一种镍铁合金生产用原料检测熔样设备

技术领域

本发明涉及合金质检设备领域，具体涉及一种镍铁合金生产用原料检测熔样设备。

背景技术

在镍铁合金的冶炼过程中，质量检测贯穿其整个冶炼生产过程，镍铁合金生产中为了确保产品的质量符合各项元素含量标准，在生产过程中需要对每一炉的冶炼物中取出合金原料进行中间样的成分含量进行分析，在中间样的含量分析过程中，冶炼人员从冶炼炉中取出部分流体冷却形成片状或是颗粒状物，将取出的中间原料送至质检单位进行分析检测，质检单位对于该中间原料需要先通过熔样然后再铸形呈同一规格的多个检测试样，一部分进行检测一部分为后期有质量异议是保留为留底样；授权公开号CN208902514U公开了一种镍铁合金原料检测用熔样机，该装置虽然能够在进行溶解前将炉芯中的空气挤压排出，但是其每次加入的量难以控制，当每次溶解的量较多时，液体溶解液体与推板始终接触，容易粘结试样在推板上，影响液体样的流出；；当每次溶解的两较少时，又需要对同一批次的试样进行分次加入溶解，操作繁琐，难以保障铸形时的出料量，因此需要一种能够对于同一批次试样进行分次定量溶解的便于液体试样流出的溶解装置。

发明内容

为解决现有技术存在的无法分次定量溶解试样以及液体样容易粘接其他部件的问题，本发明提供了一种镍铁合金生产用原料检测熔样设备。

本发明的技术方案为：

本发明提供了一种镍铁合金生产用原料检测熔样设备，包括内部空心的圆柱体形的主体，主体内下部嵌装炉芯，炉芯底部与主体底部齐平，炉芯内设有加热线圈，主体内上部设有锥形的进料斗，进料斗顶面一侧设有进料口，进料口内设有可拆卸的封盖，进料斗内底面开设与之内部相通的出料口，主体内设有使得进料斗与炉芯之间呈密封状态的密封组件，进料斗与炉芯之间设有定量进料组件，炉芯底部开设有出料孔，出料孔内设有将其密封封堵的孔塞，主体外设有供气装置，供气装置通过连接组件向进料斗供气。

进一步的，密封组件包括连接板，进料斗顶面另一侧设有炉芯上端固定安装环形的连接板，连接板的截面呈左右对称的倒L形结构，连接板由下部的圆筒形的竖直部与上部的圆板形的水平部组成，连接板竖直部下端固定连接炉芯上端，且连接板水平部的内外两侧分别与炉芯的对应侧齐平，这样连接板与炉芯形成竖向的导向通道，连接板的水平部外周固定连接主体内壁，进料斗外侧套设密封环，密封环外周固定连接主体内壁，密封环下端固定连接连接板水平部，密封环内侧与进料斗上部外周密封光滑接触配合。

进一步的，定量进料组件包括竖管，进料斗底部固定安装与之同轴的竖管，竖管通过出料口与进料斗连通，竖管内设有绞龙，竖管下端固定安装连接管，连接管内设有呈葫芦形的进料通孔，减料通孔包括位于上部的类椭圆形的定量腔以及下部椭圆形的进料腔，进料腔与定量腔之间通过竖向的第二通孔连接，进料腔底面开设竖向的第三通孔，且定量腔、进料腔、第二通孔、第三通孔同轴；连接管外周与导向通道内壁光滑接触配合，进料斗顶面中部开设竖向的第一通孔，第一通孔与进料斗同轴，第一通孔内设有与之同轴的第一电动伸缩杆，第一电动伸缩杆的固定部与第一通孔之间通过轴承转动连接，进料斗顶部还设有驱动第一电动伸缩杆转动的第二动力装置，第一电动伸缩杆下端固定安装与之同轴的竖轴，竖轴依次贯穿进料斗、出料口、竖管，竖管上部内壁开设环形的第一凹槽，第一凹槽内转动安装第一圆环，竖轴外周设有第二圆环，竖轴与第二圆环通过花键连接，且第一圆环与第二圆环之间通过数根呈环形均布的连杆连接，竖轴外周套设有绞龙，绞龙上端固定连接第二圆环；封堵块的尺寸小于进料腔的尺寸，封堵块与第二通孔内壁光滑密封接触配合。

进一步的，连接管底部为与炉芯内底面平行的弧形面，进料斗底面与连接板水平部之间固定安装数根呈环形均布的活动端朝上的第二电动伸缩杆，封堵块的下端设有堵头，堵头能将第三通孔密封光滑封堵。

更进一步的，连接组件包括进气口，进料斗顶面一侧开设通入惰性气体的进气口，进气口的外端固定安装第一阀门，第一阀门外端通过进气管道连接供应惰性气体的供气装置。

更进一步的，炉芯外周固定套装隔热环，隔热环上端与连接板水平部之间固定安装分隔环，分隔环整体呈上大下小的锥形，且分隔环的横向截面为多个等长的圆弧首尾相连的圆环，每个圆弧凸面一侧均固定安装推杆，推杆的外端均固定安装弧形的推块，推块的外侧与连接板竖直部对应侧接触配合，这样隔热环、分割环与主体对应侧内壁之间形成环形腔，环形腔内安装有数个加热块，环形腔一侧开设水平的第五通孔，第五通孔外端固定安装第二阀门，第二阀门通过连接管连接惰性气体的供气装置。

更进一步的，炉芯底面中部开设出料孔，主体底部四角处均固定安装支撑腿，炉芯底部固定安装内壁光滑的引导出料的出料斗，出料孔与出料斗连通，出料斗底部嵌装出料管，炉芯底部一侧铰接安装拉杆，拉杆的铰接方式为电动铰链安装，拉杆的外端固定安装弧形杆，弧形杆与拉杆的铰接轴同心，弧形杆靠近炉芯一端固定安装孔塞，出料斗靠拉杆的一侧开设第四通孔，弧形杆靠近第四通孔的一端贯穿第四通孔且与之光滑接触配合，出料管的内径大于出料孔的内径，在主体下方通过支架安装有水平的环形的传送带，传送带的顶面可拆卸安装有数个沿其长度方向均布的模具，传送带后侧设有驱动其移动的第五动力装置，传送带位于出料管下方。

更进一步的，第二动力装置包括电机，进料斗顶面一个固定安装电机，电机的输出轴固定安装齿轮，第一电动伸缩杆的固定部上部固定套装齿圈，齿圈与齿轮啮合配合，进料斗顶面中部固定安装罩壳，罩壳罩封在电机及第一电动伸缩杆外侧。

本发明所达到的有益效果为：

本发明通过连接管与封堵头及炉芯内壁的光滑接触配合，使得连接管充当活塞将炉芯内液体试样推顶流出，在炉芯溶解原料的过程中，连接管位于液面上方，这样在连接管向下推顶的过程中，能够有效的确保液体试样的流出且避免炉芯底部粘结；同时本发明采用葫芦形的连接管，将其上部的定量腔作为绞龙推送原料的盛放腔，对炉芯每次溶解原料的量进行定量控制，这样便于溶解后匹配每次的铸形量；同时对同一批次的原料进行分批次的溶解注形，无需多次向进料斗进料，减少外部的空气进入进料斗，确保溶解过程中的惰性条件；其本发明采用自动化的操作，减少人工的参与，将分次进料、溶解以及注形集于一体，有效的提升试样的处理效率，且对于每批次原料同时注成多个平行试样，确保试样的数量。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图。

图2是图1中沿A-A线剖视图的放大图。

图3是图1中Ⅰ局部的放大图。

图4是图1中Ⅱ局部的放大图。

图5是图1中Ⅲ局部的放大图。

图6是图1中Ⅳ局部的放大图。

具体实施方式

为便于本领域的技术人员理解本发明，下面结合附图说明本发明的具体实施方式。

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。

在本申请的描述中，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。

需要说明的是，当组件被称为“装设于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1～6所示，本发明提供了一种镍铁合金生产用原料检测熔样设备，包括内部空心的圆柱体形的主体1，主体1内下部嵌装炉芯2，炉芯2底部与主体底部齐平，炉芯2内设有加热线圈，通过加热线圈对炉芯2进行加热，这样使得炉芯2对镍铁合金进行加热溶解；主体1内设有向炉芯2进料的进料组件。

进料组件的一种实施方式为在主体1内上部设有锥形的进料斗3，进料斗3顶面一侧设有进料口4，进料口4内设有可拆卸的封盖5，当需要向进料斗3放入镍铁合金原料时，将封盖5打开，将镍铁合金原料自进料口4放入进料斗3内；进料斗3内底面开设与之内部相通的出料口6，为了确保溶样时的密封性，在进料斗3顶面另一侧设有炉芯2上端固定安装环形的连接板7，连接板7的截面呈左右对称的倒L形结构，如图1中所示，连接板7由下部的圆筒形的竖直部与上部的圆板形的水平部组成，连接板7竖直部下端固定连接炉芯2上端，且连接板7水平部的内外两侧分别与炉芯2的对应侧齐平，这样连接板7与炉芯2形成竖向的导向通道，导向通道便于炉芯2的进料，连接板7的水平部外周固定连接主体1内壁，进料斗3外侧套设密封环8，密封环8外周固定连接主体1内壁，密封环8下端固定连接连接板7水平部，且密封环8内侧与进料斗3上部外周密封光滑接触配合，这样在连接板7与密封环8的配合下，进料斗3与炉芯2相通且与外部隔离，能够确保在进行溶样的过程中，有效的隔绝外部的空气。

为了更好的向炉芯2进料，进料斗3底部固定安装与之同轴的竖管9，竖管9通过出料口6与进料斗3连通，竖管9内设有绞龙22，且进料斗3设有驱动绞龙22转动的第一动力装置，这样在使用时，先一次向进料斗3放入同一批次的镍铁合金原料，通过第一动力装置驱动绞龙22转动，从而分次向炉芯2内进料，这样对需要制作多个镍铁合金检测试样时，通过一次进料，绞龙22分批量向炉芯2进料，分次进行溶样，从而便于多个试样的连续制备。

炉芯2每次的溶样量有限，且为了每次向炉芯2传送的原料量一定，在竖管9下端固定安装连接管11，连接管11内设有呈葫芦形的进料通孔12，减料通孔12包括位于上部的类椭圆形的定量腔13以及下部椭圆形的进料腔14，进料腔14与定量腔13之间通过竖向的第二通孔15连接，进料腔14底面开设竖向的第三通孔16，且定量腔13、进料腔14、第二通孔15、第三通孔16同轴；连接管8外周与导向通道内壁光滑接触配合。

第一动力装置包括开设于进料斗3顶面中部的第一通孔，第一通孔与进料斗3同轴，第一通孔内设有与之同轴的第一电动伸缩杆17，第一电动伸缩杆17的固定部与第一通孔之间通过轴承转动连接，进料斗3顶部还设有驱动第一电动伸缩杆17转动的第二动力装置，第一电动伸缩杆17下端固定安装与之同轴的竖轴18，竖轴18依次贯穿进料斗3、出料口6、竖管9，且竖管9上部内壁开设环形的第一凹槽，第一凹槽内转动安装第一圆环19，竖轴18外周设有第二圆环20，竖轴18与第二圆环20通过花键连接，且第一圆环19与第二圆环20之间通过数根呈环形均布的连杆21连接，竖轴18外周套设有绞龙22，绞龙22上端固定连接第二圆环20，这样第二动力装置驱动竖轴18转动，即可使得绞龙22随之转动，从而使得进料斗3内的原料向炉芯2移动；且竖轴18花键连接第二圆环20，第一电动伸缩杆17伸缩不会带动绞龙22竖向移动，但是第一电动伸缩杆17带动竖轴18转动时，绞龙22随之转动实现向下送料；竖轴18下端固定安装圆柱体形的封堵块23，封堵块23的尺寸小于进料腔14的尺寸，且封堵块23的外径等于第二通孔15的内径，这样设计是为了第一电动伸缩杆17的伸长使得封堵块23将第二通孔15光滑密封封堵，进行镍铁合金进料时，第一电动伸缩杆17伸长，使得封堵块23上端与第二通孔15齐平，从而使得且此时通过第二动力装置驱动第一电动伸缩杆17转动，进料斗3内的镍铁合金原料在绞龙22的作用下进入定量腔13内，且每次进料均使得定量腔14填满，这样即可实现每次的定量控制，然后第二动力驱动装置不再使得第一电动伸缩杆17转动，第一电动伸缩杆17继续伸长，使得封堵块23移动至进料腔14内，且封堵块23尺寸小于进料腔14的尺寸，且封堵块23移动至进料腔14内时，封堵块23与进料腔14内壁之间的距离足够镍铁合金经过，从而将定量腔13内的原料经过第二通孔15、进料腔14、第三通孔16进入炉芯2内部。

第二动力装置的一种实施方式为在进料斗3顶面一个固定安装电机42，电机42的输出轴固定安装齿轮43，第一电动伸缩杆17的固定部上部固定套装齿圈44，齿圈44与齿轮43啮合配合，进料斗3顶面中部固定安装罩壳45，罩壳45罩封在电机42及第一电动伸缩杆17外侧，这样通过电机42的转动驱动第一电动伸缩杆17进行转动。

为了确保炉芯2内的合金液体流出，连接管11底部为与炉芯2内底面平行的弧形面，且进料斗3底面与连接板7水平部之间固定安装数根呈环形均布的活动端朝上的第二电动伸缩杆31，如图1中所示，封堵块23的下端设有堵头24，当炉芯2内的镍铁合金完全溶解后，炉芯2内的合金液体向下流出的过程中，绞龙22先不向下进料，第一电动伸缩杆17继续向下伸长，堵头24将第三通孔16密封光滑封堵，然后第二电动伸缩杆31自下收缩，使得进料斗3及竖管9、连接管11均向下移动，从而此时连接管11相当于一个与炉芯2内壁密封接触配合的活塞，连接管11向下移动则推动炉芯2内部残留的合金液体自出料孔向下流出，确保合金液体完全流出。

在进行镍铁合金溶解的过程中，为了避免氧气对合金原料进行氧化需要使溶解在充满惰性气体的环境下发生；在进料斗3顶面一侧开设通入惰性气体的进气口32，进气口32的外端固定安装第一阀门，第一阀门外端通过进气管道连接供应惰性气体的供气装置，这样在使用时，通过供气装置保持向进料斗3内供应惰性气体，确保溶解发生在惰性气体环境下。

炉芯2外周固定套装隔热环34，隔热环34上端与连接板7水平部之间固定安装分隔环35，分隔环35整体呈上大下小的锥形，且分隔环35的横向截面为多个等长的圆弧首尾相连的圆环，如图2中所示，每个圆弧凸面一侧均固定安装推杆36，推杆36的外端均固定安装弧形的推块37，推块37的外侧与连接板7竖直部对应侧接触配合，这样隔热环34、分割环35与主体1对应侧内壁之间形成环形腔38，环形腔38内安装有数个加热块39，环形腔38一侧开设水平的第五通孔，第五通孔外端固定安装第二阀门，第二阀门通过连接管连接惰性气体的供气装置，这样设计首先是通过隔热环34将炉芯2与环形腔38分割开，既确保炉芯2的加热效果，又使得环形腔38内的惰性气体不受炉芯2升温影响，其次通过供气装置向环形腔38进气，使得环形腔38内充斥惰性气体，且在炉芯2对合金进行溶解时，为了进一步提升炉芯2内部的密封效果，此时封堵块23与第二通孔15密封接触配合，加热块39将环形腔38内的惰性气体加热，使得惰性气体受热膨胀，惰性气体给分隔环35的每一段圆弧施加向外侧的力，从而通过推杆36、推块37挤压连接板7竖直部，使得连接板7竖直部与连接管11外周贴紧，同时第二通孔与封堵块23之间贴合更加严实紧密，从而确保炉芯2溶解时的密封状态，当溶解即将完成时，加热块39停止加热，惰性气体逐渐冷却，从而使得连接板7不再受到推块37的推顶，此时封堵块23在第一电动伸缩杆17的伸长下沿第二通孔15向下移动。

在镍铁合金溶解后，为了便于使用仪器进行金属成分分析检测，需要将合金液体冷却成规则形状的试样，炉芯2底面中部开设出料孔，主体1底部四角处均固定安装支撑腿，炉芯2底部固定安装内壁光滑的引导出料的出料斗26，出料孔与出料斗26连通，出料斗26底部嵌装出料管27，炉芯2底部一侧铰接安装拉杆28，拉杆28的铰接方式为电动铰链安装，拉杆28的外端固定安装弧形杆29，弧形杆29与拉杆28的铰接轴同心，弧形杆29靠近炉芯2一端固定安装孔塞30，出料斗26靠拉杆28的一侧开设第四通孔，弧形杆29靠近第四通孔的一端贯穿第四通孔且与之光滑接触配合，出料管27的内径大于出料孔的内径，在主体1下方通过支架安装有水平的环形的传送带40，传送带40的顶面可拆卸安装有数个沿其长度方向均布的模具41，传送带40后侧设有驱动其移动的第五动力装置，传送带40位于出料管27下方，如图6中所示，初始状态时，孔塞30将出料孔密封封堵，且弧形杆29与第四通孔内壁光滑接触配合，当炉芯2内的镍铁合金原料溶解完全后，传送带40移动，使得其上侧的一个模具41移动至出料管27正下方，然后电动铰链使得拉杆28向远离出料斗26一侧转动，孔塞30与出料孔分离，从而使得炉芯2内的合金液体自出料孔、出料管27流出注入模具41内，然后孔塞30再将出料孔封堵，下一个模具41移动至出料管27正下方，将合金液体逐个注入模具41内，从而完成合金原料的溶解与注模成型，即可对同一批次的镍铁合金原料进行分批次溶解，同时对每批次合金液体注成同一规格的试样，便于后续的检验使用。

工作原理：本装置中的电气元件均通过控制器(图中未示出)进行统一控制；且本装置适用于镍铁合金原料的溶解与铸形；初始状态时，封堵块23将第二通孔15封堵，且孔塞30将出料孔密封封堵，且弧形杆29与第四通孔内壁光滑接触配合，第二电动伸缩杆均处于伸长状态，在使用时，供气装置向进料斗3内供气，先一次向进料斗3放入同一批次的镍铁合金原料，再分次向炉芯2内进料；每次进料前，先将孔塞30打开，通过供气装置向进料斗3充入惰性气体，将炉芯2及进料斗3以及竖管9等内的空气排出，然后再将孔塞30密封封堵，这样确保整个环境呈惰性气体状态，每次进料时，炉芯2加热，第一电动伸缩杆17伸长使得封堵块23上端与第二通孔15齐平，从而使得且此时通过电机42驱动第一电动伸缩杆17转动，进料斗3内的镍铁合金原料在绞龙22的作用下进入定量腔13内，即每次绞龙22转动进料的时长相等，每次进料均使得定量腔14填满，这样即可实现每次的定量控制，然后电机42不再使得第一电动伸缩杆17转动，第一电动伸缩杆17继续伸长，使得封堵块23移动至进料腔14内，且封堵块23尺寸小于进料腔14的尺寸，且封堵块23移动至进料腔14内时，封堵块23与进料腔14内壁之间的距离足够镍铁合金经过，从而将定量腔13内的原料经过第二通孔15、进料腔14、第三通孔16进入炉芯2内部；同时供气装置保持对进料斗3内充入惰性气体，确保炉芯2内溶解时保持惰性气体环境，炉芯2加热对其内部的合金原料进行溶解，在炉芯2对合金进行溶解时，第一电动伸缩杆17使得封堵块23与第二通孔15密封接触配合，加热块39将环形腔38内的惰性气体加热，使得惰性气体受热膨胀，惰性气体给分隔环35的每一段圆弧施加向外侧的力，从而通过推杆36、推块37挤压连接板7竖直部，使得连接板7竖直部与连接管11外周贴紧，同时第二通孔与封堵块23之间贴合更加严实紧密，从而确保炉芯2溶解时的密封状态，当溶解即将完成时，加热块39停止加热，惰性气体逐渐冷却，从而使得连接板7不再受到推块37的推顶，此时封堵块23在第一电动伸缩杆17的伸长下沿第二通孔15向下移动，使得堵头24将第三通孔16密封封堵，炉芯2内的合金液体准备出料，传送带40移动，使得其上侧的一个模具41移动至出料管27正下方，然后电动铰链使得拉杆28向远离出料斗26一侧转动，孔塞30与出料孔分离，第二电动伸缩杆同时收缩，使得连接管11与炉芯2充当一个推顶炉芯2内液体流出的活塞，从而使得炉芯2内的合金液体自出料孔、出料管27流出注入模具41内，然后孔塞30再将出料孔封堵，下一个模具41移动至出料管27正下方，将合金液体逐个注入模具41内，从而完成合金原料的溶解与注模成型，即可对同一批次的镍铁合金原料进行分批次溶解，这样一个批次的镍铁合金完成溶解与铸形后，再重复上述操作，进行下一批次原料的溶解与铸形。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。