却并等待出锭；随后关闭第二连通口，将模具室与熔炼室隔离，开启模具取放口，取出模具，并放入新的模具，随后关闭模具取放口，对模具室进行真空处理，达到满足要求的真空度，打开第二连通口，使熔炼室与模具室之间的连通，模具供给装置开始下一轮模具的输送；依此往复，即可在一定程度上实现真空感应熔炼炉的连续生产。

本发明提供的真空感应熔炼系统，包括上述发明内容所述的真空感应熔炼炉。

本发明提供的真空感应熔炼系统的有益效果与本发明提供的真空感应熔炼炉的有益效果一致，此处不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的真空感应熔炼炉的主视图；

图2为图1所示的真空感应熔炼炉A处的放大图；

图3为本发明实施例一提供的真空感应熔炼炉中熔炼单元的倾倒机构的结构示意图；

图4为本发明实施例一提供的真空感应熔炼炉中转盘的俯视图。

图标：1－炉体；2－熔炼单元；3－真空处理装置；4－原料承接件；5－第一液压缸；6－第一驱动组件；11－加料室；12－熔炼室；13－模具室；41－基板；42－料斗；61－电机；62－传动带；63－旋转套筒；111－原料投放口；131－模具取放口；132－模具供给装置；133－模具；134－密封件；301－真空泵；302－真空阀门；401－圆台；411－插销；501－“T”字形通槽；631－插槽；1321－转盘；1322－第二驱动组件；1323－第三驱动组件。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一

如图1所示，本实施例提供的真空感应熔炼炉包括：炉体1，炉体1包括由上至下依次设置的加料室11、熔炼室12和模具室13；加料室11开设有能够启闭的原料投放口111，模具室13开设有能够启闭的模具取放口131；加料室11与熔炼室12之间开设有能够启闭的第一连通口，熔炼室12与模具室13之间开设有能够启闭的第二连通口；原料投放口111与第一连通口不同时开启，第二连通口与模具取放口131不同时开启；原料投放口111、第一连通口、第二连通口以及模具取放口131均关闭时，加料室11、熔炼室12以及模具室13形成相互独立的密闭腔室；熔炼室12中设置有一用于熔炼原料的熔炼单元2，原料通过第一连通口由加料室11进入熔炼单元2中；模具室13中设置有模具133以及用于带动模具133通过第二连通口进入至熔炼室12接料工位的模具供给装置132；一真空处理装置3与加料室11、熔炼室12和模具室13分别连接，用于控制加料室11、熔炼室12和模具室13的真空状态。

炉体1由由上至下依次设置的加料室11、熔炼室12和模具室13构成，加料室11、熔炼室12和模具室13能够形成相互独立的密闭腔室，使用本实施例提供的真空感应熔炼炉时，先将原料由原料投放口111加入与熔炼室12相隔绝的加料室11中，加料结束后，关闭原料投放口111，密闭加料室11；然后通过真空处理装置3对加料室11进行真空处理，达到满足要求的真空度后，再开启第一连通口，连通加料室11与熔炼室12；将原料添加至熔炼室12中的熔炼单元2中，待熔炼单元2中的原料完全熔化后，倾倒熔炼单元2将熔化后的原料倒入位于熔炼室12中的模具133中进行铸锭；然后模具供给装置132动作，将该进行铸锭的模具133输送至模具室13中，在模具室13中完成冷却并等待出锭；随后关闭第二连通口，将模具室13与熔炼室12隔离，开启模具取放口131，取出模具133，并放入新的模具133，随后关闭模具取放口131，对模具室13进行真空处理，达到满足要求的真空度，打开第二连通口，使熔炼室12与模具室13之间连通，模具供给装置132开始下一轮模具133的输送；依此往复，即可在一定程度上实现真空感应熔炼炉的连续生产。

加料室11的原料投放口111及模具室13的模具取放口131可以设置于如图1所示的位置。在加料室11的原料投放口111及模具室13的模具取放口131处，均可以设置密封圈，以增强加料室11和模具室13的密封效果。熔炼单元可以包括熔炼单元和倾倒机构，熔炼单元2倾倒并将熔化后的原料倒入模具133中，具体的倾倒机构可以由伺服电机61和联轴器等组成。倾倒坩埚上设置有转轴，转轴通过联轴器与伺服电机61的输出轴连接，如图3所示。本领域技术人员应该知道，真空感应熔炼炉还包括电控柜和中频感应电源等，故此处不在详细说明。

本实施例中，可以是原料投放口111与第一连通口交错设置，加料室11中设置有一原料承接件4，原料承接件4包括基板41和连通设置于基板41上的料斗42；原料承接件4能够相对加料室11转动，且在原料承接件4的转动过程中料斗42能够先后与原料投放口111、第一连通口正相对；料斗42与原料投放口111正相对时，基板41封闭第一连通口。

如果初始状态时，料斗42与熔炼室12连通，则需要向加料室11中加入原料时，原料承接件4转动，使料斗42转动至加料室11原料投放口111的正下方，同时基板41能够遮盖住熔炼室12与加料室11之间的第一连通口，使加料室11与熔炼室12隔绝；然后打开加料室11的原料投放口111，向料斗42中加入原料即可。待加料过程结束后，关闭加料室11的原料投放口111，使加料室11恢复密闭，然后接通真空处理装置3，对加料室11进行真空处理，达到一定的真空度后，原料承接件4再次转动，使料斗42转动至加料室11与熔炼室12之间的第一连通口上方，与第一连通口连通，从而将原料由料斗42加入至熔炼室12的熔炼单元2。原料承接件4既能够用于承接原料，又能够用于控制加料室11与熔炼室12的连通状态，使加料装置的结构更简化，也更紧凑。

加料之前，原料承接件4转动，使料斗42由熔炼室12与加料室11连通的第一连通口处转动至加料室11原料投放口111的下方，同时基板41完全遮盖住熔炼室12与加料室11之间的第一连通口，即在加料室11与外界连通时，将加料室11与熔炼室12隔绝，能够防止加料过程中外界空气进入熔炼室12，能够在不破坏熔炼室12真空度的情况下，将原料加入加料室11的料斗42中。

料斗42可以是位于基板41的一侧，例如：当料斗42位于加料室11与熔炼室12之间的第一连通口处时，料斗42位于基板41的右侧，如图1所示。

本实施例中，真空感应熔炼炉还可以包括用于带动原料承接件4升降的第一液压缸5。

用第一液压缸5带动原料承接件4升降，更便于对原料承接件4升降的控制，设置的组装和调试也更加方便。

本实施例中，可以是还包括用于带动原料承接件4转动的第一驱动组件6；第一驱动组件6包括用于带动原料承接件4转动的旋转套筒63和用于带动旋转套筒63转动的电机61，旋转套筒63空套于第一液压缸5的活塞杆上，电机61通过带传动组件带动旋转套筒63转动；带传动组件包括主动带轮、从动带轮和传动带62，主动带轮固设于电机61的输出轴上，从动带轮固设于旋转套筒63上，传动带62套设于主动带轮与从动带轮的外周；第一液压缸5的活塞杆与原料承接件4枢接。

当需要第一驱动组件6带动原料承接件4转动时，电机61带动固设于其输出轴上的主动带轮转动，主动带轮通过传动带62带动从动带轮及旋转套筒63转动，旋转套筒63则带动原料承接件4一同转动；当基板41完全遮盖第一连通口，且料斗42位于加料室11的原料投放口111下方时，第一液压缸5的活塞杆伸出，预压住基板41，将熔炼室12与加料室11隔绝，能够进一步保证熔炼室12的密闭效果。

第一驱动组件6由电机61，传动带62，主动带轮、从动带轮和旋转套筒63等构成，旋转套筒63套设于第一液压缸5的活塞杆上，使驱动组件的结构更紧凑，能够减小驱动组件占用的空间，而且能够防止在加料过程中，外界空气进入熔炼室12，使熔炼室12仍能正常工作。

更进一步的，第一驱动组件6中的电机61可以为伺服电机61。电机61还可以通过链传动的方式带动旋转套筒63转动。作为一种替换方式，第一液压缸5还可以为气缸。旋转套筒63与原料承接件4的连接位置可以在基板41上，也可以在料斗42上，只要能够满足第一液压缸5带动原料承接件4升降，第一驱动组件6带动原料承接件4转动，使料斗42的位置在与第一连通口连通和与原料投放口111连通之间切换，同时当料斗42位于原料投放口111的下方时基板41能够完全封闭第一连通口即可。

如图2所示，本实施例中，可以是旋转套筒63转动设置于加料室11中，且其在竖直方向上与加料室11的相对位置不变；旋转套筒63的底端设置有插槽631；基板41的上表面上设置有与插槽631相匹配的插销411，当第一液压缸5的活塞杆带动基板41上升时，插销411能够插入插槽631中；当第一液压缸5的活塞杆带动基板41下降时，插销411能够与插槽631分离；加料室11内设置有用于限制基板41水平方向偏移的限位结构。

旋转套筒63的底端与原料承接件4的基板41间隔一定距离，第一液压缸5带动原料执行件上升后，基板41上的插销411插入旋转套筒63底端的插槽631中，原料承接件4即可在第一驱动组件6的带动下转动。旋转套筒63不是固定在基板41上，当第一液压缸5带动原料承接件4升降时，旋转套筒63在竖直方向的位置没有变化，固接于旋转套筒63上的从动带轮的位置也不会发生改变，使第一驱动组件6的传动更佳稳定可靠。

加料室11限制所述基板41水平方向偏移的限位结构，可以是通过加料室11的内腔与基板41间隙配合；也可以是在加料室11的底部设置有限制基板41运动范围的限位凸起或者限位环。

如图2所示，本实施例中，可以是第一液压缸5活塞杆的自由端开设有“T”字形通槽501，基板41的上端面固定设置有横断面形状为“T”字形的圆台401，圆台401能够在“T”字形通槽501中转动。

通过第一液压缸5活塞杆顶端的”T”字形通槽501和基板41上端面的“T”字形圆台401，将第一液压缸5的活塞杆与基板41枢接，组装和调试都更加方便。

本实施例中，可以是模具供给装置132包括转盘1321、用于驱动转盘1321转动的第二驱动组件1322、用于封闭第二连通口的密封件134和用于带动模具133、密封件134在熔炼室12与模具室13之间往返的第三驱动组件1323；转盘1321上设置有多个工位，密封件134设置于其中一个工位上，多个模具133分别设置于其余工位上；第二连通口至少与其中一个工位正相对。转盘1321的结构如图4所示。

第三驱动组件1323将转盘1321上待浇注工位上的模具133送入熔炼室12中的指定位置，待熔炼单元2中熔化后的原料浇注至模具133中后，第三驱动组件1323再将模具133带回至转盘1321上；随后第二驱动组件1322驱动转盘1321转动，下一模具133到达浇注工位，第三驱动组件1323将该模具133送入熔炼室12中的指定位置；重复上述步骤，直至密封件134来到转盘1321上的待浇注工位；第三驱动组件1323将密封件134推送至第二连通口处，密封件134封闭熔炼室12与模具室13连通的开口，使熔炼室12与模具室13隔绝；然后开启模具室13上的模具取放口131，第三驱动组件1323复位，第二驱动组件1322驱动转盘1321转动，依次取出已经冷却的模具133并放入新的模具133；然后，关闭模具取放口131，使第三驱动组件1323再次抵住密封件134，通过真空处理装置3对模具室13进行真空处理，达到满足要求的真空度后，第三驱动组件1323带动密封件134返回至转盘1321上的指定位置，模具室13与熔炼室12即恢复连通状态，再重复前述工作过程，即可实现在不破坏熔炼室12和模具室13中真空状态的情况下，将熔炼单元2中的熔化后的原料浇注至模具133中，并待冷却、铸锭后取出。

开启模具室13上的模具取放口131，第三驱动组件1323与密封件134分离后，大气压力作为密封件134的支持力，克服密封件134自身的重力，使密封件134能够继续封闭第二联通口。密封件134及多个模具133可以是在转盘1321上均布，第三驱动组件1323可以是位于转盘1321的下方。

本实施例中，第二驱动组件1322可以包括电机61和带传动组件，电机61通过带传动组件驱动转盘1321转动。

通过电机61驱动带传动组件，进而带动转盘1321转动，不仅能够满足转盘1321的间歇转动，而且驱动过程更加平稳、可靠。

作为替换方式，还可以是电机61直接与转盘1321连接，驱动转盘1321转动，或者电机61通过链传动组件带动转盘1321转动。转盘1321的下方还可以设置用于支撑转盘1321的支撑座。更进一步的，第二驱动组件1322中的电机61可以为伺服电机61。

本实施例中，第三驱动组件1323可以包括第二液压缸，第二液压缸位于转盘1321的下方。

第三驱动组件1323为第二液压缸，能够提供更大的输出力，驱动模具133升降的过程更加平稳。

作为一种替换方式，第三驱动组件1323还可以为气缸。第二液压缸的活塞杆能够将转盘1321上的模具133或密封件134送入熔炼室12中的指定位置，具体的，可以是第二液压缸的活塞杆顶端设置有托板，模具133和密封件134的底端设置有与托板相匹配的托板定位腔，如图1所示。

本实施例中，真空处理装置3可以包括真空泵301，加料室11、熔炼室12和模具室13均通过管路与真空泵301连通，且在加料室11、熔炼室12和模具室13与真空泵301连通的管路上均设置有用于控制各管路通断的真空阀门302。

通过真空泵301与各管路上的真空阀门302共同作用，即能够控制加料室11、熔炼室12和模具室13在指定时间内的真空状态。

实施例二

本实施例提供的真空感应熔炼系统，包括实施例一提供的真空感应熔炼炉

本实施例提供的真空感应熔炼系统具有与本实施例一提供的真空感应熔炼炉一致的有益效果，故此处不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。