CN111721117A - 一种融滴炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种融滴炉，包括加热炉、加热管、坩埚、压料装置和用于驱动压料装置进出加热管的驱动装置，加热管沿竖直方向穿过加热炉的炉膛，加热管的上端具有供坩埚和压料装置进出的进出口，加热管的下端连接有密封进气箱，坩埚安装在加热管内并与加热管螺纹配合连接。该融滴炉具有密封性和安装稳固性好、易于保证加热管垂直度、使用寿命长等优点。

Description

一种融滴炉

技术领域

本发明涉及热处理窑炉设备技术领域，具体涉及一种融滴炉。

背景技术

现有融滴炉中，将石墨坩埚安装到加热管内都是采用以下安装方式：在加热管内设置一上端具有锥孔的石墨支承管，将石墨坩埚的底部设计成锥形结构，该锥形结构***石墨支承管的锥孔中，从而使石墨坩埚定位和支承在石墨支承管上，将加热管管腔分隔成上段和下段，这种安装结构石墨坩埚和石墨支承管连接处的密封性差，石墨坩埚的安装稳固性差，且难以保证加热管的垂直度，同时石墨坩埚和石墨支承管的接触面容易磨损，导致使用寿命缩短。

此外，现有融滴炉还存在坩埚拆装不方便，压料装置难以与加热管对准以进出加热管，尾气烧结效率和烧结效果差等不足。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种密封性和安装稳固性好、易于保证加热管垂直度、使用寿命长的融滴炉。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种融滴炉，包括加热炉、加热管、坩埚、压料装置和用于驱动压料装置进出所述加热管的驱动装置，所述加热管沿竖直方向穿过所述加热炉的炉膛，所述加热管的上端具有供坩埚和压料装置进出的进出口，所述加热管的下端连接有密封进气箱，所述坩埚安装在所述加热管内并与加热管螺纹配合连接。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述融滴炉还包括用于拆装所述坩埚的拆装装置，所述坩埚的开口端设有一个以上卡槽，所述坩埚的内壁上设有一个以上止退孔，所述拆装装置包括操纵杆和连接于操纵杆一端用于***所述坩埚内的***部件，所述***部件上对应每个止退孔均设有一个止退件，所述止退件以伸缩运动方式安装在***部件上并由一控制机构控制伸缩运动，所述止退件缩入时允许***部件进出所述坩埚，所述***部件***所述坩埚内且止退件伸出时止退件卡入对应的止退孔中以阻止***部件从坩埚内退出，所述操纵杆上还安装有用于卡入所述卡槽中以驱使坩埚转动的转动驱动件。

所述转动驱动件以能调节与***部件之间间距的方式滑设安装在操纵杆上，所述操纵杆上还设有迫使转动驱动件与卡入止退孔中的止退件配合夹紧坩埚的弹性件。

所述止退件滑设安装在***部件上，所述控制机构包括转动安装在所述***部件上的驱动转轮，所述驱动转轮上对应每个止退件均设有一偏心凹槽，所述止退件设有配合杆部，所述配合杆部***对应的偏心凹槽中，所述驱动转轮连接有一用于驱使驱动转轮转动的转动驱动杆。

所述转动驱动杆穿设安装在操纵杆内部且自驱动转轮延伸至操纵杆远离***部件的一端外部。

所述加热管包括外结晶管和设于外结晶管内的内石墨管，所述内石墨管的上端位于外结晶管的中部，且内石墨管的上端设有螺纹连接孔，所述坩埚设有用于与螺纹连接孔配合连接的螺纹连接部。

所述融滴炉还设有尾气烧结炉，所述尾气烧结炉包括具有烧结内腔的烧结炉体，所述烧结内腔具有尾气进口和尾气出口，所述烧结内腔内安装有贯穿烧结内腔设置且相互平行的多根加热棒，所述烧结内腔具有多个沿尾气进口到尾气出口方向依次间隔布置的布棒截面，各布棒截面内至少具有一根所述加热棒，相邻两个布棒截面内的加热棒呈交错方式布置。

所述压料装置通过自平衡装置以能在水平面内弹性浮动的方式安装在驱动装置的驱动端，所述自平衡装置包括浮动座，所述浮动座滑设安装在驱动装置的驱动端，所述驱动装置的驱动端安装有弹性限制浮动座滑动的弹性机构。

所述压料装置包括连杆、连接于连杆下端的压头、连接于连杆上用于与位于加热管上端的密封套滑动密封配合的滑动密封头，所述浮动座上通过调心轴承安装有一定位套，所述定位套具有上下贯通的贯通孔，所述连杆贯穿所述贯通孔，所述连杆上设有一支承在定位套上支承件，所述贯通孔的上端具有锥形定位孔，所述支承件具有***所述锥形定位孔中并与锥形定位孔锥面接触配合形成定位的锥形定位部。

所述驱动装置包括以上下运动方式安装在一炉架上的升降座和以水平移动方式安装在所述升降座上的平移座，所述升降座连接有用于驱动升降座上下运动的升降驱动组件，所述平移座连接有用于驱动平移座移动的移动驱动组件，所述平移座作为所述驱动装置的驱动端。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明融的滴炉中，坩埚采用与加热管螺纹配合连接的方式安装在加热管内，相比于传统锥面接触配合方式，可大大提高密封性和安装稳固性，保证加热管垂直度，延长坩埚和加热管的使用寿命。

附图说明

图1为融滴炉在压料装置装入加热管时的主剖视结构示意图。

图2为融滴炉在压料装置退出加热管时的主剖视结构示意图。

图3为坩埚装入加热管的主剖视结构示意简图。

图4为拆装装置与坩埚连接时处于第一状态的剖视结构示意简图。

图5为拆装装置与坩埚连接时处于第二状态的剖视结构示意简图。

图6为控制机构的剖视结构示意简图。

图7为尾气烧结炉的剖视结构示意图。

图8为自平衡装置的剖视结构示意图。

图例说明：

1、加热炉；10、炉膛；100、炉架；2、加热管；21、外结晶管；22、内石墨管；221、螺纹连接孔；23、密封套；3、坩埚；31、卡槽；32、止退孔；33、螺纹连接部；4、压料装置；41、连杆；42、压头；43、滑动密封头；44、支承件；5、驱动装置；51、升降座；52、平移座；6、密封进气箱；7、拆装装置；71、操纵杆；72、***部件；73、止退件；731、配合杆部；74、转动驱动件；75、弹性件；76、驱动转轮；761、偏心凹槽；77、转动驱动杆；78、弹性部件；8、尾气烧结炉；81、烧结炉体；82、烧结内腔；83、尾气进口；84、尾气出口；85、加热棒；9、自平衡装置；91、浮动座；92、弹性机构；93、调心轴承；94、定位套。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1和图2所示，本实施例的融滴炉，包括加热炉1、加热管2、坩埚3、压料装置4和用于驱动压料装置4进出加热管2的驱动装置5，加热管2沿竖直方向穿过加热炉1的炉膛10，加热管2的上端具有供坩埚3和压料装置4进出的进出口，加热管2的下端连接有密封进气箱6，坩埚3安装在加热管2内并与加热管2螺纹配合连接。该融滴炉中，坩埚3采用与加热管2螺纹配合连接的方式安装在加热管2内，相比于传统锥面接触配合方式，可大大提高密封性和安装稳固性，保证加热管2垂直度，延长坩埚3和加热管2的使用寿命。

本实施例中，如图3至图5所示，融滴炉还包括用于拆装坩埚3的拆装装置7，坩埚3的开口端设有多个卡槽31，坩埚3的内壁上设有多个止退孔32，拆装装置7包括操纵杆71和连接于操纵杆71一端用于***坩埚3内的***部件72，***部件72上对应每个止退孔32均设有一个止退件73，止退件73以伸缩运动方式安装在***部件72上并由一控制机构控制伸缩运动，止退件73缩入时允许***部件72进出坩埚3，***部件72***坩埚3内且止退件73伸出时止退件73卡入对应的止退孔32中以阻止***部件72从坩埚3内退出，操纵杆71上还安装有用于卡入卡槽31中以驱使坩埚3转动的转动驱动件74。通过控制机构控制止退件73处于缩入状态，可将***部件72***坩埚3内(参见图4)。***部件72***坩埚3内且止退件73对准止退孔32后，再通过控制机构控制止退件73转换至伸出状态，使止退件73卡入对应的止退孔32中(参见图5)，即可阻止***部件72从坩埚3内退出，***部件72***坩埚3的同时转动驱动件74卡入坩埚3开口端的卡槽31中，此时可由操纵杆71带着坩埚3进出加热管2并转动坩埚3，实现对与加热管2螺纹配合连接的坩埚3进行安装和拆卸。该拆装装置7采用操纵杆71、***部件72、转动驱动件74、止退件73和控制机构的组合，配合设置在坩埚3上的卡槽31和止退孔32，可以稳定带着坩埚3进出加热管2以及旋拧坩埚3，实现坩埚3的装卸，其具有结构简单紧凑、成本低、易于制作、操作简便的优点。

本实施例中，转动驱动件74以能调节与***部件72之间间距的方式滑设安装在操纵杆71上，操纵杆71上还设有迫使转动驱动件74与卡入止退孔32中的止退件73配合夹紧坩埚3的弹性件75。在***部件72***坩埚3的过程中，坩埚3迫使转动驱动件74滑动逐渐压缩弹性件75，在止退件73卡入止退孔32中后会与转动驱动件74配合夹紧坩埚3，使拆装装置7与坩埚3形成稳固连接，连接后即可带着坩埚3进出加热管2以及旋拧拆装坩埚3。设置弹性件75迫使转动驱动件74压紧坩埚3，弹性件75允许转动驱动件74弹性浮动，便于调节***部件72***坩埚3的深度使止退件73对准并卡入止退孔32中，可降低制作装配精度，并且弹性件75的作用使转动驱动件74始终压紧坩埚3，保证拆装装置7与坩埚3的连接稳固性。

上述弹性件75采用套设在操纵杆71外部的伸缩弹簧，伸缩弹簧的一端与设于操纵杆71上的抵接部相抵，另一端与转动驱动件74相抵，从而迫使转动驱动件74压紧坩埚3。

本实施例中，止退件73滑设安装在***部件72上，以实现伸缩运动，如图6所示，控制机构包括转动安装在***部件72上的驱动转轮76，驱动转轮76上对应每个止退件73均设有一偏心凹槽761，止退件73设有配合杆部731，配合杆部731***对应的偏心凹槽761中，驱动转轮76连接有一用于驱使驱动转轮76转动的转动驱动杆77。旋转转动驱动杆77驱使驱动转轮76转动时，偏心凹槽761随驱动转轮76转动会迫使配合杆部731沿偏心凹槽761运动，改变配合杆部731与驱动转轮76转动轴线之间的间距，进而使止退件73伸缩运动。该控制机构具有结构简单紧凑、易于制作装配、工作稳定性好、控制简便的优点。

优选的，各止退件73还连接有迫使止退件73伸出的弹性部件78，在不旋转转动驱动杆77时，弹性部件78使止退件73保持伸出状态，这样在止退件73卡入止退孔32后，不需要操控转动驱动杆77来使止退件73保持伸出状态，能够简化操作，降低操作难度。进一步优选的，各止退件73的端部设有斜面，该斜面在***部件72***坩埚3的过程中与坩埚3内壁配合迫使止退件73缩入运动，不需要操控转动驱动杆77即可使***部件72***坩埚3，且在止退件73对准止退孔32时，在弹性部件78的作用下自动伸出卡入止退孔32中，可简化操作。

本实施例中，转动驱动杆77穿设安装在操纵杆71内部且自驱动转轮76延伸至操纵杆71远离***部件72的一端外部。该种安装方式能够提高结构紧凑性，并使转动驱动杆77延伸至加热管2外部，方便操作，提高安全性。

本实施例中，加热管2包括外结晶管21和设于外结晶管21内的内石墨管22，内石墨管22的上端位于外结晶管21的中部，且内石墨管22的上端设有螺纹连接孔221，坩埚3设有用于与螺纹连接孔221配合连接的螺纹连接部33。优选的，外结晶管21材质为碳化硅重结晶。内石墨管22的上端设有一喇叭型的渐扩导入口，该渐扩导入口引导坩埚3***内石墨管22并与对准螺纹连接孔221。

本实施例中，融滴炉还设有尾气烧结炉8，如图7所示，尾气烧结炉8包括具有烧结内腔82的烧结炉体81，烧结内腔82具有尾气进口83和尾气出口84，烧结内腔82内安装有贯穿烧结内腔82设置且相互平行的多根加热棒85，烧结内腔82具有多个沿尾气进口83到尾气出口84方向依次间隔布置的布棒截面，各布棒截面内至少具有一根加热棒85，相邻两个布棒截面内的加热棒85呈交错方式布置。加热管2内产生的尾气经尾气排出管道通至尾气进口83，尾气进入烧结内腔82后沿尾气进口83到尾气出口84方向流动，并依次与各布棒截面内的加热棒85接触进行烧结，由于相邻两个布棒截面内的加热棒85呈交错方式布置，也即前一布棒截面内的加热棒85不会遮挡后一布棒截面内的加热棒85，尾气与前一布棒截面内加热棒85接触并分流流向后一布棒截面时，能够更好的与后一布棒截面内加热棒85接触，从而可提高烧结效果和效率。优选的，尾气出口84连接有抽风装置，利于尾气进入烧结内腔82以及烧结后的尾气排出。

本实施例中，压料装置4通过自平衡装置9以能在水平面内弹性浮动的方式安装在驱动装置5的驱动端，如图8所示，自平衡装置9包括浮动座91，浮动座91滑设安装在驱动装置5的驱动端，驱动装置5的驱动端安装有弹性限制浮动座91滑动的弹性机构92。浮动座91可克服弹性机构92的弹性阻碍作用往复滑动，也即浮动座91能在水平面内弹性浮动，而压料装置4安装在浮动座91上，这样驱动装置5和加热管2的相对位置精度存在一定误差的情况下，压料装置4也能够自动调整对准加热管2，因此设置自平衡装置9后，在保证工作稳定可靠的情况下可降低对驱动装置5和加热管2的制作、安装精度要求，进而降低制作装配难度和成本，降低控制难度，同时无需人工每次校准，可大大降低操作使用难度。该自平衡装置9采用浮动座91和弹性机构92的组合，具有结构简单、稳定性好、易于制作装配的优点。优选的，上述弹性机构92包括分设于浮动座91两端的伸缩弹簧，伸缩弹簧的一端与浮动座91相抵，另一端与设于驱动装置5驱动端上的挡板相抵，伸浮动座91往复滑动时，两个伸缩弹簧分别被压缩并对浮动座91起弹性阻碍作用。

本实施例中，压料装置4包括连杆41、连接于连杆41下端的压头42、连接于连杆41上用于与位于加热管2上端的密封套23滑动密封配合的滑动密封头43，浮动座91上通过调心轴承93安装有一定位套94，定位套94具有上下贯通的贯通孔，连杆41贯穿贯通孔，连杆41上设有一支承在定位套94上支承件44，贯通孔的上端具有锥形定位孔，支承件44具有***锥形定位孔中并与锥形定位孔锥面接触配合形成定位的锥形定位部。易于对连杆41定位，连杆41的安装稳定性好。

上述包含连杆41、压头42和滑动密封头43的压料装置4，以及位于加热管2上端的密封套23，在结构及装配方式上均与现有技术相同。优选的，滑动密封头43还内置配重块，连杆41上设有用于塞入加热管2内的炉口保温塞，连杆41内设有用于***安装测温热电偶的安装通道。

本实施例中，驱动装置5包括以上下运动方式安装在一炉架100上的升降座51和以水平移动方式安装在升降座51上的平移座52，升降座51连接有用于驱动升降座51上下运动的升降驱动组件，平移座52连接有用于驱动平移座52移动的移动驱动组件，平移座52作为驱动装置5的驱动端。利用升降座51的上下升降运动和平移座52的水平移动，可使平移座52带着压料装置4上下和平移运动，进而进出加热管2，并使压料装置4可运动到加热管2侧上方不影响坩埚3拆装的位置。驱动装置5采用升降加平移的驱动结构及方式，具有结构简单、成本低、易于制作、控制简便的优点。优选的，在炉架100上设置两根立柱，升降座51的两端滑设在两根立柱上，升降驱动组件采用电机和丝杠机构的组合，其运动稳定性好、精度高、维修少、寿命长。平移座52滑设安装在升降座51上，平移驱动组件采用电机和齿轮齿条机构的组合。

本实施例的融滴炉工作时，在密封进气箱6内安装有天平，天平上放置装料器，在坩埚3内装入物料后，利用拆装装置7将坩埚3装入加热管2内，然后利用驱动装置5驱使压料装置4进入加热管2，使压料装置4在自重作用下下压坩埚3中的物料，坩埚3内的物料被加热炉1加热融化，融化后的融滴滴落到装料器中，并被天平进行称重。处理完成后需要取出坩埚3时，利用驱动装置5驱使压料装置4退出加热管2并移动至加热管2的侧上方，再采用拆装装置7伸入加热管2内拆下坩埚3即可。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种融滴炉，包括加热炉(1)、加热管(2)、坩埚(3)、压料装置(4)和用于驱动压料装置(4)进出所述加热管(2)的驱动装置(5)，所述加热管(2)沿竖直方向穿过所述加热炉(1)的炉膛(10)，所述加热管(2)的上端具有供坩埚(3)和压料装置(4)进出的进出口，所述加热管(2)的下端连接有密封进气箱(6)，其特征在于：所述坩埚(3)安装在所述加热管(2)内并与加热管(2)螺纹配合连接。

2.根据权利要求1所述的融滴炉，其特征在于：所述融滴炉还包括用于拆装所述坩埚(3)的拆装装置(7)，所述坩埚(3)的开口端设有一个以上卡槽(31)，所述坩埚(3)的内壁上设有一个以上止退孔(32)，所述拆装装置(7)包括操纵杆(71)和连接于操纵杆(71)一端用于***所述坩埚(3)内的***部件(72)，所述***部件(72)上对应每个止退孔(32)均设有一个止退件(73)，所述止退件(73)以伸缩运动方式安装在***部件(72)上并由一控制机构控制伸缩运动，所述止退件(73)缩入时允许***部件(72)进出所述坩埚(3)，所述***部件(72)***所述坩埚(3)内且止退件(73)伸出时止退件(73)卡入对应的止退孔(32)中以阻止***部件(72)从坩埚(3)内退出，所述操纵杆(71)上还安装有用于卡入所述卡槽(31)中以驱使坩埚(3)转动的转动驱动件(74)。

3.根据权利要求2所述的融滴炉，其特征在于：所述转动驱动件(74)以能调节与***部件(72)之间间距的方式滑设安装在操纵杆(71)上，所述操纵杆(71)上还设有迫使转动驱动件(74)与卡入止退孔(32)中的止退件(73)配合夹紧坩埚(3)的弹性件(75)。

4.根据权利要求2所述的融滴炉，其特征在于：所述止退件(73)滑设安装在***部件(72)上，所述控制机构包括转动安装在所述***部件(72)上的驱动转轮(76)，所述驱动转轮(76)上对应每个止退件(73)均设有一偏心凹槽(761)，所述止退件(73)设有配合杆部(731)，所述配合杆部(731)***对应的偏心凹槽(761)中，所述驱动转轮(76)连接有一用于驱使驱动转轮(76)转动的转动驱动杆(77)。

5.根据权利要求4所述的融滴炉，其特征在于：所述转动驱动杆(77)穿设安装在操纵杆(71)内部且自驱动转轮(76)延伸至操纵杆(71)远离***部件(72)的一端外部。

6.根据权利要求1所述的融滴炉，其特征在于：所述加热管(2)包括外结晶管(21)和设于外结晶管(21)内的内石墨管(22)，所述内石墨管(22)的上端位于外结晶管(21)的中部，且内石墨管(22)的上端设有螺纹连接孔(221)，所述坩埚(3)设有用于与螺纹连接孔(221)配合连接的螺纹连接部(33)。

7.根据权利要求1所述的融滴炉，其特征在于：所述融滴炉还设有尾气烧结炉(8)，所述尾气烧结炉(8)包括具有烧结内腔(82)的烧结炉体(81)，所述烧结内腔(82)具有尾气进口(83)和尾气出口(84)，所述烧结内腔(82)内安装有贯穿烧结内腔(82)设置且相互平行的多根加热棒(85)，所述烧结内腔(82)具有多个沿尾气进口(83)到尾气出口(84)方向依次间隔布置的布棒截面，各布棒截面内至少具有一根所述加热棒(85)，相邻两个布棒截面内的加热棒(85)呈交错方式布置。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的融滴炉，其特征在于：所述压料装置(4)通过自平衡装置(9)以能在水平面内弹性浮动的方式安装在驱动装置(5)的驱动端，所述自平衡装置(9)包括浮动座(91)，所述浮动座(91)滑设安装在驱动装置(5)的驱动端，所述驱动装置(5)的驱动端安装有弹性限制浮动座(91)滑动的弹性机构(92)。

9.根据权利要求8所述的融滴炉，其特征在于：所述压料装置(4)包括连杆(41)、连接于连杆(41)下端的压头(42)、连接于连杆(41)上用于与位于加热管(2)上端的密封套(23)滑动密封配合的滑动密封头(43)，所述浮动座(91)上通过调心轴承(93)安装有一定位套(94)，所述定位套(94)具有上下贯通的贯通孔，所述连杆(41)贯穿所述贯通孔，所述连杆(41)上设有一支承在定位套(94)上支承件(44)，所述贯通孔的上端具有锥形定位孔，所述支承件(44)具有***所述锥形定位孔中并与锥形定位孔锥面接触配合形成定位的锥形定位部。

10.根据权利要求8所述的融滴炉，其特征在于：所述驱动装置(5)包括以上下运动方式安装在一炉架(100)上的升降座(51)和以水平移动方式安装在所述升降座(51)上的平移座(52)，所述升降座(51)连接有用于驱动升降座(51)上下运动的升降驱动组件，所述平移座(52)连接有用于驱动平移座(52)移动的移动驱动组件，所述平移座(52)作为所述驱动装置(5)的驱动端。

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