[发明专利]一种用于凝壳炉的重力夹紧导电装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于凝壳炉的重力夹紧导电装置，属于冶炼设备技术领域。

背景技术

钛及其合金具有比重轻、比强度高、耐腐蚀性好等显著特点，近些年来被广泛应用于航天航空、化工、造船、民用等各个领域。钛及其合金化学性质很活泼，在高温熔融状态下易氧化和受接触污染，因此在制作复杂的钛机械零件和薄壁零件时往往采用真空自耗电极凝壳炉设备铸造。真空自耗电极凝壳炉是获得钛及其合金铸件的专用设备。为保证其工作时低电压、大电流，不断开发新型导电夹锭装置(电极杆)。当前电极杆导电时均为铜棒导电，气动夹紧，这种结构导电不均匀，容易产生偏弧，当断气的时候钛锭容易产生脱落，造成熔炼安全隐患。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种用于凝壳炉重力夹紧导电装置，具有导电均匀，自重自动夹紧功能，结构紧凑，操作方便效率高、精度高。具体采用的技术方案如下：

本发明的目的在于提供一种用于凝壳炉的重力夹紧导电装置。该重力夹紧导电装置包括汽缸组件，电极杆组件，钢球组件和密封组件。其中，电极杆组件包括底座1，铜法兰9，楔套10，内管11，中管12和外管13，方头14。内管11，中管12和外管13的两端分别连接底座1和方头14，楔套10套在外管13外侧并与铜法兰9连接，铜法兰9套在外管13与底座1连接的一端，从而使电极管组件连接形成一个可以沿内管11轴向移动的三层套管两层腔体的组合体，中管12上设有通道连通两层腔体，方头14上设有两个通孔分别与两层腔体连通，一个通孔为冷却水的进口，一个为出口，以实现熔炼过程中冷却水的循环。铜球组件包括球体3，球架4，球套5，第一绝缘套6，第一绝缘垫2，第二绝缘垫7和垫8。其中，球架4上设有圆球形通孔，球体3设于球架4的圆球形通孔内，球体3可以在圆球形通孔中向球架内壁和外壁方向移动。球套5位于底座1与铜法兰9形成的凹槽中并套在球架4外壁上。同时，球套5在靠近球体3一端的内壁上设有向内收敛的斜面，并且球套5可以与电极杆组件一起与球架4和球体3发生沿内管11轴向的相对运动，通过球体3与斜面的摩擦和脱离实现对熔炼原料的夹紧与松开。

优选地，球体3的直径大于球架4圆球形通孔在球架4内壁和外壁上圆孔的直径，用于防止球体3脱离球架4。在夹紧时，球体3与球套5内收的斜面借助摩擦力固定。当处于气动松开状态时，球架4与球套5发生相对运动，球架4沿内管13的轴向向外运动，球架4外壁与球套5之间的空隙加大而松开。

优选地，所述楔套10套在外管13上通过螺栓与铜法兰9连接，铜法兰9通过螺栓与底座1连接，楔套10和铜法兰9的设置可有效增大导电面积。在铜法兰9内壁与底座1连接处设有凹槽，在凹槽内设有球套5，球套5与凹槽之间通过第一绝缘套6，第一绝缘垫2，第二绝缘垫7和垫8进行绝缘并固定。

优选地，所述方头14设有用于通电的铜排插孔，便于电力的输入。

优选地，所述气缸组件包括拉杆28，汽缸上盖25，汽缸下盖36，缸筒21，活塞22，绝缘支撑套15，第一压盖18，第二压盖19，第三压盖26，第四压盖40，绝缘压环20，压环34，绝缘板37和安装板39。其中，拉杆28一端穿过内管13通过螺纹与球架4连接，另一端通过螺纹以伺服电机相连。第三压盖26，汽缸上盖25，缸筒21，压环34，绝缘压垫35，汽缸下盖36，绝缘板37和安装板39依次沿拉杆28的轴向套在拉杆28的伺服电机端至方头14之间，汽缸上盖25通过第一螺栓23和螺帽24与缸筒21连接固定，压环34，绝缘压垫35，汽缸下盖36，绝缘板37，安装板39通过第三螺栓33连接，第三压盖26通过第二螺栓30固定于汽缸上盖25上，第四压盖40位于拉杆28与汽缸下盖36之间，绝缘压环20，第一压盖18和第二压盖19位于拉杆28与安装板39内壁形成的空腔内，绝缘支撑套15位于方头14内壁与拉杆28形成的空腔内；活塞22位于缸筒21内并固定在拉杆28上。

进一步，所述密封组件包括第一密封环16，第一O型密封圈17，第二O型密封圈27，第二密封环29，密封垫31，第三密封环41，第三O型密封圈42，第四O型密封圈43和第五O型密封圈44。其中，第一密封环16位于绝缘支撑套15与拉杆28之间，第二O型密封圈27和第二密封环29位于第三压盖26与汽缸上盖25之间，密封垫31位于缸筒21与气缸上盖25和气缸下盖36之间，第三密封环41和第三O型密封圈42位于第四压盖40与气缸下盖36之间，第四O型密封圈43和第五O型密封圈44位于方头14与绝缘支撑套15之间。

优选地，所述球体3和球套5材质为45号钢。