CN208091207U - 一种高温石墨炉坩埚 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高温石墨炉坩埚，包括炉架、炉体、旋转坩埚、旋转机构；所述炉架上设有卧式炉体，所述炉体内设有隔热层和圆桶形的旋转坩埚，所述旋转坩埚由旋转机构驱动；所述炉体与真空系统、气路系统连通、与电控系统的控制柜和配电柜电气信号连接；所述旋转坩埚下部通过旋转轴、从动轴与坩埚底座滚动式连接，所述旋转坩埚外部中间位置设有环形凸台，所述环形凸台与凹槽卡位固定；所述旋转轴由旋转机构驱动转动，并通过轴向条纹带动旋转坩埚跟随转动；本新型采用炉内旋转坩埚，转动条件下进行高温烧结，并通过坩埚的转动对坩埚内的粉体材料进行搅拌混合，搅拌加热均匀性好，搅拌冷却速度快，冷却均匀性好，烧结效率高。
Description
技术领域
本实用新型涉及高温石墨炉技术设备领域，特别涉及一种高温石墨炉坩埚。
背景技术
粉末材料烧结炉是一种常用的真空热处理设备，在粉末材料煤质结过程中被普遍的使用。在高温和气氛保护条件下对粉末材料进行烧结以便于对材料结构、晶粒进行转型，并形成超微细的粉末材料。
现有技术中，高温石墨炉作为一种通用的粉末材料烧结设备，通常的加热体仅作用于粉末材料的侧面，造成粉末材料局部加热均匀性差，存在加热不均的缺陷，而且当粉末材料烧结结束时，在高温度下自然冷却，速度较慢，冷却均匀性差，影响了工作效率；在炉内烧结过程中无法搅拌混合，无法与保护气氛充分混配。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种高温石墨炉坩埚，针对现有技术中的不足，采用石墨烧结炉内设置旋转坩埚，并通过旋转机构驱动旋转坩埚在转动条件下进行高温烧结，并通过坩埚的转动对坩埚内的粉体材料进行搅拌混合，进一步的通入惰性气体对粉末进行保护；粉末材料受热均匀，保护气氛充分混配，搅拌冷却速度快，冷却均匀性好，烧结效率高，粉末材料烧结重量高。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种高温石墨炉坩埚，包括炉架、炉体、旋转坩埚、旋转机构、真空系统、气路系统、电控系统，其特征在于：
所述炉架上固定设置有圆桶型的、卧式前门出料的炉体，所述炉体内固定设置有隔热层，所述隔热层内设置有圆桶形的旋转坩埚，所述旋转坩埚由旋转机构驱动；所述炉体与真空系统、气路系统连通、与电控系统的控制柜和配电柜电气信号连接；所述旋转坩埚前端设置有坩埚盖，所述旋转坩埚下部通过相互平行配置的旋转轴和从动轴与坩埚底座滚动式连接，所述旋转坩埚外部中间位置设置有环形凸台，所述旋转轴和从动轴中间位置设置有凹槽，所述环形凸台与凹槽相互卡位固定；所述旋转轴、从动轴上由凹槽分隔为相等的两段，所述旋转轴、从动轴的两段轴杆上均匀设置有轴向条纹，所述轴向条纹与旋转坩埚外侧壁相互紧密压接，所述旋转轴由旋转机构驱动转动，并通过轴向条纹带动旋转坩埚跟随转动；
所述旋转坩埚内部沿着轴向等角度设置有多个加强形筋板，所述旋转坩埚底端中心设置有进气孔，所述进气孔与充气管道连通；所述坩埚盖中心设置有排气孔，所述进气孔和排气孔用于保护性惰性气体的充气和排气。
所述旋转机构包括伺服电机、减速机、控制器、驱动轴及轴承、石墨联接件、波纹密封管、冷却夹套；所述伺服电机固定设置于炉架上，所述驱动轴与旋转轴相互传动轴接引出炉外，所述旋转轴为石墨材料，所述驱动轴为不锈钢材质，所述驱动轴外设置有水冷夹套吸收热量，并采用波纹密封管密封，所述驱动轴与减速机采用链条联接传动。
所述炉体包括炉壳、炉门、隔热屏和加热器；所述炉门为半圆形门，所述隔热屏设置于所述炉壳内，所述加热器装配在隔热屏内部，并与电极电连接；所述炉壳为双壁水冷结构，内外壁及法兰均为不锈钢，法兰内带冷却水槽，炉壳内表面抛光；所述炉壳上设有抽真空接口、充气进气阀接口、排气接口、热偶及观察窗；所述炉门由不锈钢球形封头与不锈钢法兰组焊而成，法兰内带冷却水槽，设有观察窗；所述隔热屏、加热器、旋转坩埚为高纯石墨材料，所述隔热屏采用石墨硬毡组装成长方体结构，前面开门装卸料；所述加热器为采用高纯石墨G330，分左右两片加热器。
所述真空系统包括2X-70机械泵、GDQ-80、GDQ-25、GD-16高真空挡板阀、电磁阀、灰尘收集装置及缓抽回路组，炉内抽真空时先开缓抽回路可有效减少炉内原料粉末产生灰尘，并有过滤收集装置，防止污染主管路及机械泵。
所述气路系统由油雾器、油水分离器、压力表、电磁阀、管路及等组成；充气排系统由电动充气阀、压力传感器、流量计、微调阀、压力表、电动控制阀门、管路等组成，可实现自动/手动充气及排气，并能维持炉内压力一定范围的自动调节。
所述电控系统包括控制柜、配电柜、触摸屏一体机、FP23温控仪、调压器、数显真空计、OMRON、PLC、铠装热偶；所述炉体内的温度控制由FP23 智能控温仪来完成、具有PID调节和自整定功能，可内存20条曲线，每条曲线20段，控温精度±0.1％FS；由铠装钨铼热偶测温，FP23智能控温仪控制升温；本系统从装料开始可实现全自动运行，真空、水、气、电之间都有程序自锁，按程序运行过程中有异常时根据具体情况可发出警报，及停车，保证设备安全运行。同时具有手动操作功能。
本实用新型的工作原理为：本实用新型采用卧式、前门出料结构，由炉体、真空系统、旋转机构、水冷系统、气路系统、充排气系统、电控、测温、控温系统等组成；
1、所述炉体由炉壳、炉门、隔热屏、加热器、坩埚等组成；所述炉壳为双壁水冷结构，内外壁及法兰均为不锈钢，法兰内带冷却水槽，炉壳内表面抛光；所述炉壳上设有抽真空接口、充气进气阀接口、排气接口、热偶及观察窗等；所述炉盖由不锈钢球形封头与不锈钢法兰组焊而成，法兰内带冷却水槽，设有观察窗等接口；所述隔热屏、加热器、旋转坩埚为进口高纯石墨材料，所述隔热屏采用进口石墨硬毡组装成长方体结构，前面开门装卸料；所述加热器为东海高纯石墨G330，分左右两片加热器；
2、所述真空系统为2X-70机械泵、GDQ-80、GDQ-25、GD-16高真空挡板阀、电磁阀、灰尘收集装置及缓抽回路组，炉内抽真空时先开缓抽回路可有效减少炉内原料粉末产生灰尘，并有过滤收集装置，防止污染主管路及机械泵；
3、所述旋转坩埚的旋转机构由步进电机及减速机、控制器、旋转轴及轴承、石墨联接件、波纹管密封装置、冷却夹套等组成；所述旋转坩埚与加热室内石墨轴联接，再与外部不锈钢轴连接引出炉外，轴外有水冷夹套吸收热量，采用波纹管密封，旋转轴与减速机采用链条转动；
4、所述气路系统由油雾器、油水分离器、压力表、电磁阀、管路及等组成；充气排系统由电动充气阀、压力传感器、流量计、微调阀、压力表、电动控制阀门、管路等组成，可实现自动/手动充气及排气，并能维持炉内压力一定范围的自动调节；
5、所述电控系统由电控柜、配电柜、触摸屏一体机、FP23温控仪、调压器、数显真空计、OMRON、PLC、铠装热偶等组成；所述温度控制由FP23 智能控温仪来完成具有PID调节和自整定功能，可内存20条曲线，每条曲线20段，控温精度±0.1％FS；由铠装钨铼热偶测温，FP23智能控温仪控制升温；本系统从装料开始可实现全自动运行，真空、水、气、电之间都有程序自锁，按程序运行过程中有异常时根据具体情况可发出警报，及停车，保证设备安全运行。同时具有手动操作功能。
通过上述技术方案，本实用新型技术方案的有益效果是：采用石墨烧结炉内设置旋转坩埚，并通过旋转机构驱动旋转坩埚在转动条件下进行高温烧结，并通过坩埚的转动对坩埚内的粉体材料进行搅拌混合，进一步的通入惰性气体对粉末进行保护；粉末材料在搅拌下加热均匀性好，搅拌冷却速度快，冷却均匀性好，烧结效率高；在炉内烧结过程中粉末连接搅拌混合，并与保护气氛充分混配，粉末材料烧结重量高。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例所公开的一种高温石墨炉坩埚装配主视图示意图；
图2为本实用新型实施例所公开的一种高温石墨炉坩埚装配侧视图示意图；
图3为本实用新型实施例所公开的一种高温石墨炉坩埚纵向剖面图示意图；
图4为本实用新型实施例所公开的一种高温石墨炉坩埚横向剖面图示意图。
图中数字和字母所表示的相应部件名称：
1.炉架 2.炉体 3.旋转坩埚 4.旋转机构
5.真空系统 6.控制柜 7.配电柜 8.坩埚底座
9.旋转轴 10.从动轴 11.环形凸台 12.轴向条纹
13.坩埚盖 14.筋板 15.进气孔 16.排气孔
17.伺服电机 18.驱动轴 19.波纹密封管 20.冷却夹套
21.充气管道 22.炉壳 23.炉门 24.隔热屏
25.加热器
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
根据图1、图2、图3和图4，本实用新型提供了一种高温石墨炉坩埚，包括炉架1、炉体2、旋转坩埚3、旋转机构4、真空系统5、气路系统、电控系统。
所述炉架1上固定设置有圆桶型的、卧式前门出料的炉体2，所述炉体2内固定设置有隔热层24，所述隔热层24内设置有圆桶形的旋转坩埚3，所述旋转坩埚3由旋转机构4驱动；所述炉体2与真空系统5、气路系统连通、与电控系统的控制柜6和配电柜7电气信号连接；所述旋转坩埚3 前端设置有坩埚盖13，所述旋转坩埚3下部通过相互平行配置的旋转轴9 和从动轴10与坩埚底座8滚动式连接，所述旋转坩埚3外部中间位置设置有环形凸台11，所述旋转轴9和从动轴10中间位置设置有凹槽，所述环形凸台11与凹槽相互卡位固定；所述旋转轴9、从动轴11上由凹槽分隔为相等的两段，所述旋转轴9、从动轴10的两段轴杆上均匀设置有轴向条纹12，所述轴向条纹12与旋转坩埚3外侧壁相互紧密压接，所述旋转轴9 由旋转机构4驱动转动，并通过轴向条纹12带动旋转坩埚3跟随转动；
所述旋转坩埚3内部沿着轴向等角度设置有多个加强形筋板14，所述旋转坩埚3底端中心设置有进气孔15，所述进气孔15与充气管道21连通；所述坩埚盖13中心设置有排气孔16，所述进气孔15和排气孔16用于保护性惰性气体的充气和排气。
所述旋转机构4包括伺服电机17、减速机、控制器、驱动轴18及轴承、石墨联接件、波纹密封管19、冷却夹套20；所述伺服电机17固定设置于炉架1上，所述驱动轴18与旋转轴9相互传动轴接引出炉外，所述旋转轴9为石墨材料，所述驱动轴18为不锈钢材质，所述驱动轴18外设置有水冷夹套20吸收热量，并采用波纹密封管19密封，所述驱动轴9与减速机采用链条联接传动。
所述炉体2包括炉壳22、炉门23、隔热屏24和加热器25；所述炉门 23为半圆形门，所述隔热屏24设置于所述炉壳22内，所述加热器25装配在隔热屏24内部，并与电极电连接；所述炉壳22为双壁水冷结构，内外壁及法兰均为不锈钢，法兰内带冷却水槽，炉壳22内表面抛光；所述炉壳22上设有抽真空接口、充气进气阀接口、排气接口、热偶及观察窗；所述炉门23由不锈钢球形封头与不锈钢法兰组焊而成，法兰内带冷却水槽，设有观察窗；所述隔热屏24、加热器25、旋转坩埚3为高纯石墨材料，所述隔热屏24采用石墨硬毡组装成长方体结构，前面开门装卸料；所述加热器25为采用高纯石墨G330，分左右两片加热器25。
所述真空系统5包括2X-70机械泵、GDQ-80、GDQ-25、GD-16高真空挡板阀、电磁阀、灰尘收集装置及缓抽回路组，炉内抽真空时先开缓抽回路可有效减少炉内原料粉末产生灰尘，并有过滤收集装置，防止污染主管路及机械泵。
所述气路系统由油雾器、油水分离器、压力表、电磁阀、管路及等组成；充气排系统由电动充气阀、压力传感器、流量计、微调阀、压力表、电动控制阀门、管路等组成，可实现自动/手动充气及排气，并能维持炉内压力一定范围的自动调节。
所述电控系统包括控制柜6、配电柜7、触摸屏一体机、FP23温控仪、调压器、数显真空计、OMRON、PLC、铠装热偶；所述炉体内的温度控制由 FP23智能控温仪来完成、具有PID调节和自整定功能，可内存20条曲线，每条曲线20段，控温精度±0.1％FS；由铠装钨铼热偶测温，FP23智能控温仪控制升温；本系统从装料开始可实现全自动运行，真空、水、气、电之间都有程序自锁，按程序运行过程中有异常时根据具体情况可发出警报，及停车，保证设备安全运行。同时具有手动操作功能。
本实用新型的具体实施操作步骤是：本实用新型采用卧式、前门出料结构，由炉体、真空系统、旋转机构、水冷系统、气路系统、充排气系统、电控、测温、控温系统等组成；1、所述炉体由炉壳、炉门、隔热屏、加热器、坩埚等组成；所述炉壳为双壁水冷结构，内外壁及法兰均为不锈钢，法兰内带冷却水槽，炉壳内表面抛光；所述炉壳上设有抽真空接口、充气进气阀接口、排气接口、热偶及观察窗等；所述炉盖由不锈钢球形封头与不锈钢法兰组焊而成，法兰内带冷却水槽，设有观察窗等接口；所述隔热屏、加热器、旋转坩埚为进口高纯石墨材料，所述隔热屏采用进口石墨硬毡组装成长方体结构，前面开门装卸料；所述加热器为东海高纯石墨G330，分左右两片加热器；2、所述真空系统为2X-70机械泵、GDQ-80、GDQ-25、GD-16高真空挡板阀、电磁阀、灰尘收集装置及缓抽回路组，炉内抽真空时先开缓抽回路可有效减少炉内原料粉末产生灰尘，并有过滤收集装置，防止污染主管路及机械泵；3、所述旋转坩埚的旋转机构由步进电机及减速机、控制器、旋转轴及轴承、石墨联接件、波纹管密封装置、冷却夹套等组成；所述旋转坩埚与加热室内石墨轴联接，再与外部不锈钢轴连接引出炉外，轴外有水冷夹套吸收热量，采用波纹管密封，旋转轴与减速机采用链条转动；4、所述气路系统由油雾器、油水分离器、压力表、电磁阀、管路及等组成；充气排系统由电动充气阀、压力传感器、流量计、微调阀、压力表、电动控制阀门、管路等组成，可实现自动/手动充气及排气，并能维持炉内压力一定范围的自动调节；5、所述电控系统由电控柜、配电柜、触摸屏一体机、FP23温控仪、调压器、数显真空计、OMRON、PLC、铠装热偶等组成；所述温度控制由FP23智能控温仪来完成具有PID调节和自整定功能，可内存20条曲线，每条曲线20段，控温精度±0.1％FS；由铠装钨铼热偶测温，FP23智能控温仪控制升温；本系统从装料开始可实现全自动运行，真空、水、气、电之间都有程序自锁，按程序运行过程中有异常时根据具体情况可发出警报，及停车，保证设备安全运行。同时具有手动操作功能。
通过上述具体实施例，本实用新型的有益效果是：采用石墨烧结炉内设置旋转坩埚，并通过旋转机构驱动旋转坩埚在转动条件下进行高温烧结，并通过坩埚的转动对坩埚内的粉体材料进行搅拌混合，进一步的通入惰性气体对粉末进行保护；粉末材料在搅拌下加热均匀性好，搅拌冷却速度快，冷却均匀性好，烧结效率高；在炉内烧结过程中粉末连接搅拌混合，并与保护气氛充分混配，粉末材料烧结重量高。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (6)
1.一种高温石墨炉坩埚，其特征在于，包括炉架、炉体、旋转坩埚、旋转机构、真空系统、气路系统、电控系统；所述炉架上固定设置有圆桶型的、卧式前门出料的炉体，所述炉体内固定设置有隔热层，所述隔热层内设置有圆桶形的旋转坩埚，所述旋转坩埚由旋转机构驱动；所述炉体与真空系统、气路系统连通、与电控系统的控制柜和配电柜电气信号连接；所述旋转坩埚前端设置有坩埚盖，所述旋转坩埚下部通过相互平行配置的旋转轴和从动轴与坩埚底座滚动式连接，所述旋转坩埚外部中间位置设置有环形凸台，所述旋转轴和从动轴中间位置设置有凹槽，所述环形凸台与凹槽相互卡位固定；所述旋转轴、从动轴上由凹槽分隔为相等的两段，所述旋转轴、从动轴的两段轴杆上均匀设置有轴向条纹，所述轴向条纹与旋转坩埚外侧壁相互紧密压接，所述旋转轴由旋转机构驱动转动，并通过轴向条纹带动旋转坩埚跟随转动；
所述旋转坩埚内部沿着轴向等角度设置有多个加强形筋板，所述旋转坩埚底端中心设置有进气孔，所述进气孔与充气管道连通；所述坩埚盖中心设置有排气孔，所述进气孔和排气孔用于保护性惰性气体的充气和排气。
2.根据权利要求1所述的一种高温石墨炉坩埚，其特征在于，所述旋转机构包括伺服电机、减速机、控制器、驱动轴及轴承、石墨联接件、波纹密封管、冷却夹套；所述伺服电机固定设置于炉架上，所述驱动轴与旋转轴相互传动轴接引出炉外，所述旋转轴为石墨材料，所述驱动轴为不锈钢材质，所述驱动轴外设置有水冷夹套吸收热量，并采用波纹密封管密封，所述驱动轴与减速机采用链条联接传动。
3.根据权利要求1所述的一种高温石墨炉坩埚，其特征在于，所述炉体包括炉壳、炉门、隔热屏和加热器；所述炉门为半圆形门，所述隔热屏设置于所述炉壳内，所述加热器装配在隔热屏内部，并与电极电连接；所述炉壳为双壁水冷结构，内外壁及法兰均为不锈钢，法兰内带冷却水槽，炉壳内表面抛光；所述炉壳上设有抽真空接口、充气进气阀接口、排气接口、热偶及观察窗；所述炉门由不锈钢球形封头与不锈钢法兰组焊而成，法兰内带冷却水槽，设有观察窗；所述隔热屏、加热器、旋转坩埚为高纯石墨材料，所述隔热屏采用石墨硬毡组装成长方体结构，前面开门装卸料；所述加热器为采用高纯石墨G330，分左右两片加热器。
4.根据权利要求1所述的一种高温石墨炉坩埚，其特征在于，所述真空系统包括2X-70机械泵、GDQ-80、GDQ-25、GD-16高真空挡板阀、电磁阀、灰尘收集装置及缓抽回路组，炉内抽真空时先开缓抽回路可有效减少炉内原料粉末产生灰尘，并有过滤收集装置，防止污染主管路及机械泵。
5.根据权利要求1所述的一种高温石墨炉坩埚，其特征在于，所述气路系统由油雾器、油水分离器、压力表、电磁阀、管路及等组成；充气排系统由电动充气阀、压力传感器、流量计、微调阀、压力表、电动控制阀门、管路等组成，可实现自动/手动充气及排气，并能维持炉内压力一定范围的自动调节。
6.根据权利要求1所述的一种高温石墨炉坩埚，其特征在于，所述电控系统包括控制柜、配电柜、触摸屏一体机、FP23温控仪、调压器、数显真空计、OMRON、PLC、铠装热偶；所述炉体内的温度控制由FP23智能控温仪来完成、具有PID调节和自整定功能，可内存20条曲线，每条曲线20段，控温精度±0.1％FS；由铠装钨铼热偶测温，FP23智能控温仪控制升温；本系统从装料开始可实现全自动运行，真空、水、气、电之间都有程序自锁，按程序运行过程中有异常时根据具体情况可发出警报，及停车，保证设备安全运行，同时具有手动操作功能。
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2018
- 2018-01-19 CN CN201820096480.XU patent/CN208091207U/zh not_active Withdrawn - After Issue
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