CN114136449B - 一种石墨化炉测温装置及其测温方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石墨化炉技术领域，具体涉及一种石墨化炉测温方法及其测温装置，包括炉体机构以及测温机构，所述测温机构安装于所述炉体机构上；所述炉体机构包括外炉、炉盖、保温壳、石墨坩埚、保温壳盖和加热线圈，所述炉盖铰接于所述外炉上。本发明调节移动块的位置，通过调节丝杆的角度以及移动块的位置，可以使红外测温仪处于环形平面上任意位置，红外测温仪的底端发射红外线，接触测温环板，测温环板可以上下移动，从而可以实时监测外炉内部的各点的温度状况。

Description

一种石墨化炉测温装置及其测温方法

技术领域

本发明涉及石墨化炉技术领域，具体为一种石墨化炉测温测温方法及其测温装置。

背景技术

石墨化炉，主要用于碳素材料的烧结及石墨化、PI膜石墨化、导热材料石墨化、碳纤维绳的烧结、碳纤维灯丝的烧结石墨化、石墨粉料提纯及其它可在碳环境下石墨化的材料等高温处理。它的使用温度高达3000℃。生产效率高，节能省电。

现行炭素工业石墨化生产的主要加热用炉型为艾奇逊炉，艾奇逊炉石墨化加热原理是主要先通过产品之间的电阻料发热，然后加热电阻料中的产品，最后产品与电阻料共同发热，达到预定温度。由于这个加热过程是通过电阻料和产品的自体发热达到目的，因此整个炉内的发热状况难以预料和控制，所以普遍造成艾奇逊炉的炉内升温各点温差大，送电结束后炉内各位置也存在着较大的温差。

而目前的艾奇逊炉测温手段主要是使用石墨管直插到炉芯部位并通过红外测温仪获得各部位的温度数据。由于石墨化最终温度较高，很多石墨管在达到最终温度之前就发生氧化甚至断裂的现象导致无法测得最终温度。而要测得最终温度，需要使用质量较好的测温管，并设置较多的测温点，但石墨管安装比较困难，每次测温都需要重新安装，并且石墨管损耗较多，人力成本和材料消耗成本会大幅度提高。因此，目前一般在炉体最中心部位采用质量较好的石墨管，其他部位则采用质量一般的石墨管甚至不设置测温点。所以一般在送电结束后只获得炉芯的最终温度，然后艾奇逊炉炉内温差大，其他各点的温度相对于炉芯来说偏差较大，炉内各部位的产品性能也相差较大，对产品的使用就造成了困难。因此仅靠炉芯一个最终温度是远远不够的，但通过石墨管来获得最终温度又会极大地增加生产成本。

而且一般的石墨化炉仅仅能对内炉单点温度进行监测，不能监测内外炉之间的各点温度。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明目的之一是提供一种石墨化炉测温装置，克服现有技术的不足，旨在解决一般的石墨化炉仅仅能对内炉单点温度进行监测，不能监测内外炉之间的各点温度的问题。

本发明目的之二是提供一种石墨化炉测温方法，克服现有技术的不足，旨在解决一般的石墨化炉仅仅能对内炉单点温度进行监测，不能监测内外炉之间的各点温度的问题。

为实现上述第一技术目的，本发明提供如下技术方案：

一种石墨化炉测温装置，包括炉体机构以及测温机构，所述测温机构安装于所述炉体机构上；

所述炉体机构包括外炉、炉盖、保温壳、石墨坩埚、保温壳盖和加热线圈，所述炉盖铰接于所述外炉上，所述保温壳通过支撑板固定连接于所述外炉的内侧壁，所述石墨坩埚设置于所述保温壳的内侧，所述保温壳盖设置于所述保温壳的顶部，所述加热线圈缠绕于所述保温壳的外侧；

所述测温机构包括测温管、第一电机、第一转轴、第二电机、丝杆、滑块、移动块和红外测温仪，所述测温管固定连接于所述保温壳盖上，所述第一电机通过螺栓固定连接于所述炉盖的内侧壁顶部，所述第一电机的输出轴与所述第一转轴相焊接，所述第一转轴上与所述第二电机相焊接，所述丝杆与所述第二电机的输出轴相焊接，所述丝杆的一端与所述滑块转动连接，所述滑块滑动连接于所述炉盖上，所述移动块螺纹连接于所述丝杆上，所述红外测温仪安装于所述移动块上，所述第二电机上焊接有导杆，所述导杆的一端贯穿所述移动块并与所述滑块相焊接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述支撑板的底部通过螺栓安装有第三电机，所述第三电机的输出轴焊接有螺杆，所述螺杆转动连接于所述支撑板上，所述螺杆上螺纹连接有测温环板。

作为本发明的一种优选技术方案，所述支撑板上焊接有导向杆，所述导向杆的一端穿过所述测温环板并与所述测温环板滑动连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述外炉的外侧壁通过管道连通有真空泵，所述炉盖的顶部连通有进气管，所述进气管上安装有阀门。

作为本发明的一种优选技术方案，所述外炉上铰接有密封件，所述外炉的底部连通有排气管，所述外炉的底部安装有支撑架。

作为本发明的一种优选技术方案，所述外炉的外侧壁安装有控制面板。

为实现上述第二技术目的，本发明提供如下技术方案：

一种石墨化炉测温方法，调节移动块的位置，通过调节丝杆的角度以及移动块的位置，使红外测温仪处于环形平面上任意位置，红外测温仪的底端发射红外线，接触测温环板，测温环板上下移动，实时监测外炉内部的各点的温度状况。

优选地，收集排气管排出的烟气，去除其中的硫化物和氮化物，再对该烟气进行测温。

通过对排出的烟气进行测温，可在先监测获得石墨炉内的温度，若温度与设定的石墨化温度有相差，比如温度过低，则可通过再送电并通过加热线圈进一步加热。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

第一电机带动第一转轴转动，从而带动第二电机以第一转轴为轴转动，带动丝杆以第一转轴为轴转动，第二电机可以带动丝杆转动，调节移动块的位置，通过调节丝杆的角度以及移动块的位置，可以使红外测温仪处于环形平面上任意位置，红外测温仪的底端发射红外线，接触测温环板，测温环板可以上下移动，从而可以实时监测外炉内部的各点的温度状况。

附图说明

图1为本发明石墨化炉测温装置的结构示意图；

图2为本发明丝杆的俯视结构示意图；

图3为本发明测温环板的俯视结构示意图。

图中：11、外炉；12、炉盖；13、密封件；14、真空泵；15、支撑架；16、排气管；17、进气管；18、控制面板；19、支撑板；110、保温壳；111、石墨坩埚；112、保温壳盖；113、加热线圈；21、测温管；22、第一电机；23、第一转轴；24、第二电机；25、丝杆；26、滑块；27、导杆；28、移动块；29、红外测温仪；210、第三电机；211、螺杆；212、测温环板；213、导向杆。

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1-3，一种石墨化炉测温装置，包括炉体机构以及测温机构，测温机构安装于炉体机构上；测温机构用于测量炉体机构内部各点的实时温度。

请参照图1，炉体机构包括外炉11、炉盖12、保温壳110、石墨坩埚111、保温壳盖112和加热线圈113，炉盖12铰接于外炉11上，保温壳110通过支撑板19固定连接于外炉11的内侧壁，石墨坩埚111设置于保温壳110的内侧，保温壳盖112设置于保温壳110的顶部，加热线圈113缠绕于保温壳110的外侧；加热线圈113的两端与电极片连接，通过直流或交流电为电热线圈113提供电力，从而产生热量，石墨坩埚111用于放置加热物料。

请参阅图1和图2，测温机构包括测温管21、第一电机22、第一转轴23、第二电机24、丝杆25、滑块26、移动块28和红外测温仪29，测温管21可以对石墨坩埚111内的实时温度进行监测，测温管21固定连接于保温壳盖112上，第一电机22通过螺栓固定连接于炉盖12的内侧壁顶部，第一电机22的输出轴与第一转轴23相焊接，第一转轴23上与第二电机24相焊接，丝杆25与第二电机24的输出轴相焊接，丝杆25的一端与滑块26转动连接，滑块26滑动连接于炉盖12上，移动块28螺纹连接于丝杆25上，第一电机22带动第一转轴23转动，从而带动第二电机24以第一转轴23为轴转动，带动丝杆25以第一转轴23为轴转动，第二电机24可以带动丝杆25转动，调节移动块28的位置，通过调节丝杆25的角度以及移动块28的位置，可以使红外测温仪29处于环形平面上任意位置，红外测温仪29的底端发射红外线，接触测温环板212，从而实时监测外炉11内部的各点的温度状况，红外测温仪29安装于移动块28上，第二电机24上焊接有导杆27，导杆27的一端贯穿移动块28并与滑块26相焊接。

具体的，请参阅图1和图3，支撑板19的底部通过螺栓安装有第三电机210，第三电机210的输出轴焊接有螺杆211，螺杆211转动连接于支撑板19上，螺杆211上螺纹连接有测温环板212，第三电机210带动螺杆211转动，从而调节测温环板212的高度，支撑板19上焊接有导向杆213，导向杆213的一端穿过测温环板212并与测温环板212滑动连接，导向杆213用于导向测温环板212移动。

具体的，请参阅图1，外炉11的外侧壁通过管道连通有真空泵14，炉盖12的顶部连通有进气管17，进气管17上安装有阀门，真空泵14用于抽取外炉11内部的空气。外炉11上铰接有密封件13，外炉11的底部连通有排气管16，外炉11的底部安装有支撑架15，密封件13用于密封外炉11。外炉11的外侧壁安装有控制面板18。控制面板18上集成了用于操控第一电机22、第二电机24以及第三电机210的开关。

作为测温方法的一种优化，还可以收集排气管排出的烟气，去除其中的硫化物和氮化物，再对该烟气进行测温。

工作原理：第一电机22带动第一转轴23转动，从而带动第二电机24以第一转轴23为轴转动，带动丝杆25以第一转轴23为轴转动，第二电机24可以带动丝杆25转动，调节移动块28的位置，通过调节丝杆25的角度以及移动块28的位置，可以使红外测温仪29处于环形平面上任意位置，红外测温仪29的底端发射红外线，接触测温环板212，测温环板212可以上下移动，从而实时监测外炉11内部的各点的温度状况。

最后应说明的是：在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种使用石墨化炉测温装置进行测温的测温方法，石墨化炉测温装置包括炉体机构以及测温机构，所述测温机构安装于所述炉体机构上；

所述炉体机构包括外炉（11）、炉盖（12）、保温壳（110）、石墨坩埚（111）、保温壳盖（112）和加热线圈（113）；所述炉盖（12）铰接于所述外炉（11）上，所述保温壳（110）通过支撑板（19）固定连接于所述外炉（11）的内侧壁，所述石墨坩埚（111）设置于所述保温壳（110）的内侧，所述保温壳盖（112）设置于所述保温壳（110）的顶部，所述加热线圈（113）缠绕于所述保温壳（110）的外侧；所述外炉（11）的外侧壁安装有控制面板（18）；

所述测温机构包括测温管（21）、第一电机（22）、第一转轴（23）、第二电机（24）、丝杆（25）、滑块（26）、移动块（28）和红外测温仪（29），所述测温管（21）固定连接于所述保温壳盖（112）上；所述第一电机（22）通过螺栓固定连接于所述炉盖（12）的内侧壁顶部，所述第一电机（22）的输出轴与所述第一转轴（23）相焊接，所述第一转轴（23）与所述第二电机（24）相焊接，所述丝杆（25）与所述第二电机（24）的输出轴相焊接，所述丝杆（25）的一端与所述滑块（26）转动连接，所述滑块（26）滑动连接于所述炉盖（12）上，所述移动块（28）螺纹连接于所述丝杆（25）上，所述红外测温仪（29）安装于所述移动块（28）上，所述第二电机（24）上焊接有导杆（27），所述导杆（27）的一端贯穿所述移动块（28）并与所述滑块（26）相焊接；

所述支撑板（19）的底部通过螺栓安装有第三电机（210），所述第三电机（210）的输出轴焊接有螺杆（211），所述螺杆（211）转动连接于所述支撑板（19）上，所述螺杆（211）上螺纹连接有测温环板（212）；所述支撑板（19）上焊接有导向杆（213），所述导向杆（213）的一端穿过所述测温环板（212）并与所述测温环板（212）滑动连接；

其特征在于：通过调节丝杆（25）的角度以及移动块（28）的位置，使红外测温仪（29）处于环形平面上任意位置，红外测温仪（29）的底端发射红外线，接触测温环板（212），测温环板（212）上下移动，从而实时监测外炉（11）内部的各点的温度状况。

2.根据权利要求1所述的一种使用石墨化炉测温装置进行测温的测温方法，所述外炉（11）的外侧壁通过管道连通有真空泵（14）。

3.根据权利要求2所述的一种使用石墨化炉测温装置进行测温的测温方法，其特征在于：所述炉盖（12）的顶部连通有进气管（17），所述进气管（17）上安装有阀门，所述外炉（11）上铰接有密封件（13）。

4.根据权利要求3所述的一种使用石墨化炉测温装置进行测温的测温方法，其特征在于：所述外炉（11）的底部安装有支撑架（15）；所述外炉（11）的底部连通有排气管（16），排气管（16）排出收集的烟气。