CN115676818A - 一种运行稳定的电解石墨提纯炉 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种运行稳定的电解石墨提纯炉，涉及电解石墨提纯技术领域，包括圆形外壳，圆形外壳内设有加热内筒，加热内筒内底部设有固定盘，固定盘的顶面上设有石墨坩埚；圆形外壳的顶面敞口处设有圆形套筒，圆形套筒的上方设有椭圆横板，椭圆横板的中部插设有空心轴，圆形套筒的顶面中部开设有圆形通孔，空心轴的底端部滑动贯穿圆形通孔并延伸至圆形套筒内底部；空心轴的底部两侧设有一对连接板，每块连接板的外端部均设有搅拌轴，每根搅拌轴的底端部均延伸至石墨坩埚内，且每根搅拌轴的底端部均设有若干螺旋叶片。本发明既方便对石墨原料进行均匀搅拌使其提纯效果提高，又方便对石墨坩埚的内壁进行有效的刮壁清理。
Description
技术领域
本发明涉及电解石墨提纯技术领域，尤其涉及一种运行稳定的电解石墨提纯炉。
背景技术
中国实用新型公开了一种运行稳定的电解石墨提纯炉(公开号：CN208829274U)，包括控制器、红外温度传感器、绝热层、感应加热线圈、保温层、加热层、石墨坩埚和三相电极，绝热层设置在保温层的外部，加热层固定连接在保温层内，石墨坩埚固定连接在石墨坩埚上，三相电极的一极依次贯穿于绝热层、保温层和加热层连接于石墨坩埚，三相电极的另一极连接于控制器，红外温度传感器设置于加热层与保温层之间，感应加热线圈缠绕在绝热层的外部，红外温度传感器和感应加热线圈电连接于控制器。
上述专利在石墨提纯存在以下缺点：1、石墨原料在石墨坩埚内进行提纯时，石墨原料堆积在一起，堆积部分的石墨原料不能很好的进行电解提纯，造成石墨原料提纯效果不佳；2、石墨原料提纯时，部分颗粒残渣会吸附在石墨坩埚的内壁上，上述专利中缺乏刮壁机构，不方便对石墨坩埚的内壁进行有效的清理。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的石墨原料电解提纯效果不佳及石墨坩埚内壁不易清理的缺点，而提出的一种运行稳定的电解石墨提纯炉。
为了解决现有技术存在的石墨原料电解提纯效果不佳及石墨坩埚内壁不易清理的问题，本发明采用了如下技术方案：
一种运行稳定的电解石墨提纯炉，包括圆形外壳，所述圆形外壳为顶面敞口的圆形箱状，所述圆形外壳内设有同心固接的加热内筒，所述加热内筒内底部设有同心固接的固定盘，所述固定盘的顶面上设有石墨坩埚，所述石墨坩埚的外壁与加热内筒的内壁固定连接；
所述圆形外壳的顶面敞口处设有底面敞口的圆形套筒，所述圆形套筒的上方设有横向放置的椭圆横板，所述椭圆横板的中部插设有竖向贯穿且转动连接的空心轴，所述圆形套筒的顶面中部开设有圆形通孔，所述空心轴的底端部滑动贯穿圆形通孔并延伸至圆形套筒内底部；
所述空心轴的底部两侧设有一对连接板，每块所述连接板的外端部均设有竖向贯穿且转动连接的搅拌轴，每根所述搅拌轴的底端部均延伸至石墨坩埚内，且每根所述搅拌轴的底端部均设有若干连续螺旋设置的螺旋叶片。
优选地，所述加热内筒的外环面上套设有感应加热线圈，所述固定盘上设有竖向贯穿固接的三相电极，所述三相电极的顶端部贯穿石墨坩埚的底壁并延伸至石墨坩埚内，所述三相电极的底端部贯穿圆形外壳的底壁并延伸至圆形外壳的外侧。
优选地，所述圆形外壳的两侧面中下部设有一对贯穿固接的进气管，每根所述进气管的里端部均依次贯穿加热内筒、石墨坩埚并延伸至石墨坩埚内底部。
优选地，所述圆形套筒的两侧面设有一对输出端朝上的电动伸缩缸，一对所述电动伸缩缸的伸缩缸端部分别与椭圆横板的底面两端固接。
优选地，所述圆形套筒内底部设有固定环，所述固定环内设有同心固接的内齿轮环，每根所述搅拌轴的顶端部均套设有同心固接的行星齿轮，所述内齿轮环依次与一对行星齿轮啮合连接。
优选地，所述圆形套筒的顶壁两侧分别设有一对滑孔，每个所述滑孔内均插设有滑动贯穿的滑杆，每根所述滑杆的顶端部均与椭圆横板的底面固接，每根所述滑杆的底端部均与固定环的顶面固接。
优选地，所述椭圆横板的顶面一侧设有伺服电机，所述伺服电机的电机轴端部套设有同心固接的主动锥齿轮，所述空心轴的顶端部套设有同心固接的从动锥齿轮，所述主动锥齿轮与从动锥齿轮啮合连接。
优选地，若干所述螺旋叶片的外侧设有连续贯穿固接的刮壁杆，所述刮壁杆上均布设有若干刮板，每块所述刮板均紧贴着石墨坩埚的内壁。
优选地，所述空心轴的顶端部设有锥形进料筒，所述圆形套筒的底部两侧设有一对贯穿固接的排气管。
优选地，所述圆形套筒的外环面底部套设有同心固接的法兰环，所述法兰环上均布插设有若干螺栓，每根所述螺栓的底端部均与圆形外壳的顶壁螺纹锁紧。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、在本发明中，通过搅拌轴带动螺旋叶片进行行星转动，通过螺旋叶片对石墨原料进行均匀搅拌，感应加热线圈通电后对加热内筒及石墨坩埚进行加热，三相电极通电后对石墨原料进行电解，进而增强了石墨原料的电解提纯效果；
2、在本发明中，石墨提纯时，可控制搅拌轴及螺旋叶片在石墨坩埚的位置高度，并同步通过刮板对石墨坩埚的内壁进行刮壁作业，可有效的对石墨坩埚进行全方位的刮壁清理，避免其内壁发生物料残留的现象发生；
综上所述，本发明解决了石墨原料电解提纯效果不佳及石墨坩埚内壁不易清理的问题，且整体结构设计紧凑，既方便对石墨原料进行均匀搅拌使其提纯效果提高，又方便对石墨坩埚的内壁进行有效的刮壁清理。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的主视图；
图2为本发明的主视剖面图；
图3为本发明的椭圆横板与固定环连接结构示意图；
图4为本发明的图2中A处放大图；
图5为本发明的操作方法示意图；
图中序号：1、圆形外壳；11、加热内筒；12、固定盘；13、石墨坩埚；14、感应加热线圈；15、三相电极；16、进气管；17、排气管；2、圆形套筒；21、椭圆横板；22、空心轴；23、锥形进料筒；24、从动锥齿轮；25、伺服电机；26、主动锥齿轮；27、电动伸缩缸；3、固定环；31、滑杆；32、内齿轮环；33、连接板；34、搅拌轴；35、行星齿轮；36、螺旋叶片；37、刮壁杆；38、刮板。
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。
实施例一：本实施例提供了一种运行稳定的电解石墨提纯炉，参见图1-4，具体的，包括圆形外壳1，圆形外壳1为顶面敞口的圆形箱状，圆形外壳1内设有同心固接的加热内筒11，加热内筒11内底部设有同心固接的固定盘12，固定盘12的顶面上设有石墨坩埚13，石墨坩埚13的外壁与加热内筒11的内壁固定连接；
圆形外壳1的顶面敞口处设有底面敞口的圆形套筒2，圆形套筒2的上方设有横向放置的椭圆横板21，椭圆横板21的中部插设有竖向贯穿且转动连接的空心轴22，圆形套筒2的顶面中部开设有圆形通孔，空心轴22的底端部滑动贯穿圆形通孔并延伸至圆形套筒2内底部；
空心轴22的底部两侧设有一对连接板33，每块连接板33的外端部均设有竖向贯穿且转动连接的搅拌轴34，每根搅拌轴34的底端部均延伸至石墨坩埚13内，且每根搅拌轴34的底端部均设有若干连续螺旋设置的螺旋叶片36。
在具体实施过程中，如图2和图3所示，圆形套筒2的两侧面设有一对输出端朝上的电动伸缩缸27，电动伸缩缸27的型号为LAF10-10mm，一对电动伸缩缸27的伸缩缸端部分别与椭圆横板21的底面两端固接，控制一对电动伸缩缸27的伸缩杆同步缩短，带动椭圆横板21缓慢下降；
圆形套筒2的顶壁两侧分别设有一对滑孔，每个滑孔内均插设有滑动贯穿的滑杆31，每根滑杆31的顶端部均与椭圆横板21的底面固接，每根滑杆31的底端部均与固定环3的顶面固接；椭圆横板21下降时，带动空心轴22沿着圆形通孔向下滑动，带动滑杆31沿着滑孔向下滑动；
当不需要对石墨原料进行搅拌和刮壁时，电动伸缩缸27的伸缩杆伸长，带动椭圆横板21升高至最高处，搅拌轴34及螺旋叶片36升高至圆形内筒2内底部，减少感应加热线圈14加热作业对螺旋叶片36造成损坏。
在具体实施过程中，如图2和图4所示，椭圆横板21的顶面一侧设有伺服电机25，伺服电机25的型号为1FK7103-5AF71-1DB3，伺服电机25的电机轴端部套设有同心固接的主动锥齿轮26，空心轴22的顶端部套设有同心固接的从动锥齿轮24，主动锥齿轮26与从动锥齿轮24啮合连接；伺服电机25的电机轴带动主动锥齿轮26同步转动，主动锥齿轮26啮合带动从动锥齿轮24、空心轴22、连接板33、搅拌轴34及螺旋叶片36进行公转；
圆形套筒2内底部设有固定环3，固定环3内设有同心固接的内齿轮环32，每根搅拌轴34的顶端部均套设有同心固接的行星齿轮35，内齿轮环32依次与一对行星齿轮35啮合连接；行星齿轮35沿着内齿轮环32带动搅拌轴34及螺旋叶片36进行自转，从而带动搅拌轴34及螺旋叶片36进行行星转动，同步带动刮壁杆37及刮板38进行行星转动；
若干螺旋叶片36的外侧设有连续贯穿固接的刮壁杆37，刮壁杆37上均布设有若干刮板38，每块刮板38均紧贴着石墨坩埚13的内壁，通过螺旋叶片36对石墨原料进行均匀的搅拌作业，通过刮板38对石墨坩埚13的内壁进行刮壁作业。
需说明的是：在本实施例中，圆形套筒2的外环面底部套设有同心固接的法兰环，法兰环上均布插设有若干螺栓，每根螺栓的底端部均与圆形外壳1的顶壁螺纹锁紧，通过法兰环与螺栓的配合使用，方便了对圆形套筒2进行拆卸及检修。
实施例二：在实施例一中，还存在石墨坩埚13的提纯效率不高的问题，因此，在实施例一的基础上本实施例还包括：
在具体实施过程中，如图2所示，加热内筒11的外环面上套设有感应加热线圈14，固定盘12上设有竖向贯穿固接的三相电极15，三相电极15的顶端部贯穿石墨坩埚13的底壁并延伸至石墨坩埚13内，三相电极15的底端部贯穿圆形外壳1的底壁并延伸至圆形外壳1的外侧；同步启动感应加热线圈14和三相电极15，感应加热线圈14通电后对加热内筒11及石墨坩埚13进行加热，三相电极15通电后对石墨原料进行电解；
圆形外壳1的两侧面中下部设有一对贯穿固接的进气管16，每根进气管16的里端部均依次贯穿加热内筒11、石墨坩埚13并延伸至石墨坩埚13内底部，空心轴22的顶端部设有锥形进料筒23，圆形套筒2的底部两侧设有一对贯穿固接的排气管17；石墨提纯过程中，空气经由进气管16进入石墨坩埚13内，并通过排气管17排出气体。
实施例三：参见图5，具体的，本发明的工作原理及操作方法如下：
步骤一，通过锥形进料筒23及空心轴22向石墨坩埚13内加入适量的石墨原料，并同步启动感应加热线圈14和三相电极15，感应加热线圈14通电后对加热内筒11及石墨坩埚13进行加热，三相电极15通电后对石墨原料进行电解，石墨提纯过程中，空气经由进气管16进入石墨坩埚13内，并通过排气管17排出气体；
步骤二，启动伺服电机25，伺服电机25的电机轴带动主动锥齿轮26同步转动，主动锥齿轮26啮合带动从动锥齿轮24、空心轴22、连接板33、搅拌轴34及螺旋叶片36进行公转；
步骤三，同时，行星齿轮35沿着内齿轮环32带动搅拌轴34及螺旋叶片36进行自转，从而带动搅拌轴34及螺旋叶片36进行行星转动，同步带动刮壁杆37及刮板38进行行星转动；
步骤四，控制一对电动伸缩缸27的伸缩杆同步缩短，带动椭圆横板21缓慢下降，带动空心轴22沿着圆形通孔向下滑动，带动滑杆31沿着滑孔向下滑动，同步带动固定环3、搅拌轴34、螺旋叶片36沿着石墨坩埚13的内壁向下移动，通过螺旋叶片36对石墨原料进行均匀的搅拌作业，通过刮板38对石墨坩埚13的内壁进行刮壁作业。
本发明解决了石墨原料电解提纯效果不佳及石墨坩埚内壁不易清理的问题，且整体结构设计紧凑，既方便对石墨原料进行均匀搅拌使其提纯效果提高，又方便对石墨坩埚的内壁进行有效的刮壁清理。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种运行稳定的电解石墨提纯炉，包括圆形外壳(1)，其特征在于：所述圆形外壳(1)为顶面敞口的圆形箱状，所述圆形外壳(1)内设有同心固接的加热内筒(11)，所述加热内筒(11)内底部设有同心固接的固定盘(12)，所述固定盘(12)的顶面上设有石墨坩埚(13)，所述石墨坩埚(13)的外壁与加热内筒(11)的内壁固定连接；
所述圆形外壳(1)的顶面敞口处设有底面敞口的圆形套筒(2)，所述圆形套筒(2)的上方设有横向放置的椭圆横板(21)，所述椭圆横板(21)的中部插设有竖向贯穿且转动连接的空心轴(22)，所述圆形套筒(2)的顶面中部开设有圆形通孔，所述空心轴(22)的底端部滑动贯穿圆形通孔并延伸至圆形套筒(2)内底部；
所述空心轴(22)的底部两侧设有一对连接板(33)，每块所述连接板(33)的外端部均设有竖向贯穿且转动连接的搅拌轴(34)，每根所述搅拌轴(34)的底端部均延伸至石墨坩埚(13)内，且每根所述搅拌轴(34)的底端部均设有若干连续螺旋设置的螺旋叶片(36)。
2.根据权利要求1所述的一种运行稳定的电解石墨提纯炉，其特征在于：所述加热内筒(11)的外环面上套设有感应加热线圈(14)，所述固定盘(12)上设有竖向贯穿固接的三相电极(15)，所述三相电极(15)的顶端部贯穿石墨坩埚(13)的底壁并延伸至石墨坩埚(13)内，所述三相电极(15)的底端部贯穿圆形外壳(1)的底壁并延伸至圆形外壳(1)的外侧。
3.根据权利要求1所述的一种运行稳定的电解石墨提纯炉，其特征在于：所述圆形外壳(1)的两侧面中下部设有一对贯穿固接的进气管(16)，每根所述进气管(16)的里端部均依次贯穿加热内筒(11)、石墨坩埚(13)并延伸至石墨坩埚(13)内底部。
4.根据权利要求1所述的一种运行稳定的电解石墨提纯炉，其特征在于：所述圆形套筒(2)的两侧面设有一对输出端朝上的电动伸缩缸(27)，一对所述电动伸缩缸(27)的伸缩缸端部分别与椭圆横板(21)的底面两端固接。
5.根据权利要求1所述的一种运行稳定的电解石墨提纯炉，其特征在于：所述圆形套筒(2)内底部设有固定环(3)，所述固定环(3)内设有同心固接的内齿轮环(32)，每根所述搅拌轴(34)的顶端部均套设有同心固接的行星齿轮(35)，所述内齿轮环(32)依次与一对行星齿轮(35)啮合连接。
6.根据权利要求5所述的一种运行稳定的电解石墨提纯炉，其特征在于：所述圆形套筒(2)的顶壁两侧分别设有一对滑孔，每个所述滑孔内均插设有滑动贯穿的滑杆(31)，每根所述滑杆(31)的顶端部均与椭圆横板(21)的底面固接，每根所述滑杆(31)的底端部均与固定环(3)的顶面固接。
7.根据权利要求1所述的一种运行稳定的电解石墨提纯炉，其特征在于：所述椭圆横板(21)的顶面一侧设有伺服电机(25)，所述伺服电机(25)的电机轴端部套设有同心固接的主动锥齿轮(26)，所述空心轴(22)的顶端部套设有同心固接的从动锥齿轮(24)，所述主动锥齿轮(26)与从动锥齿轮(24)啮合连接。
8.根据权利要求1所述的一种运行稳定的电解石墨提纯炉，其特征在于：若干所述螺旋叶片(36)的外侧设有连续贯穿固接的刮壁杆(37)，所述刮壁杆(37)上均布设有若干刮板(38)，每块所述刮板(38)均紧贴着石墨坩埚(13)的内壁。
9.根据权利要求1所述的一种运行稳定的电解石墨提纯炉，其特征在于：所述空心轴(22)的顶端部设有锥形进料筒(23)，所述圆形套筒(2)的底部两侧设有一对贯穿固接的排气管(17)。
10.根据权利要求1所述的一种运行稳定的电解石墨提纯炉，其特征在于：所述圆形套筒(2)的外环面底部套设有同心固接的法兰环，所述法兰环上均布插设有若干螺栓，每根所述螺栓的底端部均与圆形外壳(1)的顶壁螺纹锁紧。
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