CN112053795A - 一种石墨电极生产用浸渍装置及处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种石墨电极生产用浸渍装置，包括底座，所述底座的上表面固定安装有浸渍罐，浸渍罐的外侧表面安装有PLC控制器，PLC控制器的输入端与外置电源的输出端电连接，所述浸渍罐的侧表面靠近PLC控制器处安装有液体测温仪，液体测温仪的输出端电连接PLC控制器的输入端，液体测温仪的输入端与外置电源的输出端电连接，所述浸渍罐的外侧表面安装有压力表。本石墨电极生产用浸渍装置及处理方法，通过密封盖板、密封块及密封胶圈等的配合使用，可以提高在浸渍过程中浸渍罐的密封性，有利于石墨电极的浸渍加工，保证石墨电极的产品质量；浸渍之前通过真空泵将浸渍罐抽真空，并通过电加热板加热浸渍液，可以降低浸渍液黏度，提高浸渍深度。

Description

一种石墨电极生产用浸渍装置及处理方法

技术领域

本发明涉及石墨电极生产技术领域，具体为一种石墨电极生产用浸渍装置及处理方法。

背景技术

石墨电极是指以石油焦、沥青焦为骨料，煤沥青为黏结剂，经过原料煅烧、破碎磨粉、配料、混捏、成型、焙烧、浸渍、石墨化和机械加工而制成的一种耐高温石墨质导电材料，称为人造石墨电极（简称石墨电极），以区别于采用天然石墨为原料制备的天然石墨电极。石墨电极在生产过程中需要对其进行浸渍，电极浸渍是指迫使液态材料（沥青、合成树脂、低熔点液态金属）在一定温度和压力下浸入炭制品的孔隙中的工艺过程。

现有的石墨电极生产用浸渍装置在加工过程中，大部分存在以下缺陷：密封性较低，不利于石墨浸渍，影响石墨电极的质量；浸渍过程中补液不方便，需要停机加液，且补液过程中无法保证密封性，需要重新抽真空，操作麻烦，降低了工作效率；不易观察浸渍液的液位高度；浸渍深度不足，需要浸渍更长时间，延长了加工时长，进一步降低了工作效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种石墨电极生产用浸渍装置，可以提高在浸渍过程中浸渍罐的密封性，有利于石墨电极的浸渍加工，保证石墨电极的产品质量；浸渍之前通过真空泵将浸渍罐抽真空，并通过电加热板加热浸渍液，可以降低浸渍液黏度，提高浸渍深度，有效缩短了浸渍时间，提高了工作效率，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种石墨电极生产用浸渍装置，包括底座，所述底座的上表面固定安装有浸渍罐，浸渍罐的外侧表面安装有PLC控制器，PLC控制器的输入端与外置电源的输出端电连接，所述浸渍罐的侧表面靠近PLC控制器处安装有液体测温仪，液体测温仪的输出端电连接PLC控制器的输入端，液体测温仪的输入端与外置电源的输出端电连接，所述浸渍罐的外侧表面安装有压力表，所述压力表的检测端和液体测温仪的检测端均设置在浸渍罐的内部，所述浸渍罐的上表面安装有真空泵，且浸渍罐的内侧底部上表面设置有环形的电加热板，电加热板的输入端和真空泵的输入端均与PLC控制器的输出端电连接。

所述浸渍罐的上表面开设有圆形的通孔，通孔的正上方设置有电动推杆，电动推杆的固定端安装在外部安装板上，电动推杆的活动端下表面设置有与通孔对应的密封盖板，所述密封盖板的下表面固定设置有密封块，所述电动推杆活动端的内部安装有第一驱动电机，第一驱动电机的输入端和电动推杆的输入端均与PLC控制器的输出端电连接，所述第一驱动电机的输出轴穿出密封块的下表面并与三爪卡盘固定连接。

所述浸渍罐的上表面固定设置有不少于两个的密封胶圈，密封胶圈设置在通孔的外侧且均与通孔同心，所述密封盖板的下表面开设有与密封胶圈对应的环形槽。

所述浸渍罐内部设置有搅拌机构，所述浸渍罐的外部一侧表面设置有加液机构，且所述浸渍罐的外部另一侧表面设置有液位观察机构。

作为本发明的一种优选技术方案，所述电加热板的数量不少于三个，且不少于三个的环形电加热板均与底座同心设置。

作为本发明的一种优选技术方案，所述搅拌机构包括设置在浸渍罐内部的十字板，所述底座的内部安装有第二驱动电机，第二驱动电机的输入端与PLC控制器的输出端电连接，所述第二驱动电机的输出轴穿出浸渍罐的内部上表面并与十字板固定连接，十字板的四个端部上表面均安装有连接板，连接板的侧表面均匀设置有搅拌叶，搅拌叶均朝向浸渍罐的轴线方向，且相对的两组搅拌叶之间距离在1000mm以上。

作为本发明的一种优选技术方案，所述搅拌叶的侧表面均匀开设有扰流孔。

作为本发明的一种优选技术方案，所述加液机构包括设置在浸渍罐外侧表面靠近顶端处的L形加液管，加液管的出液口设置在浸渍罐内部，加液管的进液口与外部送液设备连通，且所述加液管上设置有单向阀。

作为本发明的一种优选技术方案，所述液位观察机构包括L形的连接管和透明的液位观察管，连接管设置在浸渍罐的外侧表面靠近底座处，液位观察管密封设置在连接管的上表面，所述液位观察管由帕姆板制成，且液位观察管的外侧表面均匀设置有刻度线。

一种石墨电极生产用浸渍处理方法，包括以下步骤：

S1)安装石墨电极：操作PLC控制器，打开电动推杆，使电动推杆带动密封盖板、三爪卡盘等上升至一定高度，将需要加工浸渍的石墨电极清洁干燥并固定在外部夹具上后再夹紧到三爪卡盘上，然后使电动推杆下降，带动三爪卡盘及石墨电极下降，从通孔穿入到浸渍罐内部；

S2)密封浸渍容器：电动推杆下降过程中，带动密封块进入通孔并对通孔进行密封，密封盖板下表面的环形槽与密封胶圈卡接密封，保证浸渍罐的密封性；

S3)添加浸渍液：打开外部送液设备，通过加液管向浸渍罐内添加浸渍液，通过液位观察管上的刻度线查看浸渍液位高度，使浸渍液高度超过石墨电极的顶端100mm以上；

S4)抽真空：操作PLC控制器，打开真空泵，对浸渍罐进行抽真空，真空度保持在90-100kPa；

S5)浸渍：操作PLC控制器，打开电加热板，对浸渍液加热至180-220℃，以降低浸渍液的黏度，同时打开第一驱动电机和第二驱动电机，第一驱动电机通过三爪卡盘带动石墨电极顺时针或逆时针旋转，第二驱动电机通过十字板和连接板带动搅拌叶逆时针或顺时针旋转，使搅拌叶与石墨电极逆向转动，增加浸渍深度；

S6)补液：浸渍过程中通过透明的液位观察管观察浸渍液的液位高度，当液位高度低于设定值时，打开外部外部送液设备，通过加液管向浸渍罐内添加浸渍液至相应高度；

S7)取出干燥：浸渍完成后，操作PLC控制器，关闭电加热板、第一驱动电机和第二驱动电机，并打开电动推杆，使电动推杆带动密封盖板、三爪卡盘和浸渍后的石墨电极等上升，将石墨电极从浸渍罐内取出，并从三爪卡盘上取下，进行干燥后转运至下一道工序。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明示例的石墨电极生产用浸渍装置及处理方法，通过密封盖板、密封块及密封胶圈等的配合使用，可以提高在浸渍过程中浸渍罐的密封性，有利于石墨电极的浸渍加工，保证石墨电极的产品质量；浸渍之前通过真空泵将浸渍罐抽真空，并通过电加热板加热浸渍液，可以降低浸渍液黏度，提高浸渍深度，同时通过第一驱动电机和搅拌机构的搅拌，可以进一步提高浸渍深度，有效缩短了浸渍时间，提高了工作效率；补液时通过加液机构可以不停机补液，保证了补液过程的密封性，操作简单，使用方便，进一步提高了工作效率，同时补液时通过液位观察机构可以方便地查看浸渍罐内的浸渍液液位高度，使用更加方便。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明电动推杆的正视结构示意图；

图3为本发明浸渍罐的正视结构示意图；

图4为本发明浸渍罐的内部结构示意图；

图5为本发明浸渍罐的局部切面示意图。

图中：1底座、2浸渍罐、3 PLC控制器、4电动推杆、41密封盖板、42密封块、43第一驱动电机、44三爪卡盘、45密封胶圈、5真空泵、6压力表、7液体测温仪、8第二驱动电机、81十字板、82连接板、83搅拌叶、84扰流孔、9加液管、91单向阀、92连接管、93液位观察管、94刻度线、10电加热板、11通孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种石墨电极生产用浸渍装置，包括底座1，底座1的上表面固定安装有浸渍罐2，浸渍罐2的外侧表面安装有PLC控制器3，所用PLC控制器3优选型号为三菱FX2N，PLC控制器3的输入端与外置电源的输出端电连接，浸渍罐2的侧表面靠近PLC控制器3处安装有液体测温仪7，液体测温仪7优选型号为泰而坦SF-98A，液体测温仪7的输出端电连接PLC控制器3的输入端，液体测温仪7的输入端与外置电源的输出端电连接，浸渍罐2的外侧表面安装有压力表6，压力表6的检测端和液体测温仪7的检测端均设置在浸渍罐2的内部，浸渍罐2的上表面安装有真空泵5，且浸渍罐2的内侧底部上表面设置有环形的电加热板10，电加热板10的数量不少于三个，且不少于三个的环形电加热板10均与底座1同心设置，加热速度快，且加热均匀，电加热板10的输入端和真空泵5的输入端均与PLC控制器3的输出端电连接，液体测温仪7检测浸渍罐2内的温度并传送相应信号到PLC控制器3，通过PLC控制器3智能控制电加热板10的开关来保持浸渍罐2内的温度，浸渍之前通过真空泵5将浸渍罐2抽真空，并通过电加热板10加热浸渍液，可以降低浸渍液黏度，提高浸渍深度。

浸渍罐2的上表面开设有圆形的通孔11，通孔11的正上方设置有电动推杆4，电动推杆4的固定端安装在外部安装板上，电动推杆4的活动端下表面设置有与通孔11对应的密封盖板41，密封盖板41的下表面固定设置有密封块42，电动推杆4活动端的内部安装有第一驱动电机43，第一驱动电机43的输入端和电动推杆4的输入端均与PLC控制器3的输出端电连接，第一驱动电机43的输出轴穿出密封块42的下表面并与三爪卡盘44固定连接，三爪卡盘44用于固定夹紧石墨电极，电动推杆4可以带动石墨电极通过通孔11插入到浸渍罐2内，第一驱动电机43可以带动石墨电极旋转以提高浸渍深度，浸渍罐2的上表面固定设置有不少于两个的密封胶圈45，密封胶圈45设置在通孔11的外侧且均与通孔11同心，密封盖板41的下表面开设有与密封胶圈45对应的环形槽，通过密封盖板41、密封块42及密封胶圈45等的配合使用，可以提高在浸渍过程中浸渍罐2的密封性，有利于石墨电极的浸渍加工，保证石墨电极的产品质量。

浸渍罐2内部设置有搅拌机构，搅拌机构包括设置在浸渍罐2内部的十字板81，底座1的内部安装有第二驱动电机8，第二驱动电机8的输入端与PLC控制器3的输出端电连接，第二驱动电机8的输出轴穿出浸渍罐2的内部上表面并与十字板81固定连接，十字板81的四个端部上表面均安装有连接板82，连接板82的侧表面均匀设置有搅拌叶83，搅拌叶83均朝向浸渍罐2的轴线方向，且相对的两组搅拌叶83之间距离在1000mm以上，保证不会干扰到石墨电极，搅拌叶83的侧表面均匀开设有扰流孔84，可以增加扰流，减少层流，提高搅拌效果，进而提升浸渍深度，第二驱动电机8通过十字板81和连接板82带动搅拌叶83转动，而第一驱动电机43通过三爪卡盘44带动石墨电极与搅拌叶83反向转动，可以进一步提高浸渍深度和工作效率。

浸渍罐2的外部一侧表面设置有加液机构，加液机构包括设置在浸渍罐2外侧表面靠近顶端处的L形加液管9，加液管9的出液口设置在浸渍罐2内部，加液管9的进液口与外部送液设备连通，且加液管9上设置有单向阀91，在加液过程中可以保证浸渍罐2的密封性，单向阀91优选电动密封阀，通过电动控制可以进一步提高密封性，其输入端与PLC控制器3的输出端电连接，PLC控制器3控制电动推杆4、第一驱动电机43、真空泵5、液体测温仪7、第二驱动电机8、电加热板10和电动密封阀的方式均为现有技术中常用的方法，补液时通过加液机构可以不停机补液，保证了补液过程的密封性，操作简单，使用方便，进一步提高了工作效率。

且浸渍罐2的外部另一侧表面设置有液位观察机构，液位观察机构包括L形的连接管92和透明的液位观察管93，连接管92设置在浸渍罐2的外侧表面靠近底座1处，液位观察管93密封设置在连接管92的上表面，液位观察管93由帕姆板制成，所用液位观察管93优选型号为PASMO-GX/M的帕姆板制作，具有良好的物理性能，有效延长装置使用寿命，且液位观察管93的外侧表面均匀设置有刻度线94，添加浸渍液或浸渍过程中补液时通过液位观察机构可以方便地查看浸渍罐2内的浸渍液液位高度，使用更加方便。

本发明还提供一种石墨电极生产用浸渍处理方法，包括以下步骤：

S1)安装石墨电极：操作PLC控制器3，打开电动推杆4，使电动推杆4带动密封盖板41、三爪卡盘44等上升至一定高度，将需要加工浸渍的石墨电极清洁干燥并固定在外部夹具上后再夹紧到三爪卡盘44上，然后使电动推杆4下降，带动三爪卡盘44及石墨电极下降，从通孔11穿入到浸渍罐2内部；

S2)密封浸渍容器：电动推杆4下降过程中，带动密封块42进入通孔11并对通孔11进行密封，密封盖板41下表面的环形槽与密封胶圈45卡接密封，保证浸渍罐2的密封性；

S3)添加浸渍液：打开外部送液设备，通过加液管9向浸渍罐2内添加浸渍液，通过液位观察管93上的刻度线94查看浸渍液位高度，使浸渍液高度超过石墨电极的顶端100mm以上；

S4)抽真空：操作PLC控制器3，打开真空泵5，对浸渍罐2进行抽真空，真空度保持在90-100kPa；

S5)浸渍：操作PLC控制器3，打开电加热板10，对浸渍液加热至180-220℃，以降低浸渍液的黏度，同时打开第一驱动电机43和第二驱动电机8，第一驱动电机43通过三爪卡盘44带动石墨电极顺时针或逆时针旋转，第二驱动电机8通过十字板81和连接板82带动搅拌叶83逆时针或顺时针旋转，使搅拌叶83与石墨电极逆向转动，增加浸渍深度；

S6)补液：浸渍过程中通过透明的液位观察管93观察浸渍液的液位高度，当液位高度低于设定值时，打开外部外部送液设备，通过加液管9向浸渍罐2内添加浸渍液至相应高度；

S7)取出干燥：浸渍完成后，操作PLC控制器3，关闭电加热板10、第一驱动电机43和第二驱动电机8，并打开电动推杆4，使电动推杆4带动密封盖板41、三爪卡盘44和浸渍后的石墨电极等上升，将石墨电极从浸渍罐2内取出，并从三爪卡盘44上取下，进行干燥后转运至下一道工序。

本发明中所使用的PLC控制器3、电动密封阀、电动推杆4、第一驱动电机43、真空泵5、液体测温仪7、第二驱动电机8和电加热板10等均为现有技术中的常用电子元件，其工作方式及电路结构均为公知技术，在此不作赘述。

本发明中未公开部分均为现有技术，其具体结构、材料及工作原理不再详述。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种石墨电极生产用浸渍装置，包括底座（1），其特征在于：所述底座（1）的上表面固定安装有浸渍罐（2），浸渍罐（2）的外侧表面安装有PLC控制器（3），PLC控制器（3）的输入端与外置电源的输出端电连接，所述浸渍罐（2）的侧表面靠近PLC控制器（3）处安装有液体测温仪（7），液体测温仪（7）的输出端电连接PLC控制器（3）的输入端，液体测温仪（7）的输入端与外置电源的输出端电连接，所述浸渍罐（2）的外侧表面安装有压力表（6），所述压力表（6）的检测端和液体测温仪（7）的检测端均设置在浸渍罐（2）的内部，所述浸渍罐（2）的上表面安装有真空泵（5），且浸渍罐（2）的内侧底部上表面设置有环形的电加热板（10），电加热板（10）的输入端和真空泵（5）的输入端均与PLC控制器（3）的输出端电连接；

所述浸渍罐（2）的上表面开设有圆形的通孔（11），通孔（11）的正上方设置有电动推杆（4），电动推杆（4）的固定端安装在外部安装板上，电动推杆（4）的活动端下表面设置有与通孔（11）对应的密封盖板（41），所述密封盖板（41）的下表面固定设置有密封块（42），所述电动推杆（4）活动端的内部安装有第一驱动电机（43），第一驱动电机（43）的输入端和电动推杆（4）的输入端均与PLC控制器（3）的输出端电连接，所述第一驱动电机（43）的输出轴穿出密封块（42）的下表面并与三爪卡盘（44）固定连接；

所述浸渍罐（2）的上表面固定设置有不少于两个的密封胶圈（45），密封胶圈（45）设置在通孔（11）的外侧且均与通孔（11）同心，所述密封盖板（41）的下表面开设有与密封胶圈（45）对应的环形槽；

所述浸渍罐（2）内部设置有搅拌机构，所述浸渍罐（2）的外部一侧表面设置有加液机构，且所述浸渍罐（2）的外部另一侧表面设置有液位观察机构。

2.根据权利要求1所述的石墨电极生产用浸渍装置，其特征在于：所述电加热板（10）的数量不少于三个，且不少于三个的环形电加热板（10）均与底座（1）同心设置。

3.根据权利要求2所述的石墨电极生产用浸渍装置，其特征在于：所述搅拌机构包括设置在浸渍罐（2）内部的十字板（81），所述底座（1）的内部安装有第二驱动电机（8），第二驱动电机（8）的输入端与PLC控制器（3）的输出端电连接，所述第二驱动电机（8）的输出轴穿出浸渍罐（2）的内部上表面并与十字板（81）固定连接，十字板（81）的四个端部上表面均安装有连接板（82），连接板（82）的侧表面均匀设置有搅拌叶（83），搅拌叶（83）均朝向浸渍罐（2）的轴线方向，且相对的两组搅拌叶（83）之间距离在1000mm以上。

4.根据权利要求3所述的石墨电极生产用浸渍装置，其特征在于：所述搅拌叶（83）的侧表面均匀开设有扰流孔（84）。

5.根据权利要求4所述的石墨电极生产用浸渍装置，其特征在于：所述加液机构包括设置在浸渍罐（2）外侧表面靠近顶端处的L形加液管（9），加液管（9）的出液口设置在浸渍罐（2）内部，加液管（9）的进液口与外部送液设备连通，且所述加液管（9）上设置有单向阀（91）。

6.根据权利要求5所述的石墨电极生产用浸渍装置，其特征在于：所述液位观察机构包括L形的连接管（92）和透明的液位观察管（93），连接管（92）设置在浸渍罐（2）的外侧表面靠近底座（1）处，液位观察管（93）密封设置在连接管（92）的上表面，所述液位观察管（93）由帕姆板制成，且液位观察管（93）的外侧表面均匀设置有刻度线（94）。

7.一种石墨电极生产用浸渍处理方法，采用权利要求6所述的石墨电极生产用浸渍装置，其特征在于，包括以下步骤：

S1)安装石墨电极：操作PLC控制器（3），打开电动推杆（4），使电动推杆（4）带动密封盖板（41）、三爪卡盘（44）等上升至一定高度，将需要加工浸渍的石墨电极清洁干燥并固定在外部夹具上后再夹紧到三爪卡盘（44）上，然后使电动推杆（4）下降，带动三爪卡盘（44）及石墨电极下降，从通孔（11）穿入到浸渍罐（2）内部；

S2)密封浸渍容器：电动推杆（4）下降过程中，带动密封块（42）进入通孔（11）并对通孔（11）进行密封，密封盖板（41）下表面的环形槽与密封胶圈（45）卡接密封，保证浸渍罐（2）的密封性；

S3)添加浸渍液：打开外部送液设备，通过加液管（9）向浸渍罐（2）内添加浸渍液，通过液位观察管（93）上的刻度线（94）查看浸渍液位高度，使浸渍液高度超过石墨电极的顶端100mm以上；

S4)抽真空：操作PLC控制器（3），打开真空泵（5），对浸渍罐（2）进行抽真空，真空度保持在90-100kPa；

S5)浸渍：操作PLC控制器（3），打开电加热板（10），对浸渍液加热至180-220℃，以降低浸渍液的黏度，同时打开第一驱动电机（43）和第二驱动电机（8），第一驱动电机（43）通过三爪卡盘44带动石墨电极顺时针或逆时针旋转，第二驱动电机（8）通过十字板（81）和连接板（82）带动搅拌叶（83）逆时针或顺时针旋转，使搅拌叶（83）与石墨电极逆向转动，增加浸渍深度；

S6)补液：浸渍过程中通过透明的液位观察管（93）观察浸渍液的液位高度，当液位高度低于设定值时，打开外部外部送液设备，通过加液管（9）向浸渍罐（2）内添加浸渍液至相应高度；

S7)取出干燥：浸渍完成后，操作PLC控制器（3），关闭电加热板（10）、第一驱动电机（43）和第二驱动电机（8），并打开电动推杆（4），使电动推杆（4）带动密封盖板（41）、三爪卡盘（44）和浸渍后的石墨电极等上升，将石墨电极从浸渍罐（2）内取出，并从三爪卡盘（44）上取下，进行干燥后转运至下一道工序。

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