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

背景技術：

電子束冷床爐是一種熔煉爐，在20世界60年代發(fā)展起來，經過幾十年的發(fā)展，在優(yōu)質鈦及鈦合金錠坯的生產中已占據相當重要的地位，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?？梢砸匀蹮捲紶t料和100%鈦殘料及低品質哈密安泰，直接生產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的實際生產中，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)的鈦產品生產必須增加切割、分類、歸整等繁瑣工序，大大降低生產效率，進而增加生產成本。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確轟擊到的位置，從而使原料棒熔化滴入坩堝內。當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。

技術實現(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)的一體化設計，并設置其相對應的進料控制系統(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，其結構簡單易于實施操作，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；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；所述屑料料槽設置在進料筒體內；所述整料進料系統(tǒng)包括輸送裝置、旋轉裝置和定位機構；所述旋轉裝置位于進料筒體的出料端設置；所述定位機構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置。

由于采用上述結構，本實用新型的基于電子束冷床爐的進料系統(tǒng)結構簡單，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)，所述旋轉裝置包括夾持部件和驅動部件；所述夾持部件連接至驅動部件，驅動部件驅動夾持部件的夾持和旋轉動作。

由于采用上述結構設計，對于不規(guī)則形狀的整料原料，當原料從側面進入電子束冷床爐內，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，使得整料旋轉至電子束的轟擊范圍內，達到熔煉目的，該結構設計使得不論何種形狀的整料都能在電子束的轟擊范圍內熔煉至熔煉池中，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，而出鑄錠質量不合格和熔料浪費的問題，保證了生產效率，節(jié)約了生產成本。

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置在進料筒體內底部；所述定位機構包括定位桿、驅動臺和底座；所述定位桿與驅動臺連接，驅動臺位于底座上并相對底座水平移動；所述底座固定架設在輸送裝置上方，底座高度可調。

由于采用上述結構設計，該定位機構在需要旋轉整料時，用于頂住整料的尾部中心位置，避免在旋轉調整過程中整料偏移甩尾，配合整料動作，保證旋轉調整整料的動作順利完成，使得整料內順利的在爐內被電子束轟擊熔煉。

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頂部，并通過伸縮機構與進料筒體連接；所述伸縮機構可調節(jié)屑料料槽在進料筒體內的傾斜角度。

進一步，所述伸縮機構設有兩組，分別位于進料口的兩側；所述伸縮機構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，可使屑料料槽相對進料筒體在一定范圍內做水平滑動運動。

進一步，所述推桿機構和屑料料槽直接還設有擋料板，推桿機構穿過擋料板與屑料料槽連接。

由于采用上述結構，由于屑料/散料的在實際使用中，其粒度大小、質量分數(shù)等的不同，其進去爐內的運動軌跡不容，因此通過采用上述各機構配合動作，可針對不同大小粒度或者質量分數(shù)的散料/屑料調整進料設備的位置，保證屑料/散料能在可控運動軌跡內進入熔煉池內，完成熔料工藝，保證了熔料質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有爐門；所述爐門與進料端的連接處還設有密封裝置；所述進料筒體下方還設有支撐架。

由于采用上述結構，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的進料情況。

由于采用上述結構，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、位移傳感器和驅動裝置；所述距離傳感器用于向控制其反饋伸縮機構的伸縮距離，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的作用距離；所述驅動裝置與推桿機構連接，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裝置的驅動部件、定位機構連接。

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：

當屑料粒度小于25mm時，控制器根據距離傳感器反饋的信息，將伸縮機構的伸縮距離調整至最大距離；根據位移傳感器的反饋信息，控制器控制驅動裝置動作，使推桿機構將屑料料槽往電子束冷床爐爐內方向的水平位移調整至最大；并根據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；

當屑料粒度在25-60mm時，采用上述控制步驟，將伸縮機構收縮一定距離，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；

當屑料粒度大于60mm時，采用上述控制步驟，將伸縮機構收縮一定距離，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定速度輸送整料，測速器實時反饋速度至控制器；當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的定位信息，控制定位機構配合旋轉裝置完成旋轉整料動作，使整料移動至電子束轟擊范圍內，直至完成整料的熔煉。

綜上所述，由于采用了上述技術方案，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計，提高了空間利用率，減少了設備的占用空間，其結構簡單，易于安裝；

2、結合電子束冷床爐的電子束轟擊熔煉過程，本實用新型通過設置旋轉裝置，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變動，較少了預處理工藝，提高了生產效率；

4、有效的避免了熔煉原料的浪費，節(jié)約了生產成本。

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)的結構示意簡圖；

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

具體實施方式

下面結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、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，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；所述進料端還設有爐門8；所述爐門8與進料端的連接處還設有密封裝置；所述進料筒體1下方還設有支撐架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設置在進料筒體1內；所述整料4進料系統(tǒng)包括輸送裝置6、旋轉裝置7和定位機構9，所述旋轉裝置7位于進料筒體1的出料端設置；所述定位機構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內的進料情況。

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

屑料料槽3位于進料筒體1內頂部，并通過伸縮機構31與進料筒體1連接；所述伸縮機構31可調節(jié)屑料料槽3在進料筒體1內的傾斜角度。所述伸縮機31構至少設有一組，當伸縮機構31僅為一組時，該組伸縮機構31設于進料口靠近進料電子束冷床爐爐內一側，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；本方案中的伸縮機構31設有兩組，如圖1所示，兩組伸縮機構31分別位于進料口的兩側，該伸縮機構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33，可使屑料料槽3相對進料筒體1在一定范圍內做水平滑動運動。推桿機構33和屑料料槽3直接還設有擋料板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33穿過擋料板32與屑料料槽3連接；擋料板32上設有與推桿機構33截面相形狀同且大小相同的孔，便于推桿機構33與屑料料槽3的安裝裝配，同時還對推桿機構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、位移傳感器和驅動裝置34；所述距離傳感器用于向控制其反饋伸縮機構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33的作用距離；所述驅動裝置34與推桿機構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、紅外線探測器和驅動機構；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裝置7的驅動部件以及整料進料系統(tǒng)的定位機構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：

當屑料粒度小于25mm時，控制器根據距離傳感器反饋的信息，將伸縮機構31的伸縮距離調整至最大距離，所述距離根據實際應用和爐體的整體尺寸而定，本方案不做限定；根據位移傳感器的反饋信息，控制器控制驅動裝置34動作，使推桿機構33將屑料料槽3往電子束冷床爐爐內方向的水平位移調整至最大；并根據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實際應用和進料系統(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；

當屑料粒度在25-60mm時，采用上述控制步驟，將伸縮機構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；

當屑料粒度大于60mm時，采用上述控制步驟，將伸縮機構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按照設定速度輸送整料4，測速器實時反饋速度至控制器；當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9的定位信息，控制定位機構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在旋轉過程中才能前后都饒中心位置旋轉，防止整料4在旋轉過程中出現(xiàn)偏移或者甩尾的現(xiàn)象；控制器控制定位機構9和旋轉裝置7配合動作完成旋轉整料4的動作，使整料4旋轉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，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所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。