高温真空炉的石墨加热器及其安装装置和安装方法与流程



1.本发明涉及高温真空炉的技术领域,特别是涉及高温真空炉的石墨加热器及其安装装置和安装方法。


背景技术:



2.真空炉主要由炉体、加热系统、保温及测温系统、真空系统、充气系统、水冷系统、控制系统等组成,真空炉一般为周期作业式。常见的传统真空炉有:真空淬火炉、真空钎焊炉、真空退火炉、真空回火炉、真空扩散焊炉、真空渗碳炉等。
3.现有技术中,真空炉内温度一般低于1600℃,内部热场件的膨胀量及带来的应力和变形相对高温真空炉较小,其热场设计时主要考虑点在工艺需要、成本、维护、安装便利等方面,所以传统真空炉中加热器设计采用的多是一体式(中小规格)、螺纹连接分体式。
4.随着科技和工业的发展,近年来陆续有不少行业提出新的真空炉需求,其中一些真空炉要求高温、大规格的有效空间,比如石墨化炉、陶瓷烧结炉、陶瓷热压炉、特种材料合成炉等,温度常常在2000℃左右及以上。由于温度很高、有效空间大,基本只能使用组合式的石墨加热器,目前较多的组合方式有螺纹连接和孔轴紧配,螺纹连接式在该场景下往往易松动,高温下螺纹连接的两个部件因膨胀相互挤压,使两个部件螺纹连接部分相互挤压磨损,当炉内温度下降时,该两个部件降温收缩,两个部件的螺纹连接部分出现松动,高温炉在使用的过程中反复升温和降温,使得两个螺纹连接的部件出现松动或者间隙,这使得该两个部件导电出现接触不良(有效接触面太小),造成加热器连接部件之间打火烧蚀,即可能在此处(接触不良位置)有局部击穿,导致局部高温,严重时温度过高就会使石墨蒸发,造成烧蚀,导致加热器提前损坏。其中,单纯的孔轴紧配一般的设计往往安装特别困难,需要有丰富的现场安装经验和零件高精度的尺寸加工管控。


技术实现要素:



5.本发明提出一种高温真空炉的石墨加热器及其安装装置和安装方法,用于解决现有技术中螺纹连接造成加热器连接件之间打火烧蚀的问题。
6.为了实现上述目的,本发明实施例提供如下技术方案:
7.本发明公开一种高温真空炉的石墨加热器,包括第一导电结构件、第二导电结构件和多个石墨棒,所述多个石墨棒的一端分别与第一导电结构件连接,所述多个石墨棒的另一端分别与第二导电结构件连接,通过在所述第一导电结构件和所述第二导电结构件上加载电压,实现对石墨棒的电加热,其特征在于:所述石墨加热器还包括多个第一石墨套管,所述第一导电结构件开设有多个第一导电通孔,所述第二导电结构件开设有多个第二导电通孔,多个所述第一导电通孔和多个所述第二导电通孔一一对应;所述第一石墨套管嵌入所述第一导电通孔的内壁,所述第一石墨套管与所述第一导电通孔过盈配合,所述第一石墨套管嵌入所述第二导电通孔的内壁,所述第一石墨套管与所述第二导电通孔过盈配合;所述石墨棒的一端嵌入所述第一导电通孔内的第一石墨套管的内壁,另一端嵌入所述
第二导电通孔的第一石墨套管的内壁,所述石墨棒的两端均与所述第一石墨套管过盈配合,多个所述石墨棒与多个所述第一导电通孔一一对应;所述第一石墨套管沿自身长度方向开设有连通所述第一石墨套管的内壁的第一通槽。
8.优选地,所述第一通槽沿所述第一石墨套管的周向方向的宽度为0.01~10mm。
9.优选地,所述第一石墨套管的两个端部均开设有便于插入所述第一导电通孔或第二导电通孔的倒角。
10.优选地,所述第一导电结构件为第一导电环板,所述第二导电结构件为第二导电环板,所述第一导电通孔沿所述第一导电环板的周向方向均匀布置,所述第二导电通孔沿所述第二导电环板的周向方向均匀布置,所述第二导电环板由多个间隔布置的导电弧板组成,多个所述第二导电通孔均匀布置于多个所述导电弧板,所述导电弧板连接有电极件,所述第一导电环板和所述第二导电环板的中轴线共线,所述电极件与外部电源电连接;所述导电弧板开设有配合所述电极件的第三导电通孔,所述第三导电通孔的孔壁的形状为第一锥面,所述电极件的一端的外壁形状为配合所述第一锥面的第二锥面,所述电极件靠近所述第二锥面的一端的端部一体连接有限位杆;当所述电极件的一端嵌入到所述第三导电通孔内时,所述第二锥面抵紧所述第一锥面,所述限位杆穿出所述第三导电通孔,且所述限位杆通过限位螺母连接于所述导电弧板,所述限位杆与所述限位螺母螺纹配合,所述电极件远离所述限位杆的一端与所述外部电源电连接。
11.优选地,所述第三导电通孔与所述电极件之间还嵌设有第二石墨套管,所述第二石墨套管的外侧壁形成有配合所述第一锥面的锥形面,所述第二石墨套管的内侧壁形成有配合所述第二锥面的锥形面,所述第二石墨套管沿自身长度方向开设有连通所述第一石墨套管的内壁的第二通槽。
12.优选地,所述第二通槽沿所述第二石墨套管的周向方向的宽度为0.01~20mm。
13.优选地,所述石墨棒为空心或实心圆柱棒,所述石墨棒的两端的外壁形成有环形台阶。
14.本技术还公开一种石墨加热器的安装装置,所述安装装置包括第一安装环板和第二安装环板;所述第一安装环板沿自身周向方向开设有多个配合石墨棒的第一安装孔,多个所述第一安装孔和多个所述石墨棒一一对应;所述第二安装环板包括内圆环板和外圆环板,所述内圆环板位于所述外圆环板的内圈,所述内圆环板包括多个间隔布置的内圆弧板,所述外圆环板包括多个间隔布置的外圆弧板,多个所述内圆弧板与多个所述外圆弧板交错布置,所述外圆弧板的内侧壁形成有与所述石墨棒的外壁适配的第一凹槽,所述内圆弧板的外侧壁形成有与所述石墨棒的外壁适配的第二凹槽,所述内圆弧板与所述外圆弧板之间通过多个调距件连接,所述调距件用于调节所述内圆弧板和所述外圆弧板之间的间距;所述外圆环板的上、下两端均超出所述内圆环板的上、下两端,且所述外圆环板的上、下两端的内侧均形成有配合第一导电环板或第二导电环板的台阶。
15.优选地,所述调距件包括连接杆、调距螺母、限位块,所述限位块一体连接于所述连接杆的一端,所述内圆弧板开设有第一调距孔,所述外圆弧板开设有配合所述第一调距孔的第二调距孔,当所述连接杆穿设于所述第一调距孔和所述第二调距孔时,所述限位块抵靠于所述外圆弧板的外侧壁,所述调距螺母与所述连接杆远离所述限位块的一端螺纹配合,且所述调距螺母抵靠于所述内圆弧板的内侧壁。
16.本技术还公开一种石墨加热器的安装方法,包括如下步骤:
17.1)固定石墨棒,将第一安装环板水平放置且固定在安装平台上,将多个石墨棒的一端依次竖直插入到所述第一安装环板的第一安装孔内,多个石墨棒的端部穿过所述第一安装孔并抵靠到安装平台上;
18.2)安装第二安装环板,将所述第二安装环板安装在多个所述石墨棒远离所述第一安装环板的一端,使第一凹槽和第二凹槽分别位于石墨棒的两个相对的侧壁,转动调距螺母,使内圆弧板与外圆弧板之间的间距逐渐缩小,直至所述第一凹槽的槽壁和所述第二凹槽的槽壁抵紧于石墨棒的外壁,所述石墨棒的环形台阶抵靠到所述第二安装环板的下端;
19.3)安装第一导电环板,将所述第一导电环板放置于所述第二安装环板的上端,使所述第一导电环板抵靠于所述外圆环板的台阶和所述内圆环板的上端,且使所述石墨棒的一端嵌入所述第一导电环板的第一导电通孔内,将第一石墨套管的一端部分插入所述石墨棒与第一导电通孔之间的间隙,再使用软木锤或橡胶锤捶打第一石墨套管的端面,直至第一石墨套管完全嵌入所述石墨棒与第一导电通孔之间的间隙;
20.4)安装第二导电环板,拆下所述第二安装环板和所述第一安装环板,将已安装所述第一导电环板的一端倒置,使所述第一导电环板平放到安装平台上,重复步骤3)的操作,将所述第二安装环板重新安装到所述石墨棒远离所述第一导电环板的一端,再将所述第二导电环板安装到所述石墨棒远离所述第一导电环板的一端;
21.5)安装电极件,将第二石墨套管套在所述电极件的第二锥面处,将电极件的一端穿入第二导电环板的第三导电通孔内,使第二石墨套管的外壁抵靠于第三导电通孔的孔壁,并使限位杆伸出所述第三导电通孔,再通过限位螺母螺纹连接在限位杆上,转动限位螺母,将电极件固定在第二导电环板上,最后,将电极件远离限位螺母的一端连接在外部电源上。
22.本技术具有如下优点:
23.石墨棒的两端通过第一石墨套管连接在第一导电通孔和第二导电通孔内,石墨棒的两端与第一石墨套管过盈配合,防止石墨棒的松动,当石墨加热器通电加热时,石墨棒、第一导电结构件、第二导电结构件、第一石墨套管受热膨胀,这些部件相互挤压,使得第一石墨套管受压变形,第一石墨套管的第一通槽可以允许第一石墨套管出现一定程度的形变,避免各部件挤压磨损,解决现有技术中螺纹连接造成加热器连接件之间打火烧蚀的问题。
24.相较单纯的孔轴配合本技术具有安装简易、加工精度要求较低、更换成本低的优点。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是示例性的,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
26.本说明书所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明可实施的限定条件,故不具技术上的
实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
27.图1为本发明实施例提供的一种高温真空炉的石墨加热器的整体结构示意图;
28.图2为本发明实施例提供的一种高温真空炉的石墨加热器的第一导电环板的结构示意图;
29.图3为本发明实施例提供的一种高温真空炉的石墨加热器的第一石墨套管的结构示意图;
30.图4为本发明实施例提供的一种高温真空炉的石墨加热器的第二导电环板的结构示意图;
31.图5为本发明实施例提供的一种高温真空炉的石墨加热器的导电弧板的爆炸示意图;
32.图6为本发明实施例提供的一种石墨加热器的安装装置的第一安装环板的结构示意图;
33.图7为本发明实施例提供的一种石墨加热器的安装装置的第二安装环板的结构示意图;
34.图8为本发明实施例提供的一种石墨加热器的安装方法的步骤2的示意图;
35.图9为本发明实施例提供的一种石墨加热器的安装方法的步骤3的示意图;
36.图10为本发明实施例提供的一种石墨加热器的安装方法的步骤4的示意图;
37.图11为本发明实施例提供的一种石墨加热器的安装方法的步骤5的示意图;
38.图12为现有技术中三相电三相电路的星形联结方式。
39.附图标记说明:
40.1、第一导电结构件;11、第一导电通孔;2、第二导电结构件;21、导电弧板;211、第二导电通孔;3、石墨棒;4、电极件;41、第二锥面;42、限位杆;43、限位螺母;5、第一石墨套管;51、第一通槽;6、第二石墨套管;7、第一安装环板;8、第二安装环板;81、外圆环板;82、内圆环板;83、调距件;831、连接杆;832、调距螺母;833、限位块;9、绕组。
具体实施方式
41.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本技术进行进一步详细说明。应当理解,此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术,并不用于限定本技术。
42.在本技术的描述中:术语“内”、“外”指的是相应部件轮廓的内和外;术语“第一”、“第二”旨在区别指代的对象,“上”和“下”指的石墨加热器正常放置时的上和下,术语“包括”、“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包括了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于已明确列出的那些步骤或单元,而是还可包含虽然并未明确列出的但对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元,或者基于本技术构思进一步的优化方案所增加的步骤或单元。
43.一种高温真空炉的石墨加热器,包括第一导电结构件1、第二导电结构件2和多个石墨棒3,所述多个石墨棒3的一端分别与第一导电结构件1连接,所述多个石墨棒3的另一端分别与第二导电结构件2连接,通过在所述第一导电结构件1和所述第二导电结构件2上
加载电压,实现对石墨棒3的电加热,其特征在于:所述石墨加热器还包括多个第一石墨套管5,所述第一导电结构件1开设有多个第一导电通孔11,所述第二导电结构件2开设有多个第二导电通孔211,多个所述第一导电通孔11和多个所述第二导电通孔211一一对应;所述第一石墨套管5嵌入所述第一导电通孔11的内壁,所述第一石墨套管5与所述第一导电通孔11过盈配合,所述第一石墨套管5嵌入所述第二导电通孔211的内壁,所述第一石墨套管5与所述第二导电通孔211过盈配合;所述石墨棒3的一端嵌入所述第一导电通孔11内的第一石墨套管5的内壁,另一端嵌入所述第二导电通孔211的第一石墨套管5的内壁,所述石墨棒3的两端均与所述第一石墨套管5过盈配合,多个所述石墨棒3与多个所述第一导电通孔11一一对应;所述第一石墨套管5沿自身长度方向开设有连通所述第一石墨套管5的内壁的第一通槽51。
44.石墨棒3的两端通过第一石墨套管5连接在第一导电通孔11和第二导电通孔211内,石墨棒3的两端与第一石墨套管5过盈配合,防止石墨棒3的松动,当石墨加热器通电加热时,石墨棒3、第一导电结构件1、第二导电结构件2、第一石墨套管5受热膨胀,这些部件相互挤压,使得第一石墨套管5受压变形,第一石墨套管5的第一通槽51可以允许第一石墨套管5出现一定程度的形变,避免各部件挤压磨损,解决现有技术中螺纹连接造成加热器连接件之间打火烧蚀的问题。
45.第一通槽51沿第一石墨套管5的周向方向的宽度为0.01~10mm。
46.石墨棒3的数量可以是18个,第一石墨套管5的外圆柱面直径优选为35mm,公差优选为-0.01~+0.005mm,第一石墨套管5的内圆柱面直径优选为28mm,公差优选为-0.005~+0.01mm,第一石墨套管5的高度优选为40mm。
47.第一石墨套管5的外圆柱面与第一导电通孔11和第二导电通孔211的对应孔配合时,设计配合间隙为-0.1~+0.08mm(间隙数值负值表示过盈配合设计,间隙范围表示根据不同尺寸、结构、使用工况等条件在范围内择优选择);第一石墨套管5的内圆柱面与石墨棒3的两端配合时,设计配合间隙为-0.1~+0.08mm;当第一石墨套管5、石墨棒3、第一导电结构件1和第二导电结构件2连接时,第一石墨套管5、石墨棒3和对应的第一导电通孔11、第二导电通孔211过盈配合。
48.第一石墨套管5的两个端部均开设有便于插入第一导电通孔11或第二导电通孔211的倒角。
49.第一导电结构件1为第一导电环板,第二导电结构件2为第二导电环板,第一导电通孔11沿第一导电环板的周向方向均匀布置,第二导电通孔211沿第二导电环板的周向方向均匀布置,第二导电环板由多个间隔布置的导电弧板21组成,多个第二导电通孔211均匀布置于多个导电弧板21,导电弧板21连接有电极件4,第一导电环板和第二导电环板的中轴线共线,电极件4与外部电源电连接;导电弧板21开设有配合电极件4的第三导电通孔,第三导电通孔的孔壁的形状为第一锥面,电极件4的一端的外壁形状为配合第一锥面的第二锥面41,电极件4靠近第二锥面41的一端的端部一体连接有限位杆42;当电极件4的一端嵌入到第三导电通孔内时,第二锥面41抵紧第一锥面,限位杆42穿出第三导电通孔,且限位杆42通过限位螺母43连接于导电弧板21,限位杆42与限位螺母43螺纹配合,电极件4远离限位杆42的一端与外部电源电连接。第一锥面和第二锥面41配合,有利于电极件4的安装,即第一锥面为第二锥面41起到引导的作用,工人只需转动限位螺母43,使第二锥面41抵紧第一锥
面即可完成安装。其中,需要解释的是,限位螺母43的外周没有其它部件限制,因此,此处通过螺纹连接,不会使得限位螺母43或限位杆42受热膨胀,导致挤压破坏。
50.多个电极件4分别接通外部电源,每个导电弧板21上的加热棒并联,该石墨加热器的导电连接方式为三相电路的星形联结方式(如图12所示,每个导电弧板21上的多个加热棒等同于图12中的绕组)。
51.多个石墨棒3与第一导电环板、第二导电环板连接形成圆柱状结构,待加热的加热件被放置在圆柱状结构内的中心位置,多个石墨棒3通电产生的热辐射加热加热件。
52.第一导电环板的外径优选为1000mm,内径优选为880mm,高度(厚度)优选为40mm;第一导电通孔11的直径优选为35mm,公差优选为-0.005~+0.01mm。
53.第二导电环板的外径优选为1000mm,内径优选为880mm,高度优选为40mm;每个导电弧板21上的第二导电通孔211的数量优选为6个,相邻两个第二导电通孔211之间的圆心角为20
°
,第二导电通孔211的直径优选为35mm,公差优选为-0.005~+0.01mm。
54.第一导电环板的外形可以是圆环,还可以是方形环,或者是其它形状;第二导电环板的外形可以是圆环,还可以其它形状,构成第二导电环板的导电弧板21可以是圆弧形状,还可以是“l”形,对此,本技术不做限制。
55.第三导电通孔与电极件4之间还嵌设有第二石墨套管6,第二石墨套管6的外侧壁形成有配合第一锥面的锥形面,第二石墨套管6的内侧壁形成有配合第二锥面41的锥形面,第二石墨套管6沿自身长度方向开设有连通第一石墨套管5的内壁的第二通槽,第二石墨套管6的第二通槽沿自身周向方向的宽度为0.01~20mm,优选为3mm。第二石墨套管6与第一石墨套管5的作用相同。
56.第三导电通孔与第二石墨套管6的外柱面配合,配合间隙为+0.01~+1mm。
57.第三导电通孔的小端直径比第二石墨套管6的锥面的小端直径大0.1~20mm,两者锥面角度相同,锥面锥度0.1~30
°
,电极件4的锥面高度比第二石墨套管6大1~100mm。
58.限位螺母4343为空心圆环,中心内螺纹优选为m34*2,外径优选为70mm,限位螺母43的外圆柱面设计4个平边,方便拧紧,高度优选为20mm。
59.石墨棒3为空心圆柱棒,石墨棒3的两端的外壁形成有环形台阶。石墨棒3的直径5~150mm,石墨棒3的长度50~5000mm;优选为:石墨棒3的内径优选为15mm;石墨棒3两端的外径优选为28mm,公差优选为-0.01~+0.005mm,石墨棒3两端的长度分别为40mm;石墨棒3中间的外径优选为40mm,石墨棒3的总长优选为1290mm。石墨棒3也可以是实心圆柱棒,还可以是变径圆棒。
60.第二石墨套管6为空心桶状,外圆柱面的外径优选为50mm,公差优选为-0.01~+0.02mm;内部锥面的小端直径优选为36mm,锥面锥度优选为8
°
;第二石墨套管6的高度优选为40mm。
61.电极件4远离限位杆42的一端与外部电源的铜电极相连,连接方式优选为:电极件4设计内螺纹,铜电极设计对应配合的外螺纹,螺纹拧紧配合,电极件4的内螺纹优选为m36*3,螺纹深度优选为45mm。
62.本技术还公开一种石墨加热器的安装装置,安装装置包括第一安装环板7和第二安装环板8;第一安装环板7沿自身周向方向开设有多个配合石墨棒3的第一安装孔,多个第一安装孔和多个石墨棒3一一对应;第二安装环板8包括内圆环板82和外圆环板81,内圆环
板82位于外圆环板81的内圈,内圆环板82包括多个间隔布置的内圆弧板,外圆环板81包括多个间隔布置的外圆弧板,多个内圆弧板与多个外圆弧板交错布置,外圆弧板的内侧壁形成有与石墨棒3的外壁适配的第一凹槽,内圆弧板的外侧壁形成有与石墨棒3的外壁适配的第二凹槽,内圆弧板与外圆弧板之间通过多个调距件83连接,调距件83用于调节内圆弧板和外圆弧板之间的间距;外圆环板81的上、下两端均超出内圆环板82的上、下两端,且外圆环板81的上、下两端的内侧均形成有配合第一导电环板或第二导电环板的台阶。
63.内圆环板82和外圆环板81分别由多个弧段块组成,且多个弧段之间具有间隙,这样,调节内圆环板82和外圆环板81之间的距离,间隙提供了让位空间。
64.内圆环板82和外圆环板81沿自身径向方向均成为3段,通过6个调距件83连接。
65.安装装置用于上述的石墨加热器的组装,在背景技术中提到,现有技术中单纯的孔轴紧配安装困难,对人员技术素质和技术能力要求比较高,本技术公开一种安装装置,可便于工人组装石墨加热器,具体安装使用方式可参考石墨加热器的安装方法。
66.调距件83包括连接杆831、调距螺母832、限位块833,限位块833一体连接于连接杆831的一端,内圆弧板开设有第一调距孔,外圆弧板开设有配合第一调距孔的第二调距孔,当连接杆831穿设于第一调距孔和第二调距孔时,限位块833抵靠于外圆弧板的外侧壁,调距螺母832与连接杆831远离限位块833的一端螺纹配合,且调距螺母832抵靠于内圆弧板的内侧壁。转动调距螺母832,即可调节内圆环板82和外圆环板81之间的间距。
67.第一安装环板7和第二安装环板8优选使用304钢材制作。
68.第一安装环板7沿自身周向方向开设有多个减重槽。
69.本技术还公开一种石墨加热器的安装方法,包括如下步骤:
70.1)固定石墨棒3,将第一安装环板7水平放置且固定在安装平台上,将多个石墨棒3的一端依次竖直插入到第一安装环板7的第一安装孔内,多个石墨棒3的端部穿过第一安装孔并抵靠到安装平台上;
71.2)安装第二安装环板8,将第二安装环板8安装在多个石墨棒3远离第一安装环板7的一端,使第一凹槽和第二凹槽分别位于石墨棒3的两个相对的侧壁,转动调距螺母832,使内圆弧板与外圆弧板之间的间距逐渐缩小,直至第一凹槽的槽壁和第二凹槽的槽壁抵紧于石墨棒3的外壁,石墨棒3的环形台阶抵靠到第二安装环板8的下端;
72.3)安装第一导电环板,将第一导电环板放置于第二安装环板8的上端,使第一导电环板抵靠于外圆环板81的台阶和内圆环板82的上端,且使石墨棒3的一端嵌入第一导电环板的第一导电通孔11内,将第一石墨套管5的一端部分插入石墨棒3与第一导电通孔11之间的间隙(第一石墨套管5有倒角,可以部分插入),再使用软木锤或橡胶锤捶打第一石墨套管5的端面,直至第一石墨套管5完全嵌入石墨棒3与第一导电通孔11之间的间隙;第一石墨套管5无法装入时,使用细砂纸对第一石墨套管5的内外圆柱面进行均匀轻微打磨,试装时装入第一石墨套管5高度的1/4。
73.4)安装第二导电环板,拆下第二安装环板8和第一安装环板7,将已安装第一导电环板的一端倒置,使第一导电环板平放到安装平台上,重复步骤3)的操作,将第二安装环板8重新安装到石墨棒3远离第一导电环板的一端,再将第二导电环板安装到石墨棒3远离第一导电环板的一端;
74.5)安装电极件4,将第二石墨套管6套在电极件4的第二锥面41处,将电极件4的一
端穿入第二导电环板的第三导电通孔内,使第二石墨套管6的外壁抵靠于第三导电通孔的孔壁,并使限位杆42伸出第三导电通孔,再通过限位螺母43螺纹连接在限位杆42上,转动限位螺母43,将电极件4固定在第二导电环板上,最后,将电极件4远离限位螺母43的一端连接在外部电源上。
75.安装完成后,拆除安装装置,检查各零件安装情况,不能有明显松动,至此整个石墨加热器安装完成。根据整套真空炉设备的安装需要和顺序,在合适阶段采用合适的方法将加热器装入高温真空炉内,电极件4与设备电源的铜电极相连。
76.虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。

技术特征:


1.一种高温真空炉的石墨加热器,包括第一导电结构件、第二导电结构件和多个石墨棒,所述多个石墨棒的一端分别与第一导电结构件连接,所述多个石墨棒的另一端分别与第二导电结构件连接,通过在所述第一导电结构件和所述第二导电结构件上加载电压,实现石墨棒的电加热,其特征在于:所述石墨加热器还包括多个第一石墨套管,所述第一导电结构件开设有多个第一导电通孔,所述第二导电结构件开设有多个第二导电通孔,多个所述第一导电通孔和多个所述第二导电通孔一一对应;所述第一石墨套管嵌入所述第一导电通孔的内壁,所述第一石墨套管与所述第一导电通孔过盈配合,所述第一石墨套管嵌入所述第二导电通孔的内壁,所述第一石墨套管与所述第二导电通孔过盈配合;所述石墨棒的一端嵌入所述第一导电通孔内的第一石墨套管的内壁,另一端嵌入所述第二导电通孔的第一石墨套管的内壁,所述石墨棒的两端均与所述第一石墨套管过盈配合,多个所述石墨棒与多个所述第一导电通孔一一对应;所述第一石墨套管沿自身长度方向开设有连通所述第一石墨套管的内壁的第一通槽。2.根据权利要求1所述的石墨加热器,其特征在于:所述第一通槽沿所述第一石墨套管的周向方向的宽度为0.01~10mm。3.根据权利要求1所述的石墨加热器,其特征在于:所述第一石墨套管的两个端部均开设有便于插入所述第一导电通孔或第二导电通孔的倒角。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的石墨加热器,其特征在于:所述第一导电结构件为第一导电环板,所述第二导电结构件为第二导电环板,所述第一导电通孔沿所述第一导电环板的周向方向均匀布置,所述第二导电通孔沿所述第二导电环板的周向方向均匀布置,所述第二导电环板由多个间隔布置的导电弧板组成,多个所述第二导电通孔均匀布置于多个所述导电弧板,所述导电弧板连接有电极件,所述第一导电环板和所述第二导电环板的中轴线共线,所述电极件与外部电源电连接;所述导电弧板开设有配合所述电极件的第三导电通孔,所述第三导电通孔的孔壁的形状为第一锥面,所述电极件的一端的外壁形状为配合所述第一锥面的第二锥面,所述电极件靠近所述第二锥面的一端的端部一体连接有限位杆;当所述电极件的一端嵌入到所述第三导电通孔内时,所述第二锥面抵紧所述第一锥面,所述限位杆穿出所述第三导电通孔,且所述限位杆通过限位螺母连接于所述导电弧板,所述限位杆与所述限位螺母螺纹配合,所述电极件远离所述限位杆的一端与所述外部电源电连接。5.根据权利要求4所述的石墨加热器,其特征在于:所述第三导电通孔与所述电极件之间还嵌设有第二石墨套管,所述第二石墨套管的外侧壁形成有配合所述第一锥面的锥形面,所述第二石墨套管的内侧壁形成有配合所述第二锥面的锥形面,所述第二石墨套管沿自身长度方向开设有连通所述第一石墨套管的内壁的第二通槽。6.根据权利要求5所述的石墨加热器,其特征在于:所述第二通槽沿所述第二石墨套管的周向方向的宽度为0.01~20mm。7.根据权利要求1所述的石墨加热器,其特征在于:所述石墨棒为空心或实心圆柱棒,所述石墨棒的两端的外壁形成有环形台阶。8.一种石墨加热器的安装装置,其特征在于:所述安装装置包括第一安装环板和第二
安装环板;所述第一安装环板沿自身周向方向开设有多个配合石墨棒的第一安装孔,多个所述第一安装孔和多个所述石墨棒一一对应;所述第二安装环板包括内圆环板和外圆环板,所述内圆环板位于所述外圆环板的内圈,所述内圆环板包括多个间隔布置的内圆弧板,所述外圆环板包括多个间隔布置的外圆弧板,多个所述内圆弧板与多个所述外圆弧板交错布置,所述外圆弧板的内侧壁形成有与所述石墨棒的外壁适配的第一凹槽,所述内圆弧板的外侧壁形成有与所述石墨棒的外壁适配的第二凹槽,所述内圆弧板与所述外圆弧板之间通过多个调距件连接,所述调距件用于调节所述内圆弧板和所述外圆弧板之间的间距;所述外圆环板的上、下两端均超出所述内圆环板的上、下两端,且所述外圆环板的上、下两端的内侧均形成有配合第一导电环板或第二导电环板的台阶。9.根据权利要求8所述的安装装置,其特征在于:所述调距件包括连接杆、调距螺母、限位块,所述限位块一体连接于所述连接杆的一端,所述内圆弧板开设有第一调距孔,所述外圆弧板开设有配合所述第一调距孔的第二调距孔,当所述连接杆穿设于所述第一调距孔和所述第二调距孔时,所述限位块抵靠于所述外圆弧板的外侧壁,所述调距螺母与所述连接杆远离所述限位块的一端螺纹配合,且所述调距螺母抵靠于所述内圆弧板的内侧壁。10.一种石墨加热器的安装方法,其特征在于:包括如下步骤:1)固定石墨棒,将第一安装环板水平放置且固定在安装平台上,将多个石墨棒的一端依次竖直插入到所述第一安装环板的第一安装孔内,多个石墨棒的端部穿过所述第一安装孔并抵靠到安装平台上;2)安装第二安装环板,将所述第二安装环板安装在多个所述石墨棒远离所述第一安装环板的一端,使第一凹槽和第二凹槽分别位于石墨棒的两个相对的侧壁,转动调距螺母,使内圆弧板与外圆弧板之间的间距逐渐缩小,直至所述第一凹槽的槽壁和所述第二凹槽的槽壁抵紧于石墨棒的外壁,所述石墨棒的环形台阶抵靠到所述第二安装环板的下端;3)安装第一导电环板,将所述第一导电环板放置于所述第二安装环板的上端,使所述第一导电环板抵靠于所述外圆环板的台阶和所述内圆环板的上端,且使所述石墨棒的一端嵌入所述第一导电环板的第一导电通孔内,将第一石墨套管的一端部分插入所述石墨棒与第一导电通孔之间的间隙,再使用软木锤或橡胶锤捶打第一石墨套管的端面,直至第一石墨套管完全嵌入所述石墨棒与第一导电通孔之间的间隙;4)安装第二导电环板,拆下所述第二安装环板和所述第一安装环板,将已安装所述第一导电环板的一端倒置,使所述第一导电环板平放到安装平台上,重复步骤3)的操作,将所述第二安装环板重新安装到所述石墨棒远离所述第一导电环板的一端,再将所述第二导电环板安装到所述石墨棒远离所述第一导电环板的一端;5)安装电极件,将第二石墨套管套在所述电极件的第二锥面处,将电极件的一端穿入第二导电环板的第三导电通孔内,使第二石墨套管的外壁抵靠于第三导电通孔的孔壁,并使限位杆伸出所述第三导电通孔,再通过限位螺母螺纹连接在限位杆上,转动限位螺母,将电极件固定在第二导电环板上,最后,将电极件远离限位螺母的一端连接在外部电源上。

技术总结


本申请公开了一种高温真空炉的石墨加热器及其安装装置和安装方法,涉及高温真空炉的技术领域,可以解决现有技术中螺纹连接造成加热器连接件之间打火烧蚀的问题。石墨加热器包括第一导电环板、第二导电环板、多个石墨棒、多个电极件、多个第一石墨套管,第一导电环板沿自身周向方向均匀开设有多个第一导电通孔,所述第一石墨套管嵌入所述第一导电通孔的内壁,所述第二导电环板沿自身周向方向均匀开设有多个第二导电通孔,所述第二导电环板由三个间隔布置的导电弧板组成,所述电极件连接于所述导电弧板,所述第一石墨套管的外壁开设有连通所述第一石墨套管的内壁的第一通槽,且所述第一通槽沿所述第一石墨套管的长度方向贯穿所述第一石墨套管。述第一石墨套管。述第一石墨套管。


技术研发人员:

熊云虎 黄建明 岛田正志

受保护的技术使用者:

上海东洋炭素有限公司

技术研发日:

2022.09.29

技术公布日:

2022/12/22

本文发布于:2024-09-25 14:20:04,感谢您对本站的认可!

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