CN101968308B - 一种坩埚可升降的烧结炉 - Google Patents

Abstract

一种坩埚可升降的烧结炉，包括罐体冷却水循环管、开盖的电动千斤顶，罐体内设有下坩埚，下坩埚的上部套装有底部开有若干小孔的上坩埚，上坩埚经坩埚支撑固定在罐体上部，下坩埚的底部设有石墨托扳，石墨托扳、石墨柱与升降杆连为一体；罐体外壁上设有金属电极并与碳毡密封的高温室内的石墨电极相连，石墨电极上布置有多个发热管；罐体上设有抽气管和进排气管，抽气管连接抽真空系统，进排气管连接保护性气体加卸压系统；罐体外壁下部设有隔离阀在炉内加压时保护抽真空系统。可实现真空预烧—下坩埚上升—高压坯料孔隙充填—卸压—下坩埚下降—降温等工艺过程炉内一体化，可适应多种气氛，或调整炉内真空度、正压的加压曲线和升温曲线以优化生产工艺。

Description

一种坩埚可升降的烧结炉

技术领域

本发明涉及一种烧结炉，尤其是一种先抽真空后施高压浸渍的坩埚可升降的烧结炉。 

背景技术

烧结炉作为高温设备应用非常广泛，但高温熔化物料充填坯料孔隙的工艺却很落后，坯料的预热、物料的熔化、高压充填坯料，翻倒坩埚倾倒剩余熔料，各环节都要人工操作。目前的烧结炉不能用于坯料的填充增强，是因为无法在高温状态实现坯料和充填物的分离，当温度降至可开启炉门的温度时，坯料和熔融的充填物结为一体。经检索，2009年9月16日授权公告的专利《一种高温出料装置》属于可替代人工在高温状态通过高温压板机构、高温抱卡、平行移动机构、液压升降平台、翻转倒料机构完成高温料埚的水平、上下移动并可完成0-175°的翻转动作，自如的将高温料埚中的料液倒入模具中，避免了高温出料为工作人员带来的损伤，为高温出料提供了稳妥可靠的方法，并为高温出料实现自动控制、设备的连续生产提供了可能。但这只是翻倒坩埚一个环节的改进，坯料的熔料填充工艺中抽真空加热——高压充填——坯料与剩余充填物的高温分离的一体化没有得到解决；2007年12月19日授权公告的专利《升降装置以及使用该装置的综合烧结炉》是一种顺序执行用于模制陶瓷产品的焙烧工艺和烧结工艺的综合烧结炉。模制陶瓷产品沿导轨被水平地传送，通过升降装置升降旋转基座后顺序进入焙烧炉体和烧结炉体，因为炉体很小，炉内无高压。 

发明内容

技术问题：本发明的目的是克服已有技术中的不足之处，提供一种结构简单、操作方便、安全可靠、省时省力的坩埚可升降的烧结炉。 

技术方案：本发明的坩埚可升降的烧结炉，包括带有密封盖的罐体、设在罐体夹层中的冷却水循环管、开盖电动千斤顶、加卸压系统、抽真空系统；所述的罐体内设有下坩埚，下坩埚的上部套装有底部开有若干小孔的上坩埚，上坩埚经坩埚支撑固定在罐体上部，下坩埚的底部设有石墨坩埚托扳，石墨坩埚托扳的底部设有石墨柱，石墨柱的下部设有与其相连并穿过罐体底部的升降机构；上下两个坩埚的四周设有密封的保温层，罐体外壁上设有金属电极，金属电极穿过罐体连接有伸入保温层内的石墨电极，石墨电极上设有向坩埚加热的发热管；罐体外壁下部设有与抽真空系统相连的隔离阀。 

所述的升降机构包括与减速机相连的蜗轮、与石墨柱相连的升降杆，升降杆的上部设有固定于罐体底部上的真空密封组件，真空密封组件的下方设有与其相配合的压力密封盘，升降杆的下部设有与蜗轮相啮合的齿条段；所述的金属电极为3～6个，均匀布置；所述的真空密封组件由开口向下的喇叭形套管、依次设在喇叭形套管入口处的密封圈、法兰和有密封圈的环形凹槽构成。 

有益效果：本发明烧结炉采用恒温场优化设计，可实现真空预烧——填充料坩埚上升——高压充填坯料——填充料坩埚下降等工艺过程的炉内一体化完成，整个工艺过程可采用计算机控制，依据其坯料用途和工艺的不同，炉内可适应多种气氛，也可调整炉内真空度、正压的加压充填曲线和升温曲线以优化生产工艺。由于在高温腔内设置了上下两个坩埚，通过下坩埚的升降实现上坩埚中坯料与下坩埚中填充料的接触与分离。作业人员只需要将待填充的坯料放入固定在烧结炉内的上坩埚中，将填充料放入可升降的下坩埚。通过抽真空、加温熔料、下坩埚的上升、充入保护性气体加压填充、卸压回收保护性气体，然后再通过下坩埚降位使坯料与剩余填充料分离、降温冷却，用程序控制实现全部作业过程，作业过程结束后，作业人员将产品取出入库。由于整个过程全程封闭，并采用保护性气体氛围，工艺环境好、热效率高、作业环境大大改善，节能环保。本发明的真空与高压转换的双压制式可以大大提高产品质量，抽真空扩张了坯料的微孔，消除了填充料填孔时的反压，产品的渗透率高、均匀性强。解决了目前制备工艺中填充料熔化、坯料填充必须人工分段操作的难题。其结构简单，操作方便，安全可靠，使用效果好，具有广泛的实用性。 

附图说明

图1是本发明的炉体结构示意图。 

图中：1-蜗轮；2-升降杆；3-压力密封盘；4-法兰；5-真空密封组件；6-石墨柱；7-石墨坩埚托扳；8-隔离阀；9 –金属电极；10 -石墨电极；11-下坩埚；12-发热管；13-坩埚支撑；14-上坩埚；15-保温层；16-电动千斤顶；17-罐体。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述： 

本发明的坩埚可升降的烧结炉，主要由上坩埚14、下坩埚11、压力密封盘3、真空密封组件5、石墨柱6、石墨坩埚托扳7、隔离阀8、金属电极9、石墨电极10、发热管12、保温层15、罐体17、加卸压系统、抽真空系统构成。罐体17上设有与其相扣合的密封盖，密封盖上设有开盖的电动千斤顶16，罐体17的夹层中设有冷却水循环管、上下两个坩埚设在罐体17的保温层15内，两个坩埚的四周设有用碳毡密封的保温层15，下坩埚11设在罐体17内高温室的底部，上坩埚14套装在下坩埚11的上部，上坩埚14的底部开有若干小孔，上坩埚14由坩埚支撑13固定在罐体17的上部，下坩埚11的底部设有石墨坩埚托扳7，石墨坩埚托扳7下装有石墨柱6，石墨坩埚托扳7呈坩埚底盘圆形，中部有带插孔的柄与石墨柱6相套合，石墨柱6的下部设有与其相连的升降杆2，升降杆2穿过固定于罐体17底部的真空密封组件5，升降杆2的齿条与减速机驱动的蜗轮配合组成升降机构，升降机构包括与减速机相连的蜗轮1、与蜗轮1相啮合的升降杆2齿条段，升降杆2上设有压力密封盘3并套有固定于罐体17底部的真空密封组件5，其中压力密封盘3是有环形突台的端盖；真空密封组件5由开口向下的喇叭形套管、依次设在喇叭形套管入口处的密封圈、法兰4和有密封圈的环形凹槽构成。罐体17外壁上设有金属电极9和与金属电极9相连并伸入保温层15内的石墨电极10，金属电极9为3～6个，均匀布置。石墨电极10上设有多个发热管12；罐体17上设有抽气管和进排气管，抽气管连接抽真空系统，进排气管连接保护性气体加卸压系统；罐体17外壁下部设有与抽真空系统相连起保护作用的隔离阀8；烧结炉罐体17上还设有常规的测温孔和安全阀。

工作原理：罐体17内的两个坩埚，下坩埚11装填充料，可升降；上坩埚14装坯料，在炉内固定不动，底部为多孔结构。当下坩埚11上升时熔融的填充料通过底部孔洞进入上坩埚14浸没坯料；减速机的驱动轴驱动蜗轮1传动升降杆2的齿条做升降运动。装料结束后，对罐体17（压力炉）通电升温，下坩埚11处于附图1所示位置（最低位），抽真空与升温可同步启动，在升降杆2与罐体17之间的真空密封组件5，保证炉内所需的真空度。真空度达到设定值时，经控制系统控制真空泵自动停止工作。随着温度的上升，下坩埚11内的填充料熔化，升降杆2举升下坩埚11上行，下坩埚11中熔融的填充料通过上坩埚14的底部孔洞进入；下坩埚11上行至上坩埚14中的坯料全部淹没在填充料中，此时压力密封盘3的环形突台刚好嵌入真空密封装置5中有密封圈的环形凹槽并对接，确保炉内加压时的高压密封。与常规烧结炉一样，通过加压系统向炉内充入氩气或氮气保护性气体，炉内压力升至工艺设定的压力值并按设定时间稳压后，开启气体回收管路上的回收阀和放空阀释放罐内气体；卸压结束后，下坩埚11下行，上坩埚14中的坯料与下坩埚11中的剩余填充料分离，避免冷却后坯料与剩余填充料结块。罐体17夹层中有冷却水循环，坯料冷却至室温后作业人员即可开启罐体17的上盖将上坩埚中的产品取出入库。 

Claims (4)

1.一种坩埚可升降的烧结炉，包括带有密封盖的罐体（17）、设在罐体（17）夹层中的冷却水循环管、电动千斤顶（16）、加卸压系统、抽真空系统；其特征在于：所述的罐体（17）内设有下坩埚（11），下坩埚（11）的上部套装有底部开有若干小孔的上坩埚（14），上坩埚（14）经坩埚支撑（13）固定在罐体（17）上部，下坩埚（11）的底部设有石墨坩埚托板（7），石墨坩埚托板（7）的底部设有石墨柱（6），石墨柱（6）的下部设有与其相连并穿过罐体（17）底部的升降机构；上下两个坩埚的四周设有密封的保温层（15），罐体（17）外壁上设有金属电极（9），金属电极（9）穿过罐体（17）连接有伸入保温层（15）内的石墨电极（10），石墨电极（10）上设有向坩埚加热的发热管（12）；罐体（17）外壁下部设有与抽真空系统相连的隔离阀（8）。

2.根据权利要求1所述的坩埚可升降的烧结炉，其特征在于：所述的升降机构包括与减速机相连的蜗轮（1）、与石墨柱（6）相连的升降杆（2），升降杆（2）的上部设有固定于罐体（17）底部的真空密封组件（5），真空密封组件（5）的下方设有与其相配合的压力密封盘（3），升降杆（2）的下部设有与蜗轮（1）相啮合的齿条段。

3.根据权利要求1所述的坩埚可升降的烧结炉，其特征在于：所述的金属电极（9）为3～6个，均匀布置。

4.根据权利要求2所述的坩埚可升降的烧结炉，其特征在于：所述的真空密封组件（5）由开口向下的喇叭形套管、依次设在喇叭形套管入口处的密封圈、法兰（4）和有密封圈的环形凹槽构成。

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