本實(shí)用新型涉及石墨化燒結(jié)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種石墨化爐。

背景技術(shù)：

石墨化爐主要用于碳粉、聚酰亞胺膜、碳纖維、碳碳材料、石墨烯、石墨碳刷、石墨電極等碳材料的高溫石墨化，石墨化所需的溫度高達(dá)2000～3000℃。

目前，市場(chǎng)上2200℃以上的高溫石墨化爐都是采用可控硅中頻并聯(lián)感應(yīng)加熱技術(shù)，利用可控硅元件將工頻三相交流電源變換成中頻單向交流電源，供給感應(yīng)線圈，感應(yīng)線圈內(nèi)的坩堝導(dǎo)體爐料在電磁場(chǎng)的作用下產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，并在垂直于感應(yīng)圈軸線的表面內(nèi)引起感應(yīng)電流，即渦流,從而使?fàn)t料發(fā)熱。

可控硅中頻加熱電源的基本工作原理是通過(guò)一個(gè)三相橋式整流電路，把50Hz的工頻交流電流整流成直流，再經(jīng)過(guò)一個(gè)濾波器進(jìn)行濾波，最后經(jīng)逆變器將直流變?yōu)閱蜗嘀蓄l交流以供給負(fù)載。復(fù)雜的交流—直流—交流變頻系統(tǒng)，電源運(yùn)行中較易受到各種干擾信號(hào)的影響，特別對(duì)電源觸發(fā)系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng)的影響尤為顯著。當(dāng)可控硅中頻加熱電源觸發(fā)系統(tǒng)電路受到干擾時(shí)，往往造成電源啟動(dòng)性能下降，當(dāng)保護(hù)系統(tǒng)電路受到干擾時(shí)，會(huì)造成保護(hù)環(huán)節(jié)(如過(guò)流、過(guò)壓等保護(hù))誤動(dòng)作，導(dǎo)致電源頻繁跳閘，不能正常工作，甚至造成保護(hù)失靈，損壞功率元件，引發(fā)設(shè)備事故。因此，如何解決石墨化爐的加熱電源啟動(dòng)性差的問(wèn)題，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供了石墨化爐，通過(guò)采用IGBT供電裝置串聯(lián)諧振方式，能有效解決現(xiàn)有技術(shù)中加熱電源啟動(dòng)性差、對(duì)電網(wǎng)沖擊大的問(wèn)題，從而提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案如下：

一種石墨化爐，包括內(nèi)爐體、外爐體、加熱機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述內(nèi)爐體設(shè)置在所述外爐體內(nèi)部，所述內(nèi)爐體內(nèi)部設(shè)置有坩堝，所述加熱機(jī)構(gòu)用于對(duì)所述坩堝內(nèi)部腔體進(jìn)行加熱，所述加熱機(jī)構(gòu)包括IGBT供電裝置和感應(yīng)線圈，所述IGBT供電裝置設(shè)置在所述外爐體外部，所述感應(yīng)線圈設(shè)置在所述內(nèi)爐體與所述外爐體之間，所述IGBT供電裝置用于給所述感應(yīng)線圈提供電能；所述IGBT供電裝置包括IGBT模塊、驅(qū)動(dòng)電路、控制電路、變壓器和電容器，所述驅(qū)動(dòng)電路用于驅(qū)動(dòng)所述IGBT模塊，所述控制電路用于控制IGBT模塊，所述IGBT模塊分別與所述變壓器、所述電容器和所述感應(yīng)線圈串聯(lián)。

進(jìn)一步的，所述IGBT模塊、所述驅(qū)動(dòng)電路和所述控制電路集成在電源柜中，所述變壓器和所述電容器集成在電容柜內(nèi)部。

進(jìn)一步的，所述感應(yīng)線圈設(shè)置在所述內(nèi)爐體的外側(cè)，所述感應(yīng)線圈與所述變壓器和所述電容器串聯(lián)，所述坩堝為石墨坩堝，所述感應(yīng)線圈通過(guò)電磁感應(yīng)對(duì)所述石墨坩堝進(jìn)行加熱。

進(jìn)一步的，所述內(nèi)爐體包括保溫層，所述石墨坩堝設(shè)置在所述保溫層的內(nèi)壁，所述保溫層上設(shè)置有保溫蓋。

進(jìn)一步的，所述感應(yīng)線圈與所述保溫層之間設(shè)置有絕緣層，所述絕緣層為兩層及兩層以上剛玉絕緣層，所述剛玉絕緣層相鄰兩層的剛玉磚錯(cuò)開(kāi)設(shè)置。

進(jìn)一步的，所述外爐體包括爐體外殼和爐蓋，所述保溫蓋在所述爐蓋的內(nèi)側(cè)。

進(jìn)一步的，所述爐蓋上還設(shè)有紅外測(cè)溫儀，所述保溫蓋上設(shè)置有測(cè)溫管，所述紅外測(cè)溫儀通過(guò)所述測(cè)溫管用于檢測(cè)所述腔體內(nèi)溫度。

進(jìn)一步的，所述外爐體上設(shè)有與真空泵連接的真空管，所述外爐體上還設(shè)置有進(jìn)氣口，所述真空泵用于抽出所述腔體內(nèi)部的空氣，所述進(jìn)氣口用于向所述腔體內(nèi)部通入保護(hù)氣體。

進(jìn)一步的，所述爐體外殼上設(shè)置有水冷夾層。

進(jìn)一步的，所述爐體外殼底部設(shè)置有排污口，所述排污口用于排出爐體外殼內(nèi)部的廢水和廢渣。

本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型所提供的石墨化爐，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，采用IGBT供電裝置串聯(lián)感應(yīng)加熱方式，采用的是串聯(lián)諧振電路，起振方式簡(jiǎn)單可靠，具有完善的保護(hù)功能，控制電路全部集成化，設(shè)備啟動(dòng)、操作十分方便，工作穩(wěn)定性高。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本申請(qǐng)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本申請(qǐng)中記載的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型提供的一種石墨化爐的正面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型提供的一種石墨化爐的平面結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：內(nèi)爐體1；腔體101；保溫層102；保溫蓋103；石墨坩堝104；絕緣層105；外爐體2；爐體外殼201；爐蓋202；進(jìn)氣口203；紅外測(cè)溫儀204；測(cè)溫管205；排污口206；安全閥207；電源柜3；電容柜4；變壓器401；電容器402；感應(yīng)線圈5；真空泵6；升降機(jī)構(gòu)7。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本申請(qǐng)中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾?qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。

如圖、圖所示，本實(shí)施例提供一種石墨化爐，包括內(nèi)爐體1、外爐體2、加熱機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述內(nèi)爐體1設(shè)置在所述外爐體2內(nèi)部，所述內(nèi)爐體1內(nèi)部設(shè)置有坩堝，所述加熱機(jī)構(gòu)用于對(duì)所述坩堝內(nèi)部腔體101進(jìn)行加熱，所述加熱機(jī)構(gòu)包括IGBT供電裝置和感應(yīng)線圈5，所述IGBT供電裝置設(shè)置在所述外爐體2外部，所述感應(yīng)線圈5設(shè)置在所述內(nèi)爐體1與所述外爐體2之間，所述IGBT供電裝置用于給所述感應(yīng)線圈5提供電能；所述IGBT供電裝置包括IGBT模塊、驅(qū)動(dòng)電路、控制電路、變壓器401和電容器402，所述驅(qū)動(dòng)電路用于驅(qū)動(dòng)所述IGBT模塊，所述控制電路用于控制IGBT模塊，所述IGBT模塊分別與所述變壓器401、所述電容器402和所述感應(yīng)線圈5串聯(lián)。采用串聯(lián)諧振電路，全波不控整流，不產(chǎn)生高次諧波，中頻電流通過(guò)IGBT模塊構(gòu)成回路，IGBT模塊具有較強(qiáng)抗干擾能力，使設(shè)備在整個(gè)加熱過(guò)程中始終保持恒功率運(yùn)行，采用IGBT供電裝置串聯(lián)感應(yīng)加熱方式，對(duì)電網(wǎng)無(wú)干擾，電效率高，節(jié)約能源，啟動(dòng)、操作十分方便，工作穩(wěn)定性高。

所述IGBT模塊、所述驅(qū)動(dòng)電路和所述控制電路集成在電源柜3中，所述變壓器401和所述電容器402集成在電容柜4內(nèi)部?？刂齐娐啡考苫刂坪?jiǎn)單。

本申請(qǐng)所采用的IGBT逆變技術(shù)安全可靠，功率因素高，起振方式簡(jiǎn)單可靠，適用于需要頻繁起動(dòng)或長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的工作場(chǎng)合，可用于斷續(xù)加熱或變化負(fù)載的連續(xù)加熱，設(shè)備啟動(dòng)性能好。IGBT供電裝置采用了限壓過(guò)流過(guò)壓保護(hù)電路，具有完善的保護(hù)功能，防止負(fù)載短路、散熱不良或其他故障損壞電源，使得設(shè)備故障率極低。

所述感應(yīng)線圈5設(shè)置在所述內(nèi)爐體1的外側(cè)，所述感應(yīng)線圈5與所述變壓器401和所述電容器402串聯(lián)，所述坩堝為石墨坩堝104，所述感應(yīng)線圈5通過(guò)電磁感應(yīng)對(duì)所述石墨坩堝104進(jìn)行加熱。所述內(nèi)爐體1包括保溫層102，所述石墨坩堝104設(shè)置在所述保溫層102的內(nèi)壁，所述保溫層102上設(shè)置有保溫蓋103。所述感應(yīng)線圈5與所述保溫層102之間設(shè)置有絕緣層105，所述絕緣層105為兩層及兩層以上剛玉絕緣層105，所述剛玉絕緣層105相鄰兩層的剛玉磚錯(cuò)開(kāi)設(shè)置。保溫層102為碳?xì)直貙?02，坩堝設(shè)置在保溫層102的內(nèi)壁中，保溫層102底部還設(shè)置有硬質(zhì)碳?xì)值妆P(pán)，硬質(zhì)碳?xì)值妆P(pán)用于支撐坩堝底部，可有效防止坩堝下沉，絕緣性能更優(yōu)，增強(qiáng)了設(shè)備的絕緣性能，有效防止?fàn)t內(nèi)短路打火，提高設(shè)備在高溫階段的穩(wěn)定性。

所述外爐體2包括爐體外殼201和爐蓋202，所述保溫蓋103在所述爐蓋202的內(nèi)側(cè)。所述爐蓋202上還設(shè)有紅外測(cè)溫儀204，所述保溫蓋103上設(shè)置有測(cè)溫管205，所述紅外測(cè)溫儀204通過(guò)所述測(cè)溫管205用于檢測(cè)所述腔體內(nèi)溫度。圖1所示的石墨化爐的爐蓋202設(shè)置在爐體外殼201的上端，爐體外殼201外側(cè)設(shè)有升降機(jī)構(gòu)7，用于打開(kāi)或關(guān)閉爐蓋202。

所述外爐體2上設(shè)有與真空泵6連接的真空管，所述外爐體2上還設(shè)置有進(jìn)氣口203，所述真空泵6用于抽出所述內(nèi)爐體1內(nèi)的空氣，所述進(jìn)氣口203用于向所述內(nèi)爐體1內(nèi)通入保護(hù)氣體。一邊使用真空泵6抽出外爐體2內(nèi)部的空氣，從而排出內(nèi)爐體1內(nèi)的空氣，一邊從進(jìn)氣口203向外爐體2內(nèi)部通入保護(hù)氣體，如氬氣，從而使內(nèi)爐體1內(nèi)通入保護(hù)氣體，從而達(dá)到對(duì)內(nèi)爐體1內(nèi)進(jìn)行換氣，使內(nèi)爐體1內(nèi)處于被保護(hù)氣體保護(hù)的環(huán)境中。

此外，所述爐體外殼201上設(shè)置有水冷夾層。所述爐體外殼201底部設(shè)置有排污口206，所述排污口206用于排出爐體外殼201內(nèi)部的廢水和廢渣。所述爐體外殼201上還設(shè)置有安全閥207，所述安全閥207用于排出外爐體2內(nèi)部的氣體，防止?fàn)t內(nèi)壓力過(guò)高，導(dǎo)致?tīng)t蓋202爆開(kāi)。所述安全閥207可以是機(jī)械式安全閥。

對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。