CN209259699U - 一种带有节能型余热回收的石墨化炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带有节能型余热回收的石墨化炉，包括外壳，所述外壳内部通过连接杆与真空罩固定连接，所述真空罩底端通过底板与高温炉连接，所述高温炉顶部通过密封环与真空罩焊接，所述密封环侧面设有蒸汽管，所述蒸汽管与密封环相连通，所述蒸汽管贯穿外壳侧面与气缸顶部相连通，所述蒸汽管上设有气阀，所述气缸内部设有双塞活塞杆。可利用余热不断循环的冷却系统，出气孔的蒸汽可用于其他的设备供能，避免能量的流失，使内部气压在初始时处于一个较低的状态，在高温炉不断升温时可避免罩内压力过大从而给真空罩减小压力，可自动控制水的流量，避免浪费冷却水，节约了水资源。

Description

一种带有节能型余热回收的石墨化炉

技术领域

本实用新型涉及工业节能技术领域，具体是一种带有节能型余热回收的石墨化炉。

背景技术

石墨化炉，主要用于石墨粉料提纯等高温处理。它的使用温度高达2800℃。生产效率高，节能省电。带有在线测温及控温系统，可实时监控炉内的温度，并进行自动的调节。由于艾奇逊石墨化炉是现行炭素工业石墨化生产的主要炉型，弄清楚艾奇逊石墨化炉的电热效率和能量平衡，对于炭素制品的石墨化生产和石墨化炉的节能有着十分重要的作用。根据能量守恒定律，对于由电能转化为热能达到加热石墨制品的艾奇逊石墨化炉，可以从理论上由电能的数值计算出各个时刻石墨化炉芯内的温度，但是仅由焦耳一楞次定律Q＝0.24IRT，还不能完全求出炉芯内的温度。因为，电阻热除了加热炉芯制品、升高炉芯温度之外，还有很大一部分热量通过各种途径散失掉了，石墨化炉是消耗电量很大的热工设备，因此如何在保证产品质量的前提下，减少电量消耗是石墨化炉节能的主要内容，也是降低石墨化生产成本的必由之路。

石墨化加温完成的冷却阶段，有的采用自然冷却方式，有的采用强制冷却的方式，如注水冷却等，但都会让热量白白流失，造成资源能量的浪费。因此，本领域技术人员提供了一种带有节能型余热回收的石墨化炉，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种带有节能型余热回收的石墨化炉，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种带有节能型余热回收的石墨化炉，包括外壳，所述外壳内部通过连接杆与真空罩固定连接，所述真空罩底端通过底板与高温炉连接，所述高温炉顶部通过密封环与真空罩焊接，所述密封环侧面设有蒸汽管，所述蒸汽管与密封环相连通，所述蒸汽管贯穿外壳侧面与气缸顶部相连通，所述蒸汽管上设有气阀，所述气缸内部设有双塞活塞杆，所述双塞活塞杆两端均固定有活塞，所述活塞杆端的活塞与气缸底部之间设有压缩弹簧，所述活塞与气缸滑动连接，所述气缸侧面设有出气孔，所述气缸底端与吸水管连通，所述吸水管侧面与送水管连通，所述送水管包括粗管和细管，所述粗管与细管的连接处设有水阀，所述吸水管底端贯穿外壳上的管孔与注水管连通，所述注水管贯穿真空罩，所述注水管端部设有密封阀。

作为本实用新型再进一步的方案：所述真空罩的形状为圆柱体，所述密封环内侧设有蒸汽槽，所述蒸汽管与蒸汽槽相通，所述密封环外径与真空罩外径相通，所述密封环内侧与高温炉顶部密封连接。

作为本实用新型再进一步的方案：所述气阀位于外壳外侧与气缸之间的蒸汽管上，所述气缸形状为圆柱形且与蒸汽管、吸水管密封连接，所述双塞活塞杆的长度大于气缸顶部与出气孔之间的距离，所述出气孔与气缸底部之间的距离大于双塞活塞杆的长度。

作为本实用新型再进一步的方案：所述水阀、密封阀均包括固定架、拉力弹簧，所述水阀还包括水塞，所述固定架包括连接块与六个连接架，所述连接块形状为圆柱体，所述连接架两端分别与连接块侧面、细管内壁焊接，所述水塞形状为两个圆柱体轴向连接，且两个圆柱体分别与粗管、细管内径相通，所述粗管与吸水管相连通。

作为本实用新型再进一步的方案：所述密封阀还包括密封塞，所述密封塞包括与送水管内径相同的圆柱塞和侧面为弧形且与真空罩内壁贴合的挡块，所述挡块与圆柱塞固定连接。

作为本实用新型再进一步的方案：所述压缩弹簧位于气缸底部与双塞活塞杆之间且处于压缩状态，所述水阀、密封阀上均设有拉力弹簧，所述拉力弹簧处于拉伸状态。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、通过注水冷却使冷却速度更快，使用真空罩与高温炉外侧构成水容器，在高温作用下使水转换成蒸汽并通过蒸汽管作用于气缸，气缸充当水泵，使水能够不断地被泵入真空罩中，避免使用水泵泵水从而节省了能源，在真空罩内部气压较高的情况下可使气缸内的双塞活塞杆运动，使压缩弹簧积蓄弹性势能，之后弹性势能转化为活塞的动能，形成一个不断循环的冷却系统，出气孔的蒸汽可用于其他的设备供能，避免能量的流失。

2、使用真空罩将高温罩包围在内部，在石墨化工序开始前将罩内的空气抽出，两端通过气阀与密封阀密封，使内部气压在初始时处于一个较低的状态，在高温炉不断升温时可避免罩内压力过大从而给真空罩减小压力。

3、通过水阀控制水的吸进，通过密封阀控制水的注入，在真空罩内部气压不断的增压、释放的情况下使水不断的注入、蒸发，直至高温炉的温度无法使水蒸发为止，可自动控制水的流量，从而形成一个自动循环的冷却系统，避免浪费冷却水，节约了水资源。

附图说明

图1为一种带有节能型余热回收的石墨化炉的结构示意图；

图2为一种带有节能型余热回收的石墨化炉中密封圈的结构示意图；

图3为一种带有节能型余热回收的石墨化炉中气缸的结构示意图；

图4为一种带有节能型余热回收的石墨化炉中送水管的结构示意图；

图5为一种带有节能型余热回收的石墨化炉中注水管的结构示意图。

图中：1、外壳；2、连接杆；3、高温炉；4、真空罩；5、底板；6、密封环；7、蒸汽管；8、气阀；9、气缸；10、出气孔；11、吸水管；12、送水管；13、蒸汽槽；14、双塞活塞杆；15、活塞；16、压缩弹簧；17、密封阀；18、粗管；19、细管；20、水阀；21、水塞；22、拉力弹簧；23、固定架；24、连接块；25、挡块；26、圆柱塞；27、密封塞；28、连接架；29、注水管。

具体实施方式

请参阅图1～5，本实用新型实施例中，一种带有节能型余热回收的石墨化炉，包括外壳1，外壳1内部通过连接杆2与真空罩4固定连接，真空罩4底端通过底板5与高温炉3连接，高温炉3顶部通过密封环6与真空罩4焊接，密封环6侧面设有蒸汽管7，蒸汽管7与密封环6相连通，蒸汽管7贯穿外壳1侧面与气缸9顶部相连通，蒸汽管7上设有气阀8，气缸9内部设有双塞活塞杆14，双塞活塞杆14两端均固定有活塞15，活塞15杆端的活塞15与气缸9底部之间设有压缩弹簧16，活塞15与气缸9滑动连接，气缸9侧面设有出气孔10，气缸9底端与吸水管11连通，吸水管11侧面与送水管12连通，送水管12包括粗管18和细管19，粗管18与细管19的连接处设有水阀20，吸水管11底端贯穿外壳1上的管孔与注水管29连通，注水管29贯穿真空罩4，注水管29端部设有密封阀17，通过高温炉3高温使高温炉3与真空罩4之间的压力增大，利用气压使气缸9内的活塞15运动，吸水管11中的压力增大将气体送入真空罩4内，同时由于吸水管11中与送水管12之间的压力差使水进入吸水管11，之后在压缩弹簧16的作用力回复，将吸水管11中的说通过注水管29送入真空罩4中，如此反复使高温炉3与水不断接触冷却，避免了使用泵机泵水，从而节约电力，且蒸汽压缩双塞活塞杆14后由出气孔10喷出，可充当其他装置的动力，由此使余热得以回收利用，更加节能环保。

真空罩4的形状为圆柱体，密封环6内侧设有蒸汽槽13，蒸汽管7与蒸汽槽13相通，密封环6外径与真空罩4外径相通，密封环6内侧与高温炉3顶部密封连接，通过底板5与密封环6将真空罩4与高温炉3之件密封，避免蒸汽外溢，蒸汽可由蒸汽管7传输；气阀8位于外壳1外侧与气缸9之间的蒸汽管7上，气缸9形状为圆柱形且与蒸汽管7、吸水管11密封连接，双塞活塞杆14的长度大于气缸9顶部与出气孔10之间的距离，出气孔10与气缸9底部之间的距离大于双塞活塞杆14的长度，在双塞活塞杆14向下运动至顶端的活塞15位于出气孔10下方时，蒸汽喷出，真空罩4内泄压，在压缩弹簧16作用力下，双塞活塞杆14回复至原位。

水阀20、密封阀17均包括固定架23、拉力弹簧22，水阀20还包括水塞21，固定架23包括连接块24与六个连接架28，连接块24形状为圆柱体，连接架28两端分别与连接块24侧面、细管19内壁焊接，水塞21形状为两个圆柱体轴向连接，且两个圆柱体分别与粗管18、细管19内径相通，粗管18与吸水管11相连通，通过粗管18端部卡柱水塞21使送水管12密封，在活塞15向下运动时使吸水管11内的水经过注水管29流出；密封阀17还包括密封塞27，密封塞27包括与送水管12内径相同的圆柱塞26和侧面为弧形且与真空罩4内壁贴合的挡块25，挡块25与圆柱塞26固定连接，固定架23的作用在于固定拉力弹簧22使拉力弹簧22与送水管12保持水平，从而使拉力弹簧22拉住密封塞27，保持真空罩4内密封；压缩弹簧16位于气缸9底部与双塞活塞杆14之间且处于压缩状态，水阀20、密封阀17上均设有拉力弹簧22，拉力弹簧22处于拉伸状态，压缩弹簧16作用在于将蒸汽压力转化为弹性势能，之后将弹性势能转化为活塞15复位的动能，拉力弹簧22使水塞21、挡块25分别与粗管18、送水管12端部贴合从而保证密封性。

本实用新型的工作原理是：在高温炉3冷却时，将送水管12与水源接通，打开气阀8，使真空罩4内的气压作用于气缸9内双塞活塞杆14，使活塞15杆向下运动，此时吸水管11内的空气被压缩且压力作用于密封阀17，至双塞活塞杆14顶部的活塞15位于出气孔10下方时，真空罩4泄压，此时活塞15在压缩弹簧16作用力下复位，同时将吸水管11内的空气抽出，吸水管11在内外压力差作用下，水阀20打开使冷却用水进入吸水管11，活塞15重复此动作将水压入真空罩4中，在高温炉3高温作用下气化，使活塞15不断运动，将水泵入真空罩4内，同时蒸汽经由出气孔10喷出，可通过管道接通作为其他装置的动力，通过高温炉3自身余热带动气缸9运动泵水，可避免使用水泵带来的能耗，同时使蒸汽以特定的管道喷出，可集中利用，利用高温炉3自身热量泵水，在高温炉3冷却完成后可自动停止泵水，节省了冷却用水，更加节省能源。

以上所述的，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种带有节能型余热回收的石墨化炉，包括外壳(1)，其特征在于，所述外壳(1)内部通过连接杆(2)与真空罩(4)固定连接，所述真空罩(4)底端通过底板(5)与高温炉(3)连接，所述高温炉(3)顶部通过密封环(6)与真空罩(4)焊接，所述密封环(6)侧面设有蒸汽管(7)，所述蒸汽管(7)与密封环(6)相连通，所述蒸汽管(7)贯穿外壳(1)侧面与气缸(9)顶部相连通，所述蒸汽管(7)上设有气阀(8)，所述气缸(9)内部设有双塞活塞杆(14)，所述双塞活塞杆(14)两端均固定有活塞(15)，所述活塞(15)杆端的活塞(15)与气缸(9)底部之间设有压缩弹簧(16)，所述活塞(15)与气缸(9)滑动连接，所述气缸(9)侧面设有出气孔(10)，所述气缸(9)底端与吸水管(11)连通，所述吸水管(11)侧面与送水管(12)连通，所述送水管(12)包括粗管(18)和细管(19)，所述粗管(18)与细管(19)的连接处设有水阀(20)，所述吸水管(11)底端贯穿外壳(1)上的管孔与注水管(29)连通，所述注水管(29)贯穿真空罩(4)，所述注水管(29)端部设有密封阀(17)。

2.根据权利要求1所述的一种带有节能型余热回收的石墨化炉，其特征在于，所述真空罩(4)的形状为圆柱体，所述密封环(6)内侧设有蒸汽槽(13)，所述蒸汽管(7)与蒸汽槽(13)相通，所述密封环(6)外径与真空罩(4)外径相通，所述密封环(6)内侧与高温炉(3)顶部密封连接。

3.根据权利要求1所述的一种带有节能型余热回收的石墨化炉，其特征在于，所述气阀(8)位于外壳(1)外侧与气缸(9)之间的蒸汽管(7)上，所述气缸(9)形状为圆柱形且与蒸汽管(7)、吸水管(11)密封连接，所述双塞活塞杆(14)的长度大于气缸(9)顶部与出气孔(10)之间的距离，所述出气孔(10)与气缸(9)底部之间的距离大于双塞活塞杆(14)的长度。

4.根据权利要求1所述的一种带有节能型余热回收的石墨化炉，其特征在于，所述水阀(20)、密封阀(17)均包括固定架(23)、拉力弹簧(22)，所述水阀(20)还包括水塞(21)，所述固定架(23)包括连接块(24)与六个连接架(28)，所述连接块(24)形状为圆柱体，所述连接架(28)两端分别与连接块(24)侧面、细管(19)内壁焊接，所述水塞(21)形状为两个圆柱体轴向连接，且两个圆柱体分别与粗管(18)、细管(19)内径相通，所述粗管(18)与吸水管(11)相连通。

5.根据权利要求1所述的一种带有节能型余热回收的石墨化炉，其特征在于，所述密封阀(17)还包括密封塞(27)，所述密封塞(27)包括与送水管(12)内径相同的圆柱塞(26)和侧面为弧形且与真空罩(4)内壁贴合的挡块(25)，所述挡块(25)与圆柱塞(26)固定连接。

6.根据权利要求4所述的一种带有节能型余热回收的石墨化炉，其特征在于，所述压缩弹簧(16)位于气缸(9)底部与双塞活塞杆(14)之间且处于压缩状态，所述水阀(20)、密封阀(17)上均设有拉力弹簧(22)，所述拉力弹簧(22)处于拉伸状态。