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。