CN115915506A - 一种石墨棒电加热结构及加热炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种加热炉的石墨棒加热体结构及石墨加热系统，所述石墨棒加热体结构包括位于炉内的石墨架、若干石墨棒及位于炉外的若干石墨夹具；其中，石墨棒穿设在炉壁上，石墨棒的两端分别与炉内的石墨架和炉外的石墨夹具连接。本发明石墨棒加热体结构稳固、接触良好，采用此种结构，在出现石墨棒损坏时，只需要从炉外将对应的石墨棒抽出便可实现更换维修，整个过程无需拆卸炉体外壳，省去大量的设备检修时间，且可避免外部灰尘进入炉体内，保障炉内环境清洁，降低故障率。

Description

一种石墨棒电加热结构及加热炉

技术领域

本发明涉及热处理设备技术领域，尤其涉及一种石墨棒电加热结构及加热炉。

背景技术

由于石墨的耐高温、高电阻率、易加工、价格较难熔金属低等特点，将其作为真空电阻炉、保护气氛炉的加热元件，越来越受到热处理行业的追捧。

现有的一种采用石墨棒为加热元件的加热炉包括炉体，炉体内部安装有石墨棒加热结构。实际使用过程中，石墨棒由于电流过大或老化等因素需要拆卸更换，但是现有的石墨棒加热结构位于炉体内部，拆装过程中，需要先将炉壁拆解后才能对石墨棒进行更换，此过程会损伤炉壁的保温层，导致一系列问题；并且，该过程会带入大量灰尘，污染炉内环境造成设备故障率增高。

有鉴于此，需要提出一种新的技术方案来解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的问题，提供一种石墨棒电加热结构及加热炉，能够达到在炉外对石墨棒进行拆卸、更换，保护炉壁不受破损的目的。

为实现上述目的，本发明采用以下技术手段：

本发明的第一方面提供一种加热炉的石墨棒加热体结构，包括石墨架、若干石墨棒及若干石墨夹具；

所述石墨架固定安装于炉体内，该石墨架面向炉体外部的一侧设有若干个连接孔；

每个所述石墨棒的第一端插置于对应的连接孔内以使该端与所述石墨架固定连接，所述石墨棒的第二端穿过炉体的壁而伸出于炉体外；

所述石墨夹具用于夹持任两个所述石墨棒的第二端，以使该两所述石墨棒并联连接，所述石墨夹具还用于与外部电源连接。

作为进一步的改进，所述石墨棒为分段式结构，包括过渡段和加热段，所述过渡段与所述加热段通过石墨连接件对接；

所述石墨连接件为管状结构，该石墨连接件以螺纹或榫卯方式对接所述过渡段和所述加热段。

作为进一步的改进，所述炉体外还设有一电极腔室，所述电极腔室内形成电极腔，所述石墨棒的第二端和所述石墨夹具均位于该电极腔内；所述石墨夹具的一端伸出于所述电极腔室外。

作为进一步的改进，所述石墨棒与炉壁之间的连接处、所述石墨夹具与所述电极腔室之间的连接处均填充有绝缘材料。

作为进一步的改进，所述石墨夹具包括石墨电极板及两个电极夹板，两个所述电极夹板均以可拆卸方式连接在所述石墨电极板的两端，每个所述电极夹板与所述石墨电极板之间设有夹持孔，该夹持孔与所述石墨棒的形状相匹配。

作为进一步的改进，所述石墨棒为圆柱形结构，所述夹持孔为圆孔。

本发明的另一方面提供一种石墨加热系统，包括上述的石墨棒加热体结构、铜电极及变压器；

所述铜电极连接于所述石墨夹具与所述变压器之间。

相比于现有技术，本发明带来以下技术效果：

本发明石墨棒加热体结构包括石墨架、若干石墨棒及若干石墨夹具，其中石墨架固定安装于炉体内，石墨棒的第一端与石墨架固定连接，第二端穿出炉体外，炉体外还设有用于连接石墨棒与外部电源的石墨夹具，采用此种结构，在出现石墨棒损坏时，只需要从炉外将对应的石墨棒抽出便可实现更换维修，整个过程无需拆卸炉体外壳，省去大量的设备检修时间，且可避免外部灰尘进入炉体内，保障炉内环境清洁，降低故障率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明一较佳实施例的石墨棒加热体结构的立体示意图；

图2示出了本发明一较佳实施例的石墨棒加热体结构的俯视图；

图3示出了图2中A-A向剖面图；

图4示出了本发明一较佳实施例的石墨棒加热体结构的左视图；

图5示出了本发明一较佳实施例的石墨棒加热体结构的前视图。

主要元件符号说明：

石墨棒加热体结构-1；石墨架-11；横梁-111；纵梁-112；石墨棒-12；过渡段-121；加热段-122；石墨连接件-123；石墨夹具-13；石墨电极板-131；电极夹板-132；电极腔室-14；铜电极-2；变压器-3。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例一

请参阅图1至图5，本实施例提供一种石墨加热系统，包括石墨棒加热体结构1、铜电极2及变压器3。该石墨加热系统应用于工业上的加热炉设备中，系利用石墨棒作为加热元件来对其它物品进行加热，由于石墨材料具有耐高温、高电阻率、易加工、价格较难熔金属低等优点，常用于超过1500摄氏度的高温加热炉当中。其中，石墨棒加热体为发热元件，变压器3为电源，用于提供电能。整个系统在工作过程中会发热，因此一般会在铜电极2的外面包覆有冷却结构，以降低铜电极2的温度。

具体在本实施例中，所述石墨棒加热体结构1包括石墨架11、若干石墨棒12及若干石墨夹具13。

石墨架11固定安装于炉体内，该石墨架11面向炉体外部的一侧设有若干个连接孔(图中未标识)。具体在其中一个实施例中，石墨架11包括两个横梁111及三个纵梁112，三个纵梁112平行连接在两个横梁111之间，从而形成一个矩形框架，该框架面向炉外的一侧开设有所述连接孔，具体的，连接孔共设有六个，分布在横梁111和纵梁112之间的交叉点处。

每个所述石墨棒12的第一端插置于对应的连接孔内以使该端与所述石墨架11固定连接，所述石墨棒12的第二端穿过炉体的壁而伸出于炉体外。具体在其中一个实施例中，石墨棒12共设有六根，六根石墨棒12分别对应上述六个连接孔，每根石墨棒12的一端插置在连接孔内，以实现石墨棒12与石墨架11的电性连接。六根石墨棒12上下两两一组，共分为三组。

所述石墨夹具13用于夹持任两个所述石墨棒12的第二端，以使该两所述石墨棒12并联连接，所述石墨夹具13用于与外部电源连接。具体在其中一个实施例中，所述石墨夹具13共设有三个，每个石墨夹具13对应连接一上一下两个石墨棒12，该石墨夹具13的另一端再连接到外部电源的其中一个输出端。

本发明提出的石墨棒12加热体结构1，在炉体内固定安装有石墨架11、在炉外安装有石墨夹具13，石墨棒12的一端插置连接在石墨架11上、另一端与石墨夹具13连接，因此整个加热体结构稳固、接触良好，且此种贯穿炉壁的结构设置，当其中的某些石墨棒12出现故障而需要维修或更换的时候，仅需要松开对应的石墨夹具13、再将该石墨棒12抽出炉体外即可，方便快捷，避免了现有技术中需要拆解炉体带来的繁杂工作，且不会给炉内造成粉尘污染。

请参阅图1、图2及图5，作为进一步的改进，所述石墨棒12为分段式结构，包括过渡段121和加热段122，所述过渡段121与所述加热段122通过石墨连接件123对接，以保证两段之间稳定地连接。

具体在一些实施例中，所述石墨连接件123为管状结构，该石墨连接件123以螺纹或榫卯方式对接所述过渡段121和所述加热段122，过渡段121和加热段122分别对接在石墨连接件123的两端。其中，过渡段121位于炉外及炉壁位置处，加热段122全部位于炉内。

需要说明的是，上述实施例将石墨棒12分为过渡段121和加热段122的设置，是为了调节加热元件的发热区域分布，目的是要过渡段121发热小、加热段122发热大，如此，才能将能效发挥到最大。

请继续参阅图1、图2及图5，作为进一步的改进，所述炉体外还设有一电极腔室14，该电极腔室14内形成电极腔，所述石墨棒12的第二端和所述石墨夹具13均位于该电极腔内，电极腔室14用于保护石墨棒12和石墨夹具13，同时防止工作人员被烫伤；石墨夹具13的一端伸出于电极腔室14外。

作为进一步的改进，石墨棒12与炉壁之间的连接处、石墨夹具13与电极腔室14之间的连接处均填充有绝缘材料，例如氮化硼、陶瓷、硅酸铝、耐火砖等，以防止因电流经过石墨元件时与金属电极腔室14或其他石墨材料之间产生电弧，进而对石墨元件造成损伤。

请参阅图2、图3及图4，具体的，每个石墨夹具13均包括石墨电极板131及两个电极夹板132，两个电极夹板132均以可拆卸方式连接在石墨电极板131的两端，每个电极夹板132与石墨电极板131之间设有夹持孔(图中未标识)，该夹持孔与石墨棒12的形状相匹配。例如在其中一些实施例中，所述石墨棒12为圆柱形结构，则夹持孔为圆形，此种形状设置，石墨棒12与石墨夹具13之间连接紧密，可确保优良的电性接触，防止接触不良带来的电流波动及能源损耗。

所述铜电极2连接于石墨夹具13与变压器3之间，所述变压器3作充当整个系统的电源，提供能量。

在其中一个实施例中，所述变压器3为三相交流变压器，其包括三个输出端；在此种情况下，石墨棒12共设有六根，六根石墨棒12两两一组，上下成对；石墨夹具13设有三个，每个石墨夹具13对应夹持一组石墨棒12；每个石墨夹具13连接一个所述输出端。此种星型连接方式，以三相交流变压器供电，六根石墨棒12分为三组，覆盖待加热物的区域大，且任意时刻均有两相电路处于工作状态，因此，整个石墨加热系统能够获得稳定且均匀的加热效果，应用于高温加热炉中效果极佳。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种加热炉的石墨棒加热体结构，其特征在于，包括石墨架、若干石墨棒及若干石墨夹具；

所述石墨架固定安装于炉体内，该石墨架面向炉体外部的一侧设有若干个连接孔；

每个所述石墨棒的第一端插置于对应的连接孔内以使该端与所述石墨架固定连接，所述石墨棒的第二端穿过炉体的壁而伸出于炉体外；

所述石墨夹具用于夹持任两个所述石墨棒的第二端，以使该两所述石墨棒并联连接，所述石墨夹具还用于与外部电源连接。

2.如权利要求1石墨棒加热体结构，其特征在于，所述石墨棒为分段式结构，包括过渡段和加热段，所述过渡段与所述加热段通过石墨连接件对接；

所述石墨连接件为管状结构，该石墨连接件以螺纹或榫卯方式对接所述过渡段和所述加热段。

3.如权利要求1石墨棒加热体结构，其特征在于，所述炉体外还设有一电极腔室，所述电极腔室内形成电极腔，所述石墨棒的第二端和所述石墨夹具均位于该电极腔内；所述石墨夹具的一端伸出于所述电极腔室外。

4.如权利要求3石墨棒加热体结构，其特征在于，所述石墨棒与炉壁之间的连接处、所述石墨夹具与所述电极腔室之间的连接处均填充有绝缘材料。

5.如权利要求1石墨棒加热体结构，其特征在于，所述石墨夹具包括石墨电极板及两个电极夹板，两个所述电极夹板均以可拆卸方式连接在所述石墨电极板的两端，每个所述电极夹板与所述石墨电极板之间设有夹持孔，该夹持孔与所述石墨棒的形状相匹配。

6.如权利要求5石墨棒加热体结构，其特征在于，所述石墨棒为圆柱形结构，所述夹持孔为圆孔。

7.一种石墨加热系统，包括如权利要求1-6任一项所述的石墨棒加热体结构、铜电极及变压器；

所述铜电极连接于所述石墨夹具与所述变压器之间。

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