CN212962769U - 高温电子陶瓷铂金坩埚炉及应用其的热处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了高温电子陶瓷铂金坩埚炉及应用其的热处理系统，包括外炉体、铂金坩埚炉，与铂金坩埚炉的顶部相连通设置的加料系统、与铂金坩埚炉的底部相连通设置且流量可调的出料系统以及铂金坩埚炉内的通气管路，通过设置带有夹套式循环冷却管道的加料管道，在加料过程可对管道进行循环冷却，保障加料过程顺畅可控，通过设置带有测温和加热元件的出料管道，可实时监测出料温度并关联加热控温，通过控制料液粘稠度实现出料流量可调并防止堵塞，并通过整体炉型设计、加热元件分布、气搅拌方式等综合设计，保障了最终成品的综合性能，解决了现有技术中存在的加料和出料过程难控易堵、搅拌均匀性差、难以满足产品指标要求的技术问题。

Description

高温电子陶瓷铂金坩埚炉及应用其的热处理系统

技术领域

本实用新型涉及高温熔炼炉领域，具体涉及高温电子陶瓷铂金坩埚炉及应用其的热处理系统。

背景技术

电子陶瓷材料可广泛应用于航空航天、军事雷达、芯片基板等高精端领域，这些领域对电子陶瓷产品的导电性能、稳定性等指标要求很高，而传统的熔炼炉为开放式结构，在坩埚侧部开设炉门，熔炼完成后开门取料，这种粗放的加工方式无法保证电子陶瓷材料产品的稳定性指标。

申请号为CN201120159672.9的中国实用新型专利公开了一种高性能玻璃熔化装置，熔化炉的一侧设置有炉门，另一侧开设有上、下通气孔，炉门的上端开设有加料口，加料口上面有氧化铝塞砖，炉内设置有坩埚，炉的顶端设置有安装测温元件铂铑热电偶的测温孔、硅钼棒和搅拌杆，搅拌杆位于所述坩埚内且搅拌杆下端安装有搅拌叶片，坩埚底部设有贯穿炉膛中间隔热砖的玻璃液料管道，通过倾斜加料小口加料，炉门常闭，避免炉温波动。

然而在上述技术方案中，加料口结构简单，加料方式粗放，受炉膛内极高温度影响，易在加料过程发生熔融而堵塞加料口或损坏加料口；此外，出料过程流量难以控制，出料管道内温度不够而导致料液凝固堵塞；且机械搅拌方式，搅拌混合的效率和均匀性差，因此上述技术方案存在加料和出料过程难控易堵、搅拌均匀性差、难以满足产品指标要求的技术问题。

实用新型内容

针对以上问题，本实用新型提供了高温电子陶瓷铂金坩埚炉及应用其的热处理系统，通过设置带有夹套式循环冷却管道的加料管道，在加料过程可对管道进行循环冷却，保障加料过程顺畅可控，通过设置带有测温和加热元件的出料管道，可实时监测出料温度并关联加热控温，通过控制料液粘稠度实现出料流量可调并防止堵塞，并通过整体炉型设计、加热元件分布、气搅拌方式等综合设计，保障了最终成品的综合性能，解决了现有技术中存在的加料和出料过程难控易堵、搅拌均匀性差、难以满足产品指标要求的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

高温电子陶瓷铂金坩埚炉，包括开设有炉腔的外炉体、设置于所述炉腔内的铂金坩埚炉以及安装于该炉腔内顶部的加热元件，还包括与所述铂金坩埚炉的顶部相连通设置且可循环冷却的加料系统、与所述铂金坩埚炉的底部相连通设置且流量可调的出料系统以及贯穿所述外炉体且延伸至铂金坩埚炉内的通气管路。

作为优选，所述加料系统包括设置于所述外炉体上方且向下贯穿延伸至所述炉腔内的加料管道以及设置于所述加料管道外的夹套式循环冷却管道。

作为优选，所述加料管道为倾斜向上设置，其顶部连通设置有加料斗。

作为优选，所述夹套式循环冷却管道上分别开设有与外部供水系统相连通的出水口和进水口。

作为优选，所述出料系统包括与所述铂金坩埚炉连通设置且向下贯穿延伸至所述外炉体外部的出料管道以及设置于所述出料管道内的测温热电偶和加热电极。

作为优选，所述铂金坩埚炉外还套设有刚玉衬套，所述铂金坩埚炉和刚玉衬套之间填充设置有氧化铝缓冲层。

作为优选，所述炉腔内还设置有控温热电偶以及检测热电偶。

作为优选，所述通气管路与外部供气系统相连通设置。

一种高温电子陶瓷热处理系统，包括安装架，还包括上述任一项所述的高温电子陶瓷铂金坩埚炉以及暂存池，且该高温电子陶瓷铂金坩埚炉安装于所述安装架上，所述暂存池设置于所述安装架下方。

作为优选，所述暂存池可移动设置于所述出料系统的下方，且该暂存池内设置有弯曲式循环冷却管道。

本实用新型的有益效果在于：

(1)本实用新型通过整体炉型设计、加热元件分布、气搅拌方式等综合设计，保障了最终成品在稳定性、导电性等方面的综合性能，可以满足高精端领域产品的指标要求；

(2)本实用新型通过在铂金坩埚炉的顶部连通设置带有夹套式循环冷却管道的加料管道，在加料过程可对管道进行循环冷却，避免管道内温度过高，保障原料顺利进入坩埚，避免因炉膛热量上升导致原料在管道内熔融而造成管道堵死，并保障人工加料的安全性，同时保护加料系统，避免长期耐受高温而损坏；

(3)本实用新型通过在铂金坩埚炉的底部连通设置带有测温和加热元件的出料管道，可实时监测出料管道内各段的温度并关联控制加热元件，通过调节加热功率进行控温，从而通过控制料液粘稠度实现出料流量可调，且防止了出料过程降温凝固或造成管道堵塞；

(4)本实用新型通过在铂金坩埚炉内设置通气管路，可采用通气方式进行气动搅拌，可促进熔化效率，提熔化质量，有效防止原料粉末结块，提高陶瓷产品品质，且可根据加工工艺要求，通入反应气体或保护气体等；

综上所述，本实用新型具有整体炉型设计优化、加料和出料过程可控可调、搅拌熔融均匀性好、满足产品指标要求等优点，尤其适用于高温熔炼炉领域。

附图说明

图1为本实用新型实施例一整体结构纵向剖视图；

图2为图1中A处放大图；

图3为本实用新型实施例一加料系统结构示意图；

图4为本实用新型实施例一加料系统纵向剖视图；

图5为本实用新型实施例二整体结构纵向剖视图；

图6为本实用新型实施例二整体结构示意图。

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做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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例一

如图1所示，高温电子陶瓷铂金坩埚炉，包括开设有炉腔10的外炉体1、设置于所述炉腔10内的铂金坩埚炉2以及安装于该炉腔10内顶部的加热元件12，还包括与所述铂金坩埚炉2的顶部相连通设置且可循环冷却的加料系统100、与所述铂金坩埚炉2的底部相连通设置且流量可调的出料系统200以及贯穿所述外炉体1且延伸至铂金坩埚炉2内的通气管路30。

本实施例通过整体炉型设计、加热元件分布、气搅拌方式等综合设计，保障了最终成品在稳定性、导电性等方面的综合性能，可以满足高精端领域产品的指标要求。

进一步的，如图3-4所示，所述加料系统100包括设置于所述外炉体1上方且向下贯穿延伸至所述炉腔10内的加料管道3以及设置于所述加料管道3外的夹套式循环冷却管道4。

本实施例通过在铂金坩埚炉的顶部连通设置带有夹套式循环冷却管道4的加料管道3，在加料过程可对加料管道3进行循环冷却，避免管道内温度过高，保障原料顺利进入坩埚，避免因炉膛热量上升导致原料在管道内熔融而造成管道堵死，且保障了人工加料的安全性，此外可保障加料系统100的使用寿命，避免因长期耐受高温而熔化损坏。

进一步的，如图1所示，所述加料管道3为倾斜向上设置，其顶部连通设置有加料斗31；由于炉膛10内的热量会上升冲入加料管道3，通过将加料管道3设置为倾斜向上，具体的，加料管道3包括竖直管道部分和倾斜向上的加料管道部分，通过加料管道部分进行加料，多余热量可通过竖直管道部分排出，可保障人工操作的安全性。

需要说明的是，本实施例中，加料系统100选用耐热钢材质。

进一步的，如图3所示，所述夹套式循环冷却管道4上分别开设有与外部供水系统相连通的出水口41和进水口42。

进一步的，如图1-2所示，所述出料系统200包括与所述铂金坩埚炉2连通设置且向下贯穿延伸至所述外炉体1外部的出料管道5以及设置于所述出料管道5内的测温热电偶51和加热电极52。

本实施例通过在铂金坩埚炉的底部连通设置带有测温热电偶51以及加热电极52的出料管道5，通过测温热电偶51可实时监测出料管道5内各段的温度，并关联控制加热电极52，通过调节其加热功率实现管道控温，从而通过控制料液粘稠度实现出料流量可调，且防止了出料过程降温凝固造成管道堵塞。

需要说明的是，本实施例中，在出料管道5外包覆有保温材料，测温热电偶和加热电极的数量可根据出料管道5的长短和大小配备，本实施例中小容量的铂金坩埚炉2可配备两根加热电极，测温热电偶可多段设置。检测各段温度。

进一步的，如图2所示，所述铂金坩埚炉2外还套设有刚玉衬套61，所述铂金坩埚炉2和刚玉衬套61之间填充设置有氧化铝缓冲层62。

本实施例在铂金坩埚炉2外还套设有刚玉衬套61，刚玉材质的衬套硬度大，防变形，并填充设置有氧化铝缓冲层62，提供热胀冷缩的缓冲空间。

进一步的，所述炉腔10内还设置有控温热电偶以及检测热电偶。

进一步的，所述通气管路30与外部供气系统相连通设置。

本实施例通过在铂金坩埚炉内设置通气管路30，可采用通气方式进行气动搅拌，可促进熔化效率，提熔化质量，有效防止原料粉末结块，提高陶瓷产品品质；此外，且可灵活根据加工工艺要求，通入反应气体或保护气体等，以满足氧化还原反应或提供保护气氛的需要。

需要说明的是，在本实施例中，铂金坩埚炉2和通气管路30均采用铂金材料；加热电极采用二硅化钼棒；

实施例二

为简便起见，下文仅描述实施例二与实施例一的区别点；该实施例二与实施例一的不同之处在于：

如图5-6所示，一种高温电子陶瓷热处理系统，包括安装架7，还包括上述任一项所述的高温电子陶瓷铂金坩埚炉以及暂存池8，且该高温电子陶瓷铂金坩埚炉安装于所述安装架7上，所述暂存池8设置于所述安装架7下方。

进一步的，所述暂存池8可移动设置于所述出料系统200的下方，且该暂存池8内设置有弯曲式循环冷却管道9。

在本实施例中，高温电子陶瓷铂金坩埚炉熔融后的料液可直接出料并根据需要直接加工成型得到各种小工件产品，或放料至暂存池8内，经弯曲式循环冷却管道9的通冷却水进行玻璃水淬，得到不规则的颗粒粉状的电子陶瓷原料。

工作过程：

从加料斗31加料，电子陶瓷原料从加料管道3落入铂金坩埚炉2内，夹套式循环冷却管道4内通冷却水对加料管道3进行自循环冷却，炉腔10内的加热元件12通电对原料进行加热熔融，经通气管路30向铂金坩埚炉2内通气进行气动搅拌，还可根据加工工艺要求，通入反应气体或保护气体等，熔融完成的电子陶瓷原料经出料管道5流出，通过出料管道5内的测温热电偶51测量熔融原料温度，关联出料管道5内的加热电极52进行加热，通过温度控制熔融原料的粘稠度，进而控制流量大小，流出的熔融原料可直接加工成型小工件，或放料至暂存池8内，经弯曲式循环冷却管道9的通冷却水进行玻璃水淬，得到不规则的颗粒粉状的电子陶瓷原料。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.高温电子陶瓷铂金坩埚炉，包括开设有炉腔(10)的外炉体(1)、设置于所述炉腔(10)内的铂金坩埚炉(2)以及安装于该炉腔(10)内顶部的加热元件(12)，其特征在于，还包括与所述铂金坩埚炉(2)的顶部相连通设置且可循环冷却的加料系统(100)、与所述铂金坩埚炉(2)的底部相连通设置且流量可调的出料系统(200)以及贯穿所述外炉体(1)延伸至铂金坩埚炉(2)内的通气管路(30)。

2.根据权利要求1所述的高温电子陶瓷铂金坩埚炉，其特征在于，所述加料系统(100)包括设置于所述外炉体(1)上方且向下贯穿延伸至所述炉腔(10)内的加料管道(3)以及设置于所述加料管道(3)外的夹套式循环冷却管道(4)。

3.根据权利要求2所述的高温电子陶瓷铂金坩埚炉，其特征在于，所述加料管道(3)为倾斜向上设置，其顶部连通设置有加料斗(31)。

4.根据权利要求2所述的高温电子陶瓷铂金坩埚炉，其特征在于，所述夹套式循环冷却管道(4)上分别开设有与外部供水系统相连通的出水口(41)和进水口(42)。

5.根据权利要求1所述的高温电子陶瓷铂金坩埚炉，其特征在于，所述出料系统(200)包括与所述铂金坩埚炉(2)连通设置且向下贯穿延伸至所述外炉体(1)外部的出料管道(5)以及设置于所述出料管道(5)内的测温热电偶(51)和加热电极(52)。

6.根据权利要求1所述的高温电子陶瓷铂金坩埚炉，其特征在于，所述铂金坩埚炉(2)外还套设有刚玉衬套(61)，所述铂金坩埚炉(2)和刚玉衬套(61)之间填充设置有氧化铝缓冲层(62)。

7.根据权利要求1所述的高温电子陶瓷铂金坩埚炉，其特征在于，所述炉腔(10)内还设置有控温热电偶以及检测热电偶。

8.根据权利要求1所述的高温电子陶瓷铂金坩埚炉，其特征在于，所述通气管路(30)与外部供气系统相连通设置。

9.一种高温电子陶瓷热处理系统，包括安装架(7)，其特征在于，还包括上述权利要求1-8任一项所述的高温电子陶瓷铂金坩埚炉以及暂存池(8)，且该高温电子陶瓷铂金坩埚炉安装于所述安装架(7)上，所述暂存池(8)设置于所述安装架(7)下方。

10.根据权利要求9所述的一种高温电子陶瓷热处理系统，其特征在于，所述暂存池(8)可移动设置于所述出料系统(200)的下方，且该暂存池(8)内设置有弯曲式循环冷却管道(9)。

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