本實用新型涉及熔煉術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種基于電子束冷床爐的進料系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

電子束冷床爐是一種熔煉爐，在20世界60年代發(fā)展起來，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，在優(yōu)質(zhì)鈦及鈦合金錠坯的生產(chǎn)中已占據(jù)相當(dāng)重要的地位，與傳統(tǒng)真空自耗電弧熔煉爐相比，電子束冷床爐熔煉具有能去除高、低密度夾雜物。可以以熔煉原始爐料和100%鈦殘料及低品質(zhì)哈密安泰，直接生產(chǎn)出各種形狀的鑄錠及板坯等許多優(yōu)點，其被認定為是冶金史上一項重要的成就。

電子束冷床熔煉以電子束作熱源，水冷銅坩堝為冷床，利用高速電子的動能轉(zhuǎn)換成熱能使金屬熔化、精煉、澆鑄成錠。其工作原理為在高真空(真空度一般在10-1至10-3Pa)環(huán)境中，將陰極(鉭或鎢絲)加熱，陰極將發(fā)射出大量熱電子，此時若在陰極與陽極間保持大的電位差，則電子在電場作用下加速，電能轉(zhuǎn)換成電子的動能，用電場和磁場聚集電子束，使其轟擊所要熔化的金屬，電子在同金屬碰撞時失去動能，轉(zhuǎn)變成主要作為熔化爐料的熱量，使金屬熔化，它可以有效地避免金屬液被耐火材料污染。因此可以說，電子束冷床爐的熔煉為一些金屬材料、特別是難熔金屬提供了一種不可缺少的精煉手段。

但在電子束冷床爐熔煉技術(shù)的實際生產(chǎn)中，由于進料速度、控制熔化的速度以及拉錠速度的不匹配容易導(dǎo)致鈦錠出現(xiàn)冷隔、折層、夾雜、晶粒生長不規(guī)律等鑄造缺陷，在后續(xù)的鈦產(chǎn)品生產(chǎn)必須增加切割、分類、歸整等繁瑣工序，大大降低生產(chǎn)效率，進而增加生產(chǎn)成本。進料系統(tǒng)是電子束爐不可缺少的重要組成部分，它與爐體相通，與爐體共用一套真空系統(tǒng)，其作用是輸送原料棒到電子束可以準(zhǔn)確轟擊到的位置，從而使原料棒熔化滴入坩堝內(nèi)。當(dāng)坯料直徑大于坩堝直徑或坯料彎曲變化較大時，就會有部分坯料超出坩堝直徑。電子束熔化坯料時，超出坩堝直徑的坯料不能熔化，當(dāng)其他部分坯料熔化時，超出坩堝直徑部分的坯料將落到坩堝之外，使電子束爐不能正常生產(chǎn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的發(fā)明目的在于：針對上述存在的問題，提供一種基于電子束冷床爐的進料系統(tǒng)，通過屑料和整料進料系統(tǒng)的一體化設(shè)計，并設(shè)置其相對應(yīng)的進料控制系統(tǒng)，提高了電子束冷床爐的進料效率，擴大了進料系統(tǒng)的適用范圍，其結(jié)構(gòu)簡單易于實施操作，有效解決了電子束冷床爐的進料局限性。

本實用新型采用的技術(shù)方案如下：

本實用新型的基于電子束冷床爐的進料系統(tǒng)，它包括進料筒體、屑料進料系統(tǒng)、整料進料系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；所述進料筒體包括進料端和出料端，所述出料端通向爐內(nèi)；所述屑料進料系統(tǒng)和整料進料系統(tǒng)均連接至控制系統(tǒng)，所述屑料系統(tǒng)包括進料箱和屑料料槽；所述進料箱設(shè)于進料筒體外部上方，進料箱的進料口下方為屑料料槽；所述屑料料槽設(shè)置在進料筒體內(nèi)；所述整料進料系統(tǒng)包括輸送裝置、旋轉(zhuǎn)裝置和定位機構(gòu)；所述旋轉(zhuǎn)裝置位于進料筒體的出料端設(shè)置；所述定位機構(gòu)位于進料筒里的進料端，并與輸送裝置在同一條水平軸線上設(shè)置。

由于采用上述結(jié)構(gòu)，本實用新型的基于電子束冷床爐的進料系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，實用性強，實現(xiàn)了屑料、散料、整料的一體化進料，提高了空間利用率的同時還打破了現(xiàn)有電子束冷床熔煉爐熔料的熔煉局限性，提高了電子束冷床爐的生產(chǎn)效率。

本實用新型的基于電子束冷床爐的進料系統(tǒng)，所述旋轉(zhuǎn)裝置包括夾持部件和驅(qū)動部件；所述夾持部件連接至驅(qū)動部件，驅(qū)動部件驅(qū)動夾持部件的夾持和旋轉(zhuǎn)動作。

由于采用上述結(jié)構(gòu)設(shè)計，對于不規(guī)則形狀的整料原料，當(dāng)原料從側(cè)面進入電子束冷床爐內(nèi)，至上而下的轟擊電子束形成一個轟擊面，將整料原料不斷旋轉(zhuǎn)過程中，發(fā)現(xiàn)其均可以通過同樣的一個軸向截面，使得整料旋轉(zhuǎn)至電子束的轟擊范圍內(nèi)，達到熔煉目的，該結(jié)構(gòu)設(shè)計使得不論何種形狀的整料都能在電子束的轟擊范圍內(nèi)熔煉至熔煉池中，避免了整料不完全熔煉或者熔煉的熔煉不能進入熔煉池中，而出鑄錠質(zhì)量不合格和熔料浪費的問題，保證了生產(chǎn)效率，節(jié)約了生產(chǎn)成本。

本實用新型的基于電子束冷床爐的進料系統(tǒng)，所述輸送裝置水平設(shè)置在進料筒體內(nèi)底部；所述定位機構(gòu)包括定位桿、驅(qū)動臺和底座；所述定位桿與驅(qū)動臺連接，驅(qū)動臺位于底座上并相對底座水平移動；所述底座固定架設(shè)在輸送裝置上方，底座高度可調(diào)。

由于采用上述結(jié)構(gòu)設(shè)計，該定位機構(gòu)在需要旋轉(zhuǎn)整料時，用于頂住整料的尾部中心位置，避免在旋轉(zhuǎn)調(diào)整過程中整料偏移甩尾，配合整料動作，保證旋轉(zhuǎn)調(diào)整整料的動作順利完成，使得整料內(nèi)順利的在爐內(nèi)被電子束轟擊熔煉。

本實用新型的基于電子束冷床爐的進料系統(tǒng)，所述屑料料槽位于進料筒體內(nèi)頂部，并通過伸縮機構(gòu)與進料筒體連接；所述伸縮機構(gòu)可調(diào)節(jié)屑料料槽在進料筒體內(nèi)的傾斜角度。

進一步，所述伸縮機構(gòu)設(shè)有兩組，分別位于進料口的兩側(cè)；所述伸縮機構(gòu)與進料筒體滑動連接；屑料料槽靠近進料口的一端連接有推桿機構(gòu)，可使屑料料槽相對進料筒體在一定范圍內(nèi)做水平滑動運動。

進一步，所述推桿機構(gòu)和屑料料槽直接還設(shè)有擋料板，推桿機構(gòu)穿過擋料板與屑料料槽連接。

由于采用上述結(jié)構(gòu)，由于屑料/散料的在實際使用中，其粒度大小、質(zhì)量分數(shù)等的不同，其進去爐內(nèi)的運動軌跡不容，因此通過采用上述各機構(gòu)配合動作，可針對不同大小粒度或者質(zhì)量分數(shù)的散料/屑料調(diào)整進料設(shè)備的位置，保證屑料/散料能在可控運動軌跡內(nèi)進入熔煉池內(nèi)，完成熔料工藝，保證了熔料質(zhì)量的同時也避免了熔料的浪費。

本實用新型的基于電子束冷床爐的進料系統(tǒng)，所述進料筒體的進料端還設(shè)有爐門；所述爐門與進料端的連接處還設(shè)有密封裝置；所述進料筒體下方還設(shè)有支撐架。

由于采用上述結(jié)構(gòu)，進料筒體和電子束冷床爐采用一個真空系統(tǒng)時，必要的密封裝置能保證真空度，保證熔煉鑄錠工藝的正常進行的同時還保證了鑄錠質(zhì)量。

本實用新型的基于電子束冷床爐的進料系統(tǒng)，還包括觀測窗口；所述觀測窗口用于觀測進料筒體內(nèi)的進料情況。

由于采用上述結(jié)構(gòu)，熔煉過程中，可通過觀測窗口實時觀測進料狀態(tài)，若有意外情況發(fā)生，可隨時人工糾正，保證進料進程。

本實用新型的基于電子束冷床爐的進料系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括：控制器；屑料進料控制單元：包括距離傳感器、角度檢測器、位移傳感器和驅(qū)動裝置；所述距離傳感器用于向控制其反饋伸縮機構(gòu)的伸縮距離，角度檢測器用于檢測屑料料槽的傾斜角度，位移傳感器用于向控制器反饋推桿機構(gòu)的作用距離；所述驅(qū)動裝置與推桿機構(gòu)連接，控制其動作；所述距離傳感器、角度檢測器、位移傳感器和驅(qū)動裝置均連接至控制器；整料進料控制單元：包括測速器、位置傳感器和紅外線探測器；所述測速器用于向控制器反饋輸送裝置的輸送速度，位置傳感器用于向控制器反饋定位機構(gòu)的定位信息，紅外線探測器用于向控制其反饋整料的熔料信息；所述測速器、位置傳感器和紅外線探測器均連接至控制器；所述控制器還與旋轉(zhuǎn)裝置的驅(qū)動部件、定位機構(gòu)連接。

上述基于電子束冷床爐的進料系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，其控制過程為：

屑料進料系統(tǒng)的控制過程：

當(dāng)屑料粒度小于25mm時，控制器根據(jù)距離傳感器反饋的信息，將伸縮機構(gòu)的伸縮距離調(diào)整至最大距離；根據(jù)位移傳感器的反饋信息，控制器控制驅(qū)動裝置動作，使推桿機構(gòu)將屑料料槽往電子束冷床爐爐內(nèi)方向的水平位移調(diào)整至最大；并根據(jù)角度檢測器確認此時屑料料槽的傾斜角度為其能達到的最大值后，進行屑料進料動作，完成屑料的熔料；

當(dāng)屑料粒度在25-60mm時，采用上述控制步驟，將伸縮機構(gòu)收縮一定距離，將屑料料槽的傾斜角度控制在最大角度值的三分之二，并通過角度檢測器確認其角度值反饋至控制器；將屑料料槽的水平位移往電子束冷床爐爐內(nèi)相反方向移動總位移的四分之一后，進行屑料進料動作，完成屑料的熔料；

當(dāng)屑料粒度大于60mm時，采用上述控制步驟，將伸縮機構(gòu)收縮一定距離，將屑料料槽的傾斜角度控制在最大角度值的三分之一，并通過角度檢測器確認其角度值反饋至控制器；將屑料料槽的水平位移往電子束冷床爐爐內(nèi)相反方向移動總位移的三分之一后，進行屑料進料動作，完成屑料的熔料；

整料進料系統(tǒng)的控制過程：整料進料進入進料筒體后，控制器控制輸送裝置按照設(shè)定速度輸送整料，測速器實時反饋速度至控制器；當(dāng)紅外線探測器檢測到整料有未熔煉部分在電子束轟擊的范圍之外時，控制器接收到紅外線探測器反饋的信息后，監(jiān)控位置傳感器的定位機構(gòu)的定位信息，控制定位機構(gòu)配合旋轉(zhuǎn)裝置完成旋轉(zhuǎn)整料動作，使整料移動至電子束轟擊范圍內(nèi)，直至完成整料的熔煉。

綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本實用新型的有益效果是：

1、本實用新型的基于電子束冷床爐的進料系統(tǒng)集屑料和整料于一體設(shè)計，提高了空間利用率，減少了設(shè)備的占用空間，其結(jié)構(gòu)簡單，易于安裝；

2、結(jié)合電子束冷床爐的電子束轟擊熔煉過程，本實用新型通過設(shè)置旋轉(zhuǎn)裝置，使得進料系用針對各種不規(guī)則形狀的整料均可以使用，其適用范圍廣；

3、本實用新型的基于電子束冷床爐的進料系統(tǒng)可針對不同熔煉原料做出相應(yīng)變動，較少了預(yù)處理工藝，提高了生產(chǎn)效率；

4、有效的避免了熔煉原料的浪費，節(jié)約了生產(chǎn)成本。

附圖說明

圖1本實用新型的基于電子束冷床爐的進料系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意簡圖；

圖中標(biāo)記：1-進料筒體，2-進料箱，3-屑料料槽，31-伸縮機構(gòu)，32-擋料板，33-推桿機構(gòu)，34-驅(qū)動裝置，4-整料，5-支撐架，6-輸送裝置，7-旋轉(zhuǎn)裝置，8-爐門，9-定位機構(gòu)，91-定位桿，92-驅(qū)動臺，93-底座。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本實用新型作詳細的說明。

為了使發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

實施例1

如圖1所示，一種基于電子束冷床爐的進料系統(tǒng)，它包括進料筒體1、屑料進料系統(tǒng)、整料4進料系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；所述進料筒體包括進料端和出料端，所述出料端通向爐內(nèi)；所述進料端還設(shè)有爐門8；所述爐門8與進料端的連接處還設(shè)有密封裝置；所述進料筒體1下方還設(shè)有支撐架5；所述進料筒體1、屑料進料系統(tǒng)和整料4進料系統(tǒng)一體化設(shè)置，屑料進料系統(tǒng)和整料4進料系統(tǒng)均連接至控制系統(tǒng)，所述屑料系統(tǒng)包括進料箱2和屑料料槽3；所述進料箱2設(shè)于進料筒體1外上方，其進料口下方為屑料料槽3；所述屑料料槽3設(shè)置在進料筒體1內(nèi)；所述整料4進料系統(tǒng)包括輸送裝置6、旋轉(zhuǎn)裝置7和定位機構(gòu)9，所述旋轉(zhuǎn)裝置7位于進料筒體1的出料端設(shè)置；所述定位機構(gòu)9位于進料筒體1的進料端，并與輸送裝置6在同一條水平軸線上設(shè)置；該基于電子束冷床爐的進料系統(tǒng)還包括觀測窗口；所述觀測窗口用于觀測進料筒體1內(nèi)的進料情況。

旋轉(zhuǎn)裝置7包括夾持部件和驅(qū)動部件；所述夾持部件連接至驅(qū)動部件，驅(qū)動部件驅(qū)動夾持部件的夾持和旋轉(zhuǎn)動作；輸送裝置6水平設(shè)置在進料筒體1內(nèi)底部；所述定位機構(gòu)7包括定位桿91、驅(qū)動臺92和底座93；所述定位桿91與驅(qū)動臺92連接，驅(qū)動臺92位于底座93上并相對底座93水平移動；所述底座93固定架設(shè)在輸送裝置6上方，底座93的高度可調(diào)。

屑料料槽3位于進料筒體1內(nèi)頂部，并通過伸縮機構(gòu)31與進料筒體1連接；所述伸縮機構(gòu)31可調(diào)節(jié)屑料料槽3在進料筒體1內(nèi)的傾斜角度。所述伸縮機31構(gòu)至少設(shè)有一組，當(dāng)伸縮機構(gòu)31僅為一組時，該組伸縮機構(gòu)31設(shè)于進料口靠近進料電子束冷床爐爐內(nèi)一側(cè)，此時屑料料槽3的另一端通過銷軸連接在進料口靠近爐門8的一側(cè)；本方案中的伸縮機構(gòu)31設(shè)有兩組，如圖1所示，兩組伸縮機構(gòu)31分別位于進料口的兩側(cè)，該伸縮機構(gòu)31與進料筒體1滑動連接；屑料料槽3靠近進料口的一端連接有推桿機構(gòu)33，可使屑料料槽3相對進料筒體1在一定范圍內(nèi)做水平滑動運動。推桿機構(gòu)33和屑料料槽3直接還設(shè)有擋料板32，該擋料板32用于遮擋屑料，避免屑料飛濺出屑料槽外，造成原料的浪費；推桿機構(gòu)33穿過擋料板32與屑料料槽3連接；擋料板32上設(shè)有與推桿機構(gòu)33截面相形狀同且大小相同的孔，便于推桿機構(gòu)33與屑料料槽3的安裝裝配，同時還對推桿機構(gòu)33起到支撐作用。

實施例2

一種基于實施例1的基于電子束冷床爐的進料系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括：控制器；屑料進料控制單元：包括距離傳感器、角度檢測器、位移傳感器和驅(qū)動裝置34；所述距離傳感器用于向控制其反饋伸縮機構(gòu)31的伸縮距離，角度檢測器用于檢測屑料料槽3的傾斜角度，位移傳感器用于向控制器反饋推桿機構(gòu)33的作用距離；所述驅(qū)動裝置34與推桿機構(gòu)33連接，控制其動作；所述距離傳感器、角度檢測器、位移傳感器和驅(qū)動裝置34均連接至控制器；

整料進料控制單元：包括測速器、位置傳感器、紅外線探測器和驅(qū)動機構(gòu)；所述測速器用于向控制器反饋輸送裝置6的輸送速度，位置傳感器用于向控制器反饋定位機構(gòu)9的定位信息，紅外線探測器用于向控制其反饋整料的熔料信息；所述測速器、位置傳感器和紅外線探測器均連接至控制器；所述控制器還與旋轉(zhuǎn)裝置7的驅(qū)動部件以及整料進料系統(tǒng)的定位機構(gòu)9連接。

實施例3

一種基于實施例2的基于電子束冷床爐的進料系統(tǒng)的控制系統(tǒng)，其控制過程為：

屑料進料系統(tǒng)的控制過程：

當(dāng)屑料粒度小于25mm時，控制器根據(jù)距離傳感器反饋的信息，將伸縮機構(gòu)31的伸縮距離調(diào)整至最大距離，所述距離根據(jù)實際應(yīng)用和爐體的整體尺寸而定，本方案不做限定；根據(jù)位移傳感器的反饋信息，控制器控制驅(qū)動裝置34動作，使推桿機構(gòu)33將屑料料槽3往電子束冷床爐爐內(nèi)方向的水平位移調(diào)整至最大；并根據(jù)角度檢測器確認此時屑料料槽3的傾斜角度為其能達到的最大值后，所述角度最大值根據(jù)實際應(yīng)用和進料系統(tǒng)的整體尺寸而定，本方案不做限定；進行屑料進料動作，完成屑料的熔料；

當(dāng)屑料粒度在25-60mm時，采用上述控制步驟，將伸縮機構(gòu)31收縮一定距離，將屑料料槽3的傾斜角度控制在最大角度值的三分之二，并通過角度檢測器確認其角度值反饋至控制器；將屑料料槽3的水平位移往電子束冷床爐爐內(nèi)相反方向移動總位移的四分之一后，進行屑料進料動作，完成屑料的熔料；

當(dāng)屑料粒度大于60mm時，采用上述控制步驟，將伸縮機構(gòu)31收縮一定距離，將屑料料槽3的傾斜角度控制在最大角度值的三分之一，并通過角度檢測器確認其角度值反饋至控制器；將屑料料槽3的水平位移往電子束冷床爐爐內(nèi)相反方向移動總位移的三分之一后，進行屑料進料動作，完成屑料的熔料；

整料進料系統(tǒng)的控制過程：整料4進料進入進料筒體1后，控制器控制輸送裝置6按照設(shè)定速度輸送整料4，測速器實時反饋速度至控制器；當(dāng)紅外線探測器檢測到整料4有未熔煉部分在電子束轟擊的范圍之外時，控制器接受到紅外線探測器反饋的信息后，監(jiān)控位置傳感反饋的定位機構(gòu)9的定位信息，控制定位機構(gòu)9的各個部件動作，使得定位桿91能頂住整料4的尾部中心位置，整料4在旋轉(zhuǎn)過程中才能前后都饒中心位置旋轉(zhuǎn)，防止整料4在旋轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)偏移或者甩尾的現(xiàn)象；控制器控制定位機構(gòu)9和旋轉(zhuǎn)裝置7配合動作完成旋轉(zhuǎn)整料4的動作，使整料4旋轉(zhuǎn)至電子束冷床爐的電子束能轟擊并能使熔液完全進入熔池的范圍內(nèi)，直至完成整料4的熔煉工藝。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。