CN107869909A - 真空热压炉 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种真空热压炉，包括：炉体系统，包括炉体；真空系统，用于对所述炉体进行抽真空，所述真空系统包括机械泵、以及与所述机械泵相连的充气阀；控制系统，与所述真空系统相连，用于控制所述机械泵开启时，所述充气阀关闭；还用于在收到机械泵关闭指令时，控制所述机械泵延迟预设时间关闭，且在所述预设时间内开启所述充气阀，向所述机械泵内充入大气。本发明所述真空热压炉的真空系统包括机械泵以及与机械泵相连的充气阀，通过控制系统实现在关闭机械泵时自动开启充气阀以自动向机械泵内充入大气的作用，相比手动打开充气阀的方案，可以防止人为原因导致设备出现故障的问题。

Description

真空热压炉

技术领域

本发明涉及烧结炉技术领域，尤其涉及一种真空热压炉。

背景技术

真空热压炉是用石墨作为发热元件的立式电阻炉，广泛应用于金属化合物、陶瓷、无机化合物、纳米材料等等在高温高真空条件下或保护气氛下的热压烧结。

目前真空热压炉有五大系统，其中包含炉体系统、电源系统、真空系统、液压系统及水循环系统。

但是，现有技术真空热压炉容易出现设备故障。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种真空热压炉，降低真空热压炉出现设备故障的可能性。

为解决上述问题，本发明提供一种真空热压炉，包括：炉体系统，包括炉体；真空系统，用于对所述炉体进行抽真空，所述真空系统包括机械泵、以及与所述机械泵相连的充气阀；控制系统，与所述真空系统相连，用于控制所述机械泵开启时，所述充气阀关闭；还用于在收到机械泵关闭指令时，控制所述机械泵延迟预设时间关闭，且在所述预设时间内开启所述充气阀，向所述机械泵内充入大气。

可选的，所述充气阀设置于所述机械泵上。

可选的，所述真空系统还包括罗茨泵，所述罗茨泵一端与所述炉体相连，另一端通过管道与所述机械泵相连。

可选的，所述充气阀设置于所述罗茨泵和机械泵之间的管道上。

可选的，所述预设时间为20秒至40秒。

可选的，达到预设时间后，所述控制系统控制所述充气阀关闭，且所述机械泵内达到常压状态。

可选的，与所述炉体相连的电源柜，用于控制所述炉体的加热和加压工艺，实现热压烧结工艺；与所述真空系统相连的控制柜，用于控制所述机械泵开启时，所述充气阀关闭；还用于在收到机械泵关闭指令时，控制所述机械泵延迟预设时间关闭，且在所述预设时间内开启所述充气阀，向所述机械泵内充入大气。

可选的，所述控制系统还包括位于所述控制柜上的机械泵关闭按钮，用于在按下时获得所述机械泵关闭指令。

可选的，所述真空热压炉还包括：与所述炉体系统相连的液压系统和水循环系统；所述液压系统还与所述控制柜相连，且所述液压系统的运作由所述控制柜进行控制；所述水循环系统还与所述控制柜相连，且所述水循环系统的运作由所述控制柜进行控制。

可选的，所述真空热压炉用于进行热压烧结工艺，所述炉体系统还包括位于所述炉体内的烧结模具。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明所述真空热压炉的真空系统包括机械泵以及与所述机械泵相连的充气阀，通过控制系统控制所述机械泵开启时，所述充气阀关闭，所述控制系统还在收到机械泵关闭指令时，控制所述机械泵延迟预设时间关闭，且在所述预设时间内开启所述充气阀，向所述机械泵内充入大气，因此可以在关闭所述机械泵时自动开启所述充气阀以实现自动向所述机械泵内充入大气的作用，相比手动打开充气阀的方案，本发明可以防止人为原因导致设备出现故障的问题。

附图说明

图1为一种真空热压炉的剖面结构示意图；

图2是本发明真空热压炉一实施例的剖面结构示意图。

具体实施方式

由背景技术可知，真空热压炉容易出现设备故障。结合一种真空热压炉的剖面结构示意图分析其原因在于：

参考图1，示出了一种真空热压炉的剖面结构示意图，所述真空热压炉包括：用于进行烧结工艺的炉体30；与所述炉体30相连的罗茨泵10，与所述罗茨泵10相连的机械泵20，所述罗茨泵10和机械泵20用于对所述炉体30进行抽真空，其中，所述机械泵20上设有充气阀(图未示)，用于在所述机械泵30关闭时，向所述机械泵30内充入大气。

当所述真空热压炉完成烧结工艺后，关闭所述罗茨泵10；然后手动打开所述机械泵20上的充气阀，向所述机械泵30内充入大气，使得所述机械泵20内呈常压状态；所述机械泵20内呈常压状态后，关闭所述机械泵20。

但是，采用手动打开充气阀的方式，存在操作人员忘记打开所述充气阀而直接关闭所述机械泵20的风险，因此关闭所述机械泵20后所述机械泵20内仍旧呈真空状态；下次启动所述机械泵20时，容易导致所述机械泵20扭矩过大，从而导致所述机械泵20受损。此外，操作人员频繁地开关所述充气阀，容易导致所述充气阀位置处磨损较为严重，因此操作人员关闭所述机械泵20的时间相应延长的可能性较高，甚至存在忘记关闭所述机械泵20的风险。

为了解决上述问题，本发明提供一种真空热压炉，包括：炉体系统，包括炉体；真空系统，用于对所述炉体进行抽真空，所述真空系统包括机械泵、以及与所述机械泵相连的充气阀；控制系统，与所述真空系统相连，用于控制所述机械泵开启时，所述充气阀关闭；还用于在收到机械泵关闭指令时，控制所述机械泵延迟预设时间关闭，且在所述预设时间内开启所述充气阀，向所述机械泵内充入大气。

本发明所述真空热压炉的真空系统包括机械泵以及与所述机械泵相连的充气阀，通过控制系统控制所述机械泵开启时，所述充气阀关闭，所述控制系统还在收到机械泵关闭指令时，控制所述机械泵延迟预设时间关闭，且在所述预设时间内开启所述充气阀，向所述机械泵内充入大气，因此可以在关闭所述机械泵时自动开启充气阀以实现自动向所述机械泵内充入大气的作用，相比手动打开充气阀的方案，本发明可以防止人为原因导致设备出现故障的问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

以下将结合附图对本实施例提供的真空热压炉进行详细说明。图2为本实施例提供的真空热压炉的剖面结构示意图。

所述真空热压炉包括：炉体系统(未标示)，包括炉体110；真空系统(未标示)，用于对所述炉体110进行抽真空，所述真空系统包括机械泵410、以及与所述机械泵410相连的充气阀430；控制系统(未标示)，与所述真空系统相连，用于控制所述机械泵410开启时，所述充气阀430关闭；还用于在收到机械泵410关闭指令时，控制所述机械泵410延迟预设时间关闭，且在所述预设时间内开启所述充气阀430，向所述机械泵410内充入大气。

本实施例中，所述真空热压炉可用于对金属化合物、陶瓷、无机化合物、纳米材料等进行热压烧结工艺。因此，所述炉体系统还包括位于所述炉体110内的烧结模具120。

在热压烧结的过程中，将待加工材料置于所述炉体110内的烧结模具120中，所述炉体110为进行所述热压烧结工艺提供工艺场所，通过对所述烧结模具120施加压力，以实现对待加工材料的热压烧结；且在热压烧结的过程中，所述炉体110内呈密封真空状态。

所述炉体110为柱体结构。本实施例中，所述炉体110的形状为圆柱体。

本实施例中，所述炉体系统还包括：与所述炉体110顶部相连的上炉体压头130，以及与所述炉体110底部相连的下炉体压头140。所述上炉体压头130一部分位于所述炉体110内，一部分露出于所述炉体110顶部；所述下炉体压头140一部分位于所述炉体110内，一部分露出于所述炉体110底部。在热压烧结的过程中，所述上炉体压头130和下炉体压头140作用于所述烧结模具120上，用于对所述烧结模具120施加压力。

本实施例中，所述炉体系统还包括：联合机构100，所述联合机构100包括用于支撑所述炉体110的立柱101以及与所述立柱101相连的上横梁102和下横梁103，所述上横梁102位于所述炉体110的顶部上方，所述下横梁103位于所述炉体110的底部下方。

具体地，所述联合机构100为框架式双立柱支撑体，相应的，所述立柱101的数量为4根。其中，所述上横梁102能够沿所述立柱101上下移动，所述下横梁103也能够沿所述立柱101上下移动。

本实施例中，所述真空热压炉还包括：与所述炉体系统相连的液压系统(未标示)。具体地，所述液压系统与所述上横梁102和下横梁103相连，用于对所述烧结模具120进行加压。

所述液压系统与所述炉体系统相配合，在热压烧结的过程中，所述液压系统对所述烧结模具120内的待加工材料施加压力，达到热压的目的。

具体地，所述液压系统包括液压站310、与所述液压站310相连的上液压缸320和下液压缸330、与所述上液压缸320相连的上压头104、以及与所述下液压缸330相连的下压头105。

本实施例中，所述液压站310用于存储液压油，所述液压站310内设有液压泵；所述上液压缸320和下液压缸330为油缸。

其中，所述上液压缸320和上压头104与所述上横梁102相连，所述下液压缸330和下压头105与所述下横梁相连103，且所述上压头104朝向所述上炉体压头130，所述下压头105朝向所述下炉体压头140。

所述液压系统还用于控制所述上横梁102和下横梁103的上下移动操作。具体地，所述上横梁102在所述上液压缸320作用下沿所述立柱101上下移动，所述下横梁103在所述下液压缸330作用下沿所述立柱101上下移动。

在热压烧结的过程中，所述上液压缸320对所述上压头104施加压力，所述下液压缸330对所述下压头105施加压力；所述上压头104对所述上炉体压头130施加压力，所述下压头105对所述下炉体压头140施加压力；所上炉体压头130对所述烧结模具120顶部施加压力，所述下炉体压头140对所述烧结模具120底部施加压力。也就是说，所述上液压缸320通过所述上压头104和上炉体压头130作用于所述烧结模具120上，所述下液压缸330通过所述下压头105和下炉体压头140作用于所述烧结模具120上，从而可以实现对所述烧结模具120内待加工材料进行上下同时加压。

需要说明的是，根据具体生产需要，还可以仅通过所述上液压缸对所述烧结模具施加压力，也就是下压法；还可以仅通过所述下液压缸对所述烧结模具施加压力，也就是顶压法。

根据产品不同等实际需要，对所述炉体110内真空度要求也有所不同。因此，本实施例中，所述真空热压炉还包括真空系统，用于对所述炉体110进行抽真空，所述真空系统包括机械泵410、以及与所述机械泵410相连的充气阀430。

为了进一步提高所述炉体110内的真空度，所述真空系统还包括罗茨泵420，所述罗茨泵420一端与所述炉体110相连，另一端通过管道401与所述机械泵410相连。

在热压烧结的过程中，通过所述机械泵410对所述炉体110进行初步抽真空，使所述炉体110内的真空度达到500Pa至1000Pa范围内，通过所述罗茨泵420对所述炉体110进行进一步抽真空，使所述炉体110内的真空度达到30Pa至100Pa范围内，从而使得所述炉体110内呈高真空状态。

所述充气阀430用于向所述机械泵110内充入大气，从而在所述机械泵110关闭后使所述机械泵110内呈常压状态。

本实施例中，所述充气阀430设置于所述罗茨泵420和机械泵410之间的管道上401，因此所述充气阀430通过所述管道401向所述机械泵410内充入大气。在其他实施例中，所述充气阀还可以设置于所述机械泵上，从而可以直接向所述机械泵内充入大气。

为了避免所述真空热压炉在热压烧结的过程中出现过热现象，本实施例中，所述真空热压炉还包括水循环系统，用于向所述炉体110提供循环冷却水，从而保证所述真空热压炉的正常运作。

本实施例中，所述水循环系统包括水箱210和水泵220；通过所述水泵220，将所述水箱210中的水压入水管201中，经所述炉体110后再回收至所述水箱210中，以实现向所述炉体110提供循环冷却水的作用。

为了有效提高热压烧结工艺的效率，保证产品的性能稳定，所述真空热压炉还包括控制系统。一方面，通过所述控制系统以实现对所述烧结模具120内的待加工材料进行加热和加压的目的，从而实现热压烧结工艺；另一方面，所述控制系统用于控制所述机械泵410开启时，所述充气阀430关闭；还用于在收到机械泵410关闭指令时，控制所述机械泵410延迟预设时间关闭，且在所述预设时间内开启所述充气阀430，向所述机械泵410内充入大气。

本实施例中，达到所述预设时间后，所述控制系统控制所述充气阀430关闭，且所述机械泵410内达到常压状态。

具体地，所述控制系统包括与所述炉体110相连的电源柜510，用于控制所述炉体110的加热和加压工艺，实现热压烧结工艺；与所述真空系统相连的控制柜520。

本实施例中，所述电源柜510通过电缆线511与所述炉体110相连。

所述控制柜520用于控制所述罗茨泵420和机械泵410的开启和关闭。本实施例中，所述控制柜520用于控制所述机械泵410开启时，所述充气阀430不通电而呈关闭状态；还用于在收到机械泵410关闭指令时，控制所述机械泵410延迟预设时间关闭，且在所述预设时间内开启所述充气阀430，向所述机械泵410内充入大气。

本实施例中，所述控制系统还包括位于所述控制柜520上的机械泵410关闭按钮(图未示)，用于在按下时获得所述机械泵410关闭指令。因此，按下所述机械泵410关闭按钮后，所述充气阀430通电开始正常运作，在预设时间内自动向所述机械泵410内充入大气，以破坏所述机械泵410内的真空状态；达到预设时间后，所述控制柜520控制所述充气阀430关闭，且所述机械泵410内达到常压状态。

需要说明的是，所述预设时间不宜过长，也不宜过短。如果所述预设时间过短，达到所述预设时间后，所述充气阀430向所述机械泵410内充入的大气不足，难以使所述机械泵410内达到常压状态；如果所述预设时间过长，反而容易浪费工艺时间，导致制造效率的下降。为此，本实施例中，所述预设时间为20秒至40秒。

还需要说明的是，本实施例中，所述水循环系统与所述控制柜520相连，且所述水循环系统的运作由所述控制柜520进行控制；所述液压系统也与所述控制柜520相连，且所述液压系统的运作也由所述控制柜520进行控制。

本实施例中，所述真空热压炉的真空系统包括机械泵410以及与所述机械泵410相连的充气阀430，通过控制系统控制所述机械泵410开启时，所述充气阀430关闭，所述控制系统还在收到机械泵410关闭指令时，控制所述机械泵410延迟预设时间关闭，且在所述预设时间内开启所述充气阀430，向所述机械泵410内充入大气，因此可以在关闭所述机械泵410时自动开启所述充气阀430以实现自动向所述机械泵410内充入大气的作用，相比手动打开充气阀的方案，本实施例所述的真空热压炉，可以防止人为原因导致所述真空热压炉出现故障的问题。

虽然本发明己披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种真空热压炉，其特征在于，包括：

炉体系统，包括炉体；

真空系统，用于对所述炉体进行抽真空，所述真空系统包括机械泵、以及与所述机械泵相连的充气阀；

控制系统，与所述真空系统相连，用于控制所述机械泵开启时，所述充气阀关闭；还用于在收到机械泵关闭指令时，控制所述机械泵延迟预设时间关闭，且在所述预设时间内开启所述充气阀，向所述机械泵内充入大气。

2.如权利要求1所述的真空热压炉，其特征在于，所述充气阀设置于所述机械泵上。

3.如权利要求1所述的真空热压炉，其特征在于，所述真空系统还包括罗茨泵，所述罗茨泵一端与所述炉体相连，另一端通过管道与所述机械泵相连。

4.如权利要求3所述的真空热压炉，其特征在于，所述充气阀设置于所述罗茨泵和机械泵之间的管道上。

5.如权利要求1所述的真空热压炉，其特征在于，所述预设时间为20秒至40秒。

6.如权利要求1所述的真空热压炉，其特征在于，达到预设时间后，所述控制系统控制所述充气阀关闭，且所述机械泵内达到常压状态。

7.如权利要求1所述的真空热压炉，其特征在于，所述控制系统包括：与所述炉体相连的电源柜，用于控制所述炉体的加热和加压工艺，实现热压烧结工艺；

与所述真空系统相连的控制柜，用于控制所述机械泵开启时，所述充气阀关闭；还用于在收到机械泵关闭指令时，控制所述机械泵延迟预设时间关闭，且在所述预设时间内开启所述充气阀，向所述机械泵内充入大气。

8.如权利要求7所述的真空热压炉，其特征在于，所述控制系统还包括位于所述控制柜上的机械泵关闭按钮，用于在按下时获得所述机械泵关闭指令。

9.如权利要求7所述的真空热压炉，其特征在于，所述真空热压炉还包括：与所述炉体系统相连的液压系统和水循环系统；

所述液压系统还与所述控制柜相连，且所述液压系统的运作由所述控制柜进行控制；

所述水循环系统还与所述控制柜相连，且所述水循环系统的运作由所述控制柜进行控制。

10.如权利要求7所述的真空热压炉，其特征在于，所述真空热压炉用于进行热压烧结工艺，所述炉体系统还包括位于所述炉体内的烧结模具。