CN212864148U - 一种高纯石墨的石墨化炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种高纯石墨的石墨化炉，包括带有空腔的壳体，设置在壳体上并位于壳体的底部的支座；所述石墨化炉还包括位于壳体的空腔内的并用于碳源材料石墨化的反应釜，安置在反应釜中的发热机构，设置在壳体的顶部并与反应釜连通的进料筒，设置在进料筒上并用于控制从进料筒进入反应釜的碳源材料的量的进料控制件，设置在壳体的底部上并与反应釜连通的出料口，以及设置在壳体的上端外侧壁上并与反应釜连通的排气孔；其中，反应釜的制备材料为石墨。本实用新型通过发热机构将整个反应釜划分为多个小空间，每个小空间中的碳源材料都能被周围的立柱和加热棒加热，从而避免由于反应釜中部的碳源材料受热不均的导致获得的石墨产品发生有裂纹产生。

Description

一种高纯石墨的石墨化炉

技术领域

本实用新型属于石墨化炉技术领域，具体涉及一种高纯石墨的石墨化炉。

背景技术

石墨化炉是一种主要用于各种碳源材料的碳化和石墨化实验等领域，它的使用温度高达2800℃。石墨化炉主要依靠电阻料产生的热量对碳源材料加热，碳源材料在经过2800℃的高温烧结后变成石墨。

在实际应用过程中，为了提高石墨的产量，一种方法是将石墨化炉的炉体增大，从而提高石墨的产量；另一种方法是在石墨化炉的炉体的体积不改变的情况下，增加石墨化炉每次处理碳源材料的量，从而使得石墨的产量提高。但是在采用这两种方法制备石墨的时候，均存在受热不均的问题，从而导致制备的石墨的表面产生裂纹，降低了石墨的产品的质量。

实用新型内容

为了克服现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种高纯石墨的石墨化炉。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种高纯石墨的石墨化炉，包括带有空腔的壳体，设置在壳体上并位于壳体的底部的支座；所述石墨化炉还包括设置在壳体的空腔内并且下段呈漏斗型的反应釜，均匀设置在反应釜内的排列成多行多列的立柱，均匀连接在每行立柱上的多根的加热棒，设置在壳体的顶部并与反应釜连通的进料筒，设置在进料筒上并用于控制从进料筒进入反应釜的碳源材料的量的进料控制件，设置在壳体的底部并与反应釜连通的出料口，以及设置在壳体的上端外侧壁上并与反应釜连通的排气孔；其中，反应釜、立柱、加热棒的制备材料均为石墨。

进一步地，所述石墨化炉还包括设置在所述立柱的侧壁上并用于将加热棒连接在立柱上的固定件。

进一步地，所述加热棒的侧壁上设有与固定件匹配的卡槽。

进一步地，所述固定件包括一端与立柱的侧壁连接的并用于安置加热棒的承重板，以及与承重板的另一端连接的并与卡槽匹配的防滑板。

进一步地，所述反应釜的顶部和底部均设有用于插入立柱的凹槽。

进一步地，所述反应釜的内侧壁上设有用于插入加热棒的定位槽。

进一步地，所述进料控制件包括设置在壳体的顶部上的第一气缸，与第一气缸连接并位于进料筒的筒内的第一挡板，与第一气缸相对位置设置的并位于壳体的顶部的第二气缸，与第二气缸连接的并与第一挡板组合使用控制进料筒进料的第二挡板，以及与第一气缸和第二气缸均连接的PLC控制器，其中，第一挡板和第二挡板在水平面上相互错开，但是当第一挡板和第二挡板组合使用并重叠时，第一挡板和第二挡板完全阻断物料从进料筒进料。

进一步地，所述石墨化炉还包括包覆在反应釜的外部的并用于防止反应釜中的热量散失的保温层，设置在保温层和壳体之间的真空层。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型直接在反应釜中均匀设置排列成多行多列的立柱，均匀连接在每行的立柱上的多根的加热棒，并且立柱和加热棒均采用石墨制成。首先，立柱和加热棒将整个反应釜划分为多个类似与坩埚的小空间，每个小空间周围的立柱和加热棒都能为该空间的中的碳源材料提供热量，从而避免由于反应釜中部的碳源材料受热不均的导致获得的石墨产品发生有裂纹产生；其次，本实用新型中由立柱和加热棒划分的多个小空间替代料传统石墨化炉中的坩埚，增加了石墨的产量，同时还避免坩埚在取放过程中的损坏，降低了石墨产品的生产成本。

(2)本实用新型中的反应釜、发热机构中的立柱、加热棒均采用石墨制成，从而增大了石墨化炉的电阻，能够确保石墨化炉的2800℃以上将碳源材料转化为石墨。此外，利用石墨来加避免常规采用的电阻材料(焦粒)在加入过程中杂质高温气化使碳源材料的灰分增加。

(3)本实用新型在进料筒上设有进料PLC控制器，通过PLC控制器控制第一气缸带动第一挡板和第二气缸带动第二挡板伸缩对从进料筒进入到反应釜中的碳源材料控制，确保该石墨化炉的反应在饱和值以内，避免过多的碳源材料料的进入到反应釜中，造成碳源材料受热不均，从而导致碳源材料石墨化的得到产品石墨表面产生裂缝。

(4)本实用新型在立柱上设有固定件，而在加热棒的侧壁上设有与固定件匹配的卡槽，通过固定件与卡槽的组合使用，使得整个发热机构在反应釜中的稳定型增强，避免在往反应釜中加入碳源材料时，由于受力不均导致发热机构坍塌的问题。

(5)本实用新型中的反应釜的下段呈漏斗型，便于产品石墨排出反应釜中。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型沿图1中的A线得到的剖面结构示意图。

图3为本实用新型沿图1中的B线得到的剖面结构示意图。

图4为本实用新型中立柱和加热棒连接时的结构示意图，其中，a为沿A 线得到的立柱与加热棒之间的连接时剖面机构示意图，b为沿B线得到的立柱与加热棒之间的连接时剖面机构示意图，c为立柱与加热棒之间连接时的剖面结构示意图。

1-壳体，2-支座，3-反应釜，4-进料筒，5-出料口，6-排气孔，7-立柱，8- 固定件，9-加热棒，10-承重板，11-防滑板，12-凹槽，13-定位槽，14-第一气缸，15-第一挡板，16-第二气缸，17-第二挡板，18-PLC控制器，19-保温层，20- 真空层，21-卡槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的方式包括但不仅限于以下实施例。

如图1-4所示，该石墨化炉包括壳体1、支座2、反应釜3、进料筒4、进料控制件、出料口5、排气孔6、立柱7、加热棒9。具体地，壳体1带有空腔，支座2设置在壳体1的底部，反应釜3设置在壳体1的空腔内并且其下段呈漏斗型，立柱7均匀设置在反应釜3内排成多行多列，多根的加热棒与每行的立柱均连接。进料筒4设置在壳体的顶部并与反应釜3连通，进料控制件设置在进料筒上，出料口5设置在壳体1的底部并与反应釜3连通，排气孔6设置在壳体的上端侧壁上并与反应釜3连通。为了防止反应釜中的热量的流逝，在反应釜3上包覆有保温层19；为了防止石墨化炉的高温将人烫伤，在壳体1和保温层19之间还设有真空层20。为了使反应釜能够发热，本实用新型中的反应釜、立柱、加热棒的制成材料均为石墨，在实际过程中可以是其它的高电阻碳材料。

如图1-4所示，为了让加热棒9连接在立柱7上，在立柱的侧壁上设有固定件8，在加热棒9上设有与固定件8匹配的卡槽21。具体地，固定件8包括承重板10、防滑板11；其中，承重板10的一端与立柱7的侧壁连接并用于放置加热棒9，防滑板11与承重板10另一端连接并与卡槽21匹配，实现防止加热棒9滑落的目的。

为了能够灵活的将损坏的立柱和加热棒替换，在反应釜3的顶部和底部设有与立柱7对应并用于插入立柱的凹槽12，在反应釜3的侧壁上设有与加热棒 9匹配并用于插入加热棒9的定位槽13。

如图1-4所示，进料控制机构包括第一气缸14、第二气缸16、第一挡板15、第二挡板17、PLC控制器18。具体地，第一气缸14和第二气缸16在壳体1的顶部相对位置设置，并且均位于进料筒4的筒外，此外，第一气缸14和第二气缸16还均与PLC控制器18连接；第一挡板15与第一气缸14连接，第二挡板 17与第二气缸16连接，第一档和第二挡板在水平面上相互错开，第一挡板和第二挡板均设置在进料筒中，第一挡板和第二挡板组合使用来控制进料筒中物料的进料，其中，当第一气缸带动的第一挡板与第二气缸带动的第二挡板重叠时，第一挡板和第二挡板完全阻断物料从进料筒进入到反应釜中，本实施例中的重叠为至少部分重叠。

上述实施例仅为本实用新型的优选实施方式之一，不应当用于限制本实用新型的保护范围，但凡在本实用新型的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本实用新型一致的，均应当包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高纯石墨的石墨化炉，包括带有空腔的壳体(1)，设置在所述壳体(1)上并位于壳体的底部的支座(2)，其特征在于，还包括设置在所述壳体(1)的空腔内的并且下段呈漏斗型的反应釜(3)，均匀设置在所述反应釜(3)内的并排列成多行多列的立柱(7)，均匀连接在每行所述立柱上的多根的加热棒(9)，设置在所述壳体(1)的顶部并与所述反应釜(3)连通的进料筒(4)，设置在所述进料筒(4)上并用于控制从进料筒(4)进入所述反应釜的碳源材料的量的进料控制件，设置在所述壳体(1)的底部并与所述反应釜(3)连通的出料口(5)，以及设置在所述壳体(1)的上端外侧壁上并与所述反应釜(3)连通的排气孔(6)；其中，所述反应釜、立柱、加热棒的制备材料均为石墨。

2.根据权利要求1所述的一种高纯石墨的石墨化炉，其特征在于，还包括设置在所述立柱(7)的侧壁上并用于将所述加热棒(9)连接在所述立柱(7)上的固定件(8)。

3.根据权利要求2所述的一种高纯石墨的石墨化炉，其特征在于，所述加热棒(9)的侧壁上设有与所述固定件(8)匹配的卡槽(21)。

4.根据权利要求3所述的一种高纯石墨的石墨化炉，其特征在于，所述固定件(8)包括一端与所述立柱(7)的侧壁连接的并用于安置所述加热棒的承重板(10)，以及与所述承重板(10)的另一端连接的并与所述卡槽(21)匹配的防滑板(11)。

5.根据权利要求4所述的一种高纯石墨的石墨化炉，其特征在于，所述反应釜(3)的顶部和底部均设有用于插入所述立柱(7)的凹槽(12)。

6.根据权利要求5所述的一种高纯石墨的石墨化炉，其特征在于，所述反应釜(3)的内侧壁上设有用于插入所述加热棒(9)的定位槽(13)。

7.根据权利要求6所述的一种高纯石墨的石墨化炉，其特征在于，所述进料控制件包括设置在所述壳体(1)的顶部上的第一气缸(14)，与所述第一气缸(14)连接并位于所述进料筒(4)的筒内的第一挡板(15)，与所述第一气缸(14)相对位置设置的并位于所述壳体(1)的顶部的第二气缸(16)，与所述第二气缸(16)连接的并与所述第一挡板(15)组合使用控制所述进料筒(4)进料的第二挡板(17)，以及与所述第一气缸(14)和第二气缸(16)均连接的控制器(18)，其中，第一挡板和第二挡板在水平面上相互错开，但是当第一挡板和第二挡板组合使用并重叠时，第一挡板和第二挡板完全阻断物料从进料筒进料。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种高纯石墨的石墨化炉，其特征在于，还包括包覆在所述反应釜(3)的外部的并用于防止反应釜中的热量散失的保温层(19)，设置在所述保温层(19)和所述壳体(1)之间的真空层(20)。

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