CN115215116A - 一种坩埚填充设备与方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及石墨坩埚制作技术领域，具体公开了一种坩埚填充设备与方法，该设备包括：机架、箱体、真空组件、填料组件、罐体与控制器；箱体包括顶壳与底板；顶壳内设有开口朝下的填料腔；底板可升降设置于顶壳下方；真空组件包括：真空泵、箱体、气阀与升降驱动器；真空泵的抽气口伸入填料腔内；升降驱动器用于带动所述底板升降；气阀设于顶壳上；罐体设置于底板上；填料组件包括：物料仓与料位计；物料仓的出料口伸入填料腔内；料位计设于填料工位上。通过在真空组件，可在物料仓向罐体进料的过程中吸走填料腔内的空气，从而降低罐体内物料的含气量，同时不会激起扬尘，有效解决坩埚填充过程中，现有降低含气量的方式容易导致扬尘的问题。

Description

一种坩埚填充设备与方法

技术领域

本申请涉及石墨坩埚制作技术领域，尤其涉及一种坩埚填充设备与方法。

背景技术

石墨坩埚在制作时，需经过对坩埚充填粉料的过程。由于粉料中含有空气，为了使坩埚填充后含气量减少，现有降低含气量的方式一般会在粉料装入坩埚后，通过下压装置压紧，但下压的过程容易激起粉尘，且在进行压紧时粉尘容易粘附，在下压装置抬起时会进一步激起扬尘。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的是提供一种坩埚填充设备与方法，用于解决坩埚填充过程中，现有降低含气量的方式容易导致扬尘的问题。

为达到上述技术目的，本申请提供第一方面提供一种坩埚填充设备，包括：机架、箱体、真空组件、填料组件、罐体与控制器；

所述箱体包括顶壳与底板；

所述顶壳设置于所述机架上，且所述顶壳内设置有开口朝下的填料腔；

所述底板可升降设置所述机架上，且位于所述顶壳下方；

所述底板的顶部设置有用于与所述顶壳密封连接的密封件；

所述底板上设置有罐体工位；

所述填料腔内设置有填料工位；

所述填料工位设置于所述罐体工位正上方；

所述真空组件包括：真空泵、气阀与升降驱动器；

所述真空泵设置于所述机架上，且抽气口伸入所述填料腔内；

所述升降驱动器设置于所述机架上，且输出端与所述底板连接，用于带动所述底板升降；

所述气阀设置于所述顶壳上，且一端连通所述填料腔，另一端连通外部大气；

所述罐体设置于所述底板上；

所述填料组件包括：物料仓与料位计；

所述物料仓设置于所述顶壳上；

所述物料仓的出料口伸入所述填料腔内，且位于所述填料工位上；

所述物料仓上设置有控制所述出料口开闭的出料阀；

所述料位计设置于所述填料工位上；

所述控制器与所述真空泵、气阀、出料阀、料位计和升降驱动器均电连接；

所述料位计用于在检测到所述罐体内的物料到达预设高度时，向所述控制器发送满料信号。

进一步地，所述填料组件还包括过滤压板；

所述过滤压板设置于所述填料工位上，且所述过滤压板的滤孔孔径小于物料颗粒的直径；

所述出料口与料位计均穿过所述过滤压板；

所述过滤压板用于与罐体盖接。

进一步地，所述底板上设置有多个间隔平行设置的滚筒；

所述罐体可滑动设置于所述滚筒上。

进一步地，所述填料组件还包括：负压泵、滤网与脱气筒；

所述负压泵设置于所述顶壳上，且与所述脱气筒的第一端连通；

所述脱气筒的第二端连通所述出料口；

所述滤网设置于所述负压泵与所述脱气筒之间，且所述滤网的滤孔孔径小于物料颗粒的直径。

进一步地，还包括储料仓；

所述储料仓设置于所述机架上，且所述储料仓的输料口与所述物料仓连通，用于储存物料以及向所述物料仓输送物料。

进一步地，还包括除尘回料组件；

所述除尘回料组件包括：吸尘机；

所述吸尘机的吸气口设置于所述储料仓的进料口旁侧；

所述吸尘机的出气口与所述储料仓内部连通。

进一步地，所述物料仓、料位计与罐体的数量均为两个，且三者均一一对应。

进一步地，所述罐体工位与填料工位的数量均为两个，且二者一一对应；

所述填料腔内设置有密封隔板；

所述密封隔板设置于两个所述填料工位之间，用于在所述底板与所述顶壳密封连接后，隔断两个所述填料工位。

进一步地，所述密封件为密封圈。

本申请第二方面提供一种坩埚填充方法，应用于上述任一项所述的坩埚填充设备，并包括以下步骤：

S1、启动升降驱动器，使得底板上升至与顶壳密封连接，以及使得物料仓的出料口与料位计均伸入罐体内；

S2、关闭气阀并开启真空泵后，开启出料阀，并判断所述料位计是否发出满料信号；

S3、在接收到满料信号后，关闭所述出料阀与真空泵，开启所述气阀保持预设时间长度后进入步骤S4；

S4、关闭所述气阀，并判断所述料位计是否发出满料信号，若否，则返回步骤S2。

从以上技术方案可以看出，本申请提供一种坩埚填充设备，包括：机架、箱体、真空组件、填料组件、罐体与控制器；箱体包括顶壳与底板；顶壳内设置有开口朝下的填料腔；底板可升降设置于顶壳下方；真空组件包括：真空泵、箱体、气阀与升降驱动器；真空泵的抽气口伸入填料腔内；升降驱动器用于带动所述底板升降；气阀设置于顶壳上；罐体设置于底板上；填料组件包括：物料仓与料位计；物料仓的出料口伸入填料腔内；料位计设置于填料工位上。通过在真空组件，可以在物料仓向罐体进料的过程中吸走填料腔内的空气，从而降低罐体内物料的含气量，同时不会激起扬尘，有效解决坩埚填充过程中，现有降低含气量的方式容易导致扬尘的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请实施例提供的一种坩埚填充设备的整体结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种坩埚填充设备的前视图；

图3为本申请实施例提供的一种坩埚填充设备的侧视剖面图；

图4为本申请实施例提供的一种坩埚填充设备的前视剖面立体图；

图中：1、机架；2、箱体；3、真空组件；4、填料组件；5、罐体；6、储料仓；7、除尘回料组件；21、顶壳；22、底板；23、填料腔；24、滚筒；25、密封隔板；31、真空泵；32、气阀；33、升降驱动器；41、物料仓；42、料位计；43、出料阀；44、过滤压板；45、脱气筒；46、负压泵；47、滤网；61、进料口；71、吸尘机；311、抽气口；411、入料口。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请实施例中的实施例，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，都属于本申请所请求保护的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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申请实施例和简化描述，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申请实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可更换连接，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，可以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

请参阅图1至图4，本申请实施例中提供的第一方面提供一种坩埚填充设备，包括：机架1、箱体2、真空组件3、填料组件4、罐体5与控制器(图中未示)；箱体2包括顶壳21与底板22；顶壳21设置于机架1上，且顶壳21内设置有开口朝下的填料腔23；底板22可升降设置机架1上，且位于顶壳21下方；底板22的顶部设置有用于与顶壳21密封连接的密封件。其中，密封件可以是密封圈等，使得底板22与顶壳21可密封连接即可。通过可升降的底板22，可以适配不同尺寸型号的罐体。

底板22上设置有罐体工位；填料腔23内设置有填料工位；填料工位设置于罐体工位正上方。罐体5设置于底板22上。具体来说，底板22上可以设置有多个可滚动的滚筒24，多个滚筒24平行间隔均匀分布。罐体5可滑动设置于滚筒24上，从而仍可以将未填充的罐体5通过滚筒24滑动至罐体工位上，并通过滚筒24将填充完的罐体5运出罐体工位。相应地，底板22上可以设置有用于驱动滚筒24滚动的滚筒电机。滚筒电机驱动多个滚筒24滚动的方式可以是通过传动带动传动部件，不作限制。

真空组件3包括：真空泵31、气阀32与升降驱动器33；真空泵31设置于机架1上，且抽气口311伸入填料腔23内；气阀32设置于顶壳21上，且一端连通填料腔23，另一端连通外部大气。

填料组件4包括：物料仓41与料位计42；物料仓41设置于顶壳21上；物料仓41的出料口伸入填料腔23内，且位于填料工位上；物料仓41上设置有控制出料口开闭的出料阀43；料位计42设置于填料工位上；控制器与真空泵31、气阀32、出料阀43、料位计42和升降驱动器33均电连接；料位计42用于在检测到罐体5内的物料到达预设高度时，向控制器发送满料信号。升降驱动器33设置于机架1上，且输出端与底板22连接，用于带动底板22升降。具体来说，升降驱动器33在罐体5到达罐体工位后，带动底板22上升，至底板22与顶壳21密封连接，且料位计42与出料口均伸入罐体5内。

本实施例提供的坩埚填充设备在底板22与顶壳21密封连接后，启动真空泵31，可以将填料腔23内部的气体抽出使得填料腔23形成负压。开启气阀32可以连通外部大气与填料腔23，从而破除填料腔23的负压状态。在实际使用的过程中，出料阀43可以在气阀32关闭且真空泵31开启的状态下打开，从而在出料阀43将物料注入罐体5的过程中，物料内的气体通过抽气口311被抽走，达到降低填充后罐体5内物料含气量的目的。在完成填充后，开启气阀32，外部气体通过气阀32进入到填料腔23内，在破除填料腔23内部真空的同时，会因为气压差的原因将罐体5内部的物料下压，下压的过程不易激起扬尘同时可以使得罐体5内的物料更紧实，实现在罐体5离开负压的填料腔23后，保持罐体5内物料含气量低的技术效果。需要说明的是，在开启气阀32预设时间后，可以将气阀32关闭，并开启真空泵31与出料阀43进行第二次物料填充，填充值预设高度后可再次关闭真空泵31和出料阀43并再次开启气阀32，如此循环直至填料腔23内的真空度为零时，料位计42检测到罐体5内的物料为预设高度为止。

作为进一步的改进，在本实施例中，填料组件4还包括过滤压板44；过滤压板44设置于填料工位上，且过滤压板44的滤孔孔径小于物料颗粒的直径；出料口与料位计42均穿过过滤压板44；过滤压板44用于与罐体5盖接。

具体来说，过滤压板44固定于填料腔23的上方，在升降驱动器33带动底板22上升后，与罐体5的顶部连接。其中，过滤压板44可供空气通过而无法供物料通过，可以进一步减少出料口注料过程中的扬尘。

进一步地，填料组件4还包括：负压泵46、滤网47与脱气筒48；负压泵46设置于顶壳21上，且与脱气筒48的第一端连通；脱气筒48的第二端连通出料口；滤网47设置于负压泵46与脱气筒48之间，且滤网47的滤孔孔径小于物料颗粒的直径。

具体来说，滤网47也可以是滤芯等过滤工具。负压泵46与设置于顶壳21上，并使负压泵的吸风口位于脱气筒48的第一端。通过负压泵46，可以在进料阀43开启时，开启负压泵46，使得再进料过程中将物料中的空气排出，进一步降低物料的含气量。

进一步地，还包括储料仓6；储料仓6设置于机架1上，且储料仓6的输料口与物料仓41的入料口411连通，用于储存物料以及向物料仓41输送物料。

进一步地，还包括除尘回料组件7；除尘回料组件7包括：吸尘机71；吸尘机71的吸气口设置于储料仓6的进料口61旁侧；吸尘机71的出气口与储料仓6内部连通。

通过吸尘机71，可以在为储料仓6填料时抽走扬起的少量粉尘，并选择是否将粉尘通入储料仓6内，可以减少扬尘的同时避免物料浪费。

进一步地，在本实施例中，物料仓41、料位计42与罐体5的数量均为两个，且三者均一一对应。也即两个物料仓41的出料口分别对应两个罐体5，两个料位计42分别对应两个罐体5，可以增加填料效率。。

相应地，罐体工位与填料工位的数量均为两个，且二者一一对应；填料腔23内设置有密封隔板25；密封隔板25设置于两个填料工位之间，用于在底板22与顶壳21密封连接后，隔断两个填料工位。

具体来说，对应于两个罐体5，密封隔板25可以将填料腔23内的两个罐体5之间隔断，使得两个罐体5各自形成独立的密闭空间。

请参阅图1与图2，气阀32与真空泵31相应设置为两个。两个气阀32与两个真空泵31的抽气口311分别对应密封隔板25两边设置，使得两个罐体5在填料过程中互不干扰。

以上为本申请实施例提供的实施例一。本申请的实施例二提供一种坩埚填充方法，应用于上述实施例一种任一项所述的坩埚填充设备，并包括以下步骤：

S1、启动升降驱动器33，使得底板22上升至与顶壳21密封连接，以及使得物料仓41的出料口与料位计42均伸入罐体5内。

具体来说，在实际应用中，可以通过多个滚筒24将各个罐体5一一对应运输到罐体工位后，通过底板22上的传感器判断罐体5是否与罐体工位对位，若是，则控制器控制升降驱动器33启动，至底板22与顶壳21密封连接到位。其中，物料仓41的出料口与料位计42可以均设置于升降装置上，从而适配不同尺寸的罐体5。顶壳21的底部可以设置有与控制器通信连接的对位传感器。通过对位传感器可以判断底板22与顶壳21是否连接到位，便于控制器自动化控制。

S2、关闭气阀32并开启真空泵31后，开启出料阀43，并判断料位计42是否发出满料信号。

具体来说，在开启出料阀43后，控制器实时监测料位计42是否发出满料信号，从而判断罐体5内的物料高度。

S3、在接收到满料信号后，关闭出料阀43与真空泵31，开启气阀32保持预设时间长度后进入步骤S4。

在接收到满料信号，也即罐体5内的物料已经到达设定高度值时，关闭出料阀43停止进料并关闭真空泵31停止抽气。并开启气阀32，使得外部的气体可以进入到填料腔23内，将罐体5中处于负压状态的物料向下压制，提高物料的紧实程度。其中预设时间长度可以根据实际应用中需要设置。在经过预设时间长度后，罐体5内的物料高度降低。

S4、关闭气阀32，并判断料位计42是否发出满料信号，若否，则返回步骤S2。

具体来说，随着罐体5内的物料高度降低，若物料高度低于预设高度之后，料位计42停止发出料满信号，则返回步骤S2，重复对罐体5的填料以及填料后的破真空下压的步骤。第一次填料过程中，真空泵31会将第一次破真空下压中进入物料的空气稠州，提高物料的紧实程度，并第二次破真空下压后，回到步骤S4，判断破真空后，料位计42是否发出满料信号。若在步骤S4中，真空度为0的情况下，判断料位计42是否发出满料信号的结果为是，则表示罐体5被填满，进而可以结束本次填充流程。之后控制器可以启动升降驱动器33带动底板22下降，并通过滚筒24将填充完的罐体5转移到下一工序中。

以上为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实例对本申请进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实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，但是凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种坩埚填充设备，其特征在于，包括：机架、箱体、真空组件、填料组件、罐体与控制器；

所述箱体包括顶壳与底板；

所述顶壳设置于所述机架上，且所述顶壳内设置有开口朝下的填料腔；

所述底板可升降设置所述机架上，且位于所述顶壳下方；

所述底板的顶部设置有用于与所述顶壳密封连接的密封件；

所述底板上设置有罐体工位；

所述填料腔内设置有填料工位；

所述填料工位设置于所述罐体工位正上方；

所述真空组件包括：真空泵、气阀与升降驱动器；

所述真空泵设置于所述机架上，且所述真空泵的抽气口伸入所述填料腔内；

所述升降驱动器设置于所述机架上，且输出端与所述底板连接，用于带动所述底板升降；

所述气阀设置于所述顶壳上，且一端连通所述填料腔，另一端连通外部大气；

所述罐体设置于所述底板上；

所述填料组件包括：物料仓与料位计；

所述物料仓设置于所述顶壳上；

所述物料仓的出料口伸入所述填料腔内，且位于所述填料工位上；

所述物料仓上设置有控制所述出料口开闭的出料阀；

所述料位计设置于所述填料工位上；

所述控制器与所述真空泵、气阀、出料阀、料位计和升降驱动器均电连接；

所述料位计用于在检测到所述罐体内的物料到达预设高度时，向所述控制器发送满料信号。

2.根据权利要求1所述的坩埚填充设备，其特征在于，所述填料组件还包括过滤压板；

所述过滤压板设置于所述填料工位上，且所述过滤压板的滤孔孔径小于物料颗粒的直径；

所述出料口与料位计均穿过所述过滤压板；

所述过滤压板用于与罐体盖接。

3.根据权利要求1所述的坩埚填充设备，其特征在于，所述底板上设置有多个间隔平行设置的滚筒；

所述罐体可滑动设置于所述滚筒上。

4.根据权利要求1所述的坩埚填充设备，其特征在于，所述填料组件还包括：负压泵、滤网与脱气筒；

所述负压泵设置于所述顶壳上，且与所述脱气筒的第一端连通；

所述脱气筒的第二端连通所述出料口；

所述滤网设置于所述负压泵与所述脱气筒之间，且所述滤网的滤孔孔径小于物料颗粒的直径。

5.根据权利要求1所述的坩埚填充设备，其特征在于，还包括储料仓；

所述储料仓设置于所述机架上，且所述储料仓的输料口与所述物料仓连通，用于储存物料以及向所述物料仓输送物料。

6.根据权利要求5所述的坩埚填充设备，其特征在于，还包括除尘回料组件；

所述除尘回料组件包括：吸尘机；

所述吸尘机的吸气口设置于所述储料仓的进料口旁侧；

所述吸尘机的出气口与所述储料仓内部连通。

7.根据权利要求1所述的坩埚填充设备，其特征在于，所述物料仓、料位计与罐体的数量均为两个，且三者均一一对应。

8.根据权利要求7所述的坩埚填充设备，其特征在于，所述罐体工位与填料工位的数量均为两个，且二者一一对应；

所述填料腔内设置有密封隔板；

所述密封隔板设置于两个所述填料工位之间，用于在所述底板与所述顶壳密封连接后，隔断两个所述填料工位。

9.根据权利要求1所述的坩埚填充设备，其特征在于，所述密封件为密封圈。

10.一种坩埚填充方法，其特征在于，应用于权利要求1-9任一项所述的坩埚填充设备，并包括以下步骤：

S1、启动升降驱动器，使得底板上升至与顶壳密封连接，以及使得物料仓的出料口与料位计均伸入罐体内；

S2、关闭气阀并开启真空泵后，开启出料阀，并判断所述料位计是否发出满料信号；

S3、在接收到满料信号后，关闭所述出料阀与真空泵，开启所述气阀保持预设时间长度后进入步骤S4；

S4、关闭所述气阀，并判断所述料位计是否发出满料信号，若否，则返回步骤S2。

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