CN205151778U - 一种用于人造碳石墨材料加热处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于碳石墨制品压制毛坯热加热用的工业炉装置技术领域，公开了一种用于人造碳石墨材料加热处理装置，本实用新型包括压力罐，压力罐内设有加热体支撑，加热体支撑上安装有加热体，加热体支撑的外部设有保温层，保温层与压力罐之间形成冷却水循环腔，冷却水循环腔设有冷却水进出口，加热体包括内壳和外壳，所述外壳套设在内壳的外部形成一个真空的蒸汽腔，蒸汽腔内注入有工作液体，蒸汽腔的内壁上设有吸液芯，外壳上设有电加热器，电加热器与电源连通；加热体的下端设有工作台，工作台的下方设置有支柱，工作台的下方还设置有轴流风机，工作台开设有与轴流风机的风道连通的通风孔；工作台的上方连接有链条，链条经链轮连接有驱动电机。

Description

一种用于人造碳石墨材料加热处理装置

技术领域

本实用新型属于碳石墨制品压制毛坯热加热用的工业炉装置技术领域，具体涉及一种用于人造碳石墨材料加热处理装置。

背景技术

制造人造碳-石墨材料是将煅烧后的焦炭经过细磨，与粘结剂（沥青）混合，制成配合料，再经成型，焙烧及石墨化而成。但是，要求这种材料的各项性能必须适合各种用途的需求（例如，密封环、轴承、电刷、电力机车受电弓滑板、放电加工用电极、连续铸造用结晶器、单晶硅及多晶硅热场材料及核反应堆用材料）必须经过复杂而又繁琐的加工。

目前，碳素材料制造工业中所应用的原理是将原料碳素粉体作为骨料，加入适量的沥青作为粘结剂，加热到粘结剂炭化并产生一定强度的温度，此时所有的骨料颗粒粘结成块并具有一定的机械强度，而后用反复浸渍沥青及多次焙烧的方法增加制品的密度并不断提高强度。

在碳素材料制造工业中，用作为骨料的主要有煅烧后的石油焦、沥青焦、天然石墨、炭黑等。这些物料在高温下是不能烧结的，必须加入煤沥青作为粘结剤，在高温的作用下煤沥青在蒸发，热解的同时有一部分发生热聚合，随着温度的持续升高这部分的沥青最终就炭化了，成为另一相的焦炭，保留在碳素压坯中。也是由于这部分焦炭的产生，碳块有了最基本的强度。

焙烧后的碳制品是多孔的，为了获得较高密度和强度的材料可以用煤沥青浸渍，浸渍的过程也是复杂的，必须将待浸渍的碳制品放入压力釜中加热，抽真空并保持一定的时间，需让制品气孔中的空气释放出来从而被抽出罐外，此时注入煤沥青并淹没制品，然后加压，为了浸透制品压力一般保持在2Mpa上下。所以浸渍过程也是复杂的。

中国专利CN102249212A的专利公开了一种加压焙烧的方法，用耐高温并又耐压力的匣钵盛装碳制品压坯，至于焙烧炉内焙烧，盖发明推荐压力控制在1.5—2.5MPa。由于金属材料的高温强度低下，不能施以较高的压力，该发明还指出匣钵的材料为不锈钢。按压力容器的设计规范选用的匣钵材料无疑是昂贵的，这样增加了生产成本。

针对该问题，申请号为201210094646.1的发明专利公开了一种人造碳石墨材料用加压热处理设备，加压热处理设备包括压力罐、冷凝器、连接管及压力控制阀等；加压罐由能承受压力的炉壳、炉盖及接管组成，加压罐内有发热体、发热体支承、隔热材料、内盖及砂封等，内盖用耐火材料制作；压力罐外壁有冷却水套，冷却水套内设置螺旋状导流带；炉膛上方设有砂封，内盖的侧面及炉内隔热衬里的内侧面组成了砂封槽的两侧面，砂封槽的下侧面即为炉膛壁的上端面。

然而，该申请号为201210094646.1的装置存在着在使用过程中热能不能均匀分散的特点，以及加热体本体存在着加热不均匀的问题。

同时，在放置或者取出碳石墨压坯的时候，需要在外部配设其他装置才能够进行碳石墨压坯的放置或者拿取，从而导致生产效率低。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有装置存在着加热不均匀、生产效率低的问题，而提供一种用于人造碳石墨材料加热处理装置，具有热传递效率高，加热均匀的特点，同时具有放置和拿取碳石墨压坯方便的特点，从而提高生产效率。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种用于人造碳石墨材料加热处理装置，包括压力罐，所述压力罐的上方配设有炉盖，所述压力罐内设有加热体支撑，所述加热体支撑上安装有用于给碳石墨压坯进行加热的加热体，所述加热体支撑的外部设有保温层，所述保温层的外部与压力罐之间形成冷却水循环腔，所述冷却水循环腔设有冷却水出口和冷却水进口，其特征在于，所述加热体包括内壳和外壳，所述外壳套设在内壳的外部形成一个真空的蒸汽腔，所述蒸汽腔内注入有工作液体，所述蒸汽腔的内壁上设有吸液芯，所述外壳上设有电加热器，所述电加热器经线路与外部的电源连通；所述加热体的下端设有用于放置碳石墨压坯的工作台，所述工作台的下方固定设置有用于放置工作台的支柱，所述工作台的下方还设置有轴流风机，所述工作台开设有与轴流风机的风道连通的通风孔；所述工作台的上方连接有链条，所述加热体支撑上配设有链轮，所述链条经过链轮连接有驱动电机。

所述内壳和外壳由4Cr5MoSiV钢制成。

所述吸液芯为铜质卷制丝网吸液芯。

所述吸液芯的目数为100—150目。

所述加热体的上方配设有内盖，所述内盖由耐火材料制作而成。

所述工作台由耐火材料制成，所述工作台的下端设置有隔热层，所述隔热层开设有通风孔。

所述通风孔开设在工作台和隔热层的一侧。

所述通风孔倾斜的开设在工作台和隔热层上。

所述工作台上连接有至少两根链条，每一根链条均配设有链轮，并且所有链条有同一驱动电机带动。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型的用于人造碳石墨材料加热处理装置，包括压力罐，所述压力罐的上方配设有炉盖，所述压力罐内设有加热体支撑，所述加热体支撑上安装有用于给碳石墨压坯进行加热的加热体，所述加热体支撑的外部设有保温层，所述保温层的外部与压力罐之间形成冷却水循环腔，所述冷却水循环腔设有冷却水出口和冷却水进口，其特征在于，所述加热体包括内壳和外壳，所述外壳套设在内壳的外部形成一个真空的蒸汽腔，所述蒸汽腔内注入有工作液体，所述蒸汽腔的内壁上设有吸液芯，所述外壳上设有电加热器，所述电加热器经线路与外部的电源连通；所述加热体的下端设有用于放置碳石墨压坯的工作台，所述工作台的下方固定设置有用于放置工作台的支柱，所述工作台的下方还设置有轴流风机，所述工作台开设有与轴流风机的风道连通的通风孔；所述工作台上连接有链条，所述加热体支撑上配设有链轮，所述链条经过链轮连接有驱动电机。本实用新型通过改变加热体的结构，相比于现有的加热体结构，具有热传递效率高的特点，同时具有热传递均匀的特点，能够保证处于各个位置的碳石墨压坯加热均匀，从而提高碳石墨压坯的热处理品质。

同时本实用新型在工作台的下方设置有轴流风机，通过轴流风机能够使得热能进行循环，从而进一步提高碳石墨压坯的加热均匀性。

当需要放置碳石墨压坯的时候，通过驱动电机带动链条运动升高工作台便于放置；加热处理的时候将工作台降下至支柱上即可；当需要取出碳石墨压坯的时候，再次升高工作台即可，本实用新型具有放置和拿取碳石墨压坯方便的特点，提高生产的效率。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的结构示意图；

图2是本实用新型的加热体的结构示意图；

图中标记：1、压力罐，2、冷却水循环腔，3、保温层，4、加热体支撑，5、加热体，6、冷却水进口，7、冷却水出口，8、炉盖，9、内盖，10、内壳，11、外壳，12、吸液芯，13、工作液体，14、电加热器，15、工作台，16、隔热层，17、通风孔，18、轴流风机，19、支柱，20、链轮，21、驱动电机，22、链条。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本实用新型的保护范围。

结合附图，本实用新型的用于人造碳石墨材料加热处理装置，包括压力罐1，所述压力罐1的上方配设有炉盖8，所述压力罐1内设有加热体支撑4，加热体支撑可以为支架也可以为炉膛砌体，并且加热体支撑由耐火材料制成，所述加热体支撑4上安装有用于给碳石墨压坯进行加热的加热体5，所述加热体支撑4的外部设有保温层3，保温层的作用是减少热量的辐射，提高热能利用率；同时了为了保证压力罐的壳体的温度不能太高，因此在保温层3的外部与压力罐1之间形成冷却水循环腔2，所述冷却水循环腔2设有冷却水出口7和冷却水进口6，本实用新型的加热体包括内壳10和外壳11，所述外壳11套设在内壳10的外部形成一个真空的蒸汽腔，所述蒸汽腔内注入有工作液体13，所述蒸汽腔的内壁上设有吸液芯12，所述外壳11上设有电加热器14，所述电加热器14经线路与外部的电源连通；所述加热体5的下端设有用于放置碳石墨压坯的工作台15，所述工作台15的下方固定设置有用于放置工作台15的支柱19，所述工作台15的下方还设置有轴流风机18，所述工作台15开设有与轴流风机18的风道连通的通风孔17，其中轴流风机属于现有技术，本领域的技术人员都明白和理解，在此不再赘述。所述工作台1的上方连接有链条22，所述加热体支撑4上配设有链轮20，所述链条22经过链轮20连接有驱动电机21，驱动电机属于现有技术，在此不再赘述。本实用新型的驱动电机安装在压力罐1的外部，并且配设有用于链条22穿出的密封通道，防止杂物落入链条而影响正常运行。

在使用的过程中电加热器将热能传递给外壳，外壳将热能传递给吸液芯，热量在工作液体的流动下将热量均匀的传递给内壳，从而实现内壳内放置的碳石墨压坯的均匀加热。本实用新型通过改变加热体的结构，相比于现有的加热体结构，具有热传递效率高的特点，同时具有热传递均匀的特点，能够保证处于各个位置的碳石墨压坯加热均匀，从而提高碳石墨压坯的热处理品质。

同时本实用新型在工作台15的下方设置有轴流风机18，通过轴流风机18能够使得热能进行循环，从而进一步提高碳石墨压坯的加热均匀性。

作为本实用新型一种优选的方式，工作台15由耐火材料制成，所述工作台15的下端设置有隔热层16，所述隔热层16开设有通风孔17。

为了进一步提高热能分散的均匀性，所述通风孔17开设在工作台15和隔热层16的一侧；隔热层的设置能够减小热能的辐射，提高热能的利用率，同时降低热能对轴流风机的影响，提高轴流风机的使用寿命；同时通风孔17倾斜的开设在工作台15和隔热层16上。

当需要放置碳石墨压坯的时候，通过驱动电机带动链条运动升高工作台便于放置；加热处理的时候将工作台降下至支柱上即可；当需要取出碳石墨压坯的时候，再次升高工作台即可，本实用新型具有放置和拿取碳石墨压坯方便的特点，提高生产的效率。

本实用新型的加热体在制备过程中，先将外壳和内壳焊接一起，同时将吸液芯设在外壳与内壳之间的腔体内，然后进行抽真空处理，最后向蒸汽腔内注入工作液体。

作为本实用新型一种优选的方式，所述内壳10和外壳11由4Cr5MoSiV钢制成，吸液芯为铜质卷制丝网吸液芯。由于本实用新型在使用过程中需要持续工作，必须保证在使用过程中的强度和刚度，同时具有较低的粗造度和良好的可抛光性以及焊接性能，同时还要考虑与工作液体的相容性，因此材质的选择是一个非常复杂的过程，并不是本领域技术人员的常规技术手段。

吸液芯的目数为100—150目，吸液芯液流阻力反比于王岩尺寸的平方，而吸液芯所产生的压力反比于网眼尺寸。在实际应用过程中，吸液芯目数大于300时，会造成刚性不足；吸液芯目数小于50时，产生的毛细压力又不够稳定，经过反复实验表明，吸液芯所产生的最大毛细压力至少是液柱静压力的2倍左右，才能稳定工作；综合考虑，本实用新型选用目数为100—150目的铜质卷制丝网吸液芯。

加热体5的上方配设有内盖9，所述内盖9由耐火材料制作而成。

为了保证冷却的均匀性，同时提高冷却的效果，本实用新型的冷却水循环腔内配设有螺旋导流片。

为了提高工作台升降过程中的稳定性，所述工作台上连接有至少两根链条22，每一根链条均配设有链轮，并且所有链条有同一驱动电机21带动。

实施例一

本实施例的用于人造碳石墨材料加热处理装置，包括压力罐，所述压力罐的上方配设有炉盖，所述压力罐内设有加热体支撑，所述加热体支撑上安装有用于给碳石墨压坯进行加热的加热体，所述加热体支撑的外部设有保温层，所述保温层的外部与压力罐之间形成冷却水循环腔，所述冷却水循环腔设有冷却水出口和冷却水进口，所述加热体包括内壳和外壳，所述外壳套设在内壳的外部形成一个真空的蒸汽腔，所述蒸汽腔内注入有工作液体，所述蒸汽腔的内壁上设有吸液芯，所述外壳上设有电加热器，所述电加热器经线路与外部的电源连通；所述加热体的下端设有用于放置碳石墨压坯的工作台，所述工作台的下方固定设置有用于放置工作台的支柱，所述工作台的下方还设置有轴流风机，所述工作台开设有与轴流风机的风道连通的通风孔；所述工作台的上方连接有链条，所述加热体支撑上配设有链轮，所述链条经过链轮连接有驱动电机。

实施例二

本实施例的用于人造碳石墨材料加热处理装置，包括压力罐，所述压力罐的上方配设有炉盖，所述压力罐内设有加热体支撑，所述加热体支撑上安装有用于给碳石墨压坯进行加热的加热体，所述加热体支撑的外部设有保温层，所述保温层的外部与压力罐之间形成冷却水循环腔，所述冷却水循环腔设有冷却水出口和冷却水进口，所述加热体包括内壳和外壳，所述外壳套设在内壳的外部形成一个真空的蒸汽腔，所述蒸汽腔内注入有工作液体，所述蒸汽腔的内壁上设有吸液芯，所述外壳上设有电加热器，所述电加热器经线路与外部的电源连通；所述加热体的下端设有用于放置碳石墨压坯的工作台，所述工作台的下方固定设置有用于放置工作台的支柱，所述工作台的下方还设置有轴流风机，所述工作台开设有与轴流风机的风道连通的通风孔；所述工作台的上方连接有链条，所述加热体支撑上配设有链轮，所述链条经过链轮连接有驱动电机；所述内壳和外壳由4Cr5MoSiV钢制成。

实施例三

本实施例的用于人造碳石墨材料加热处理装置，包括压力罐，所述压力罐的上方配设有炉盖，所述压力罐内设有加热体支撑，所述加热体支撑上安装有用于给碳石墨压坯进行加热的加热体，所述加热体支撑的外部设有保温层，所述保温层的外部与压力罐之间形成冷却水循环腔，所述冷却水循环腔设有冷却水出口和冷却水进口，所述加热体包括内壳和外壳，所述外壳套设在内壳的外部形成一个真空的蒸汽腔，所述蒸汽腔内注入有工作液体，所述蒸汽腔的内壁上设有吸液芯，所述外壳上设有电加热器，所述电加热器经线路与外部的电源连通；所述加热体的下端设有用于放置碳石墨压坯的工作台，所述工作台的下方固定设置有用于放置工作台的支柱，所述工作台的下方还设置有轴流风机，所述工作台开设有与轴流风机的风道连通的通风孔；所述工作台的上方连接有链条，所述加热体支撑上配设有链轮，所述链条经过链轮连接有驱动电机；所述内壳和外壳由4Cr5MoSiV钢制成；所述吸液芯为铜质卷制丝网吸液芯。

实施例四

本实施例的用于人造碳石墨材料加热处理装置，包括压力罐，所述压力罐的上方配设有炉盖，所述压力罐内设有加热体支撑，所述加热体支撑上安装有用于给碳石墨压坯进行加热的加热体，所述加热体支撑的外部设有保温层，所述保温层的外部与压力罐之间形成冷却水循环腔，所述冷却水循环腔设有冷却水出口和冷却水进口，所述加热体包括内壳和外壳，所述外壳套设在内壳的外部形成一个真空的蒸汽腔，所述蒸汽腔内注入有工作液体，所述蒸汽腔的内壁上设有吸液芯，所述外壳上设有电加热器，所述电加热器经线路与外部的电源连通；所述加热体的下端设有用于放置碳石墨压坯的工作台，所述工作台的下方固定设置有用于放置工作台的支柱，所述工作台的下方还设置有轴流风机，所述工作台开设有与轴流风机的风道连通的通风孔；所述工作台的上方连接有链条，所述加热体支撑上配设有链轮，所述链条经过链轮连接有驱动电机；所述内壳和外壳由4Cr5MoSiV钢制成；所述吸液芯为铜质卷制丝网吸液芯；所述吸液芯的目数为100—150目。

实施例五

在上述任一实施例的基础之上，所述加热体的上方配设有内盖，所述内盖由耐火材料制作而成。

实施例六

在上述任一实施例的基础之上，所述工作台由耐火材料制成，所述工作台的下端设置有隔热层，所述隔热层开设有通风孔。

实施例七

在实施例六的基础之上，所述通风孔开设在工作台和隔热层的一侧。

实施例八

在实施例六或实施例七的基础之上，所述通风孔倾斜的开设在工作台和隔热层上。

实施例九

在上述任一实施例的基础之上，所述工作台上连接有至少两根链条，每一根链条均配设有链轮，并且所有链条有同一驱动电机带动。

Claims (9)

1.一种用于人造碳石墨材料加热处理装置，包括压力罐，所述压力罐的上方配设有炉盖，所述压力罐内设有加热体支撑，所述加热体支撑上安装有用于给碳石墨压坯进行加热的加热体，所述加热体支撑的外部设有保温层，所述保温层的外部与压力罐之间形成冷却水循环腔，所述冷却水循环腔设有冷却水出口和冷却水进口，其特征在于，所述加热体包括内壳和外壳，所述外壳套设在内壳的外部形成一个真空的蒸汽腔，所述蒸汽腔内注入有工作液体，所述蒸汽腔的内壁上设有吸液芯，所述外壳上设有电加热器，所述电加热器经线路与外部的电源连通；所述加热体的下端设有用于放置碳石墨压坯的工作台，所述工作台的下方固定设置有用于放置工作台的支柱，所述工作台的下方还设置有轴流风机，所述工作台开设有与轴流风机的风道连通的通风孔；所述工作台的上方连接有链条，所述加热体支撑上配设有链轮，所述链条经过链轮连接有驱动电机。

2.根据权利要求1所述的用于人造碳石墨材料加热处理装置，其特征在于，所述内壳和外壳由4Cr5MoSiV钢制成。

3.根据权利要求2所述的用于人造碳石墨材料加热处理装置，其特征在于，所述吸液芯为铜质卷制丝网吸液芯。

4.根据权利要求3所述的用于人造碳石墨材料加热处理装置，其特征在于，所述吸液芯的目数为100—150目。

5.根据权利要求1—4任一所述的用于人造碳石墨材料加热处理装置，其特征在于，所述加热体的上方配设有内盖，所述内盖由耐火材料制作而成。

6.根据权利要求5所述的用于人造碳石墨材料加热处理装置，其特征在于，所述工作台由耐火材料制成，所述工作台的下端设置有隔热层，所述隔热层开设有通风孔。

7.根据权利要求6所述的用于人造碳石墨材料加热处理装置，其特征在于，所述通风孔开设在工作台和隔热层的一侧。

8.根据权利要求7所述的用于人造碳石墨材料加热处理装置，其特征在于，所述通风孔倾斜的开设在工作台和隔热层上。

9.根据权利要求1所述的用于人造碳石墨材料加热处理装置，其特征在于，所述工作台上连接有至少两根链条，每一根链条均配设有链轮，并且所有链条有同一驱动电机带动。