CN111086093A - 一种双向高压热压烧结石墨装备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种双向高压热压烧结石墨装备，包括底座，用于盛装原材料的模具体，沿竖直方向固定设置在所述底座上的支架，固定设置在所述支架上并用于对所述模具体内的原材料进行加压的上下双向超高压组件，设置在所述支架上并用于当所述模具体置于所述上下双向超高压组件内时与模具体电性连通并对模具体内的原材料进行通电加热的加热组件。实现将双向超高压和热压烧结过程同时进行，缩短了石墨材料的生产流程，减少了生产时间，将碳制品生产工艺时间由原有的几个月(浸焙阶段)压缩至几个小时内。

Description

一种双向高压热压烧结石墨装备

技术领域

本发明涉及石墨生产设备领域，尤其涉及的是一种双向高压热压烧结 石墨装备。

背景技术

石墨由于其特殊结构，而具有如下特殊性质：耐高温性，即使经超高 温电弧灼烧，重量的损失很小，热膨胀系数也很小。石墨强度随温度提高 而加强，在2000℃时，石墨强度提高一倍；导电、导热性，石墨的导电性 比一般非金属矿高一百倍，导热性超过钢、铁、铅等金属材料；导热系数 随温度升高而降低，甚至在极高的温度下，石墨成绝热体；润滑性，石墨 的润滑性能取决于石墨鳞片的大小，鳞片越大，摩擦系数越小，润滑性能 越好；化学稳定性、石墨在常温下有良好的化学稳定性，能耐酸、耐碱和 耐有机溶剂的腐蚀。可塑性，石墨的韧性好，可碾成很薄的薄片；抗热震 性，石墨在常温下使用时能经受住温度的剧烈变化而不致破坏，温度突变 时，石墨的体积变化不大，不会产生裂纹。因此，石墨在工业上运用极广， 几乎每个行业都会用到，工业上多用的是人造石墨。高纯、高强、高密、 高模量石墨，被称为特种石墨，具有特殊的物理与化学特性，被广泛应用 到铝产业、钢铁产业、玻璃制造、环境保护、化学产业、航空航天、金属 制造、核能电子科学、滑触机械、橡胶行业、结构铸造模、电热元件、单 晶炉加热器、冶炼贵重金属用坩锅、电火花加工、烧结模具、金属涂镀等 行业。

现有的人造石墨生产过程中，是用焙烘炉在1000℃到1300℃温度下将 焦碳与粘附沥青混合后予以焦化而生产的，然后将碳素用电热炉在2500℃ 至3000℃温度下予以石墨化，将无形质碳素体加工成晶性石墨的结构，因 此就称为石墨化。在将碳素材料予以石墨化前，还经浸沥青和再次焙烘， 这可以增进其电气和机械性能。传统石墨生产过程中多次浸焙、加压、再 加热的工艺过程中，生产周期会很长，长达6个月左右，时间成本花费较大，生产效率不高。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷，提供一种双向高压热压烧结石墨装备，通 过该装备，将双向超高压和热压烧结过程同时进行，缩短了石墨材料的生 产流程，减少了生产时间，将碳制品生产工艺时间由原有的几个月(浸焙 阶段)压缩至几个小时内，旨在解决现有石墨生产中多次浸焙、加压、再 加热的工艺过程中，生产周期长，时间成本花费较大，生产效率不高的问 题。

本发明解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种双向高压热压烧结石墨装备，包括底座，其中，还包括有用于盛 装原材料的模具体，沿竖直方向固定设置在所述底座上的支架，固定设置 在所述支架上并用于对所述模具体内的原材料进行加压的上下双向超高压 组件，设置在所述支架上并用于当所述模具体置于所述上下双向超高压组 件内时与模具体电性连通并对模具体内的原材料进行通电加热的加热组 件。

进一步，所述上下双向超高压组件包括有固定连接在支架的上部并用 于朝下施压的上压缸，固定连接在所述支架的下部并用于朝上施压的下压 缸，铰接在所述上压缸的外表面和所述下压缸的外表面的铰链，所述上压 缸与所述下压缸之间设置有用于容纳所述模具体的加压空间。

进一步，所述模具体包括有上表面和下表面设置为开口的模具壳体， 可移动设置在模具壳体内的下表面开口处的下压板，可移动设置在模具壳 体内的上表面开口处的上压板，位于模具壳体内部并用于电性连接加热组 件后产生热量的加热板，所述加热板、上压板、下压板在模具壳体内形成 用于盛装原材料的密封空间。

进一步，所述加热组件包括有导电板，与导电板电性连接的变压器， 所述模具体移动到所述上下双向超高压组件内时与所述导电板连通并与变 压器形成通电回路。

进一步，还包括有用于把所述模具体推进或拉出所述上下双向超高压 组件内的自动输送机构，所述自动输送机构包括有设置在所述底座上并位 于所述上下双向超高压组件的左右方向侧面的机座，沿所述模具体进出所 述上下双向超高压组件的方向上固定设置的输送液压缸，所述输送液压缸 的输出轴固定连接所述模具体。

进一步，在所述机座与所述模具体之间设置有第一导向组件，第一导 向组件包括第一导轨和与第一导轨相配合的第一滑块，所述第一导轨沿所 述输送液压缸的输出轴移动方向固定设置在所述机座上，所述第一滑块固 定连接在所述模具体上并在所述第一导轨上滑移。

进一步，还包括有卸料机构，所述卸料机构位于所述输送液压缸与所 述上下双向超高压组件之间，所述卸料机构包括有固定设置在所述底座上 并位于所述模具体下方的上推液压缸，沿竖直方向固定设置在底座上的支 撑杆，固定设置在支撑杆上并位于所述模具体上方的下推液压缸。

进一步，所述卸料机构还包括有侧推料液压缸，所述侧推料液压缸沿 前后方向固定连接在所述支撑杆上。

进一步，所述机座与所述底座之间设置有第二导向组件，第二导向组 件包括第二导轨和与第二导轨相配合的第二滑块，所述第二导轨沿所述输 送液压缸的输出轴移动方向固定连接在所述底座上，所述第二滑块固定连 接在所述机座上并在所述第二导轨上滑移。

进一步，所述自动输送机构、所述卸料机构和所述模具体均设置有两 个，两个所述自动输送机构、所述卸料机构和模具体分别位于支架左右方 向的两侧。

采用上述方案的有益效果是：本发明提出一种双向高压热压烧结石墨 装备，通过上下双向超高压组件沿上下方向对模具体内的原材料进行加压， 当所述模具体置于所述上下双向超高压组件内时，通过加热组件与模具体 电性连通并对模具体内的原材料进行通电加热，实现了对模具体内的原材 料进行上下加压的同时对模具体内的原材料进行加热，完成石墨板的烧结 制作，通过该装备，缩短了石墨材料的生产流程，减少了生产时间。

附图说明

图1是本发明一种双向高压热压烧结石墨装备的高压热压烧结石墨工 艺曲线图。

图2是本发明一种双向高压热压烧结石墨装备的实施例的主视图。

图3是本发明一种双向高压热压烧结石墨装备的实施例的侧视图。

图4是图3中的D-D处剖视图。

图5是本发明一种双向高压热压烧结石墨装备的实施例的局部剖视图。

图中：100、底座；110、支架；200、模具体；210、模具壳体；220、 下压板；230、上压板；240、加热板；300、上下双向超高压组件；310、 上压缸；320、下压缸；330、铰链；400、加热组件；410、导电板；500、 自动输送机构；510、机座；520、第二导向组件；521、第二导轨；522、第二滑块；530、输送液压缸；540、第一导向组件；541、第一导轨；542、 第一滑块；600、卸料机构；610、上推液压缸；620、支撑杆；630、下推 液压缸；640、连接板；641、下压柱；700、侧推料液压缸。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图 并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施 例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为对结构进行位置描述，以图2中装备的摆放位置作为参考，为装备 的高度方向为上下方向，以装备的长度方向为左右方向，以面向和远离使 用者(纸面)的宽度方向为前后方向。

如图2、图4所示，一种双向高压热压烧结石墨装备，包括有底座100， 用于盛装原材料的模具体200，沿竖直方向(上下方向)通过螺钉或焊接 固定设置在所述底座100上的支架110，为保证稳定性底座100通常设置为 方形，也可以是其他形状，支架110设置有四个，位于底座100的中间位 置，在支架110上固定设置有上下双向超高压组件300，上下双向超高压组 件300沿支架110的上下方向设置，模具体200可沿左右方向在上下双向 超高压组件300中滑进和滑出，当模具体200滑进上下双向超高压组件300 中时，通过上下双向超高压组件300沿上下方向对所述模具体200内的原 材料进行加压，在所述支架110上设置有加热组件400，加热组件400的与 模具体200连接的部分固定设置在支架110上，当所述模具体200置于所 述上下双向超高压组件300内时，加热组件400与模具体200电性连通并 对模具体200内的原材料进行通电加热。这样，实现了对模具体200内的 原材料进行上下加压的同时，对模具体200内的原材料进行加热，完成石 墨板的烧结制作。如图1的示意图所示，双向高压热压烧结石墨装备的高 压热压烧结石墨制作的工艺曲线图中，横坐标是时间轴，纵坐标是压力、 功率定性示意轴。压力线含义是随时间变化的升压、保压、泄压过程，压 力线P段代表保压一段时间；功率线是随时间变化的升温、保温、降温全 过程，其中功率线A段、B段分别代表恒功率一段时间。采用该装备和上述 工艺，缩短了石墨材料的生产流程，减少了生产时间，将碳制品生产工艺 时间由原有的几个月(浸焙阶段)压缩至几个小时内。

如图4、图5所示，具体的结构中，所述上下双向超高压组件300包括 有通过螺钉固定连接在支架110的上部并用于朝下对模具体200内的原材 料施压的上压缸310，在所述支架110的下部通过螺钉固定连接的下压缸 320，下压缸320用于朝上施压对模具体200内的原材料进行施压，上压缸 310和下压缸320均采用液压缸，液压缸的规格为直径660，其能施加压力 最大值为85Mpa。为增强上压缸310和下压缸320之间的连接强度，在所述 上压缸310的外表面和所述下压缸320的外表面铰接有铰链330，通过铰链 330与上压缸310和下压缸320连接，形成顶压机的铰链330式压缸结构， 使装备能承受上压缸310和下压缸320产生的强大压力，所述上压缸310 与所述下压缸320之间设置有用于容纳所述模具体200的加压空间，加压 空间用于放置模具体200，模具体200可通过支架110之间的间隙进入加 压空间进行对原料进行加压。

如图4、图5所示，所述模具体200包括有上表面和下表面设置为开 口的模具壳体210，模具体210的上开口和下开口均设置成斜口，在模具壳 体210内的下表面开口处可移动设置有下压板220，下压板220对模具体内 下开口进行封闭，且下压板220可上下移动，在模具壳体210内的上表面 开口处可移动设置有上压板230，上压板230对模具壳体210进行封盖且上 压板230可上下移动，在模具壳体210内部还设置有加热板240，加热板 240用于电性连接加热组件400后产生热量，加热板240沿模具壳体210的 内壁固定设置，这样使加热更均匀，上压板230和下压板220设置在加热 板240围成的区域内部，且所述加热板240、上压板230、下压板220在模 具壳体210内形成用于盛装原材料的密封空间，取下上压板230可把原材 料放置在密封空间中，盖上上压板230后通过上压缸310和下压缸320分 别对上压板230和下压板220施压，挤压在密封空间中的原材料，同时加 热板240连接加热组件400，实现对原材料的加热，实现超高压和热压过程。

如图4、图5所示，所述加热组件400包括有导电板410，导电板410 设置有多块并分别固定连接在所述上压缸310的输出轴前端和所述下压缸 320的输出轴前端，输出轴为金属，上压缸310下压上压板230，从而使导 电板410与上压板230相连通，导电板410分为正极和负极，如与上压板 230连接的正极，与下压板22O连接的为负极。与导电板410电性连接的变 压器，变压器可以单独设置在底座100外，也可固定设置在底座100上， 变压器采用的是150kⅤA(容量)，所述模具体200移动到所述上下双向超 高压组件300内时，其加热板240与所述上下压板相抵靠后通过导电板410 连通供电，与变压器420形成通电回路，变压器420可产生1万安电流。

如图3、图4所示，本装备还包括有用于把所述模具体200推进或拉 出所述上下双向超高压组件300内的自动输送机构500，所述自动输送机构 500具体结构包括有设置在所述底座100上并位于所述上下双向超高压组件 300的左右方向的侧面的机座510，其左右方向为模具体200进出所述上下 双向超高压组件300的方向，机座510可固定设置也可移动设置在底座100 上，本实施例中为移动设置，所述机座510与所述底座100之间设置有第 二导向组件520，第二导向组件520包括第二导轨521和与第二导轨521相 配合的第二滑块522，所述第二导轨521沿所述输送液压缸530的输出轴移 动方向通过螺钉固定连接在所述底座100上，所述第二滑块522通过螺钉 固定连接在所述机座510上并在所述第二导轨521上滑移，这样实现机座 510与底座100的滑移连接，机座510的滑移连接可实现自动输送机构500与上下双向超高压组件300的位置可调整，为实现自动调整，还可在底座 100上设置滚珠丝杠进给机构，滚珠丝杠进给机构的移动输出端连接机座 510，通过电机带动机座510实现自动化控制。沿所述模具体200进出所述 上下双向超高压组件300的方向(左右方向)上固定设置有输送液压缸530， 输送液压缸530通过螺钉固定连接在所述机座510上，所述输送液压缸530 的输出轴固定连接所述模具体200，具体为模具体200的模具壳体210侧 面；这样通过输送液压缸530的带动，使模具体200可以进出上下双向超 高压组件300，当模具体200内装料完成后，输送液压缸530的输出轴推 出，把模具体200推进上下双向超高压组件300，对原料超高压热压烧结， 当加工完成后，可通过输送液压缸530的输出轴缩回而带出模具体200。

为使模具体200在输送机构的推动下定向移动，在所述机座510与所 述模具体200之间设置有第一导向组件540，第一导向组件540包括第一 导轨541和与第一导轨541相配合的第一滑块542，所述第一导轨541沿所 述输送液压缸530的输出轴移动方向通过螺钉固定设置在所述机座510上， 所述第一滑块542通过螺钉固定连接在所述模具体200的模具壳体210上 并在所述第一导轨541上滑移；这样模具体200在移动的过程中稳定沿左 右方向移动。

本装备还包括有卸料机构600，所述卸料机构600位于所述输送液压缸 530与所述上下双向超高压组件300之间，所述卸料机构600的具体结构包 括有通过螺钉固定连接在所述底座100上并位于所述模具体200下方的上 推液压缸610，沿竖直方向通过螺钉固定设置在底座100上的支撑杆620， 固定设置在支撑杆620上并位于所述模具体200上方的下推液压缸630， 所述上推液压缸610启动后，其输出轴向上推出，所述下推液压缸630启 动后，其输出轴向下推出。当上下双向超高压组件300对模具体200内的 原材料加工完成后，输出机构把模具体200拉出上下双向超高压组件300 并停在卸料机构600的位置，启动上推液压缸610和下推液压缸630，上推 液压缸610和下推液压缸630的输出轴分别抵靠模具体200的上压板230 和下压板220，通过上推液压缸610和下推液压缸630对加工完成的材料进 行夹紧，然后上推液压缸610继续上推，下推液压缸630收回，把加工完 成的材料连同上压板230和下压板220一起推出模具体200的模具壳体 210，实现在模具体200中取料。为使下推液压缸630在压紧上压板230的 过程能均匀施压压紧，在下推液压缸630的输出轴上通过螺钉固定连接有 连接板640，在连接板640的四角上沿竖直方向焊接有下压柱641，四个下 压柱641位于模具体200的上压板230的四个角的上方，这样在压紧上压 板230的时候，使上压板230均匀受力，实现稳定压紧。

如图3所示，所述卸料机构600还包括有侧推料液压缸700，所述侧推 料液压缸700沿前后方向通过螺钉固定连接在所述支撑杆620上；当加工 完成的材料连同上压板230和下压板220一起推出模具体200的模具壳体 210后，上推液压缸610把加工完成的材料向上推送到侧推料液压缸700所 在位置，启动侧推料液压缸700，侧推液压缸的输出轴把加工完成的材料沿 前后方向推出，可在前后方向增加一个传动带机构，则可把加工完成的材 料直接推入到传动带机构上，使加工完成的材料实现集中收集。

为提高生产效率，所述自动输送机构500、所述卸料机构600和模具体 200分别有两个，其中一个自动输送机构500、一个所述卸料机构600和一 个模具体200为一组，两个所述自动输送机构500、所述卸料机构600和 模具体200分别位于机架左右方向的两侧，即两组自动输送机构500、所 述卸料机构600和模具体200分别位于支架110的左右方向的两侧；这样 可实现双工位加工，即当一侧的一个自动输送机构500带动模具体200在 上下双向超高压组件300中进行加工时，另一侧的自动输送机构500带动 模具体200进行卸料后填料等待，这样提高了加工效率，节约生产资源。

易于想到的是，本装备中还包括有控制各液压缸进行工作的液压控制 系统，以及控制通电加热及装备启动的电路控制系统，为实现本装备的功 能，其液压控制系统和电路控制系统是本领域技术人员易于想到的，不作 详细说明。

综上所述，本发明提出的双向高压热压烧结石墨装备，通过上下双向 超高压组件沿上下方向对模具体内的原材料进行加压，当所述模具体置于 所述上下双向超高压组件内时，通过加热组件与模具体电性连通并对模具 体内的原材料进行通电加热，实现了对模具体内的原材料进行上下加压的 同时对模具体内的原材料进行加热，完成石墨板的烧结制作，通过该装备， 缩短了石墨材料的生产流程，减少了生产时间。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术 人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应 属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种双向高压热压烧结石墨装备，包括底座，其特征在于，还包括有用于盛装原材料的模具体，沿竖直方向固定设置在所述底座上的支架，固定设置在所述支架上并用于对所述模具体内的原材料进行加压的上下双向超高压组件，设置在所述支架上并用于当所述模具体置于所述上下双向超高压组件内时与模具体电性连通并对模具体内的原材料进行通电加热的加热组件。

2.根据权利要求1所述的双向高压热压烧结石墨装备，其特征在于：所述上下双向超高压组件包括有固定连接在支架的上部并用于朝下施压的上压缸，固定连接在所述支架的下部并用于朝上施压的下压缸，铰接在所述上压缸的外表面和所述下压缸的外表面的铰链，所述上压缸与所述下压缸之间设置有用于容纳所述模具体的加压空间。

3.根据权利要求1所述的双向高压热压烧结石墨装备，其特征在于：所述模具体包括有上表面和下表面设置为开口的模具壳体，可移动设置在模具壳体内的下表面开口处的下压板，可移动设置在模具壳体内的上表面开口处的上压板，位于模具壳体内部并用于电性连接加热组件后产生热量的加热板，所述加热板、上压板、下压板在模具壳体内形成用于盛装原材料的密封空间。

4.根据权利要求1所述的双向高压热压烧结石墨装备，其特征在于：所述加热组件包括有导电板，与导电板电性连接的变压器，所述模具体移动到所述上下双向超高压组件内时与所述导电板连通并与变压器形成通电回路。

5.根据权利要求1所述的双向高压热压烧结石墨装备，其特征在于：还包括有用于把所述模具体推进或拉出所述上下双向超高压组件内的自动输送机构，所述自动输送机构包括有设置在所述底座上并位于所述上下双向超高压组件的左右方向侧面的机座，沿所述模具体进出所述上下双向超高压组件的方向上固定设置的输送液压缸，所述输送液压缸的输出轴固定连接所述模具体。

6.根据权利要求5所述的双向高压热压烧结石墨装备，其特征在于：在所述机座与所述模具体之间设置有第一导向组件，第一导向组件包括第一导轨和与第一导轨相配合的第一滑块，所述第一导轨沿所述输送液压缸的输出轴移动方向固定设置在所述机座上，所述第一滑块固定连接在所述模具体上并在所述第一导轨上滑移。

7.根据权利要求5所述的双向高压热压烧结石墨装备，其特征在于：还包括有卸料机构，所述卸料机构位于所述输送液压缸与所述上下双向超高压组件之间，所述卸料机构包括有固定设置在所述底座上并位于所述模具体下方的上推液压缸，沿竖直方向固定设置在底座上的支撑杆，固定设置在支撑杆上并位于所述模具体上方的下推液压缸。

8.根据权利要求7所述的双向高压热压烧结石墨装备，其特征在于：所述卸料机构还包括有侧推料液压缸，所述侧推料液压缸沿前后方向固定连接在所述支撑杆上。

9.根据权利要求7所述的双向高压热压烧结石墨装备，其特征在于：所述机座与所述底座之间设置有第二导向组件，第二导向组件包括第二导轨和与第二导轨相配合的第二滑块，所述第二导轨沿所述输送液压缸的输出轴移动方向固定连接在所述底座上，所述第二滑块固定连接在所述机座上并在所述第二导轨上滑移。

10.根据权利要求7所述的双向高压热压烧结石墨装备，其特征在于：所述自动输送机构、所述卸料机构和所述模具体均设置有两个，两个所述自动输送机构、所述卸料机构和模具体分别位于支架左右方向的两侧。

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