CN112936350A - 一种操作装置及热处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种操作装置及热处理装置,属于热处理装置的技术领域。容器,包括:容器,设置在容器上的操作部以及热处理机构;所述热处理机构设于所述容器外,还包括:本体,包括热交换口,所述热交换口与所述容器连通;加热件,设于所述本体中;和阻隔件,设于所述热交换口处,用以限制热处理机构的热量传递至容器中。本发明当对手套箱内部的材料进行高温处理的同时又保证手套箱内部的温度始终处于常温,保证手套箱正常工作。

Description

一种操作装置及热处理装置
技术领域
本发明属于电子加工设备的技术领域,特别是涉及到一种操作装置及热处理装置。
背景技术
目前,现有的手套箱设置有集成简单地加热结构,功能通常是对手套箱过渡仓进行改造,或者在手套箱内部添加一个高温炉。
例如,对在手套箱过渡舱改造就是在过渡仓内部安装加热丝或加热管类的加热装置,中间填充保温材料,以达到加热和抽真空目的。但此方法通常只能加热至150℃以内,功能相当于一个普通真空烘箱,不能满足对材料的150℃以上的高温热处理需求,即无法进行150℃以上的高温处理。
另一种则是直接在手套箱中设置有加热装置,但此类装置一方面整机结构复杂,体积庞大,不利于安装和维修,且过渡占用空间;另一方面由于热处理普遍温度较高,加热装置若设置在手套箱中,其与手套箱中的气氛接触面积较大,难以控制加热装置的热辐射对手套箱中气氛环境的影响,一旦破坏了手套箱中的气氛环境,则会影响电子部件的性能及产品合格率。
发明内容
本发明提出了通过一种用于材料热处理的装置及处理方法,将热处理机构设置在箱体的外部且位于底部,以解决上述背景技术中存在的技术问题。
本发明通过以下技术方案来解决:一种操作装置,包括:
容器,包括:若干个允许进入所述容器内进行操作的操作部,所述操作部与所述容器密封连接;
热处理机构,对所述容器内的材料、气体加热;
所述热处理机构设于所述容器外,包括:
本体,包括热交换口,所述热交换口与所述容器连通;
加热件,设于所述本体中;
阻隔件,设于所述热交换口处,用以限制热处理机构的热量传递至容器中。
根据本发明的另一方面,所述热处理机构的工作温度与所述容器内部温度比大于等于10,且小于等于35。
根据本发明的另一方面,所述加热处理机构的最高温度与所述容器内的温度差为250~800℃,优选为300~800℃,更优选为500~800℃,最优选600~800℃。
根据本发明的另一方面,所述容器上设有与所述热交换口连通的对接口;
所述阻隔件设于所述容器与所述热处理机构之间。
根据本发明的另一方面,还包括支撑件,设于所述阻隔件上靠近所述容器的一侧,用于控制所述热交换口与所述容器的连通状态。
根据本发明的另一方面,还包括耐高温密封件,用于密封连接所述对接口和热交换口,并限制热处理机构与容器之间的热传递。
根据上述任意一项所述的热处理装置,
所述热处理机构还包括:
隔热层,包裹于所述本体外;
所述阻隔件的导热系数小于所述隔热层的导热系数。
根据本发明的另一方面,所述热处理机构还包括:
外壳,包覆于所述隔热层外;
所述外壳采用金属材质。
根据本发明的另一方面,还包括:主气源,与所述容器连通。
根据本发明的另一方面,还包括至少一个辅助气源,与所述本体连通。
本发明的有益效果:对手套箱内部的材料进行高温处理的同时又保证手套箱内部的温度始终处于常温,保证手套箱正常工作。
附图说明
图1为发明的结构示意图。
图2为本发明的导轨与盖板支架的结构示意图。
图1至图2中的各标注为:容器1、本体2、阻隔件3、耐高温密封件4、隔热层5、外壳6、主气源7、辅助气源8、盖板9、导轨10、L型滑槽11。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例,对本发明技术方案进行清楚、完整的描述。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有付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。
发明人经多次实践和反复研究发现:现有的手套箱集成加热功能通常是对手套箱过渡仓进行改造,或者在手套箱内部添加一个高温炉。
首先,对手套箱过渡舱改造就是在过渡仓内部安装加热丝或加热管类的加热装置,中间填充保温材料,以达到加热和抽真空目的。但此方法通常只能加热至150℃以内,功能相当于一个普通真空烘箱,不能满足对材料的高温热处理需求。过高的加热温度(200℃以上)会将热量通过热传递和热辐射的方式传递到手套箱内部,使手套箱内部温度增高,通常此类手套箱需额外添加冷却水循环系统以降低手套箱内部的温度。同时过渡舱与手套箱箱体共用一个气源,存在手套箱箱体内气氛污染过渡舱内材料的情况。
其次,如果在手套箱内部放置一个高温炉,通常占用手套箱内部大量空间,造成操作空间不足,尤其是热处理机构体积过大,基本难以放置在手套箱内部使用。
因此,研发出了一种使材料在称量、混合、干燥、合成、高温热处理等一系列操作中保证连续的惰性气氛(或其他特定气氛),可以严格控制实验环境,避免交叉环境污染,提高实验效率的且不会影响手套箱内部温度的用于材料热处理的装置及处理方法。
如图1所示,一种操作装置,包括:容器1和热处理机构。其中所述容器1上设置有若干个允许进入所述容器1内进行操作的操作部,所述操作部与所述容器1密封连接;在本实施例中,该操作部为手套口和密封连接在手套口上的手套。所述热处理机构用于对所述容器1内的材料、气体进行加热。
在进一步的实施例中,为了满足加热的同时又不影响容器1内部的正常温度,故所述热处理机构设于所述容器1外。优选的,所述热处理机构包括:本体2,所述本体2上设置有热交换口,所述热交换口与所述容器1相连通。在本实施例中,所述热处理机构设于容器1外的底部,所述热交换口开设在所述本体2的顶部。所述本体2中设有加热件,在本实施例中所述加热件为高温真空炉、亦称高温炉、真空炉等其他能够实现150℃以上的高温处理的加热装置。
为了解决背景技术中的问题,即热处理机构在加热时对容器1的内部温度不产生影响,因此需要阻断热处理机构与容器1支架的热传递。所述容器1上设置有对接口,所述对接口与所述热交换口相连通。所述阻隔件3设在所述热交换口处,用以限制热处理机构的热量传递至容器1中。在本实施例中,所述阻隔件3为隔热材料制成的隔热盖,如玻璃纤维、石棉、岩棉、硅酸盐等。当加热单元热处理机构处于加热状态时,所述隔热件阻隔件3用于阻止高温炉内的热量通过热传递造成手套箱箱体内温度升高。
阻隔件的厚度满足以下条件:定义阻隔件3的厚度为b,则b满足以下要求:
b= (λ∙∆t∙A)/Q
其中,λ为隔热盖材料的导热系数,取值范围为0.68~1.05W/(m•K),Δt为隔热盖两端的温度差,取值范围为加热处理机构的最高温度与所述容器1内的温度差为250~800℃,优选为300~800℃,更优选为500~800℃,最优选600~800℃。A为热传递面积,Q为传热量。即在阻隔件3的作用下,所述热处理机构的工作温度与所述容器1内部温度比大于等于10,且小于等于35,容器1内部的温度始终保持在常温。
在上述结构中,虽然阻隔件3是用于阻止内部的热量传递,热处理机构本身带有隔热的功能但是并不能彻底的将热处理机构的热量阻隔,也即是热处理机构的本体2外的少部分热量仍会通过空气传递给容器1,容器1本身的隔热性能较差,因此也会造成容器1内部的温度升高。为了阻止外部热量的传递,故在热交换口的外侧壁上固定套接有耐高温密封件4,本实施例中选用耐高温密封圈。所述耐高温密封圈的一侧面通过紧固件与加热单元热处理机构的本体2固定连接,所述高温密封圈的另一侧面与容纳机构容器1接触;所述密封圈的外径大于所述加热单元热处理机构的外径。耐高温密封件4用于阻止加热单元热处理机构外部的热量通过外界介质传递到容纳机构容器1上。
同时,为了避免热处理机构内部的热量损失,同时为了保护外界的环境,故对热处理机构做了以下限定:所述热处理机构还包括:隔热层5,所述隔热层5包裹在所述本体2外,所述阻隔件3的导热系数小于所述隔热层5的导热系数。所述隔热层5用于对本体2起到保温、隔热的作用,隔热层5采用隔热材料,如氧化镁、耐火砖、硅酸铝纤维棉等。
所述热处理机构还包括:外壳6,包裹在所述隔热层5的外表面;所述外壳6采用金属材质,如铁、钢等。保证足够的强度。为了进一步保证其内部的密封性,所述外壳6为双层的中空结构,且内部为真空状态。同时也能够很好的阻隔本体2内部的热量传递到外界,进一步避免热量损失。
为了保证热处理机构在抽真空后的密封性,故在所述阻隔件3上靠近所述容器1的一侧设置有支撑件,所述支撑件用于控制所述热交换口与所述容器1的连通状态。
但是在上述结构中,阻隔件3是与支撑件相接触的,为了保证热处理机构内的密封性保证后期处于真空状态,因此耐高温密封件4同时还保证了连接处的密封性,为后期加热环境提供保障。
同时,所述支撑件位于容器1的内部,则不会影响到连通接口处的密封圈的设置,如果采用现有技术中的U型滑槽与滑块的凹凸配合,则导致支撑件与容器1之间存在一定的间隙,故无法保证热处理机构内部的真空状态,因此对支撑件做了以下的改进:如图2所示,所述支撑件包括:导轨10和盖板9;所述导轨10为两个,对称安装在所述容器1内且位于对接口的两侧,两导轨10的相对面上均向内开设有L型滑槽11;所述盖板9的两侧活动卡接在所述L型滑槽11内;所述盖板9的顶面与所述L型滑槽11的上内壁接触,所述盖板9的底面与容器1的内壁接触;即保证了盖板9与容器1之间的贴合,为了增加密封性,所述盖板9与容器1的接触面的通过密封圈进行封边,进一步保证了密封性。
为了从盖板9上增加强度和密封性,同时达到隔热的效果,所述盖板9采用金属材质,盖板9的内部为中空结构,且内部为真空状态。
同时为了满足热处理机构的气体需求,故所述热处理机构上设置有第一补气管路和第二补气管路,所述第一补气管路与主气源7相通,所述第二补气管路与辅助气源8相通。
所述热处理机构的本体2上设置有内外连通的真空管路,所述真空管路上设置有真空泵,用于对本体2内进行真空处理。第一补气管路和第二补气管路可对本体2抽真空后充入特定气体,两条管路不能同时对热处理机构补气,第一补气管路连接主气源7,主气源7为单独气源,可根据实际需要选用,第二气源为手套箱气源。热处理机构设置多条补气管路,既可以与手套箱分开气源,避免环境交叉污染。也可以共用同一气源,方便炉内材料放入和取出。两路气源不可同时开启,避免不同气源交叉污染。多路气源可以根据使用需求不同选择不同气体。
本实施例的工作原理如下:将需要处理的材料放入到容器内;根据隔热盖的材料计算出隔热件的厚度,选择与之相匹配的隔热件,将隔热件进热交换口内,并盖上盖板;根据需求制造炉体的内部环境,控制温度、通入指定的气体;待反应结束后,停止加温或者暂停气体的输入,冷却;通过手套箱内部的手套,将盖板打开,取出隔热盖,对高温真空炉的炉体内的材料进行下一道工序处理。
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 (10)

1.一种操作装置,包括:
容器,包括:若干个允许进入所述容器内进行操作的操作部,所述操作部与所述容器密封连接;
热处理机构,对所述容器内的材料、气体加热;
其特征在于,
所述热处理机构设于所述容器外,包括:
本体,包括热交换口,所述热交换口与所述容器连通;
加热件,设于所述本体中;
阻隔件,设于所述热交换口处,用以限制热处理机构的热量传递至容器中。
2.根据权利要求1所述的一种操作装置,其特征在于,所述热处理机构的工作温度与所述容器内部温度比大于等于10,且小于等于35。
3.根据权利要求1所述的一种操作装置,其特征在于,所述加热处理机构的最高温度与所述容器内的温度差为250~800℃,优选为300~800℃,更优选为500~800℃,最优选600~800℃。
4.根据权利要求1所述的一种操作装置,其特征在于,所述容器上设有与所述热交换口连通的对接口;
所述阻隔件设于所述容器与所述热处理机构之间。
5.根据权利要求1所述的一种操作装置,其特征在于,还包括支撑件,设于所述阻隔件上靠近所述容器的一侧,用于控制所述热交换口与所述容器的连通状态。
6.根据权利要求4所述的一种操作装置,其特征在于,还包括耐高温密封件,用于密封连接所述对接口和热交换口,并限制热处理机构与容器之间的热传递。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的热处理装置,其特征在于,
所述热处理机构还包括:
隔热层,包裹于所述本体外;
所述阻隔件的导热系数小于所述隔热层的导热系数。
8.根据权利要求7所述的热处理装置,其特征在于,
所述热处理机构还包括:
外壳,包覆于所述隔热层外;
所述外壳采用金属材质。
9.根据权利要求7所述的热处理装置,其特征在于,
还包括:主气源,与所述容器连通。
10.根据权利要求9所述的热处理装置,其特征在于,
还包括至少一个辅助气源,与所述本体连通。
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