一种真空感应炉及其使用方法

技术领域

本发明涉及真空感应炉技术领域，具体为一种真空感应炉及其使用方法。

背景技术

真空感应炉是在真空条件下利用电磁感应在金属导体内产生涡流加热炉料进行熔炼的设备。其工作原理是将金属炉料放入置于线圈中的坩埚内，当线圈接通交流电源时，在线圈中间产生交变磁场，此时炉料中即产生感应电势；金属炉料本身形成闭合回路，所以在炉料中同时产生了感应电流，即涡流，炉料通过涡流实现加热和熔化。

在现有技术中，需要先将金属加入感应炉后抽真空，当熔炼到预设温度后，需要二次加入金属，在此过程中需要对熔炼炉内真空环境破坏，可能会导致熔炼的金属与空气反应，导致合金强度不够等问题。

发明内容

本发明提供一种真空感应炉及其使用方法，具备二次加料时不破坏其内部的真空状态且同时完成取样测温的功能。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种真空感应炉，包括：炉体及其内部的装配槽，所述装配槽内部密封式转到安装有切换柱；所述切换柱的外壁开设有用于放置熔炼材料的容纳槽；设计在炉体内部的熔炼腔，所述熔炼腔位于装配槽的下方，所述容纳槽的开口转动至下方时可与熔炼腔连通，所述容纳槽与熔炼腔形成真空腔；所述容纳槽的开口朝上时会暴露在装配槽的外部。

可选的，炉体的外壁开设有抽气通道，所述抽气通道的一端接通抽真空设备，当所述切换柱转动驱使容纳槽与抽气通道的另一端对接时，所述抽真空设备就会对容纳槽内部进行抽吸，抽吸完成后，所述切换柱转动驱使容纳槽的开口与熔炼腔连通。

可选的，炉体的内顶部固定安装有加料口，所述炉体的内壁与加料口的外壁形成密封的检测腔，所述加料口的底部与切换柱得到外壁接触且有一定的缝隙，所述检测腔内壁固定安装有气压仪，当切换柱的外壁与装配槽密封性能出现问题，所述检测腔内部的气压就会受到熔炼腔内部的影响。

可选的，所述容纳槽内部设置有装配腔，所述装配腔的内壁设置有滑槽，所述滑槽内滑动安装有活动板，所述活动板的外壁固定安装有齿条，所述活动板的两端均开设有凹槽，所述凹槽内部固定安装有弹簧，所述凹槽内部滑道安装有活动齿，所述活动齿与弹簧的输出端固定连接，所述装配腔的内部固定安装有第二电机，所述第二电机的输出端固定安装有卷绳杆，所述卷绳杆的一端固定连接有第二齿轮，所述卷绳杆的外壁上缠绕有拉绳，所述拉绳的一端固定连接有夹持组件。

可选的，所述夹持组件包括活塞式滑动安装在容纳槽内部的装配板，所述装配板的外壁固定安装有两个轴承座，两个所述轴承座之间转动安装有两个第一齿轮，两个所述第一齿轮是啮合的，两个所述第一齿轮的外部均固定安装有两个限位连杆，两个所述限位连杆的一端铰接有夹具，其中一个所述轴承座的外壁固定安装有第一电机，所述第一电机的输出端与其中一个第一齿轮固定连接。

可选的，所述装配板的外壁上固定安装有取样杆，所述取样杆的一端设置有凹槽，所述取样杆靠近另一端的外壁上设置有红外测温仪，当所述取样杆有凹槽的一端能够伸入金属液体中取样。

可选的，所述切换柱的外壁固定安装有连接杆，所述连接杆的其中一端固定安装有同步轮，所述炉体的外壁固定安装有皮带机，所述皮带机的输出端固定安装有皮带轮，所述皮带轮上的皮带能够带动同步轮转动。

可选的，所述炉体的顶部固定安装有显示器，所述显示器与气压仪电性连接，所述显示器与红外测温仪电性连接，所述气压仪与红外测温仪的读数都会显示在显示器上。

一种真空感应炉的使用方法，包括以下步骤：

S1、当需要对坩埚二次加料时，切换柱会转动到容纳槽的开口与加料口连通将熔炼材料放入容纳槽内部由夹持组件夹住；

S2、随后切换柱开始转动，将容纳槽的开口与抽气通道连通，此时抽真空设备开始对容纳槽内部进行抽吸，抽吸时切换柱的外壁会将容纳槽原来与加料口的连通口密封；

S3、抽吸完成后，切换柱继续转动，将容纳槽的开口与熔炼腔内部连通，然后放料组件开始放料，同时，切换柱的外壁又会将容纳槽与抽气通道的连通口密封住；

S4、在放料的同时，取样杆也会与坩埚内部的金属液体接触取到液体样本，同时，红外测温仪也会对坩埚内进行测温，显示到显示器上；

S5、加完料并且取完样本后，切换柱继续转动，恢复到容纳槽与加料口连通的位置，将样品取出即可。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：当需要二次加料时，将熔炼材料放入容纳槽内部，通过切换柱的转动对熔炼腔内部加入实现不破真空加入材料，而且熔炼腔的容积和容纳槽的容积相差很大，当容纳槽内部空气进入时不会对熔炼腔内部真空环境造成影响，并且通过采用密封式转动容纳槽，可以有效地控制熔炼腔内部环境，防止外部气体或杂质进入，这有助于维持熔炼过程的真空性，提高生产效率和产品质量，密封式设计可以避免破真空的情况，确保熔炼过程中的材料在受控的环境中进行，提高了炉体的操作可靠性，同时由于容纳槽可以转动，并与熔炼腔连通或隔离，可以灵活控制熔炼材料与反应环境的接触，增加反应的灵活性和可控性，而且容纳槽的开口朝上时，可以方便地对容纳槽和熔炼腔进行维护和清洁，操作人员可以更容易地进入容纳槽内部，进行必要的维护，清除残留物，延长设备的使用寿命。

附图说明

图1为本发明的外部立体结构示意图；

图2为本发明图1的左视图；

图3为本发明炉体内部结构示意图；

图4为本发明图2沿B-B处剖视的结构示意图；

图5为本发明图1的正视图；

图6为本发明图5沿C-C处剖视的结构示意图；

图7为本发明图3中Q处放大图；

图8为本发明图4中W处放大图。

图中：1、炉体；2、显示器；3、加料口；5、皮带机；6、同步轮；8、气压仪；9、切换柱；11、抽气通道；14、熔炼腔；18、检测腔；19、卷绳杆；20、连接杆；21、夹具；22、取样杆；23、限位连杆；24、第一齿轮；25、装配板；26、第一电机；27、第二电机；28、轴承座；29、第二齿轮；30、活动齿；31、弹簧；32、齿条；33、容纳槽；34、活动板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

请参阅图1至图8，本发明提供一种技术方案：一种真空感应炉，包括：炉体1及其内部的装配槽，装配槽内部密封式转到安装有切换柱9；切换柱9的外壁开设有用于放置熔炼材料的容纳槽33；设计在炉体1内部的熔炼腔14，熔炼腔14位于装配槽的下方，容纳槽33的开口转动至下方时可与熔炼腔14连通，容纳槽33与熔炼腔14形成真空腔；容纳槽33的开口朝上时会暴露在装配槽的外部，在本发明中，当需要二次加料时，将熔炼材料放入容纳槽33内部，通过切换柱9的转动对熔炼腔14内部加入实现不破真空加入材料，而且熔炼腔14的容积和容纳槽33的容积相差很大，当容纳槽33内部空气进入时不会对熔炼腔14内部真空环境造成影响，并且通过采用密封式转动容纳槽33，可以有效地控制熔炼腔14内部环境，防止外部气体或杂质进入，这有助于维持熔炼过程的真空性，提高生产效率和产品质量，密封式设计可以避免破真空的情况，确保熔炼过程中的材料在受控的环境中进行，提高了炉体的操作可靠性，同时由于容纳槽33可以转动，并与熔炼腔14连通或隔离，可以灵活控制熔炼材料与反应环境的接触，增加反应的灵活性和可控性，而且容纳槽33的开口朝上时，可以方便地对容纳槽33和熔炼腔14进行维护和清洁，操作人员可以更容易地进入容纳槽33内部，进行必要的维护，清除残留物，延长设备的使用寿命。

其中较为优选的实施例，炉体1的外壁开设有抽气通道11，抽气通道11的一端接通抽真空设备，当切换柱9转动驱使容纳槽33与抽气通道11的另一端对接时，抽真空设备就会对容纳槽33内部进行抽吸，抽吸完成后，切换柱9转动驱使容纳槽33的开口与熔炼腔14连通，在本实施例中，请参阅图4，通过抽气通道11与抽真空设备的连接，可以快速而有效地将容纳槽33内部抽成真空状态，这有助于去除装配槽内的气体和杂质，建立起高真空环境，为后续的熔炼过程创造良好的反应条件，同时通过抽吸容纳槽33内部的气体，可以控制熔炼过程中的气氛组成和压力，在真空环境下进行熔炼可以减少氧气和杂质的存在，降低杂质对反应的干扰，提高反应的选择性和产物的纯度，而且在容纳槽33与熔炼腔14连通之前，通过抽真空设备对容纳槽33进行抽吸，可以有效避免气体和杂质进入熔炼腔14，从而保证熔炼过程的纯净性和稳定性，通过切换柱9的转动，可以方便地切换容纳槽33的连接状态，实现容纳槽33与抽气通道11的对接和与熔炼腔14的连通。这样的设计使得操作简便，提高了操作效率和工作的灵活性。

其中较为优选的实施例，炉体1的内顶部固定安装有加料口3，炉体1的内壁与加料口3的外壁形成密封的检测腔18，加料口3的底部与切换柱9得到外壁接触且有一定的缝隙，检测腔18内壁固定安装有气压仪8，如果切换柱9的外壁与装配槽密封性能出现问题，检测腔18内部的气压就会受到熔炼腔14内部的影响，在本实施例中，请结合参阅图3和图4，通过检测腔18的设计，可以避免熔炼腔14内部的气压意外泄漏到加料口3和切换柱9的接触部分，如果密封性出现问题，从而引起气压仪8的数值变化，气压仪8会发出警报，提醒操作人员及时处理，这样的设计可以减少熔炼过程中的安全风险，这样的设计可以及时发现和解决密封性问题，确保熔炼过程的稳定性和安全性，同时缝隙的设计也能容忍一定程度的机械变形，提高了设备的适应性，降低了由于温度变化等原因引起的机械应力，而且检测腔的设计使其与外部环境隔离，防止外部因素对气压检测的干扰，保证了检测的准确性，综上所述，可以实现密封性监测、提高操作安全性、进行密封性维护和实时监测反应环境的好处，通过这样的设计，可以确保熔炼过程中的密封性能和反应环境的稳定性，提高实验或生产的效率和质量。

其中较为优选的实施例，容纳槽33内部设置有装配腔，装配腔的内壁设置有滑槽，滑槽内滑动安装有活动板34，活动板34的外壁固定安装有齿条32，活动板34的两端均开设有凹槽，凹槽内部固定安装有弹簧31，凹槽内部滑道安装有活动齿30，活动齿30与弹簧31的输出端固定连接，装配腔的内部固定安装有第二电机27，第二电机27的输出端固定安装有卷绳杆19，卷绳杆19的一端固定连接有第二齿轮29，卷绳杆19的外壁上缠绕有拉绳，拉绳的一端固定连接有夹持组件，在本实施例中，请结合参阅图4和图8，当切换柱9转动使容纳槽33的开口对接熔炼腔14时活动板34就会下移，此时由于夹持组件上有熔炼材料就会通过拉绳带动卷绳杆19转动，达到放料的效果，但是这样可能会溅起金属液体，所以，在卷绳杆19的一端固定安装有第二齿轮29，此时第二齿轮29与齿条32啮合，当第二齿轮29转动时遇到活动齿30，活动齿30就会因为弹簧31而对第二齿轮29间歇啮合，完成缓慢放料，通过装配腔、活动板34和滑槽的设计，可以实现对零件的精准装配，活动板34可以沿着滑槽进行滑动，通过齿条32和活动齿30的配合，可以控制卷绳杆19的间歇转动，这样的设计可以确保放料时不会将金属液溅起，提高产品的精度和可靠性，通过第二电机27、卷绳杆19和第二齿轮29的设计，可以实现拉绳的自动卷绕和松紧控制，第二电机27的输出端通过第二齿轮29驱动卷绳杆19，使拉绳可以自动卷绕或松弛，这样的设计可以方便操作人员进行拉绳的调整，提高装配的效率和便利性。

进一步地，夹持组件包括活塞式滑动安装在容纳槽33内部的装配板25，装配板25的外壁固定安装有两个轴承座28，两个轴承座28之间转动安装有两个第一齿轮24，两个第一齿轮24是啮合的，两个第一齿轮24的外部均固定安装有两个限位连杆23，两个限位连杆23的一端铰接有夹具21，其中一个轴承座28的外壁固定安装有第一电机26，第一电机26的输出端与其中一个第一齿轮24固定连接，在本实施例中，请参阅图7，夹持组件通过活塞式滑动安装在容纳槽33内部的装配板25上，装配板25可以在装配槽内进行滑动并夹持熔炼材料，装配板25上的两个轴承座28固定安装有第一齿轮24，两个第一齿轮24的啮合可以提供强大的夹持力，确保装配的物件不会松脱或滑动，其次夹持组件中的两个限位连杆23与第一齿轮24连接，通过旋转第一齿轮24，可以控制限位连杆的运动范围，实现对夹持板位置的精确控制，提高放料的精度和可靠性，同时夹持组件中的第一电机26固定安装在一个轴承座28的外壁上，并与其中一个第一齿轮24固定连接，这样的设计可以提供稳定的固定连接，使得夹持组件的结构牢固，不易松动或脱落，确保装配过程的稳定性和安全性。

进一步地，装配板25的外壁上固定安装有取样杆22，取样杆22的一端设置有凹槽，取样杆22靠近另一端的外壁上设置有红外测温仪，当取样杆22有凹槽的一端能够伸入金属液体中取样，在本实施例中，请参阅图6，取样杆22的凹槽设计使得其能够方便地伸入金属液体中进行取样，通过将凹槽部分伸入金属液体中，可以准确地采集金属液体样品，避免了其他部分的干扰，确保取样的准确性和可靠性，其次取样杆22靠近另一端的外壁上设置有红外测温仪，这意味着在取样的同时可以实时测量金属液体的温度，通过红外测温仪的测量，可以快速获得金属液体的温度信息，提供实时的温度监测和控制，同时通过使用取样杆22进行取样，可以避免直接接触金属液体，减少了工作人员受到金属液体烫伤的风险，并且通过取样杆22的设计，避免了直接将其他工具或设备浸入金属液体中，减少了对金属液体的干扰和污染，有助于保持金属样品的纯度同时，红外测温仪的使用也减少了接触热源的需要，提高了工作的安全性。

进一步地，切换柱9的外壁固定安装有连接杆20，连接杆20的其中一端固定安装有同步轮6，炉体1的外壁固定安装有皮带机5，皮带机5的输出端固定安装有皮带轮，皮带轮上的皮带能够带动同步轮6转动，在本实施例中，请参阅图6，通过连接杆20和同步轮6的设计，皮带机5的输出端固定安装有皮带轮，皮带轮上的皮带能够带动同步轮6转动，通过皮带的传动，可以将皮带机5的动力高效地传递给同步轮6，从而实现对切换柱9的驱动，这种传动方式具有传递效率高、噪音小、寿命长等优点，同时由于连接杆20和同步轮6的设计，皮带机5和切换柱9之间的连接变得更加简单和可靠，这样，在维护和保养过程中，可以更方便地拆卸、更换或修理连接部件，同时皮带机5和同步轮6的固定安装位置也使得维护人员可以更方便地接近和操作相关部件。

进一步地，炉体1的顶部固定安装有显示器2，显示器2与气压仪8电性连接，显示器2与红外测温仪电性连接，气压仪8与红外测温仪的读数都会显示在显示器2上，在本实施例中，请参阅图1，通过将显示器2安装在炉体1的顶部，并与气压仪8和红外测温仪的电性连接，可以方便地将气压仪8和红外测温仪的读数实时显示在显示器2上，操作人员可以直接在同一位置监控和控制炉体1的气压和温度变化，提高了监控的便利性和效率，而且通过将气压仪8和红外测温仪的读数显示在显示器2上，操作人员可以实时了解炉体1的气压和温度变化，从而及时发现异常情况并采取相应的措施，这有助于提高炉体1的安全性，防止可能的事故和损失发生。

通过上述零件配合，在实现对熔炼炉内部加料的同时不使其内部的真空状态被破坏，而且能够实时检测炉体内部的密封性能，有问题及时发现解决。

一种真空感应炉的使用方法，包括以下步骤：

S1、当需要对坩埚二次加料时，切换柱9会转动到容纳槽33的开口与加料口3连通将熔炼材料放入容纳槽33内部由夹持组件夹住；

S2、随后切换柱9开始转动，将容纳槽33的开口与抽气通道11连通，此时抽真空设备开始对容纳槽33内部进行抽吸，抽吸时切换柱9的外壁会将容纳槽33原来与加料口3的连通口密封；

S3、抽吸完成后，切换柱9继续转动，将容纳槽33的开口与熔炼腔14内部连通，然后放料组件开始放料，同时，切换柱9的外壁又会将容纳槽33与抽气通道11的连通口密封住；

S4、在放料的同时，取样杆22也会与坩埚内部的金属液体接触取到液体样本，同时，红外测温仪也会对坩埚内进行测温，显示到显示器2上；

S5、加完料并且取完样本后，切换柱9继续转动，恢复到容纳槽33与加料口3连通的位置，将样品取出即可。

综上所述，通过切换柱9转动实现对熔炼腔14进行加料的同时不破坏其内部的真空状态，当容纳槽33的开口对接任意一个接口时切换柱9的外壁会将与其他地方的接口密封，使炉体内部始终保持真空状态，当进行加料时，同时能够对熔炼腔14内部进行测温和取样，相对于传统技术，减少了单独在进行取样的步骤，保证了熔炼腔14内部的真空状态，提升了熔炼的品质。

本实施例中使用的标准零件可以从市场上直接购买，而根据说明书和附图的记载的非标准结构部件，也可以直接根据现有的技术常识毫无疑义的加工得到，同时各个零部件的连接方式采用现有技术中成熟的常规手段，而机械、零件及设备均采用现有技术中常规的型号，故在此不再作出具体叙述。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。