CN214260700U - 一种使用等离子转移弧加热的高温蒸发器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种使用等离子转移弧加热的高温蒸发器，包括壳体、坩埚、转移弧枪和电源，坩埚设置于壳体的内腔中，坩埚由坩埚本体和安装于坩埚本体上方的坩埚盖组成，坩埚盖与坩埚本体之间间隔设置有若干个垫块，相邻两个垫块之间形成载流气入口，载流气入口与设置在坩埚本体外侧的载流气输入预热通道连接，载流气输入预热通道的端部连接有导气通道，导气通道延伸至壳体外侧，转移弧枪安装于壳体上方且其下端延伸至坩埚盖内侧，坩埚本体底部设置有导电管，导电管内安装有导电棒，导电棒、转移弧枪分别与电源电性连接。本实用新型结构简单，设计合理，其内部加热温度高，适合于沸点高的材料制备成粉体时使用，具有广阔的市场前景。
Description
技术领域
本实用新型涉及高温蒸发器技术领域，具体涉及一种使用等离子转移弧加热的高温蒸发器。
背景技术
在使用蒸发冷凝气相法制备各种粉体时，需要使用到高温蒸发器，现有的高温蒸发器较多的使用电加热，如中频加热、电阻加热、等离子电弧加热等，或几种加热方法配合使用，特殊领域还会使用激光加热，而不同的加热方法对高温蒸发器结构有不同的一些结构要求。如中频加热需要坩埚或坩埚内被加热体导电并在坩埚外侧环绕安装；电阻加热需要自身结构耐温较高，可以坩埚底部或周边安装，也可以在坩埚顶部安装插入被加热体中进行接触加热；等离子电弧加热需要在电极间产生等离子电弧从高温蒸发器上方向下喷射，在等离子弧下方设置被加热体。等离子非转移弧高温蒸发器结构相对简单，可以不需要坩埚直接向弧中间喷射原料，原料在经过等离子非转移弧时被加热，但加热能量相对较小；等离子转移弧需要两个相间隔的电极，等离子转移弧枪为阴极，被加热体为阳极，此加热结构的优点是加热能量高，高温蒸发器内部温度高，特别适合于沸点高的材料制备成粉体时使用，但是其结构较为复杂。
发明内容
本实用新型针对背景技术中的不足，提供了一种结构简单且适合于沸点高的材料制备成粉体时用的使用等离子转移弧加热的高温蒸发器。
为实现上述目的，本实用新型技术解决方案如下：
一种使用等离子转移弧加热的高温蒸发器，包括壳体、坩埚、转移弧枪和电源，所述坩埚设置于壳体的内腔中，所述坩埚由坩埚本体和安装于坩埚本体上方的坩埚盖组成，坩埚盖与坩埚本体之间间隔设置有若干个垫块，相邻两个垫块之间形成载流气入口，载流气入口与设置在坩埚本体外侧的载流气输入预热通道连接，载流气输入预热通道的端部连接有导气通道，导气通道延伸至壳体外侧，所述转移弧枪安装于壳体上方且其下端延伸至坩埚盖内侧，坩埚本体底部设置有导电管，导电管内安装有导电棒，导电管底端安装有将导电棒固定密封的导电环，导电棒、转移弧枪分别与电源电性连接。
优选的，所述坩埚为单层结构坩埚、半熔式结构坩埚、多层异质结构坩埚及多层同质结构坩埚中任意一种。
优选的，所述坩埚为多层异质结构坩埚，包括位于最外层的支撑固定坩埚，支撑固定坩埚内部设置有一至四层陶瓷坩埚，每相邻两层陶瓷坩埚之间、最外层的陶瓷坩埚与支撑固定坩埚之间均填充有陶瓷粉。
优选的，所述坩埚盖为下大上小内凹的圆拱状或锥台状结构，坩埚本体为漏斗状结构。
优选的，所述壳体由设置于坩埚本体外侧的下桶体和设置于坩埚盖外侧的上盖组成，上盖安装于下桶体上端，下桶体与坩埚本体之间、上盖与坩埚盖之间均设置有保温层，保温层采用耐高温的毡类材料或陶瓷材料。
优选的，所述下桶体和上盖均设置有夹套结构，夹套结构与设置在壳体外侧的体外循环冷却液系统连接。
优选的，所述转移弧枪与壳体、转移弧枪与坩埚盖之间均设置有绝缘通气间隙，绝缘通气间隙的宽度为5-50mm。
优选的，所述壳体上端还设置有加料通道、出气回液通道及若干个用于检测观查的观测口，加料通道、出气回液通道及观测口均延伸至坩埚盖内侧。
优选的，所述转移弧枪喷嘴底端面位于距离坩埚本体上端面的-100mm～+150mm处。
优选的，若干个所述载流气入口呈扇环形间隔分布在坩埚本体与坩埚盖之间，且其高度为5-50mm。
相对于现有技术，本实用新型有益效果如下：
本实用新型结构简单，设计合理，其内部加热温度高，适合于沸点高的材料制备成粉体时使用，具有广阔的市场前景。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显。
图1为本实用新型剖视结构示意图；
图中：1、下桶体，2、上盖，3、坩埚本体，301、支撑固定坩埚，302、陶瓷坩埚，303、陶瓷粉，4、坩埚盖，5、转移弧枪，6、电源，7、体外循环冷却液系统，8、垫块，9、载流气输入预热通道，10、导气通道，11、导电棒，12、保温层，13、绝缘通气间隙，14、加料通道，15、出气回液通道，16、夹套结构，17、体外加料系统，18、转移等离子电弧，19、被加热物，20、载流气入口，21、导电管，22、导电环。
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。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中部”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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装置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。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
如图1所示，一种使用等离子转移弧加热的高温蒸发器，包括壳体、坩埚、转移弧枪5和电源6，壳体由设置于坩埚本体外侧的下桶体1和设置于坩埚盖外侧的上盖2组成，上盖安装于下桶体上端，下桶体和上盖均设置有夹套结构16，夹套结构与设置在壳体外侧的体外循环冷却液系统7连接，利用循环冷却液进行冷却保护设备，下桶体与坩埚本体之间、上盖与坩埚盖之间均设置有保温层12，保温层采用耐高温的毡类材料或陶瓷材料，坩埚设置于壳体的内腔中，坩埚由坩埚本体3和安装于坩埚本体上方的坩埚盖4组成，坩埚盖为下大上小内凹的圆拱状或锥台状结构，坩埚本体为漏斗状结构，坩埚盖与坩埚本体之间间隔设置有若干个垫块8，相邻两个垫块之间形成载流气入口20，若干个载流气入口呈扇环形间隔分布在坩埚本体与坩埚盖之间，且其高度为5-50mm，载流气入口与设置在坩埚本体外侧的载流气输入预热通道9连接，载流气输入预热通道的端部连接有导气通道10，导气通道延伸至壳体外侧，本实施例中，导气通道使用金属材料、陶瓷材料、石墨材料、或石墨管内套陶瓷管材料，壳体的正上方安装有转移弧枪5，转移弧枪下端竖直伸入坩埚盖内侧，转移弧枪喷嘴底端面位于距离坩埚本体上端面的-100mm～+150mm处，坩埚本体底部设置有导电管21，导电管内安装有导电棒11，导电管底端安装有将导电棒固定密封的导电环22，导电棒、转移弧枪分别与电源电性连接。
坩埚为单层结构坩埚、半熔式结构坩埚、多层异质结构坩埚及多层同质结构坩埚中任意一种，本实施例中，坩埚为多层异质结构坩埚，包括位于最外层的支撑固定坩埚301，支撑固定坩埚内部设置有一至四层陶瓷坩埚302，每相邻两层陶瓷坩埚之间、最外层的陶瓷坩埚与支撑固定坩埚之间均填充有陶瓷粉303。
转移弧枪与壳体的上盖、转移弧枪与坩埚盖之间均设置有绝缘通气间隙13，绝缘通气间隙的宽度为5-50mm，壳体的上盖上端还设置有加料通道14、出气回液通道15及若干个用于检测观查的观测口，加料通道、出气回液通道及观测口均延伸至坩埚盖内侧，加料通道与用于供料的体外加料系统17连接，观测口用于安装视镜或安装检测探头。
本实用新型使用等离子转移弧枪5，从高温蒸发器顶部向下伸入其内部的坩埚盖4上口，置于坩埚本体3内的被加热体19的上方，等离子转移弧枪5为阴极，被加热体19为阳极，在阴极与阳极之间通过等离子气电弧18导通，对阳极被加热体19进行持续大功率加热，阳极被加热体置于耐高温的导电坩埚内，坩埚本体3底部设置导电棒11与蒸发器外的电源连通并与阴极间形成导电回路。上盖2与下桶体1之间为密封连接，上盖1或下桶体2与其他结构连接结构均为密封结构，保护高温蒸发器内与高温蒸发器外的大气间隔，载流气转移弧枪用等离子气、弧枪与上盖之间的绝缘间隙通气及其他进入高温蒸发器的气体均为惰性不与被加热物不产生化学反应的气体，或主气源为惰性气体添加少量用于反应成份。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点,对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。
Claims (10)
1.一种使用等离子转移弧加热的高温蒸发器，其特征在于：包括壳体、坩埚、转移弧枪和电源，所述坩埚设置于壳体的内腔中，所述坩埚由坩埚本体和安装于坩埚本体上方的坩埚盖组成，坩埚盖与坩埚本体之间间隔设置有若干个垫块，相邻两个垫块之间形成载流气入口，载流气入口与设置在坩埚本体外侧的载流气输入预热通道连接，载流气输入预热通道的端部连接有导气通道，导气通道延伸至壳体外侧，所述转移弧枪安装于壳体上方且其下端延伸至坩埚盖内侧，坩埚本体底部设置有导电管，导电管内安装有导电棒，导电管底端安装有将导电棒固定密封的导电环，导电棒、转移弧枪分别与电源电性连接。
2.如权利要求1所述的一种使用等离子转移弧加热的高温蒸发器，其特征在于：所述坩埚为单层结构坩埚、半熔式结构坩埚、多层异质结构坩埚及多层同质结构坩埚中任意一种。
3.如权利要求2所述的一种使用等离子转移弧加热的高温蒸发器，其特征在于：所述坩埚为多层异质结构坩埚，包括位于最外层的支撑固定坩埚，支撑固定坩埚内部设置有一至四层陶瓷坩埚，每相邻两层陶瓷坩埚之间、最外层的陶瓷坩埚与支撑固定坩埚之间均填充有陶瓷粉。
4.如权利要求1所述的一种使用等离子转移弧加热的高温蒸发器，其特征在于：所述坩埚本体为漏斗状结构，坩埚盖为下大上小内凹的圆拱状或锥台状结构。
5.如权利要求1所述的一种使用等离子转移弧加热的高温蒸发器，其特征在于：所述壳体由设置于坩埚本体外侧的下桶体和设置于坩埚盖外侧的上盖组成，上盖安装于下桶体上端，下桶体与坩埚本体之间、上盖与坩埚盖之间均设置有保温层，保温层采用耐高温的毡类材料或陶瓷材料。
6.如权利要求5所述的一种使用等离子转移弧加热的高温蒸发器，其特征在于：所述下桶体和上盖均设置有夹套结构，夹套结构与设置在壳体外侧的体外循环冷却液系统连接。
7.如权利要求1所述的一种使用等离子转移弧加热的高温蒸发器，其特征在于：所述转移弧枪与壳体、转移弧枪与坩埚盖之间均设置有绝缘通气间隙，绝缘通气间隙的宽度为5-50mm。
8.如权利要求1所述的一种使用等离子转移弧加热的高温蒸发器，其特征在于：所述壳体上端还设置有加料通道、出气回液通道及若干个用于检测观查的观测口，加料通道、出气回液通道及观测口均延伸至坩埚盖内侧。
9.如权利要求1所述的一种使用等离子转移弧加热的高温蒸发器，其特征在于：所述转移弧枪喷嘴底端面位于距离坩埚本体上端面的-100mm～+150mm处。
10.如权利要求1所述的一种使用等离子转移弧加热的高温蒸发器，其特征在于：若干个所述载流气入口呈扇环形间隔分布在坩埚本体与坩埚盖之间，且其高度为5-50mm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |