CN111023794A - 一种带有卸料装置的单通道竖式加热炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带有卸料装置的单通道竖式加热炉。本发明包括包括单通道竖式加热炉膛，竖式卸料装置和竖式炉陶瓷粉体承烧匣钵，竖式卸料装置位于单通道竖式加热炉膛出口下方，竖式炉陶瓷粉体承烧匣钵位于单通道竖式加热炉膛内，置于竖式卸料装置上。本发明可控温进行竖直烧制陶瓷材料并实现竖式卸料。

Description

一种带有卸料装置的单通道竖式加热炉

技术领域

本发明涉及陶瓷类产品烧成设备技术领域，尤其是一种带有卸料装置的单通道竖式加热炉。

背景技术

陶瓷烧成过程包含了烘干、预热、脱脂、烧结、冷却等多个工艺环节，加热窑炉为不同工艺过程提供相应的烧成温度，在不同温度条件下分步或一次性完成陶瓷坯件的烧成。目前，国内外用于批量陶瓷坯件烧成的高温加热设备，主要是水平连续式窑炉，炉窑内部设置不同工艺温度分区，按步进方式加热承烧板及待烧坯件实现连续生产，常见炉型有隧道窑、推板窑、推杆炉、网带炉等。采用水平方向步进连续加热结构原理的连续式窑炉，炉窑加热本体固定不动，待烧坯件和承烧装置随窑车、推板或推杆一同在炉内按单一方向水平运动，在行进过程中完成烧成加热。这种坯件在行进过程中受热的加热模式，对薄壳类陶瓷坯件来讲，存在同一待烧坯件不同部位受热有先后的现象，会导致陶瓷坯件整体受热不同步、不均匀。另外，待烧坯件在推进的过程中容易产生抖动、振动。这种受热不同步和热振动的双重作用，使陶瓷坯件出现烧结初期不可恢复翘曲变形，并导致后续加工打磨工序难以修复整平，严重影响陶瓷坯件烧成成品率和生产效率。因此现有的水平连续式窑炉，其设备结构具有温区松散、结构复杂、升温速度慢、占地面积大、能耗大的缺陷。其采用水平循环推进方式的方式进行卸料，存在卸料时间长，结构复杂难操作，运行不稳定、占地面积大的缺陷。

作为5G陶瓷材料具有高Q值、低插损、高介电、尺寸小、轻量化等优点的陶瓷介质材料将在5G通信领域占据优势，已进入快速发展的黄金期。陶瓷粉体材料是制作5G陶瓷介质材料的工业原料，粉体经过预烧得到半成品陶瓷粉体材料，承载粉体材料的是匣钵体，主要应用于竖式炉；然而目前市面上的耐火材料虽然众多，但由这些耐火材料制成的匣钵体，具有结构不合理、强度不够叠加、容易开裂、与匣钵反应粘连、操作取放不方便等缺点。

发明内容

本发明为解决背景技术中存在的技术问题，而提供一种可控温进行竖直烧制陶瓷材料并实现竖式卸料的带有卸料装置的单通道竖式加热炉。

本发明的技术解决方案是：本发明为一种单通道竖式炉卸料装置，其特殊之处在于：所述单通道竖式加热炉包括单通道竖式加热炉膛，竖式卸料装置和竖式炉陶瓷粉体承烧匣钵，竖式卸料装置位于单通道竖式加热炉膛出口下方，竖式炉陶瓷粉体承烧匣钵位于单通道竖式加热炉膛内，置于竖式卸料装置上。

优选的，单通道竖式加热炉膛自上而下依次设置有加热升温段、加热保温段和快速冷却段，竖式卸料装置包括炉底支架、托举平台和出料平台，炉底支架上从上到下依次设置有横向定位承载装置、横向推进装置和托举升降装置,托举升降装置竖向设置于炉底支架下部，横向定位承载装置水平设置于炉底支架上部一侧，横向定位承载装置前端设有承载插板，横向推进装置水平设置于炉底支架中部另一侧，托举平台设置在托举升降装置顶部，出料平台设置在炉底支架中部，与横向推进装置平行，托举平台置于快速冷却段的正下方，竖式炉陶瓷粉体承烧匣钵放置在托举平台上，置于单通道竖式加热炉膛内，托举平台上设置有梯形缺口。

优选的，加热升温段设置在单通道竖式加热炉膛上部，加热升温段包括多组加热元件，多组加热元件成竖排间隔均布设置在单通道竖式加热炉膛上，形成温度梯度腔，加热保温段设置在单通道竖式加热炉膛下部，加热保温段包括多组加热元件，多组加热元件成竖排间隔均布设置在单通道竖式加热炉膛上，形成温度梯度腔，快速冷却段设置在加热保温段底部，快速冷却段采用水冷或风冷方式进行冷却。

优选的，每组加热元件之间的间隔排布距离为40mm、50mm或60mm。

优选的，3组、4组或5组加热元件构成一组控温区，控温区为两组或两组以上。

优选的，加热元件包括加热棒，加热棒为4个，成交错设置，水平排布，加热棒为硅碳棒或硅钼棒。

优选的，竖式炉陶瓷粉体承烧匣钵包括匣钵底部，匣钵底部四周环绕设置有侧壁，匣钵底部和侧壁形成开口向上的物料腔，侧壁上开有缺口，缺口为倒梯形。

优选的，缺口为两个，对称设置在相对的两个侧壁上。

优选的，匣钵底部和侧壁材质均为刚玉莫来石、红柱石或无膨胀锂质。

优选的，托举升降装置、横向定位承载装置和横向推进装置为丝杆升降机或液压缸或气缸。

本发明通过在炉底支架上设置从上到下依次设置有横向定位承载装置、横向推进装置和托举升降装置，通过依次控制三个动力装置沿不同方向移动，巧妙的实现了竖式卸料，适用于单通道竖式炉的卸料过程，因此本发明具有设计新颖、结构简单易操作、动作运行平稳且占地面积小的优点。

本发明将单通道竖式加热炉膛自上而下分为加热升温段、加热保温段和快速冷却段，加热升温段和加热保温段均采用多组加热元件成竖排间隔均布设置在单通道竖式加热炉膛上，形成温度梯度腔，加热元件采用4个加热棒成井字形排布，首尾相连构成一组，加温均匀性高，同时至上而下将多组加热元件均布在单通道竖式加热炉膛上，形成多个控温区控制加热升温段和加热保温段的炉温，其至上而下排布方式新颖；多温区控制炉温均匀性高可达±2℃；竖式炉高度方向排布安装紧促，占地面积小，结构合理；无承烧板热损耗小、热能利用率高；升温速度快可达≤60℃/分钟。

本发明的竖式炉陶瓷粉体承烧匣钵体采用红柱石的匣钵底部与匣钵侧壁进行压制在一起，侧壁再开倒梯形缺口，形成内部物料腔，经烧结形成匣钵体，其结构合理、强度高可叠加不开裂、不粘连不与陶瓷粉体材料反应、耐火度高、容易操作取放等。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2为本发明单通道竖式加热炉的结构示意图；

图3为本发明加热元件的结构示意图；

图4为本发明竖式炉陶瓷粉体承烧匣钵的结构示意图；

图5是本发明的第一动作状态的示意图；

图6是本发明的第二动作状态的示意图；

图7是本发明的第三动作状态的示意图；

图8是本发明的第四动作状态的示意图。

附图标记如下：

1、单通道竖式加热炉膛；2、炉底支架；3、托举升降装置；4、横向定位承载装置；5、横向推进装置；6、竖式炉陶瓷粉体承烧匣钵；7、叠加匣钵；8、托举平台；9、出料平台；10、承载插板；11、控温区；12、加热元件；13、加热升温段；14、加热保温段；15、快速冷却段；16、匣钵底部；17、侧壁；18、倒梯形缺口；19、物料腔。

具体实施方式

参见图1，本发明具体实施例的结构包括单通道竖式加热炉膛1，竖式卸料装置和竖式炉陶瓷粉体承烧匣钵6，竖式卸料装置包括炉底支架2、托举升降装置3、横向定位承载装置4、横向推进装置5、托举平台8和出料平台9；托举升降装置3安装于炉底支架2下部，设置在单通道竖式加热炉膛1的正下方，横向定位承载装置4水平安装于炉底支架2一侧上部，与托举升降装置3垂直，在本实施例中，横向定位承载装置4设置在炉底支架2上部左侧，横向定位承载装置4前端设有可***匣钵上的缺口的承载插板10，托举平台8设置在托举升降装置3顶部，单通道竖式加热炉膛1内的叠加匣钵7置于托举平台8上，托举平台8上设置有梯形缺口，与匣钵之间形成空间距离，承载插板10可置于梯形缺口内。横向推进装置5相对于横向定位承载装置4，水平设置于炉底支架2中部的另一侧，在本实施例中，横向推进装置5设置在炉底支架2中部右侧，出料平台9设置在炉底支架2中部，与横向推进装置5平行。托举升降装置3、横向定位承载装置4和横向推进装置5为丝杆升降机或液压缸或气缸；在本实施例中托举升降装置3采用丝杆升降机，横向定位承载装置4和横向推进装置5均采用气缸。

参见图2，本发明的单通道竖式加热炉具体实施例的结构包括单通道竖式加热炉膛1、加热元件12；单通道竖式加热炉膛1包括自上而下依次设置的加热升温段13、加热保温段14和快速冷却段15；单通道竖式加热炉膛1通过耐火螺栓穿过保温层壁固定于炉壳上；单通道竖式加热炉膛1材料为氧化铝纤维或纳米保温材料其中一种或多种组合；加热升温段13设置在单通道竖式加热炉膛1上部，内部设有多组加热元件12，多组加热元件12成竖排间隔均布设置在单通道竖式加热炉膛1上，形成温度梯度腔，在本实施例中加热升温段13内一共设置有有30组加热元件；加热保温段14设置在单通道竖式加热炉膛1下部，内部设有多组加热元件12，多组加热元件12成竖排间隔均布设置在单通道竖式加热炉膛1上，形成温度梯度腔；在本实施例中加热保温段14内一共设置有有20组加热元件；加热元件12每组排布于单通道竖式加热炉膛1内部，每组排布方向从上往下间隔排布，间隔排布距离为40mm、50mm或60mm，形成均匀温度辐射腔；5组或4组或3组加热元件12可构成一组控温区11，在本实施例中，一组控温区11包括5组加热元件12，总共形成10组控温区11，6组控温区11构成加热升温段13，4组控温区11构成加热保温段14，多组控温区11的排布方式，保证了炉温的均匀性。快速冷却段15设置于加热保温段14底部并与之相连，快速冷却段15采用水冷或风冷对产品进行降温；本实施例中采用耐火承载体叠加匣钵7的进料方式，至上而下穿过单通道竖式加热炉膛1，经加热升温段13、加热保温段14、快速冷却段15到达单通道竖式加热炉膛1底部的出料过程。

参见图3，本发明的加热元件12具体实施例的结构包括4个加热棒，成交错设置，水平排布，以井字形排布为佳，每个加热棒分别穿过单通道竖式加热炉膛1、保温层和炉壳，首尾相连；加热棒采用硅碳棒或硅钼棒。

参见图4，本发明的竖式炉陶瓷粉体承烧匣钵6具体实施例的结构包括匣钵底部16，匣钵底部16四周环绕设置有侧壁17，匣钵底部16和侧壁17形成开口向上的物料腔19，侧壁17上开有倒梯形缺口18，倒梯形缺口18为两个，对称设置在相对的两个侧壁17上，即匣钵相对的两个侧壁17上各设置有一个倒梯形缺口18，方便匣钵的取放及物料腔19内烧结挥发物的排出。匣钵底部16与匣钵四周侧壁17压制连接经烧结而成，匣钵底部16和侧壁17材质均为刚玉莫来石、红柱石或无膨胀锂质，以采用红柱石为佳，采用红柱石作为竖式炉陶瓷粉体承烧匣钵6的制作材料，其强度高可叠加不开裂、不粘连不与陶瓷粉体材料反应、耐火度高。匣钵底部16和侧壁17形成矩形匣钵体，物料腔19也为矩形。

本发明的竖式炉陶瓷粉体承烧匣钵叠加方式是多个竖式炉陶瓷粉体承烧匣钵叠加竖立，成叠加匣钵7，置于单通道竖式加热炉膛1内，方便叠加上卸匣钵物料。

本发明的卸料动作如图1、5、6、7、8所示：

参见图1，本发明工作时，单通道竖式加热炉膛1内设有叠加匣钵7竖直放置在托举平台8上；托举平台8连接有托举升降装置3，托举升降装置3减速后向下动作，与叠加匣钵7同时缓慢向下，此时横向定位承载装置4无动作；

参见图5，当托举升降装置3减速下降到中部位置停止时，横向定位承载装置4向右动作，承载插板10***竖式炉陶瓷粉体承烧匣钵6的倒梯形缺口处，承载叠加匣钵7，此时横向推进装置5原位无动作，出料平台9无料；

参见图6，托举升降装置3缓慢向下动作，分离竖式炉陶瓷粉体承烧匣钵6和叠加匣钵7，竖式炉陶瓷粉体承烧匣钵6通过托举平台8下降到与横向推进装置5水平位置，这时出料平台9与竖式炉陶瓷粉体承烧匣钵6为同一水平面；

参见图7，横向推进装置5向左动作，推进托举平台8上的竖式炉陶瓷粉体承烧匣钵6到出料平台9限位停止，进行卸料；

参见图8，卸料后，横向推进装置5向右动作，退回原来位置；托举升降装置3缓慢向上动作，托举平台8上升到叠加匣钵7底部停止，承载插板10置于托举平台8的梯形缺口内，由托举平台8继续托举叠加匣钵7，然后横向定位承载装置4及承载插板10退回原位，进行下一个动作循环进行卸料。

以上，仅为本发明公开的具体实施方式，但本发明公开的保护范围并不局限于此，本发明公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种带有卸料装置的单通道竖式加热炉，其特征在于：所述单通道竖式加热炉包括单通道竖式加热炉膛，竖式卸料装置和竖式炉陶瓷粉体承烧匣钵，所述竖式卸料装置位于单通道竖式加热炉膛出口下方，所述竖式炉陶瓷粉体承烧匣钵位于单通道竖式加热炉膛内，置于竖式卸料装置上。

2.根据权利要求1所述的带有卸料装置的单通道竖式加热炉，其特征在于：所述单通道竖式加热炉膛自上而下依次设置有加热升温段、加热保温段和快速冷却段，所述竖式卸料装置包括炉底支架、托举平台和出料平台，所述炉底支架上从上到下依次设置有横向定位承载装置、横向推进装置和托举升降装置,所述托举升降装置竖向设置于炉底支架下部，所述横向定位承载装置水平设置于炉底支架上部一侧，所述横向定位承载装置前端设有承载插板，所述横向推进装置水平设置于炉底支架中部另一侧，所述托举平台设置在托举升降装置顶部，所述出料平台设置在炉底支架中部，与横向推进装置平行，所述托举平台置于快速冷却段的正下方，所述竖式炉陶瓷粉体承烧匣钵放置在托举平台上，置于单通道竖式加热炉膛内，所述托举平台上设置有梯形缺口。

3.根据权利要求2所述的带有卸料装置的单通道竖式加热炉，其特征在于：所述加热升温段设置在单通道竖式加热炉膛上部，所述加热升温段包括多组加热元件，所述多组加热元件成竖排间隔均布设置在单通道竖式加热炉膛上，形成温度梯度腔，所述加热保温段设置在单通道竖式加热炉膛下部，加热保温段包括多组加热元件，所述多组加热元件成竖排间隔均布设置在单通道竖式加热炉膛上，形成温度梯度腔，所述快速冷却段设置在加热保温段底部，所述快速冷却段采用水冷或风冷方式进行冷却。

4.根据权利要求3所述的带有卸料装置的单通道竖式加热炉，其特征在于：所述每组加热元件之间的间隔排布距离为40mm、50mm或60mm。

5.根据权利要求4所述的带有卸料装置的单通道竖式加热炉，其特征在于：所述3组、4组或5组加热元件构成一组控温区，控温区为两组或两组以上。

6.根据权利要5所述的带有卸料装置的单通道竖式加热炉，其特征在于：所述加热元件包括加热棒，所述加热棒为4个，成交错设置，水平排布，所述加热棒为硅碳棒或硅钼棒。

7.根据权利要求1至6任一权利要求所述的带有卸料装置的单通道竖式加热炉，其特征在于：所述竖式炉陶瓷粉体承烧匣钵包括匣钵底部，所述匣钵底部四周环绕设置有侧壁，所述匣钵底部和侧壁形成开口向上的物料腔，所述侧壁上开有缺口，所述缺口为倒梯形。

8.根据权利要求7所述带有卸料装置的单通道竖式加热炉，其特征在于：所述缺口为两个，对称设置在相对的两个侧壁上。

9.根据权利要求8所述的带有卸料装置的单通道竖式加热炉，其特征在于：所述匣钵底部和侧壁材质均为刚玉莫来石、红柱石或无膨胀锂质。

10.根据权利要求9所述的带有卸料装置的单通道竖式加热炉，其特征在于：所述托举升降装置、横向定位承载装置和横向推进装置为丝杆升降机或液压缸或气缸。

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