CN218065911U - 一种实现物料自动装载及高通量的系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种实现物料自动装载及高通量的系统，包括壳体、加热炉、石英管、石英坩埚台、石英坩埚、动力单元，所述加热炉通过支架固定安装在壳体内腔上部，且加热炉向上延伸并嵌设在壳体顶壁上，所述石英管水平安装在加热炉的炉腔中，所述石英管向两侧延伸分别贯穿加热炉的两侧侧壁并延伸至加热炉外腔，石英管的环形侧壁一端固定套设有第一法兰，且第一法兰将石英管的管口封闭。本实用新型设计合理，结构新颖，极大的提高了物料烧结的自动化进程，大大降低了人力消耗，可以进行24小时不间断工作，保证了设备工作的稳定性，大大提高了设备工作效率，保证了物料烧结的质量，同时保证了物料烧结氛围的精密控制，极大的提高了物料烧结实验的可靠性。

Description

一种实现物料自动装载及高通量的系统

技术领域

本发明涉及物料烧结设备技术领域，尤其涉及一种实现物料自动装载及高通量的系统。

背景技术

物料的烧结，是指把粉状物料转变为致密体，是一个传统的工艺过程，人们很早就利用这个工艺来生产陶瓷、粉末冶金、耐火材料、超高温材料等，也是现代材料研究的重要手段之一，烧结实验中需要使用加热炉对物料进行加热烧结。

现有物料烧结实验的加热炉不能在满足实验要求的同时完成大批量物料烧结的需求，在大批量烧结实验时需要较多的人力操作，不能进行长时间持续性的使用，在长时间使用后需要停机进行休息，否则设备容易发生故障，设备工作稳定性较差，也不能在长时间工作后保持对物料烧结氛围的精确控制，导致大批量烧结实验的实验结果可靠性较差。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的不能高效的完成大批量物料烧结的需求，需要耗费大量的人力，并且不能进行长时间持续性的使用，在长时间使用后需要停机进行休息，否则设备容易发生故障，设备工作稳定性较差的缺点，而提出的一种实现物料自动装载及高通量的系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

1、一种实现物料自动装载及高通量的系统，包括壳体、加热炉、石英管、石英坩埚台、石英坩埚、动力单元，所述加热炉通过支架固定安装在壳体内腔上部，且加热炉向上延伸并嵌设在壳体顶壁上，所述石英管水平安装在加热炉的炉腔中，所述石英管向两侧延伸分别贯穿加热炉的两侧侧壁并延伸至加热炉外腔，石英管的环形侧壁一端固定套设有第一法兰，且第一法兰将石英管的管口封闭，石英管的环形侧壁另一端固定套设有第二法兰，第二法兰上贯通开设有与石英管同轴的物料装载开口，所述第二法兰外侧滑动连接有用于密封物料装载开口的法兰盖，所述法兰盖的环形侧壁向外侧延伸有法兰盖固定板，且法兰盖固定板的一侧侧壁固定连接在动力单元上；

所述石英坩埚台滑动放置在石英管内腔中，石英坩埚台上端开设多个坩埚安装槽，坩埚安装槽中均设有石英坩埚。

优选的，所述第一法兰和第二法兰可以为水冷法兰，第一法兰和第二法兰延其旋转方向均设有水冷腔，且两个水冷腔均通过管道贯通连接至冷却水循环装置。

优选的，所述动力单元包括电动推杆和伸缩气缸，所述电动推杆和所述伸缩气缸均贯穿壳体的侧壁并通过支架水平固定安装在壳体内腔中，且多个所述电动推杆和伸缩气缸独立或相互配合工作。

优选的，所述石英坩埚台的侧壁上固定连接有坩埚台支架，坩埚台支架向靠近第二法兰的一侧延伸贯穿物料装载开口并固定连接在法兰盖的侧壁上。

更优选的，所述坩埚台支架上还套设有多个石英挡片。

优选的，所述第一法兰的侧壁上贯通连接有连通管，连通管向外侧延伸并设有真空阀，真空阀另一侧通过管道连接至真空泵的抽气端，所述连通管的环形侧壁上还设有出气口调节阀。

更优选的，所述连通管的环形侧壁上还设有压力传感器。

优选的，所述法兰盖的侧壁上贯通连接有加热炉进气口，且加热炉进气口上设有压力表。所述石英管上贯通连接有减压管，减压管向外侧延伸贯穿壳体的侧壁并设有减压阀，且减压阀上贯通连接有减压阀调压口。

优选的，所述法兰盖的侧壁上还插设有热电偶。

优选的，所述壳体的前壁上设有控制盒，控制盒内置有PLC控制器，且控制盒的前壁上还设有用于监视的显示屏。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中，配合石英坩埚台对多个石英坩埚进行安装，可以同时对多个物料进行加热，并配合坩埚台支架方便石英坩埚台的送入和拉出，极大的保证了物料加热的效率；

2、本发明中，通过第一法兰和第二法兰对石英管进行密封，方便烧结时石英管内的气氛状态的保持，保证石英管内的真空效果或者保护气体的保护效果，保证物料的加热的质量和实验结果的可靠性；

3、本发明中，通过电动推杆对石英坩埚进行自动的送入和取出，并配合第一法兰和第二法兰对石英管进行密封，保证了物料加热的自动化进行，同时也极大的保证了物料加热的效果。

4、本发明中，电动推杆和伸缩气缸搭配使用，电动推杆负责左右运行，伸缩气缸实现自动密封，可以避免电动推杆的持续性工作，防止其在长时间运行状态下发生损坏，保证设备可以进行24小时不间断工作，提高工作效率。

本发明设计合理，结构新颖，极大的提高了物料烧结的自动化进程，大大降低了人力消耗，可以进行24小时不间断工作，保证了设备工作的稳定性，大大提高了设备工作效率，保证了物料烧结的质量，同时保证了物料烧结氛围的精密控制，极大的提高了物料烧结实验的可靠性。

附图说明

图1为本发明提出的一种实现物料自动装载及高通量的系统的外观结构示意图；

图2为本发明提出的一种实现物料自动装载及高通量的系统的侧面结构示意图；

图3为本发明提出的一种实现物料自动装载及高通量的系统的设备装料状态俯视示意图；

图4为本发明提出的一种实现物料自动装载及高通量的系统的设备烧结状态俯视示意图。

图中：壳体1、加热炉2、石英管3、连通管4、真空阀41、出气口调节阀42、压力传感器43、第一法兰5、第二法兰6、物料装载开口61、电动推杆7、法兰盖8、法兰盖固定板9、加热炉进气口10、压力表11、热电偶12、伸缩气缸13、减压阀14、减压阀调压口15、控制盒16、显示屏17、石英坩埚台18、石英坩埚19、坩埚台支架20、石英挡片21。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“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发明和简化描述，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发明的限制。

实施例一

参照图1-4，一种实现物料自动装载及高通量的系统，包括壳体1、加热炉2、石英管3、石英坩埚台18、石英坩埚19、动力单元，其特征在于，所述加热炉2通过支架固定安装在壳体1内腔上部，且加热炉2向上延伸并嵌设在壳体1顶壁上，所述加热炉2可以选用200～1800℃的加热炉，所述石英管3水平安装在加热炉2的炉腔中，所述石英管3向两侧延伸分别贯穿加热炉2的两侧侧壁并延伸至加热炉2外腔，石英管3的环形侧壁一端固定套设有第一法兰5，且第一法兰5将石英管3的管口封闭，石英管3的环形侧壁另一端固定套设有第二法兰6，第二法兰6上贯通开设有与石英管3同轴的物料装载开口61，所述第二法兰6外侧滑动连接有用于密封物料装载开口 61的法兰盖8，所述法兰盖8的环形侧壁向外侧延伸有法兰盖固定板9，且法兰盖固定板9的一侧侧壁固定连接在动力单元上；所述石英坩埚台18滑动放置在石英管3内腔中，石英坩埚台18上端开设多个坩埚安装槽，坩埚安装槽中均设有石英坩埚19。

本实施例中，如图3和4所示，所述第一法兰5和第二法兰6可以为水冷法兰，第一法兰5和第二法兰6延其旋转方向均设有水冷腔，且两个水冷腔均通过管道贯通连接至冷却水循环装置，第一法兰5和第二法兰6均设有 O型密封圈，保证对石英管3的密封效果，在物料烧结时配合冷却水循环装置对第一法兰5和第二法兰6进行冷却，保证O型密封圈的使用寿命，保证物料烧结的质量。

本实施例中，如图1-4所示，所述动力单元包括电动推杆7和伸缩气缸 13，所述电动推杆7和伸缩气缸13均贯穿壳体1的侧壁并通过支架水平固定安装在壳体1内腔中，且多个所述电动推杆7和伸缩气缸13独立或相互配合工作，配合电动推杆7自动控制石英坩埚台18的送入和取出，极大的减少了人力消耗，有效的保证了物料烧结的自动化处理，在长时间实验时，电动推杆7带动法兰盖8对第二法兰6进行密封，密封完成后，电动推杆7停止工作，启动伸缩气缸13对法兰盖8保持密封状态，提高电动推杆7的使用寿命，降低电动推杆7的使用压力，同时仅使用伸缩气缸13不能保证同步性，不能平稳的滑动法兰盖8

本实施例中，如图1-4所示，所述石英坩埚台(18)的侧壁上固定连接有坩埚台支架20，坩埚台支架20向靠近第二法兰6的一侧延伸贯穿物料装载开口61并固定连接在法兰盖8的侧壁上，所述坩埚台支架20可以由石英或刚玉制成，通过坩埚台支架方便石英坩埚台18的拿取。

本实施例中，如图1-4所示，所述坩埚台支架20上还套设有多个石英挡片21，避免物料烧结时的长时间高温影响O型密封圈的寿命，极大的保证了物料烧结的稳定性。

本实施例中，在加热炉使用过程中，可以使用自动化机械臂等设备进行辅助加工，实现无人化操作，配合电动推杆7推动法兰盖固定板9，带动坩埚台支架20将石英坩埚台18取出，将多个石英坩埚19分别放置在坩埚安装槽中，再配合电动推杆7带动法兰盖8复位，使法兰盖8和第二法兰6贴紧并配合O型密封圈对石英管3进行密封，可以通过单独使用电动推杆7或伸缩气缸13将法兰盖8压紧并保证密封效果，常规要求下也可以单独使用伸缩气缸13将法兰盖8压紧以提高电动推杆7的使用寿命和运行的稳定性，在需要时也可以使用电动推杆7和伸缩气缸13同时对石英管3进行密封提高密封效果，启动加热炉2对石英管进行加热，在加热时配合冷却水循环装置对第一法兰5和第二法兰6进行冷却，保证O型密封圈的冷却效果，材料烧结完成后，启动电动推杆7将法兰盖8推出，方便将石英坩埚19取出，极大的提高了材料烧结的效率和质量，同时也极大的减轻了材料烧结实验的人力消耗，大大保证了批量烧结的效率和稳定性。

实施例二

参照图1-4，本实施例中，与实施例一基本相同，更优化的在于，所述第一法兰5的侧壁上贯通连接有连通管4，连通管4向外侧延伸并设有真空阀41，真空阀41另一侧通过管道连接至真空泵的抽气端，所述连通管4的环形侧壁上还设有出气口调节阀42，在对物料烧结时，根据实验需要配合真空泵对石英管3进行抽真空，并配合真空阀41保证石英管3的真空状态，配合出气口调节阀42对石英管3的真空状态进行调节。

本实施例中，如图1-4所示，所述连通管4的环形侧壁上还设有压力传感器43，随时对石英管3内的气压进行监控，保证石英管3的安全。

实施例三

参照图1-4，本实施例中，与实施例一基本相同，更优化的在于，所述法兰盖8的侧壁上贯通连接有加热炉进气口10，且加热炉进气口10上设有压力表11，所述石英管3上贯通连接有减压管，减压管向外侧延伸贯穿壳体 1的侧壁并设有减压阀14，且减压阀14上贯通连接有减压阀调压口15，对加热炉进气口10的压力进行监测，配合加热炉进气口10方便石英管3的进气，可以根据实验需求配合加热炉进气口10通入保护气体。

实施例四

参照图1-4，本实施例中，与实施例一基本相同，更优化的在于，所述法兰盖8的侧壁上还插设有热电偶12，保证对石英管3内温度的监控。

实施例五

参照图1，本实施例中，与实施例一基本相同，更优化的在于，所述壳体1的前壁上设有控制盒16，控制盒16内置有PLC控制器，且控制盒16的前壁上还设有用于监视的显示屏17，配合显示屏17对实验状态进行监控，并配合控制盒16对物料烧结的程序进行设置和调节。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种实现物料自动装载及高通量的系统，包括壳体(1)、加热炉(2)、石英管(3)、石英坩埚台(18)、石英坩埚(19)、动力单元，其特征在于，所述加热炉(2)通过支架固定安装在壳体(1)内腔上部，且加热炉(2)向上延伸并嵌设在壳体(1)顶壁上，所述石英管(3)水平安装在加热炉(2)的炉腔中，所述石英管(3)向两侧延伸分别贯穿加热炉(2)的两侧侧壁并延伸至加热炉(2)外腔，石英管(3)的环形侧壁一端固定套设有第一法兰(5)，且第一法兰(5)将石英管(3)的管口封闭，石英管(3)的环形侧壁另一端固定套设有第二法兰(6)，第二法兰(6)上贯通开设有与石英管(3)同轴的物料装载开口(61)，所述第二法兰(6)外侧滑动连接有用于密封物料装载开口(61)的法兰盖(8)，所述法兰盖(8)的环形侧壁向外侧延伸有法兰盖固定板(9)，且法兰盖固定板(9)的一侧侧壁固定连接在动力单元上；

所述石英坩埚台(18)滑动放置在石英管(3)内腔中，石英坩埚台(18)上端开设多个坩埚安装槽，坩埚安装槽中均设有石英坩埚(19)。

2.根据权利要求1所述的一种实现物料自动装载及高通量的系统，其特征在于，所述第一法兰(5)和第二法兰(6)可以为水冷法兰，第一法兰(5)和第二法兰(6)延其旋转方向均设有水冷腔，且两个水冷腔均通过管道贯通连接至冷却水循环装置。

3.根据权利要求1所述的一种实现物料自动装载及高通量的系统，其特征在于，所述动力单元包括电动推杆(7)和伸缩气缸(13)，所述电动推杆(7)和所述伸缩气缸(13)均贯穿壳体(1)的侧壁并通过支架水平固定安装在壳体(1)内腔中，且多个所述电动推杆(7)和伸缩气缸(13)独立或相互配合工作。

4.根据权利要求1所述的一种实现物料自动装载及高通量的系统，其特征在于，所述石英坩埚台(18)的侧壁上固定连接有坩埚台支架(20)，坩埚台支架(20)向靠近第二法兰(6)的一侧延伸贯穿物料装载开口(61)并固定连接在法兰盖(8)的侧壁上。

5.根据权利要求4所述的一种实现物料自动装载及高通量的系统，其特征在于，所述坩埚台支架(20)上还套设有多个石英挡片(21)。

6.根据权利要求1所述的一种实现物料自动装载及高通量的系统，其特征在于，所述第一法兰(5)的侧壁上贯通连接有连通管(4)，连通管(4)向外侧延伸并设有真空阀(41)，真空阀(41)另一侧通过管道连接至真空泵的抽气端，所述连通管(4)的环形侧壁上还设有出气口调节阀(42)。

7.根据权利要求6所述的一种实现物料自动装载及高通量的系统，其特征在于，所述连通管(4)的环形侧壁上还设有压力传感器(43)。

8.根据权利要求1所述的一种实现物料自动装载及高通量的系统，其特征在于，所述法兰盖(8)的侧壁上贯通连接有加热炉进气口(10)，且加热炉进气口(10)上设有压力表(11)，所述石英管(3)上贯通连接有减压管，减压管向外侧延伸贯穿壳体(1)的侧壁并设有减压阀(14)，且减压阀(14)上贯通连接有减压阀调压口(15)。

9.根据权利要求1所述的一种实现物料自动装载及高通量的系统，其特征在于，所述法兰盖(8)的侧壁上还插设有热电偶(12)。

10.根据权利要求1所述的一种实现物料自动装载及高通量的系统，其特征在于，所述壳体(1)的前壁上设有控制盒(16)，控制盒(16)内置有PLC控制器，且控制盒(16)的前壁上还设有用于监视的显示屏(17)。

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