CN220206354U - 一种石墨烯导热膜烧结设备框架 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种石墨烯导热膜烧结设备框架，包括真空炉壳，真空炉壳设于设备框架内，真空炉壳设有侧面加热电极装置、上加热加压电极装置、下加热加压电极装置；侧面加热电极装置、上加热加压电极装置、下加热加压电极装置设有电极管或导电杆，电极管或导电杆内设有电极水管，电极水管连接电极水冷接头，电极水冷接头侧面设有进水口、出水口；设备框架包括上容纳腔、下容纳腔、进出水装置，真空炉壳设于上容纳腔内，下容纳腔内设有升降装置，升降装置与下加热加压电极装置连接，进出水装置分别与外部水源、电极水冷接头连通。本实用新型给将碳化、石墨化和平压工艺合并在一起完成的设备提供一个合适的承载装置。

Description

一种石墨烯导热膜烧结设备框架

技术领域

本实用新型涉及石墨烯导热膜生产技术领域，具体为一种石墨烯导热膜烧结设备框架。

背景技术

石墨烯导热膜制备工艺一般包括制浆、涂布、烧结、压延四道工艺。其中，烧结工艺包括碳化与石墨化两个工艺过程。碳化工艺一般在几十至1200℃的温度区间进行，主要作用是除水、除氧以及排除无机盐等杂质；石墨化工艺一般是在2600-3100℃的温度区间进行，主要作用是形成有序结构，提高石墨烯膜的导热性能。

现有烧结工艺是将碳化工艺与石墨化工艺、压延平压工艺分开，在不同的烧结炉中进行的，存在需要重复升温、降温的过程，造成能源的浪费，如果将碳化工艺与石墨化工艺、压延平压工艺组合在一个设备内完成，则需要提供一个合适的设备载体。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种石墨烯导热膜烧结设备框架，给将碳化、石墨化和平压工艺合并在一起完成的设备提供一个合适的承载装置。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种石墨烯导热膜烧结设备框架，包括真空炉壳，所述的真空炉壳设于设备框架内，所述的真空炉壳设有侧面加热电极装置、上加热加压电极装置、下加热加压电极装置；所述的侧面加热电极装置、上加热加压电极装置、下加热加压电极装置设有电极管或导电杆，所述的电极管或导电杆内设有电极水管，所述的电极水管连接电极水冷接头，所述的电极水冷接头侧面设有进水口、出水口；所述的设备框架包括上容纳腔、下容纳腔、进出水装置，所述的真空炉壳设于上容纳腔内，所述的下容纳腔内设有升降装置，所述的升降装置与下加热加压电极装置连接，所述的进出水装置分别与外部水源、电极水冷接头连通。

本方案的石墨烯导热膜烧结设备，可以完成石墨烯导热膜生产中的碳化、石墨化、压延三个工艺，在生产过程中，第一阶段碳化工艺加热采用侧面加热电极装置；第二阶段石墨化工艺、压延平压工艺采用上加热加压电极装置、下加热加压电极装置加热、加压，升降装置带动下加热加压电极装置的导电杆上下移动，上加热加压电极装置、下加热加压电极装置分别设有导电杆(导电杆顶端设置石墨压头)，当上下导电杆将粗品石墨烯导热膜压紧时短路产生大量热量加热并同时对粗品石墨烯导热膜进行加压平压；由于两个阶段加热都需要达到较高的温度，因此需要对电极管或导电杆进行即时降温处理，本方案采用在电极管或导电杆内设置电极水管，并通过电极水冷接头连接进出水装置，可用循环水及时带走大量热量，保证电极管或导电杆不会因为高温而受损。

作为本实用新型优选的方案，所述的升降装置包括电动丝杆升降机、竖直导向杆、导向板，所述的电动丝杆升降机、竖直导向杆设于下容纳腔内，所述的下加热加压电极装置设有下电极杆且下电极杆与导向板连接，所述的导向板与竖直导向杆可移动连接，所述的下容纳腔底部设有避让腔，所述的电动丝杆升降机包括升降丝杆，所述的升降丝杆一端与导向板连接、另一端设于避让腔内。本方案的升降丝杆可上下移动，向上移动时带动下电极杆向上移动顶住上电极杆加压，向下移动时带动下电极杆外露在真空炉壳底部，可取放加工的石墨烯导热膜；升降丝杆向下移动时，其底部需要一个容纳空间，本方案设置了避让腔以便容纳升降丝杆。

作为本实用新型优选的方案，所述的侧面加热电极装置设有两组电极，所述的真空炉壳两侧分别设有左电极、右电极，所述的左电极、右电极一端设于真空炉壳外侧，所述的左电极、右电极分别设有电极管。本方案中，两组电极分设为左电极、右电极，加上热电偶，可完成第一阶段碳化工艺加热过程的加热和测温工作，加热过程中，用循环冷却水路通过电极水冷接头向电极水管注入冷却水带走热量，对电极管进行降温。

作为本实用新型优选的方案，所述的真空炉壳顶部设有上加热加压电极装置，所述的上加热加压电极装置设有上导电杆；所述的真空炉壳底部设有下加热加压电极装置，所述的下加热加压电极装置包括升降装置、与升降装置连接的下导电杆，所述的上导电杆、下导电杆内设有电极水管。

作为本实用新型优选的方案，所述的下导电杆一端设有与电极水管连通的电极水冷接头，所述的电极水冷接头一端连接电木板，所述的电木板通过螺栓连接传感器压头，所述的传感器压头与升降装置连接。

作为本实用新型优选的方案，所述的传感器压头连接导向装置，所述的导向装置包括向传感器压头两侧伸长的导向板、与导向板可移动连接的竖直导向杆。

本方案中，第二阶段石墨化加热采用大电流短路加热，上导电杆、下导电杆分别设有石墨压头，其中下石墨压头上移，携带粗品石墨烯导热膜顶紧上石墨压头，通电短路后产生大量热量进行升温，此时温度可采用红外测温装置进行实时监测，同时升降装置持续向上增加压力，用压力传感器(传感器压头)监测压力，以获得所需的压力，二次升温的同时对粗品石墨烯导热膜进行压延平压工艺以获得石墨烯导热膜；由于第二阶段石墨内筒内的加热温度要达到2600℃，导电杆会被熔化，加热过程中，用循环冷却水路通过电极水冷接头向电极水管注入冷却水带走热量，对上导电电杆、下导电电杆进行降温。

作为本实用新型优选的方案，所述的进出水装置包括进水分流管、进水阀、出水分流管、排水阀，所述的进水分流管、出水分流管上分别设有多个水管接口，所述的进水分流管的水管接口上设有截止阀，所述的进水分流管设有压力表。本方案进水分流管、出水分流管上的多个水管接口，分别连接电极水冷接头的进水口和出水口，压力表可用以监测进水压力是否正常，保证循环水流能在工作时正常给电极管导电杆降温。

采用碳化、石墨化、平压(压延)三种工艺在一步工艺中完成；首先采用侧面加热电极装置加热进行400℃以下预还原过程，即10mi n升至80℃，保温60mi n；再2℃/mi n升温至400℃，保温60mi n后，开始启动上加热加压电极装置、下加热加压电极装置加热、加压，2小时内温度由400℃升至2600℃，压力由100kg逐步加到1400～1600kg(压强约合3MPa左右，视面积不同而异)；经此过程后，得到的膜热扩散系数可达900mm2/s，热扩散系数明显提高；本方案整个工艺周期约20个小时，较分步工艺时间大大缩短，单次实验能耗约1300度电，较分步法明显降低。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：给将碳化、石墨化和平压工艺合并在一起完成的设备提供一个合适的承载装置。

附图说明

图1为本实用新型的一种前部结构示意图。

图2为本实用新型的一种后部结构示意图。

图3为本实用新型进出水装置的一种结构示意图。

图4为本实用新型侧面加热电极装置电极管的一种结构示意图。

图5为本实用新型上加热加压电极装置导电杆的一种结构示意图。

图6为本实用新型下加热加压电极装置导电杆的一种结构示意图。

图中：1、真空炉壳 2、设备框架 3、侧面加热电极装置

4、上加热加压电极装置5、下加热加压电极装置

6、电极管 7、导电杆 8、电极水冷接头 9、进水口

10、出水口 11、上容纳腔 12、下容纳腔

13、进出水装置 14、升降装置 15、电动丝杆升降机

16、竖直导向杆 17、导向板 18、避让腔 19、升降丝杆20、上导电杆 21、下导电杆22、电木板

23、传感器压头 24、进水分流管 25、进水阀

26、出水分流管 27、排水阀 28、水管接口

29、压力表。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例，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。

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。给出了本实用新型的若干实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1-图6，本实用新型提供一种技术方案：

一种石墨烯导热膜烧结设备框架，包括真空炉壳1，真空炉壳1设于设备框架2内，真空炉壳1设有侧面加热电极装置3、上加热加压电极装置4、下加热加压电极装置5；侧面加热电极装置3、上加热加压电极装置4、下加热加压电极装置5设有电极管6或导电杆7，电极管6或导电杆7内设有电极水管，电极水管连接电极水冷接头8，电极水冷接头8侧面设有进水口9、出水口10；设备框架2包括上容纳腔11、下容纳腔12、进出水装置13，真空炉壳1设于上容纳腔11内，下容纳腔12内设有升降装置14，升降装置14与下加热加压电极装置5连接，进出水装置13分别与外部水源、电极水冷接头8连通；设备框架2四周及顶面、底面可设置挡板、门板等。

升降装置14包括电动丝杆升降机15、竖直导向杆16、导向板17，电动丝杆升降机15、竖直导向杆16设于下容纳腔12内，下加热加压电极装置5设有下电极杆17且下电极杆17与导向板17连接，导向板17与竖直导向杆16可移动连接，下容纳腔12底部设有避让腔18，电动丝杆升降机15包括升降丝杆19，升降丝杆19一端与导向板17连接、另一端设于避让腔18内。

侧面加热电极装置3设有两组电极，真空炉壳1两侧分别设有左电极、右电极，左电极、右电极一端设于真空炉壳1外侧，左电极、右电极分别设有电极管6。

真空炉壳1顶部设有上加热加压电极装置4，上加热加压电极装置4设有上导电杆20；真空炉壳1底部设有下加热加压电极装置5，下加热加压电极装置5包括升降装置14、与升降装置14连接的下导电杆21，上导电杆20、下导电杆21内设有电极水管。

下导电杆21一端设有与电极水管连通的电极水冷接头8，电极水冷接头8一端连接电木板22，电木板22通过螺栓连接传感器压头23，传感器压头23与升降装置14连接。

传感器压头23连接导向装置，导向装置包括向传感器压头23两侧伸长的导向板17、与导向板17可移动连接的竖直导向杆16。

进出水装置13包括进水分流管24、进水阀25、出水分流管26、排水阀27，进水分流管24、出水分流管26上分别设有多个水管接口28，进水分流管24的水管接口28上设有截止阀，进水分流管24设有压力表29。

本实用新型工作流程：通过制浆、涂布生产设备生产获得粗品石墨烯导热膜后，通过升降装置14下降至真空炉壳1底部外露，粗品石墨烯导热膜可放置在下导电杆21装置上，然后通过升降装置14将粗品石墨烯导热膜送入真空炉壳1内，然后分别进行第一阶段碳化工艺加热、第二阶段石墨化工艺、压延平压工艺加热、加压；加热过程中由进出水装置13给电极管6和导电杆7提供循环水带走热量降温；

在完成碳化、石墨化、压延平压合并工艺并自然降温至常温后，升降装置14再次将下导电杆21装置下降至真空炉壳1底部外露，工作人员就可取出石墨烯导热膜。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种石墨烯导热膜烧结设备框架，包括真空炉壳，其特征在于：所述的真空炉壳设于设备框架内，所述的真空炉壳设有侧面加热电极装置、上加热加压电极装置、下加热加压电极装置；

所述的侧面加热电极装置、上加热加压电极装置、下加热加压电极装置设有电极管或导电杆，所述的电极管或导电杆内设有电极水管，所述的电极水管连接电极水冷接头，所述的电极水冷接头侧面设有进水口、出水口；

所述的设备框架包括上容纳腔、下容纳腔、进出水装置，所述的真空炉壳设于上容纳腔内，所述的下容纳腔内设有升降装置，所述的升降装置与下加热加压电极装置连接，所述的进出水装置分别与外部水源、电极水冷接头连通。

2.根据权利要求1所述的一种石墨烯导热膜烧结设备框架，其特征在于：所述的升降装置包括电动丝杆升降机、竖直导向杆、导向板，所述的电动丝杆升降机、竖直导向杆设于下容纳腔内，所述的下加热加压电极装置设有下电极杆且下电极杆与导向板连接，所述的导向板与竖直导向杆可移动连接，所述的下容纳腔底部设有避让腔，所述的电动丝杆升降机包括升降丝杆，所述的升降丝杆一端与导向板连接、另一端设于避让腔内。

3.根据权利要求1所述的一种石墨烯导热膜烧结设备框架，其特征在于：所述的侧面加热电极装置设有两组电极，所述的真空炉壳两侧分别设有左电极、右电极，所述的左电极、右电极一端设于真空炉壳外侧，所述的左电极、右电极分别设有电极管。

4.根据权利要求1所述的一种石墨烯导热膜烧结设备框架，其特征在于：所述的真空炉壳顶部设有上加热加压电极装置，所述的上加热加压电极装置设有上导电杆；所述的真空炉壳底部设有下加热加压电极装置，所述的下加热加压电极装置包括升降装置、与升降装置连接的下导电杆，所述的上导电杆、下导电杆内设有电极水管。

5.根据权利要求4所述的一种石墨烯导热膜烧结设备框架，其特征在于：所述的下导电杆一端设有与电极水管连通的电极水冷接头，所述的电极水冷接头一端连接电木板，所述的电木板通过螺栓连接传感器压头，所述的传感器压头与升降装置连接。

6.根据权利要求5所述的一种石墨烯导热膜烧结设备框架，其特征在于：所述的传感器压头连接导向装置，所述的导向装置包括向传感器压头两侧伸长的导向板、与导向板可移动连接的竖直导向杆。

7.根据权利要求1所述的一种石墨烯导热膜烧结设备框架，其特征在于：所述的进出水装置包括进水分流管、进水阀、出水分流管、排水阀，所述的进水分流管、出水分流管上分别设有多个水管接口，所述的进水分流管的水管接口上设有截止阀，所述的进水分流管设有压力表。