CN203612963U - 回转式可连续给料石英管膨化炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种回转式可连续给料石英管膨化炉，所述膨化炉主要包括：可倾斜工作台单元，其包括可倾斜工作台以及工作台升降装置，可倾斜工作台的一端设有工作台升降装置；高温加热单元，其包括炉体以及回转石英管，炉体安装于可倾斜工作台上，回转石英管穿入炉体中；驱动装置，回转石英管出口端固定于驱动装置，驱动装置驱动所述回转石英管在炉体中旋转；以及给料装置。所述炉体为可控温高温电阻炉；给料装置设置于回转石英管入口端，能够进行调节从而插入回转石英管中进行给料操作。本实用新型的特点在于自动化程度高，可以用于膨胀石墨、膨胀云母等材料的高温连续生产，也可用于两种以上物质的高温连续焙烧，形成复合材料。

Description

回转式可连续给料石英管膨化炉

技术领域

本实用新型涉及用于膨胀石墨等物料的回转式连续生产膨化炉领域，特别涉及一种回转式可连续给料石英管膨化炉。

背景技术

碳是自然界中一种很常见的元素，以游离元素存在石墨，广泛分布于全世界。石墨具有独特的化学结构，石墨层间是以较弱的范德华力相结合，常温常态下，石墨的化学性质极不活跃。

强氧化性的物质可以破坏石墨层间的范德华力，使天然鳞片石墨失去电子，成为带正电荷的离子，使相邻层面的碳原子相互排斥，增大层面间距，再在电荷转移驱动力下，插层剂以离子、分子形式进入石墨层间，形成石墨层间化合物即可膨胀石墨。由于可膨胀石墨的特殊层状结构，这种石墨层间化合物在高温快速加热时，插入物剧烈分解，产生大量气体，致使石墨能迅速膨化至数十倍到数百倍，形成的新物质即膨胀石墨。膨胀石墨形状如蠕虫，因此又叫做石墨蠕虫。

膨胀石墨是一种重要的非金属材料，具有如下特点：

1、极强的耐压性、柔韧性、可塑性；

2、极强的抗高低温、抗腐蚀、抗辐射特性；

3、极强的抗震特性；

4、极强的电导率；

5、极强的抗老化、抗扭曲的特性；

6、可以抵制各种金属的熔化及渗透。

7、无毒、不含任何致癌物，对环境没有危害。

膨胀石墨具有丰富的孔结构，因而有优良的吸附性能，在环保和生物医学上有广泛用途。与活性炭等微孔材料在吸附特性上也有所不同，膨胀石墨适于液相吸附。在液相吸附中它亲油疏水，1g可膨胀石墨可吸附80g以上重油，因而它是一种很有前途的清除水面油污染的环保材料。在化工企业的废水治理中,常采用微生物（细菌）处理，可膨胀石墨是一种很好的微生物载体，特别是对油脂类有机大分子污染的水处理中，由于化学稳定性好，又可再生复用,因此有良好的应用前景。

另外，膨胀石墨制成的柔性密封材料具有耐酸碱、耐高温、可压缩性、自粘结性、柔软弹性等优良性能，生产出的密封填料、密封垫片、石墨盘根等，被广泛用于石油、化工、轻工、冶金、电力、机械、航天、军事等领域。膨胀石墨也可以作为生产多层石墨烯的前驱体，生产出的多层石墨烯浆料在高性能电池领域和特殊涂料中具有广泛用途。

由上可知，大量高效地生产膨胀石墨以及类似物料对工业的各个方面具有十分重大的意义。传统的使用马弗炉膨化的方法中，未能在物料高温膨化同时实现连续化生产过程从而提高生产效率，另外传统使用微波膨化的方法中，微波加热用磁控管产生微波，由于石墨具有导电特性，其内部在微波作用下产生很强的涡电流，具有很强的加热效果。但微波加热很难使物料快速达到1000℃以上，影响膨化效果，一般难以达到物料的最大膨化体积，影响产品的品质，

综上所述，提供一种能够克服现有技术的各种缺点并实现膨胀石墨以及类似物料的连续膨化生产的高温回转式石英管膨化炉，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

公开于该实用新型背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种高温回转式石英管膨化炉，能克服现有技术的缺点并实现膨胀石墨、膨胀生云母、膨胀生蛭石片等物料的连续膨化生产。

为了达到上述目的，本实用新型提供一种回转式可连续给料石英管膨化炉，其包括：

可倾斜工作台单元，其包括可倾斜工作台以及工作台升降装置，工作台升降装置设置在可倾斜工作台的一端；高温加热单元，其包括：炉体以及具有出口端和入口端的回转石英管，所述炉体安装于可倾斜工作台上，所述回转石英管穿入炉体中；驱动装置，所述回转石英管的出口端与所述驱动装置相连，所述驱动装置驱动所述回转石英管在炉体中旋转；

所述回转式可连续给料石英管膨化炉进一步包括给料装置；所述炉体为可控温高温电阻炉；所述给料装置设置于所述回转石英管的入口端，所述给料装置能够进行调节从而插入回转石英管中进行给料操作。

优选地，所述给料装置包括给料机、料斗以及给料机升降支架；所述给料机和料斗安装在给料机升降支架上，所述给料机与料斗相连接，所述料斗出口设有挡板以控制落料速度。

优选地，所述给料机设置有给料口和入料口，给料口高度以及给料口与入料口的距离均能够调节使得所述入料口能够插入回转石英管的入口端；所述给料机为振动给料器或者螺旋给料器。

优选地，所述可控温高温电阻炉的温度调整方式包括分段控温方式和单一控温方式。

优选地，所述回转石英管能够顺时针旋转或者逆时针旋转，旋转速度为每分钟0-50转。

优选地，所述回转式可连续给料石英管膨化炉进一步包括物料回收装置，所述物料回收装置包括物料回收管道、冷却风箱以及冷却风口；所述冷却风箱设置于所述回转石英管的出口端，冷却风箱下方为冷却风口，冷却风箱上方为物料回收管道，物料膨胀后经物料回收管道进入到集料器中；所述冷却风口使用挡板来调节风量。

优选地，所述物料回收管道为负压系统，所述负压系统的绝对压力区间为500-1000Pa。

优选地，所述回转式可连续给料石英管膨化炉进一步包括气体保护装置，所述气体保护装置包括保护气体注入管、流量计、控制阀门以及连接管道；所述气体保护装置设置于回转石英管的入口端。

优选地，所述气体保护装置中注入的保护气体为氩气、氮气或者氦气。

优选地，所述回转石英管的出口端设置有观察孔。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型采用高温电阻炉加热通过辐射和热传导方式，从可膨胀石墨外部而向纵深加热，物料高温膨化同时实现连续化生产过程。与传统微波膨化的方法和传统的马弗炉膨化的方法比较，物料在进料-膨化-出料-冷却等过程中，无需操作人员干预，提高生产效率，保证了产品质量，另外采用微波加热用磁控管产生微波的微波加热很难使物料快速达到1000℃以上，影响膨化效果，一般难以达到物料的最大膨化体积，影响产品的品质，而本实用新型则可以快速安全地升温，保证产品品质。

附图说明

图1为根据本实用新型的回转式可连续给料石英管膨化炉结构示意图。

图2为使用本实用新型的回转式可连续给料石英管膨化炉进行生产的生产方法流程图。

主要部件符号说明：

1   可控温高温电阻炉

2   回转石英管

3   保护气体注入管

4   料斗

5   给料机

6   给料机升降支架

7   工作台升降装置

8   从动装置

9   可倾斜工作台

10  冷却风口

11  驱动装置

12  观察孔

13  物料回收管道

14  冷却风箱。

具体实施方式

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

下面，结合附图对本实用新型的具体实施例进行描述。请参阅图1所示，本实用新型提供一种回转式可连续给料石英管膨化炉，其包括：

可倾斜工作台单元，其包括可倾斜工作台以及工作台升降装置，所述工作台升降装置设置在可倾斜工作台的一端；高温加热单元，其包括炉体以及具有出口端和入口端的回转石英管，所述炉体安装于可倾斜工作台上，所述回转石英管穿入炉体中；驱动装置及从动装置，所述回转石英管的出口端与所述驱动装置相连，所述驱动装置驱动所述回转石英管在炉体中旋转，从动装置则配合驱动装置进行驱动操作，其中，驱动装置及从动装置包括驱动装置支架、驱动电机、皮带轮及皮带、从动装置支架以及从动辊子。

所述回转式可连续给料石英管膨化炉进一步包括给料装置，给料装置包括：给料机、料斗以及给料机升降支架。所述给料装置设置于所述回转石英管的入口端，所述给料装置能够进行调节从而插入回转石英管中进行给料操作。

所述回转式可连续给料石英管膨化炉进一步包括物料回收装置和气体保护装置。其中，气体保护装置包括保护气体注入管、流量计、控制阀门以及连接管道，用于向炉体内注入保护气体；物料回收装置包括物料回收管道、冷却风箱以及冷却风口，用于膨化后的物料回收。

参考图1所示，具体地，本实用新型的炉体采用可控温高温电阻炉，在可倾斜工作台9上安装可控温高温电阻炉1，回转石英管2穿入可控温高温电阻炉1中，回转石英管2具有出口端和入口段，回转石英管2的出口端固定到驱动装置11，回转石英管2的入口端放置在从动装置8上，具体地，驱动装置11以及从动装置8能够保证回转石英管2按照物料加工要求转动，驱动装置11的驱动方式包括但不局限于直流调速和交流调速方式。

可倾斜工作台9的支撑端设有工作台升降装置7，不同于支撑端的另一端与可倾斜工作台9之间通过可转动轴可转动地连接，通过对可倾斜升降装置7的调节操作调整可倾斜工作台9的倾斜角度，而放置在可倾斜工作台上的所有装置也一同倾斜。

可控温高温电阻炉1的温度能够根据需要调整，温度的调整方式包括但不局限于分段控温和单一控温。而穿入其中的回转石英管2是受驱动装置11驱动在可控温高温电阻炉1中旋转工作，能够顺时针旋转或者逆时针旋转，回转石英管2的旋转速度包括但不局限于每分钟0-50转。

回转石英管2的入口端装有保护气体注入管3和给料装置，实现连续供气和连续给料。其中气体保护装置中的保护气体注入管3注入的保护气体包括但不局限于氩气、氮气或者氦气；给料装置中的给料机5和料斗4安装在给料机升降支架6上，给料机5与料斗4相连接，料机5设置有入料口（物料出口）和给料口，料斗4出口设置有但不局限于挡板以控制落料速度。具体地，给料装置能够实现连续或者间断供料，精确控制物料流量，并且能够根据需要调整给料口高度以及给料口与入料口的距离，根据需要，给料机5可以是但不局限于振动给料器或者螺旋给料机。

回转石英管2的出口端设置有观察孔12和冷却风箱14，冷却风箱14下方为冷却风口10，冷却风口10使用挡板来调节其出风口的风量。冷却风箱14上方为物料回收管道13，膨化后物料经物料回收管道13进入到集料器中，其中物料回收管道13为负压系统，负压系统的绝对压力区间包括但不局限于500-1000Pa；而从观察孔12中能够观察炉内物料情况或者从观察孔12中观察或者注入其他种类物料或气体。

下面介绍使用本实用新型的回转式可连续给料石英管膨化炉进行物料的连续膨化生产的流程步骤，该回转式可连续给料石英管膨化炉既可以用于膨胀石墨、膨胀云母、膨胀蛭石等物料的高温连续生产，也可用于两种以上所述物料的高温焙烧，形成复合材料。

生产方法包括以下步骤：

1）启动设备的驱动装置驱动回转石英管，把转速设置在低转速，观察设备各转动部分平稳运行，无异声，然后启动可控温高温电阻炉，一般将温度设置在500℃左右；

2）待可控温高温电阻炉温度升高后，观察设备各转动部分平稳运行，无异声；开启保护气体注入管的控制阀门，向回转石英管内通入氩气、氮气或者氦气等保护气体，设置可控温高温电阻炉温度到物料膨化温度；

3）根据已知的实验参数，调节工作台升降装置的工作角度，并调整给料机升降支架的高度，直至给料机的物料出口能够插入到回转石英管的入口端内；

4）放入一定量的待膨胀物料至料斗，将工作台升降装置前移，使得给料机的物料出口插入回转石英管的入口端内，然后开启给料机，当待膨胀物料进入回转石英管后，调节物料的落料量和回转石英管的转速，确保两者协调工作，并调节保护气体注入管的控制阀门流量，保证炉内膨化物料在保护气体气氛内工作；

5）从观察孔查看物料膨化情况，并适当调整冷却风口的开度，确保物料在炉内停留规定的时间，并沿着回转石英管管壁滑出，生产出来的物料通过物料回收管道进入集料器。

上述连续膨化生产中，步骤1）至步骤3）为生产前的准备工作，可控温高温电阻炉的预热升温以及调整工作台角度，可以确保物料在恰当的条件下膨化，又同时保证膨化炉体在无物料状态下安全升温。

上述连续膨化生产中，步骤4）和步骤5）为生产过程，此过程中需要调节回转石英管的转速、给料机落料速度和保护气体的流量，确保物料在稳定的保护气体气氛中膨化，同时膨化过程中产物从出口端排出，进入集料设备。

下面结合图1和图2并通过具体实施例来详细说明生产的过程。在本实用新型的第一实施例中，使用本实用新型的回转式可连续给料石英管膨化炉制作膨胀石墨，按照如下步骤进行：

1）启动设备驱动装置11驱动回转石英管2，把回转石英管2的转速设置在每分钟10转的低转速，观察设备各转动部分平稳运行，无异声；

2）启动高温电阻炉，将温度设置在500℃；

3）待高温电阻炉温度升高到500℃后，观察设备各转动部分平稳运行，无异声；开启保护气体注入回转石英管2的阀门，向回转石英管内通入氩气，流量设置在每分钟20ml；设置高温电阻炉温度为1100℃；

4）调节工作台升降装置7，将可倾斜工作台的工作角度调节为4度；调节给料机升降支架6的高度直至给料机5的物料出口可以插入回转石英管2的入口端内；

5）放入600g可膨胀石墨物料至料斗4，将工作台升降装置7前移，物料出口插入回转石英管2的入口端内；

6）开启给料机5，控制落料速度为大约每分钟5g；当物料进入回转石英管2后，调节驱动装置11的转速，转速增加到每分钟25转；调节保护气体注入回转石英管2的阀门，流量设置在每分钟150ml；

7）从观察孔12查看物料膨化情况，并适当调整冷却风口10的张开度，确保可膨胀石墨在炉内停留10秒钟，并沿着回转石英管2的管壁滑出；

8）生产出来的膨胀石墨通过物料回收管道13进入集料器。

在本实用新型的实施例2中，使用本实用新型的回转式可连续给料石英管膨化炉制作膨胀白云母，按照如下步骤进行：

1）启动设备驱动装置11驱动回转石英管2，把回转石英管2的转速设置在每分钟10转的低转速，观察设备各转动部分平稳运行，无异声；

2）启动高温电阻炉，将温度设置在500℃；

3）待高温电阻炉温度升高到500℃后，观察设备各转动部分平稳运行，无异声；开启保护气体注入回转石英管2的阀门，向回转石英管内通入氮气，流量设置在每分钟20ml；设置高温电阻炉温度为1000℃；

4）调节工作台升降装置7，将可倾斜工作台的工作角度调节为5度；调节给料机升降支架6的高度直至给料机5的物料出口可以插入回转石英管2的入口端内；

5）放入1000g经过插层处理的白云母至料斗4，将工作台升降装置7前移，物料出口插入回转石英管2的入口端内；

6）开启给料机5，控制落料速度为大约每分钟10g；当物料进入回转石英管2后，调节驱动装置11的转速，转速增加到每分钟30转；调节保护气体注入回转石英管2的阀门，流量设置在每分钟200ml；

7）从观察孔12查看物料膨化情况，并适当调整冷却风口10的张开度，确保可膨胀云母在炉内停留10秒钟，并沿着回转石英管2的管壁滑出；

8）生产出来的膨胀云母通过物料回收管道13进入集料器。

在本实用新型的实施例3中，使用本实用新型的回转式可连续给料石英管膨化炉制作膨胀蛭石，按照如下步骤进行：

1）启动设备驱动装置11驱动回转石英管2，把回转石英管2的转速设置在每分钟10转的低转速，观察设备各转动部分平稳运行，无异声；

2）启动高温电阻炉，将温度设置在500℃；

3）待高温电阻炉温度升高到500℃后，观察设备各转动部分平稳运行，无异声；开启保护气体注入回转石英管2的阀门，向回转石英管内通入氮气，流量设置在每分钟20ml；设置高温电阻炉温度为1200℃；

4）调节工作台升降装置7，将可倾斜工作台的工作角度调节为3度；调节给料机升降支架6的高度直至给料机5的物料出口可插入回转石英管2的入口端内；

5）放入1000g经过插层处理的生蛭石片至料斗4，将工作台升降装置7前移，物料出口插入回转石英管2的入口端；

6）开启给料机5，控制落料速度为大约每分钟10g；当物料进入回转石英管2后，调节驱动装置11的转速，转速增加到每分钟30转；调节保护气体注入回转石英管2的阀门，流量设置在每分钟200ml；

7）从观察孔12查看物料膨化情况，并适当调整冷却风口10的张开度，确保膨胀蛭石在炉内停留10秒钟，并沿着回转石英管2的管壁滑出；

8）生产出来的膨胀蛭石通过物料回收管道13进入集料器。

上述实施例是用于例示性说明本实用新型的原理及其功效，但是本实用新型并不限于上述实施方式。本领域的技术人员均可在不违背本实用新型的精神及范畴下，在权利要求保护范围内，对上述实施例进行修改。因此本实用新型的保护范围，应如本实用新型的权利要求书覆盖。

Claims (10)

1.一种回转式可连续给料石英管膨化炉，其包括： 

可倾斜工作台单元，其包括可倾斜工作台（9）以及工作台升降装置（7），所述工作台升降装置（7）设置在可倾斜工作台（9）的一端； 

高温加热单元，其包括炉体以及具有出口端和入口端的回转石英管（2），所述炉体安装于可倾斜工作台（9）上，所述回转石英管（2）穿入炉体中； 

驱动装置（11），所述回转石英管（2）的出口端与所述驱动装置（11）相连，所述驱动装置（11）驱动所述回转石英管（2）在炉体中旋转，其特征在于： 

所述炉体为可控温高温电阻炉（1）； 

所述回转式可连续给料石英管膨化炉进一步包括给料装置；所述给料装置设置于所述回转石英管（2）的入口端，所述给料装置能够进行调节从而插入回转石英管（2）中进行给料操作。 

2.根据权利要求1所述的回转式可连续给料石英管膨化炉，其特征在于，所述给料装置包括给料机（5）、料斗（4）以及给料机升降支架（6）；所述给料机（5）和料斗（4）安装在给料机升降支架（6）上，所述给料机（5）与料斗（4）相连接，所述料斗（4）出口设有挡板以控制落料速度。 

3.根据权利要求2所述的回转式可连续给料石英管膨化炉，其特征在于，所述给料机（5）设置有给料口和入料口，给料口高度以及给料口与入料口的距离均能够调节使得所述入料口能够插入回转石英管（2）的入口端；所述给料机（5）为振动给料器或者螺旋给料器。 

4.根据权利要求1所述的回转式可连续给料石英管膨化炉，其特征在于，所述可控温高温电阻炉（1）的温度调整方式包括分段控温方式和单一控温方式。 

5.根据权利要求1所述的回转式可连续给料石英管膨化炉，其特征在于，所述回转石英管（2）能够顺时针旋转或者逆时针旋转，旋转速度为每分钟0-50转。 

6.根据权利要求1所述的回转式可连续给料石英管膨化炉，其特征在于，所述回转式可连续给料石英管膨化炉进一步包括物料回收装置，所述物料回收装置包括物料回收管道（13）、冷却风箱（14）以及冷却风口（10）；所述冷却风箱（14）设置于所述回转石英管（2）的出口端，冷却风箱（14）下方为冷却风口（10），冷却风箱（14）上方为物料回收管道（13），物料膨胀后经物料回收管道（13）进入到集料器中；所述冷却风口（10）使用挡板来调节风量。 

7.根据权利要求6所述的回转式可连续给料石英管膨化炉，其特征在于，所述物料回收管道（13）为负压系统，所述负压系统的绝对压力区间为500-1000Pa。 

8.根据权利要求1所述的回转式可连续给料石英管膨化炉，其特征在于，所述回转式可连续给料石英管膨化炉进一步包括气体保护装置，所述气体保护装置包括保护气体注入管（3）、流量计、控制阀门以及连接管道；所述气体保护装置设置于回转石英管（2）的入口端。 

9.根据权利要求8所述的回转式可连续给料石英管膨化炉，其特征在于，所述气体保护装置中注入的保护气体为氩气、氮气或者氦气。 

10.根据权利要求1所述的回转式可连续给料石英管膨化炉，其特征在于，所述回转石英管（2）的出口端设置有观察孔（12）。 

Images