EB炉用抽真空系统的制作方法

eb炉用抽真空系统
技术领域
1.本发明属于电子束冷床熔炼炉(以下简称eb炉)真空系统，具体涉及一种eb炉用抽真空系统。


背景技术：

2.目前，eb炉是熔炼钛及钛合金的重要设备，钛属于高反应性金属，具有高化学活性，在常温下不与气体相互反应，但是在高温下会吸附空气中的氢、氮、氧，即使很少量的吸附，也会影响钛的力学和电气性能。电子枪是eb炉设备中重要部件，0.13pa真空度是电子枪稳定工作的必要条件，所以eb炉熔炼工作需要在0.13pa的真空条件下进行。目前进口和国产eb炉抽真空主要设备采用滑阀泵和罗茨泵，由于滑阀泵属于湿式泵，泵腔内的真空油和原材料海绵钛内残留的氯气容易使真空泵油结胶，将滑阀和导轨卡死，造成滑阀泵停止工作，造成滑阀泵故障率居高不下。据青海聚能乌克兰进口eb炉和美国进口eb炉统计，滑阀泵每月卡死一次，严重影响真空系统的抽空效率。因此，研制一种经济适用的eb炉抽真空的方法是一个亟待解决的问题。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种eb炉用抽真空系统，可快速将eb炉内的灰尘杂质、潮气快速去除，并将eb炉内真空度迅速抽至0.13pa，提升eb炉抽空效率，同时降低真空泵的故障率。
4.为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种eb炉用抽真空系统，包含：
5.增压泵1#、增压泵2#、增压泵3#和增氧泵4#；所述增压泵1#、增压泵2#、增压泵3#和增氧泵4#的进气口分别与气动挡板阀vm81、气动挡板阀vm82、气动挡板阀vm83和气动挡板阀vm84的出口连通，增压泵1#、增压泵2#、增压泵3#和增氧泵4#的出气口分别与气动蝶阀vm21、气动蝶阀vm22、气动蝶阀vm23和气动蝶阀vm24的出口连通，并且气动蝶阀vm21、气动蝶阀vm22、气动蝶阀vm23和气动蝶阀vm24的出口之间相连通；气动挡板阀vm81、气动挡板阀vm82的eb炉的左进料室连通，气动挡板阀vm83、气动挡板阀vm84的eb炉的右进料室连通；
6.罗茨泵1#和罗茨泵2#；所述罗茨泵1#的进口与气动蝶阀vm35的出口连接，所述气动蝶阀vm35的进口分别与气动蝶阀vm41和气动蝶阀vm42的出口连通，所述气动蝶阀vm41的进口与气动蝶阀vm21的出口连通；所述罗茨泵2#的进口与气动蝶阀vm36的出口连通，罗茨泵1#的出口与气动蝶阀vm14的进口连通，所述气动蝶阀vm36的进口分别与气动蝶阀vm43和气动蝶阀vm44的出口连通，所述气动蝶阀vm44的进口与气动蝶阀vm24的出口连通；所述气动蝶阀vn42和气动蝶阀vm43的进口均与气动蝶阀vm25的出口连通，罗茨泵2#的出口与气动蝶阀vm14的进口连通；气动蝶阀vm25的进口与eb炉的左进料室连通；
7.螺杆泵1#、螺杆泵2#和螺杆泵3#；所述螺杆泵1#的进口与气动蝶阀vm11的出口连通，气动蝶阀vm11的进口分别与气动蝶阀vm31和气动蝶阀vm32的出口连通，气动蝶阀vm31的进口与气动蝶阀vm21的出口连通，气动蝶阀vm32的进口与气动蝶阀vm14的出口连通，所
述螺杆泵2#的进口与气动蝶阀vm12的出口连通，气动蝶阀vm12的进口分别与气动蝶阀vm14和气动蝶阀vm15的出口连通，所述螺杆泵3#的进口与气动蝶阀vm13的出口连通，气动蝶阀vm13的进口与气动蝶阀vm33和气动蝶阀vm34的出口连通，气动蝶阀vm33的进口与气动蝶阀vm15的出口连通，气动蝶阀vm34的进口与气动蝶阀vm24的出口连通；螺杆泵1#、螺杆泵2#和螺杆泵3#的出口分别与手动蝶阀vn101、手动蝶阀vn102、手动蝶阀vn103的进口连通；
8.水环泵sk-12t，所述水环泵sk-12t的进口分别与气动蝶阀vm26的出口和手动蝶阀vn05的进口连通，手动蝶阀vn05的出口连接有真空表pd2，手动蝶阀vn101、手动蝶阀vn102、手动蝶阀vn103与手动蝶阀vn104的出口之间相通；气动蝶阀vm26的进口与eb炉的右进料室连通；
9.连通熔炼室的管道上依次设置有手动挡板阀vn01、手动挡板阀vn02，手动挡板阀vn03和手动挡板阀vn04，所述手动挡板阀vn01上连接有真空计ua8，手动挡板阀vn04上连接有真空表pd1；
10.熔炼室顶部设置的多个电子枪上分别设置有真空计。
11.作为本发明的一种优选的技术方案，所述电子枪的数量为七，七个电子枪上分别设置有真空计ua1、真空计ua2、真空计ua3、真空计ua4、真空计ua5、真空计ua6和真空计ua7。
12.作为本发明的一种优选的技术方案，所述螺杆泵1#的出口与手动蝶阀vn101之间、螺杆泵2#的出口与手动蝶阀vn102之间、螺杆泵3#的出口与手动蝶阀vn103之间、气动蝶阀vm11的进口与气动蝶阀vm32的出口之间、气动蝶阀vm12的进口与气动蝶阀vm15的出口之间、气动蝶阀vm13的进口与气动蝶阀vm33的出口之间、气动蝶阀vm31的进口与气动蝶阀vm21的出口之间、气动蝶阀vm35的出口与罗茨泵1#的进口之间、气动蝶阀vm36的出口与罗茨泵2#的进口之间、气动蝶阀vm34的进口气动蝶阀vm24的出口之间、水环泵sk-12t的进口与气动蝶阀vm26的出口之间均设置有补偿器。
13.作为本发明的一种优选的技术方案，所述增压泵1#上通过手动挡板阀vn06设置有真空计ua10，所述增压泵2#上通过手动挡板阀vn07设置有真空计ua11，所述增压泵3#上通过手动挡板阀vn08设置有真空计ua12，所述增压泵4#上通过手动挡板阀vn09设置有真空计ua13；所述气动蝶阀vm21的出口通过手动挡板阀vn10设置有真空计ua14，所述气动蝶阀vm24的出口通过手动挡板阀vn11设置有真空计ua15，所述气动蝶阀vm41的出口通过手动挡板阀vn12设置有真空计ua16，所述气动蝶阀vm43的出口通过手动挡板阀vn13设置有真空计ua17，所述气动蝶阀vm11的进口通过手动挡板阀vn14设置有真空计ua20，所述气动蝶阀vm12的进口通过手动挡板阀vn15设置有真空计ua19，所述气动蝶阀vm13的进口通过手动挡板阀vn16设置有真空计ua18。
14.作为本发明的一种优选的技术方案，电子束冷床熔炼炉。
15.本发明的有益效果是：本发明的一种eb炉用抽真空系统，用3台螺杆泵、2台罗茨泵替代国内其他同类型eb炉的8台滑阀泵和8台罗茨泵，减少泵组占地面积和降低真空泵组用电量；真空泵组效率提升且整体价格降低；利用阀门控制实现第三阶段螺杆泵对增压泵的预抽，减少一台单独对增压泵的真空泵；将湿式滑阀泵更换为干式罗茨泵，降低真空系统的故障率；缩短eb炉设备抽空时间约2小时。
附图说明
16.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
17.图1为本发明的一种eb炉用抽真空系统的工作原理图。
具体实施方式
18.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
19.在本发明的描述中，如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
20.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
21.如图1所示，本发明的一种eb炉用抽真空系统，一种eb炉用抽真空系统，包含：
22.增压泵1#、增压泵2#、增压泵3#和增氧泵4#；增压泵1#、增压泵2#、增压泵3#和增氧泵4#的进气口分别与气动挡板阀vm81、气动挡板阀vm82、气动挡板阀vm83和气动挡板阀vm84的出口连通，增压泵1#、增压泵2#、增压泵3#和增氧泵4#的出气口分别与气动蝶阀vm21、气动蝶阀vm22、气动蝶阀vm23和气动蝶阀vm24的出口连通，并且气动蝶阀vm21、气动蝶阀vm22、气动蝶阀vm23和气动蝶阀vm24的出口之间相连通；气动挡板阀vm81、气动挡板阀vm82的eb炉的左进料室连通，气动挡板阀vm83、气动挡板阀vm84的eb炉的右进料室连通；
23.罗茨泵1#和罗茨泵2#；罗茨泵1#的进口与气动蝶阀vm35的出口连接，气动蝶阀vm35的进口分别与气动蝶阀vm41和气动蝶阀vm42的出口连通，气动蝶阀vm41的进口与气动蝶阀vm21的出口连通；罗茨泵2#的进口与气动蝶阀vm36的出口连通，罗茨泵1#的出口与气动蝶阀vm14的进口连通，气动蝶阀vm36的进口分别与气动蝶阀vm43和气动蝶阀vm44的出口连通，气动蝶阀vm44的进口与气动蝶阀vm24的出口连通；气动蝶阀vn42和气动蝶阀vm43的进口均与气动蝶阀vm25的出口连通，罗茨泵2#的出口与气动蝶阀vm14的进口连通；气动蝶阀vm25的进口与eb炉的左进料室连通；
24.螺杆泵1#、螺杆泵2#和螺杆泵3#；螺杆泵1#的进口与气动蝶阀vm11的出口连通，气动蝶阀vm11的进口分别与气动蝶阀vm31和气动蝶阀vm32的出口连通，气动蝶阀vm31的进口与气动蝶阀vm21的出口连通，气动蝶阀vm32的进口与气动蝶阀vm14的出口连通，螺杆泵2#的进口与气动蝶阀vm12的出口连通，气动蝶阀vm12的进口分别与气动蝶阀vm14和气动蝶阀vm15的出口连通，螺杆泵3#的进口与气动蝶阀vm13的出口连通，气动蝶阀vm13的进口与气动蝶阀vm33和气动蝶阀vm34的出口连通，气动蝶阀vm33的进口与气动蝶阀vm15的出口连通，气动蝶阀vm34的进口与气动蝶阀vm24的出口连通；螺杆泵1#、螺杆泵2#和螺杆泵3#的出口分别与手动蝶阀vn101、手动蝶阀vn102、手动蝶阀vn103的进口连通；
25.水环泵sk-12t，所述水环泵sk-12t的进口分别与气动蝶阀vm26的出口和手动蝶阀vn05的进口连通，手动蝶阀vn05的出口连接有真空表pd2，手动蝶阀vn101、手动蝶阀vn102、
手动蝶阀vn103与手动蝶阀vn104的出口之间相通；气动蝶阀vm26的进口与eb炉的右进料室连通；
26.连通熔炼室的管道上依次设置有手动挡板阀vn01、手动挡板阀vn02，手动挡板阀vn03和手动挡板阀vn04，手动挡板阀vn01上连接有真空计ua8，手动挡板阀vn04上连接有真空表pd1；
27.熔炼室顶部设置的七个电子枪上分别设置有真空计ua1、真空计ua2、真空计ua3、真空计ua4、真空计ua5、真空计ua6和真空计ua7。
28.螺杆泵1#的出口与手动蝶阀vn101之间、螺杆泵2#的出口与手动蝶阀vn102之间、螺杆泵3#的出口与手动蝶阀vn103之间、气动蝶阀vm11的进口与气动蝶阀vm32的出口之间、气动蝶阀vm12的进口与气动蝶阀vm15的出口之间、气动蝶阀vm13的进口与气动蝶阀vm33的出口之间、气动蝶阀vm31的进口与气动蝶阀vm21的出口之间、气动蝶阀vm35的出口与罗茨泵1#的进口之间、气动蝶阀vm36的出口与罗茨泵2#的进口之间、气动蝶阀vm34的进口与气动蝶阀vm24的出口之间、水环泵sk-12t的进口与气动蝶阀vm26的出口之间均设置有补偿器。
29.增压泵1#上通过手动挡板阀vn06设置有真空计ua10，增压泵2#上通过手动挡板阀vn07设置有真空计ua11，增压泵3#上通过手动挡板阀vn08设置有真空计ua12，增压泵4#上通过手动挡板阀vn09设置有真空计ua13；气动蝶阀vm21的出口通过手动挡板阀vn10设置有真空计ua14，气动蝶阀vm24的出口通过手动挡板阀vn11设置有真空计ua15，气动蝶阀vm41的出口通过手动挡板阀vn12设置有真空计ua16，气动蝶阀vm43的出口通过手动挡板阀vn13设置有真空计ua17，气动蝶阀vm11的进口通过手动挡板阀vn14设置有真空计ua20，气动蝶阀vm12的进口通过手动挡板阀vn15设置有真空计ua19，气动蝶阀vm13的进口通过手动挡板阀vn16设置有真空计ua18。
30.图1中：ua1表示真空计ua1，其他依次类推。
31.在eb炉熔炼前，提前60分钟加入50℃温水，50℃温水会将熔炼室内的潮气进行蒸发。真空泵配置：一台水环泵单独对熔炼室进行预抽真空；3台螺杆泵并联，2台罗茨泵并联，然后再串联，组成真空泵组；4台油扩散增压泵并联，分别连接到eb炉左进料室和右进料实的抽真空口；阀门前后及管道上安装一些真空阀门，通过阀门的关闭来控制抽空走向。整个抽空可分为四个阶段。
32.第一阶段水环泵预抽：在开始熔炼前，熔炼室内存在一些灰尘、潮气，水环泵能迅速将熔炼室内的灰尘、水分抽出，并将真空度抽至3300pa左右。工作过程为：关闭气动挡板阀vm81、气动挡板阀vm82、气动挡板阀vm83、气动挡板阀vm84、气动蝶阀vm25，左进料室、右进料室、熔炼室、拉锭室形成一个封闭的腔体，打开气动蝶阀vm26，手动蝶阀vm104为常开，启动水环泵sk-12t，进行预抽真空，当熔炼室真空度达到3300pa时，真空计ua8会给控制系统一个信号，启动第二阶段预抽。
33.第二阶段真空机组不通过增压泵对熔炼室进行预抽：当熔炼室真空度达到3300pa时，会启动第二阶段预抽，工作过程为：手动蝶阀vn101、手动蝶阀vn102、手动蝶阀vn103常开、气动蝶阀vm11、气动蝶阀vm12、气动蝶阀vm13、气动蝶阀vm32、气动蝶阀vm33、气动蝶阀vm14、气动蝶阀vm15、气动蝶阀vm35、气动蝶阀vm36、气动蝶阀vm42、气动蝶阀vm43、气动蝶阀vm25打开，气动蝶阀vm31、气动蝶阀vm34、气动蝶阀vm41、气动蝶阀vm44、气动挡板阀
vm81、气动挡板阀vm 82、气动挡板阀vm 83、气动挡板阀vm 84关闭，启动螺杆泵1#、螺杆泵2#、螺杆泵3#、罗茨泵1#、罗茨泵2#，通过管道对熔炼室进行预抽真空，当熔炼室真空度达到10pa时，真空计ua8会给控制系统一个信号，启动第三阶段预抽。
34.第三阶段用螺杆泵1#或者螺杆泵2#对增压泵进行预抽，也可同时用螺杆泵1#和螺杆泵2#同时对增压泵进行预抽，工作过程为：第二阶段预抽继续进行，维持熔炼室内真空度10pa，关闭气动蝶阀vm32，打开气动蝶阀vm31,用螺杆泵1#对增压泵1#、增压泵2#、增压泵3#、增压泵4#进行预抽，也可以关闭气动蝶阀vm33，打开气动蝶阀vm34，用螺杆泵3#对增压泵1#、增压泵2#、增压泵3#、增压泵4#进行预抽，还可以同时关闭气动蝶阀vm32、气动蝶阀vm33，打开气动蝶阀vm31、气动蝶阀vm34用螺杆泵1#和螺杆泵2#同时对增压泵1#、增压泵2#、增压泵3#、增压泵4#进行预抽。当真空计ua10、真空计ua11、真空计ua12、真空计ua13同时达到100pa时，启动第四阶段抽真空。
35.第四阶段为熔炼过程正常抽真空，工作过程为：在第三阶段抽空的基础上，关闭气动蝶阀vm25，打开气动挡板阀vm 81、气动挡板阀vm 82、气动挡板阀vm 83、气动挡板阀vm 84，启动增压泵1#、增压泵2#、增压泵3#、增压泵4#，通过增压泵对eb炉进行抽真空，当整个eb炉真空度达到0.13pa时，具备启动电子枪和进行熔炼条件。
36.手动挡板阀vn05常开，连接真空表pd2，便于操作人员观察管道真空度；手动挡板阀vn01常开，安装真空计ua8；手动挡板阀vn02常闭，为备用接口；手动挡板阀vn03常开，安装真空计ua9；手动挡板阀vn04常开，连接真空表pd1，便于操作人员观察管道真空度；真空计ua1、真空计ua2、真空计ua3、真空计ua4、真空计ua5、真空计ua6、真空计ua7连接在电子枪上，测量电子枪真空度；增压泵1#通过手动挡板阀vn06安装ua10真空计，测量增压泵1#的真空度；增压泵2#通过手动挡板阀vn07安装ua11真空计，测量增压泵2#的真空度；增压泵3#通过手动挡板阀vn08安装ua12真空计，测量增压泵3#的真空度；增压泵4#通过手动挡板阀vn09安装ua13真空计，测量增压泵4#的真空度；抽空管道上通过vn10安装ua14真空计、vn11安装ua15真空计、vn12安装ua13真空计、vn13安装ua17真空计、vn14安装ua20真空计、vn15安装ua19真空计、vn16安装ua18真空计，测量管道各处真空度；在容易产生振动和不便于调整管道尺寸的位置上安装补偿器，消除设备振动对管道造成的影响，便于设备管道的安装和调节；增压泵1#上安装启动挡板阀vm1、增压泵2#上安装启动挡板阀vm2、增压泵3#上安装启动挡板阀vm3、增压泵4#上安装启动挡板阀vm4，用于对eb炉内进行充气；vn101手动蝶阀、vn102手动蝶阀、vn103手动蝶阀、vn104手动蝶阀，为常开阀门，控制真空泵排气。
37.上述说明示出并描述了发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离发明的精神和范围，则都应在发明所附权利要求的保护范围内。

技术特征：
12t的进口与气动蝶阀vm26的出口之间均设置有补偿器。4.根据权利要求3所述的eb炉用抽真空系统，其特征在于，所述增压泵1#上通过手动挡板阀vn06设置有真空计ua10，所述增压泵2#上通过手动挡板阀vn07设置有真空计ua11，所述增压泵3#上通过手动挡板阀vn08设置有真空计ua12，所述增压泵4#上通过手动挡板阀vn09设置有真空计ua13；所述气动蝶阀vm21的出口通过手动挡板阀vn10设置有真空计ua14，所述气动蝶阀vm24的出口通过手动挡板阀vn11设置有真空计ua15，所述气动蝶阀vm41的出口通过手动挡板阀vn12设置有真空计ua16，所述气动蝶阀vm43的出口通过手动挡板阀vn13设置有真空计ua17，所述气动蝶阀vm11的进口通过手动挡板阀vn14设置有真空计ua20，所述气动蝶阀vm12的进口通过手动挡板阀vn15设置有真空计ua19，所述气动蝶阀vm13的进口通过手动挡板阀vn16设置有真空计ua18。5.根据权利要求4所述的eb炉用抽真空系统，其特征在于，用于电子束冷床熔炼炉。

技术总结
本发明公开了一种EB炉用抽真空系统，用3台螺杆泵、2台罗茨泵替代国内其他同类型EB炉的8台滑阀泵和8台罗茨泵，减少泵组占地面积和降低真空泵组用电量；真空泵组效率提升且整体价格降低；利用阀门控制实现第三阶段螺杆泵对增压泵的预抽，减少一台单独对增压泵的真空泵；将湿式滑阀泵更换为干式罗茨泵，降低真空系统的故障率；缩短EB炉设备抽空时间约2小时。缩短EB炉设备抽空时间约2小时。缩短EB炉设备抽空时间约2小时。


技术研发人员：朱灵仓 孙成刚 仝敬泽 杨浩 马涛 杨雅宁
受保护的技术使用者：宝鸡聚和信装备技术有限公司
技术研发日：2021.11.23
技术公布日：2023/8/23