本發(fā)明涉及一種真空電子束熔煉裝置。

背景技術(shù)：

真空金屬冶煉提純技術(shù)，在蒸發(fā)系統(tǒng)中，使用水冷焊接銅坩堝作為蒸發(fā)熱源的載體，銅具有非常好的導(dǎo)熱性能，在水冷條件下，可以很好的降低自身溫度，保證使用性能。現(xiàn)有的冷卻水道一般采用下進上出的水路結(jié)構(gòu)。

而且現(xiàn)有的真空電子束熔煉裝置都是直接將水冷坩堝直接放置在真空室內(nèi)做載體使用，導(dǎo)致真空室內(nèi)管路連接復(fù)雜，存在安全隱患。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)缺陷，而提供一種真空電子束熔煉裝置。

為實現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的技術(shù)方案是：

一種真空電子束熔煉裝置，包括真空室，以及水冷坩堝；所述的水冷坩堝包括，

頂部中心形成有物料池的坩堝，以及與所述的坩堝底部固定連接的法蘭板；

物料池周側(cè)水冷機構(gòu)包括于坩堝于物料池底部向內(nèi)凹陷地形成的水槽，所述的水槽由所述的法蘭板將下開口封閉，其中，在所述的水槽內(nèi)固定設(shè)置有導(dǎo)流立柱，所述的導(dǎo)流立柱上端或下端形成有過流孔以使所述的水槽與過流孔配合構(gòu)成上下迂回式水道；

物料池底部水冷機構(gòu)包括形成在所述的坩堝于物料池周側(cè)的底部且下端口被所述的法蘭板密封的4個水孔，形成在所述的法蘭板上的4個通孔；與所述的通孔一一對應(yīng)地固定設(shè)置且可匹配插入所述的水孔中并與水孔保持間隔的導(dǎo)水管，水孔兩兩為一組且由連接槽連通，所述的水槽與兩組水孔的導(dǎo)水管分別由接引部導(dǎo)通，剩余的另外兩個導(dǎo)水柱分別與進水管和出水管連通；

所述的水孔、連接槽、導(dǎo)水管、水槽和接引部構(gòu)成整體單向通道；

所述的真空室開設(shè)有安裝孔，所述的水冷坩堝通過法蘭板固定設(shè)置在所述的安裝孔處。

所述的水槽為一段c型水槽。

所述的接引部設(shè)置在法蘭板底部的接引管。

所述的水孔沿坩堝的軸向平行設(shè)置，水槽等寬等深設(shè)置且深度方向均與坩堝的軸向平行，所述的水孔和水槽的壁厚在5-10mm。

所述的導(dǎo)水管內(nèi)的水流截面積、導(dǎo)水管和水孔間的水流截面積相同、所述的接引部的水流截面積均與過流孔的水流截面積對應(yīng)。

還包括測溫機構(gòu)，在坩堝的物料池底部和/或物料池周側(cè)設(shè)置有軸向延伸的測量孔，在法蘭板上對應(yīng)設(shè)置穿孔，所述的測溫機構(gòu)匹配地穿過穿孔插入所述的測量孔。

還包括與所述的法蘭板密封固定連接底法蘭板，在所述的法蘭板底面形成有接引槽，所述的底法蘭板將所述的接引槽槽下端口封閉以構(gòu)成所述的接引部。

所述的連接槽形成在坩堝的下表面或法蘭板的上表面并由法蘭板或坩堝將連接槽的槽口封閉以構(gòu)成水流通道。

所述的過流孔由導(dǎo)流立柱端部的通孔形成。

所述的過流孔由所述的導(dǎo)流立柱端面與水槽頂面或法蘭板上表面間的間隙構(gòu)成。

所述的水槽兩側(cè)形成有弧形凹窩以定位所述的導(dǎo)流立柱，所述的導(dǎo)流立柱過渡配合或者過盈配合地設(shè)置在所述的水槽內(nèi)。

所述的坩堝底端形成有外凸式與法蘭板匹配的連接環(huán)，所述的連接環(huán)與所述的真空室外壁固定連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明的水冷坩堝結(jié)合熱源及真空容器，用于真空金屬冶煉提純的工藝技術(shù)，提高了安全性和可靠性。尤其是安裝式機構(gòu)，將進出水口安置在真空室外側(cè)，真空室內(nèi)部無焊縫，無加工面，即使漏水也會流向真空室外，保證了安全性能。

附圖說明

圖1所示為本發(fā)明的水冷坩堝的爆炸態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2所示為圖1所示的另一視角結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3所示為坩堝底部的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4所示為法蘭板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5所示法蘭板的另一時間結(jié)構(gòu)圖；

圖6所示為水冷坩堝的組狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7所示為本發(fā)明的水冷坩堝安裝示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細(xì)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發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖所示，本發(fā)明公開了一種真空電子束熔煉裝置，包括真空室5，以及無水冷坩堝；所述的水冷坩堝包括頂部中心形成有物料池11的坩堝1，以及與所述的坩堝底部固定連接的法蘭板2；其中，所述的坩堝為熱良導(dǎo)體，如銅材質(zhì)，所述的座板為不銹鋼材質(zhì)，充分結(jié)合不銹鋼的良好加工性和銅的導(dǎo)熱性。其中，為實現(xiàn)坩堝和座板的密封連接，兩者相接觸面優(yōu)選為平面并在兩者間設(shè)置密封板，如橡膠板密封。

物料池周側(cè)水冷機構(gòu)包括于坩堝于物料池底部向內(nèi)凹陷地形成的水槽12，優(yōu)選為c型水槽，所述的水槽由所述的法蘭板將下開口封閉，其中，在所述的水槽內(nèi)固定設(shè)置有導(dǎo)流立柱，所述的導(dǎo)流立柱13上端或下端形成有過流孔以使所述的水槽與過流孔配合構(gòu)成上下迂回式水道；其中，所述的過流孔為導(dǎo)流立柱端部的通孔，或者由導(dǎo)流立柱與水槽頂面或者座板上表面間的間隙構(gòu)成，即導(dǎo)流立柱的長度小于水槽深度，通過插入到底或者底端與坩堝底部齊平構(gòu)成過流孔，其中，導(dǎo)流立柱13優(yōu)選為圓柱形或方柱形，當(dāng)然也可采用其他截面形狀，只要能實現(xiàn)對液體的阻斷即可。在坩堝底部設(shè)置水槽且該水槽由座板將水槽的下端面封閉形成腔式水道，同時在水道內(nèi)設(shè)置導(dǎo)流立柱，該導(dǎo)流立柱將水道阻斷只留有過流孔，相鄰的兩導(dǎo)流立柱的過流孔成上下交錯配置，即在坩堝內(nèi)形成上下迂回式單向水道，通過水流在單向水道的流動實現(xiàn)降溫效果。

物料池底部水冷機構(gòu)包括形成在所述的坩堝于物料池周側(cè)的底部且下端口被所述的法蘭板密封的4個水孔14，形成在所述的法蘭板上的4個通孔；與所述的通孔一一對應(yīng)地固定設(shè)置且可匹配插入所述的水孔中并與水孔保持間隔的導(dǎo)水管21，水孔兩兩為一組且由連接槽15連通，所述的水槽與所述的導(dǎo)水管分別由接引部22導(dǎo)通；所述的連接槽15形成在所述的坩堝的底面或者座板的上表面，只需要滿足坩堝和座板的密封連接即可。所述的水孔、連接槽、導(dǎo)水管、水槽即接引部構(gòu)成整體單向通道。其中，所述的接引部22可為與所述的通孔固定密封連接的u型接引管等。該u型接引管可與所述的導(dǎo)水管一體形成，同時為提高裝配性，在所述的法蘭板下表面還設(shè)置有將所述的接引管容納其中的嵌槽，同時，所述的一體式接引管和導(dǎo)水管可采用過盈配合實現(xiàn)固定連接。

所述的水冷坩堝作為真空室的一部分，即所述的真空室5開設(shè)有安裝孔，所述的無焊縫式水冷坩堝堝通過法蘭板固定設(shè)置在所述的安裝孔51處。

具體地說，所述的坩堝底端形成有外凸式連接環(huán)10，所述的連接環(huán)10與所述的真空室外壁法蘭式固定連接，同時，所述的連接環(huán)10的上表面內(nèi)圈形成有凹槽，在所述的凹槽內(nèi)嵌設(shè)有密封圈。

本發(fā)明的水冷坩堝，對不同部位采用不同方式的流道設(shè)計，針對性強，可有效保證水冷管坩堝的水冷效果和均勻性，同時，兩種流道設(shè)計，均在坩堝體內(nèi)無焊縫，避免了漏水的安全隱患，提高了設(shè)備的可靠性，降低了加工成本，通過打水孔和內(nèi)嵌導(dǎo)水管的方式以及套管內(nèi)外循環(huán)式共同形成循環(huán)水道，可以保證加工精度，可通過調(diào)整孔徑和水孔位置以及水槽寬度靈活調(diào)整水道冷卻面積，使得冷卻面積增大，滿足不同熱負(fù)荷的要求。

在具體實現(xiàn)上，為實現(xiàn)流路的整體設(shè)計，如圖所示，本發(fā)明第一實施例為所述的水槽為兩段直線水槽，所述的n為偶數(shù)，所述的連通部為n/2-1個以將對應(yīng)組的導(dǎo)水管連通，剩余的兩個導(dǎo)水管分別通過接引部連接至所述的直線水槽的一端，直線水槽的另一端分別對應(yīng)設(shè)置進水管和出水管。所述的接引部優(yōu)選為接引管，其可與對應(yīng)的導(dǎo)水管一體形成。

具體來說，坩堝體上開設(shè)有4個水孔，4個水孔分為平行間隔的兩組，兩組水孔對應(yīng)的一個導(dǎo)水管分別進水管或出水管連通，同時剩余的兩個導(dǎo)水管分別通過接引部，如接引管連接至c型水槽，以作為物料池周側(cè)水冷機構(gòu)的進水和出水，整體水路流向為通過底部的一個導(dǎo)水管進入，在水孔內(nèi)折返，然后進入經(jīng)連接槽進入另一個水孔，再經(jīng)導(dǎo)水管和接引部進入水槽，在水槽內(nèi)進行上下迂回式前進后經(jīng)接引部進入導(dǎo)流管，然后依次在水孔、連接槽、水孔、導(dǎo)水管后最終排出。即，將物料池周側(cè)水冷機構(gòu)的水路串接在兩組水孔間。

其中，為滿足散熱效果和安裝效果，所述的水孔及水槽沿坩堝的軸向平行設(shè)置且在坩堝內(nèi)密布，，所述的水孔和水槽與物料池的壁厚在5-10mm。因為坩堝優(yōu)選為銅質(zhì)，其具有良好的導(dǎo)熱性能，冷卻效果取決于換熱面積和水流量，密布的水孔即水槽可以形成較大的換熱面積，水孔與物料池的距離即壁厚較小，可以將熱量快速導(dǎo)出，多點均布的水孔設(shè)計，即能有效滿足設(shè)計需要，保證冷卻性能。

進一步地，為保證水流道的順暢，所述的導(dǎo)水管內(nèi)的水流截面積、導(dǎo)水管和水孔間的水流截面積相同、所述的接引部的水流截面積均與過流孔的水流截面積對應(yīng)。如，所述的導(dǎo)水管的內(nèi)徑為10-16mm，所述的導(dǎo)水管外壁與水孔間距在3-5mm。采用匹配的大小配置，保證水流通道完整順暢，而且，也能有效避免死區(qū)，杜絕局部蒸發(fā)出現(xiàn)。

為提高設(shè)備的實用性，還包括測溫機構(gòu)，在坩堝的物料池底部和/或物料池周側(cè)設(shè)置有軸向延伸的測量孔，在法蘭板上對應(yīng)設(shè)置穿孔，所述的測溫機構(gòu)匹配地穿過穿孔插入所述的測量孔。采用內(nèi)開孔式安裝定位測溫機構(gòu)，如測溫?zé)犭娕迹惭b簡單，可實現(xiàn)多點同時測溫，而且同時還保證坩堝體內(nèi)無焊縫，提高使用安全性。

作為其中一種具體實施方式，還包括與所述的法蘭板通過多個螺釘密封固定連接的底法蘭板3，所述的接引部22為形成在所述的法蘭板底面的接引槽，所述的底法蘭板將連通槽下開口封堵以局限為水流通道。所述的法蘭板和底法蘭板均為不銹鋼材質(zhì)，在坩堝和法蘭板間設(shè)置有密封板，在法蘭板和底法蘭板間設(shè)置有密封板，如橡膠板組，采用多點螺釘安裝，有效保證各處密封性，而且充分利用不銹鋼的易加工性，保證了加工精度，降低了加工難度和成本。整體結(jié)構(gòu)簡單，流道各部分銜接順暢，使用效果好。所述的底法蘭板上開設(shè)有與所述的剩余的兩個導(dǎo)水管對應(yīng)的開孔并在開孔處設(shè)有對應(yīng)的進水管和出水管，其通過法蘭固定連接并連通。

同時，為減少電子束擊穿帶來的漏水風(fēng)險，與電子轟擊區(qū)上下對應(yīng)的區(qū)域內(nèi)，即兩組水孔之間無焊接點設(shè)置，提高整體的使用安全性。

進一步地，所述的導(dǎo)流立柱過渡配合或者過盈配合地設(shè)置在所述的水槽內(nèi)，過盈配合或過渡配合以保證對水流的阻斷作用，同時實現(xiàn)了對導(dǎo)流立柱在水槽內(nèi)的定位，所述的水槽兩側(cè)形成有弧形凹窩以定位所述的導(dǎo)流立柱。即，在進行水槽的加工后，還需要在水槽內(nèi)進一步鉆出導(dǎo)流立柱裝配孔，該裝配孔與導(dǎo)流立柱形成過盈配合或過渡配合，減小水道間的過流量。而對于導(dǎo)流立柱長度小于水槽深度的情況，通過不同深度的立柱裝配孔即可實現(xiàn)過流孔間隙的控制。

當(dāng)然，作為本實施例的進一步變形，還可采用水槽的兩端或一端由接引部，如接引管直接連通至對應(yīng)的導(dǎo)水管，則對應(yīng)調(diào)整連通部的數(shù)量即可，在此不復(fù)贅述。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。