CN112665377B - 旋转式钟罩炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旋转式钟罩炉，包括具有炉膛的炉体以及用于封闭炉膛的炉门，炉膛内安装有加热装置，炉膛连接有进气系统和排气系统，进气系统包括伸入炉膛且上下延伸布置的多根进气管，多根进气管环绕炉门的转动轴线间隔布置，各进气管的一端作为进气端连接有气源，各进气管的管壁上设有与炉膛连通且沿上下方向依次间隔布置的进气口，多个进气口的开口大小配置成在气体由进气管一端进入时各进气口的出气流量一致或者基本一致。该旋转式钟罩炉具有结构简单、成本低、易于装配维护、工作稳定可靠、温度和气氛均匀性好等优点。

Description

旋转式钟罩炉

技术领域

本发明涉及热处理窑炉技术领域，具体涉及一种旋转式钟罩炉。

背景技术

在电容、电子陶瓷、粉末冶金等新材料领域，产品日益向着高端化发展，例如MLCC，其广泛运用于各种高、低频电容中，具有高可靠性、高精度、高集成、低功耗、大容量、小体积和低成本等特点，起到退耦、耦合、滤波、旁路和谐振等作用，主要朝着微型化、高容量化、高频化、高温化、高电压化方向发展。

烧结这类新材料的烧结设备一般采用电热式窑炉，根据烧结温度以及产品的不同，可采用电热丝、硅碳棒、硅钼棒等作为加热元件。整个烧结过程分排胶升温、高温及保温烧结、降温、保温回火四个过程。随着新产品的发展和新工艺的应用，对烧结设备提出了更高的要求，具体表现在：

一是氧含量必须要能实现精确控制，这需要整个配气系统、进气系统及排气系统、炉体密封系统的协同配合；

二是温度均匀性要能有所保障，这需要加热系统、气氛系统的协同配合。

然而，现有气氛旋转式钟罩炉的进气系统是通过在炉膛四周侧壁上设置多个进气口以将气体通入炉膛中，排气系统是通过在炉膛底部设置出气孔以将气体排出，这种进排气方式使炉膛内氧含量和温度均匀性较差，很难达到更高的工艺要求，尤其是在所需烧结温度较高时(例如，MLCC的烧结温度在1600℃左右)，这种条件下只能采用硅钼棒作为发热元件，但是硅钼棒因本身材料的问题，只能采取吊装的形式，吊装形式的硅钼棒会导致炉膛中部和四周的温度以及上下方向的温度更加不均匀。

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，提供一种结构简单、成本低、易于装配维护、工作稳定可靠、温度和气氛均匀性好的旋转式钟罩炉。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种旋转式钟罩炉，包括具有炉膛的炉体以及用于封闭所述炉膛的炉门，所述炉膛内安装有加热装置，所述炉膛连接有进气系统和排气系统，所述进气系统包括伸入所述炉膛且上下延伸布置的多根进气管，多根所述进气管环绕所述炉门的转动轴线间隔布置，各进气管的一端作为进气端连接有气源，各进气管的管壁上设有与炉膛连通且沿上下方向依次间隔布置的进气口，多个所述进气口的开口大小配置成在气体由进气管一端进入时各进气口的出气流量一致或者基本一致。

作为上述技术方案的进一步改进：

各进气管的上端贯穿伸出至炉体外部并与所述气源相连，各进气管上多个进气口的开口面积沿由上至下的方向逐个减小。

所述进气口的开口方向朝向所述炉门的转动轴线。

所述炉体上安装有气箱，各进气管与所述气箱相连，所述气箱通过管道与气源相连。

所述炉门包括门本体、转动承料平台和移动平台，所述转动承料平台绕上下延伸的轴线转动安装在门本体上，所述门本体通过一个以上弹性支承件支承安装在所述移动平台上。

所述排气系统包括与排气装置相连的多根排气管，各排气管由上至下伸入所述炉膛内，各排气管设有与炉膛连通的一个以上排气口，多根所述排气管环绕所述炉门的转动轴线间隔布置，且每根排气管到炉门的转动轴线之间的距离小于任意一根进气管到炉门的转动轴线之间的距离。

所述排气口的开口方向背向所述炉门的转动轴线。

各排气管设有多个排气口，多个排气口沿由上至下的方向依次间隔布置。

所述排气装置包括排气母管和与所述排气母管相连的排气控制组件，各排气管与所述排气母管相连，所述排气控制组件包括两根排气支管，各排气支管的一端与排气母管相连，各排气支管的另一端设有在低于预设压力时关闭以阻止排气、在高于预设压力时打开排气的排气阀，两根根排气支管所对应排气阀的预设压力不同。

所述排气阀包括阀体、阀芯和安装在阀体上的伸缩气缸，所述阀体设有阀腔、与所述阀腔连通的进口和与所述阀腔连通的出口，所述进口与排气支管连通，所述阀腔的内壁设有一环绕所述进口的环形面，所述伸缩气缸的伸缩杆与所述阀芯相连，并能驱动阀芯在贴合环形面以使进口与阀腔断开的第一位置和脱离环形面以使进口与阀腔连通的第二位置之间往复运动。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的旋转式钟罩炉中，进气系统采用多根进气管，多根进气管环绕炉门的转动轴线间隔布置，各进气管的管壁上设有与炉膛连通且沿上下方向依次间隔布置的进气口，可使气体在炉膛周向和上下方向上的多个位置进入炉膛，从而使进气更加均匀，利于提高炉膛内温度和气氛的均匀性，同时，各进气管管壁上的多个进气口的开口大小配置成在气体由进气管一端进入时各进气口的出气流量一致或者基本一致，使每个位置进气的流量也一致或者基本一致，能够进一步提高进气的均匀性，使炉膛内温度和气氛的均匀性更好。该旋转式钟罩炉还具有结构简单、成本低、易于装配维护、工作稳定可靠的优点。

附图说明

图1为旋转式钟罩炉的立体结构示意图。

图2为炉体的主剖视结构示意图。

图3为炉体的俯视结构示意图。

图4为进气管的主视结构示意图。

图5为排气管的主视结构示意图。

图6为排气装置的立体结构示意图。

图7为排气阀在关闭时的剖视结构示意图。

图8为排气阀在打开时的剖视结构示意图。

图9为炉门的主剖视结构示意图。

图例说明：

1、炉体；11、炉膛；2、炉门；21、门本体；22、转动承料平台；23、移动平台；24、弹性支承件；3、加热装置；4、进气系统；41、进气管；411、进气口；42、气箱；5、排气系统；51、排气管；511、排气口；52、排气母管；53、排气支管；6、排气阀；61、阀体；611、阀腔；612、进口；613、出口；614、环形面；62、阀芯；63、伸缩气缸。

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至图4所示，本实施例的旋转式钟罩炉，包括具有炉膛11的炉体1以及用于封闭炉膛11的炉门2，炉膛11的下端开口，驱动炉门2升降运动可打开和封闭炉膛11的下端开口，炉膛11内安装有加热装置3，炉膛11连接有进气系统4和排气系统5，进气系统4包括伸入炉膛11且上下延伸布置的多根进气管41，多根进气管41环绕炉门2的转动轴线间隔布置，各进气管41的一端作为进气端连接有气源，各进气管41的管壁上设有与炉膛11连通且沿上下方向依次间隔布置的进气口411，多个进气口411的开口大小配置成在气体由进气管41一端进入时各进气口411的出气流量一致或者基本一致。该旋转式钟罩炉中，进气系统4采用多根进气管41，多根进气管41环绕炉门2的转动轴线间隔布置，各进气管41的管壁上设有与炉膛11连通且沿上下方向依次间隔布置的进气口411，可使气体在炉膛11周向和上下方向上的多个位置进入炉膛11，从而使进气更加均匀，利于提高炉膛11内温度和气氛的均匀性，同时，各进气管41管壁上的多个进气口411的开口大小配置成在气体由进气管41一端进入时各进气口411的出气流量一致或者基本一致，使每个位置进气的流量也一致或者基本一致，能够进一步提高进气的均匀性，使炉膛11内温度和气氛的均匀性更好。该旋转式钟罩炉还具有结构简单、成本低、易于装配维护、工作稳定可靠的优点。

在另一实施例中优选的，多根进气管41环绕炉门2的转动轴线均匀间隔布置，进一步优选的进气管41的数量为六根。

本实施例中，各进气管41的上端贯穿伸出至炉体1外部并与气源相连，各进气管41上多个进气口411的开口面积沿由上至下的方向逐个减小，该种上方进气口411开口面积大、下方进气口411开口面积小的形式，气体从进气管41的上端进入进气管41时，在气流惯性作用下会优先从下方的进气口411进入炉膛11，从而实现气体由进气管41上端进入时各进气口411的出气流量一致或者基本一致。这样，仅通过配置各进气口411的开口面积就实现了该目的，具有结构简单紧凑、制作简易、成本低的优点。本实施例是使各进气管41的上端贯穿伸出至炉体1外部并与气源相连，这样方便进气管41的安装，且进气管41相对于炉体1保持固定，方便与气源连接，且易于保证密封。

本实施例中，进气口411的开口方向朝向炉门2的转动轴线，使进入炉膛11的气体流向承载在炉门2上的物料，利于与物料充分均匀的接触，尤其是在炉门2驱使物料旋转时，使物料与气体接触更加充分均匀。

本实施例中，炉体1上安装有气箱42，各进气管41与气箱42相连，气箱42通过管道与气源相连。设置气箱42，一方面可利用炉体1的热量预热气体，实现预热利用，降低能耗，另一方面气箱42起到降低气体流速的作用，使气体经过气箱42后流速放缓，随后再缓慢通过进气管41进入炉膛11，可使炉膛11内气氛和温度更加均匀。在另一实施例中优选的，气箱42呈环形，便于与各进气管41连接。在又一实施例中优选的，气箱42设置在炉体1顶部并与炉体1贴合，由于炉顶温度较高，更有利于预热利用。

本实施例中，如图1和图9所示，炉门2包括门本体21、转动承料平台22和移动平台23，转动承料平台22绕上下延伸的轴线转动安装在门本体21上，门本体21通过多个弹性支承件24支承安装在移动平台23上。一方面弹性支承件24允许门本体21相对于移动平台23向下运动，在移动平台23带着门本体21由下向上运动封闭炉膛11的过程中，起到弹性缓冲作用，可防止门本体21过度压紧炉体1，避免损坏门本体21和炉体1以及门本体21和炉体1之间的密封件被压坏，另一方面弹性支承件24的作用使门本体21能够相对于移动平台23摆动，以自动调节门本体21的水平度，从而使门本体21始终能与炉体1保持最佳的贴合状态，保证密封性及安全可靠性。从另一角度来讲，在实现上述目的情况下，可以降低对驱动炉门2移动的驱动装置的性能要求。上述弹性支承件24采用伸缩弹簧，优选的，多个弹性支承件24绕转动承料平台22的轴线均匀间隔布置。在另一实施例中，门本体21还可仅通过一个弹性支承件24支承安装在移动平台23上。

本实施例中，如图2、图3和图5所示，排气系统5包括与排气装置相连的多根排气管51，各排气管51由上至下伸入炉膛11内，各排气管51设有与炉膛11连通的一个以上排气口511，多根排气管51环绕炉门2的转动轴线间隔布置，且每根排气管51到炉门2的转动轴线之间的距离小于任意一根进气管41到炉门2的转动轴线之间的距离。该排气系统5使炉膛11内的气体在炉膛11周向上的多个位置排出炉膛11，利于提高炉膛11内温度和气氛的均匀性，同时利于气体顺畅、及时、快速排出。同时，由于炉门2转动时炉膛11内的气流呈涡流形式运动，多根排气管51环绕炉门2的转动轴线间隔布置，每根排气管51到炉门2的转动轴线之间的距离小于任意一根进气管41到炉门2的转动轴线之间的距离，有利于借助涡流形式的气流使废气快速排出，提高排气效率。在另一实施例中优选的，多根排气管51环绕炉门2的转动轴线均匀间隔布置。

本实施例中，排气口511的开口方向背向炉门2的转动轴线，更有利于借助涡流形式的气流使废气快速排出。

本实施例中，各排气管51设有多个排气口511，多个排气口511沿由上至下的方向依次间隔布置。使炉膛11内的气体在炉膛11周向和上下方向上的多个位置排出炉膛11，更有利于提高炉膛11内温度和气氛的均匀性。优选的，排气管51的数量为三根。

本实施例中，如图6至图8所示，排气装置包括排气母管52和与排气母管52相连的排气控制组件，各排气管51与排气母管52相连，排气控制组件包括两根排气支管53，各排气支管53的一端与排气母管52相连，各排气支管53的另一端设有在低于预设压力时关闭以阻止排气、在高于预设压力时打开排气的排气阀6，两根排气支管53所对应排气阀6的预设压力不同。也即其中一根排气支管53所对应排气阀6的预设压力大于另一根排气支管53所对应排气阀6的预设压力，该种排气装置可实现将较低预设压力的排气阀6用于正常排气，以将炉压降低至预设值，在较低预设压力的排气阀6的排气速度仍然无法将炉压降低至预设值时，升高的炉压会迫使较高预设压力的排气阀6开启进行同步排气，从而保证炉压精准、稳定、可靠的自动调节。

本实施例中，排气阀6包括阀体61、阀芯62和安装在阀体61上的伸缩气缸63，阀体61设有阀腔611、与阀腔611连通的进口612和与阀腔611连通的出口613，进口612与排气支管53连通，阀腔611的内壁设有一环绕进口612的环形面614，伸缩气缸63的伸缩杆与阀芯62相连，并能驱动阀芯62在贴合环形面614以使进口612与阀腔611断开的第一位置和脱离环形面614以使进口612与阀腔611连通的第二位置之间往复运动。排气阀6在关闭时伸缩气缸63驱动阀芯62在贴合环形面614，阀芯62将进口612与阀腔611断开(参见图7)，此时不排气；在关闭状态下若排气支管53通至进口612气体对阀芯62的作用力大于伸缩气缸63的驱动气体对伸缩杆的作用力(此时排气支管53通至进口612气体的压力为预设压力)，会迫使阀芯62克服伸缩气缸63内驱动气体的作用力向第二位置运动(参见图8)，阀芯62脱离环形面614，使进口612与阀腔611连通，此时排气支管53内的气体可经进口612、阀腔611和出口613排出，实现排气。同时，伸缩气缸63驱动阀芯62脱离环形面614时，还可实现常开排气。该种排气阀6采用伸缩气缸63控制阀芯62运动实现开闭，可通过控制伸缩气缸63的压力来控制阀芯62贴紧环形面614的力，也即可通过控制伸缩气缸63的压力来控制排气阀6开启的预设压力，其控制简便、便于调节、精度高、工作稳定可靠。

本实施例中，加热装置3和进气系统4均参考现有旋转式钟罩炉进行设置，例如，加热装置3采用硅碳棒或硅钼棒，进气系统4包括多根与炉膛11连通的进气管路，进气管路与供气气源相连。

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 (6)

1.一种旋转式钟罩炉，包括具有炉膛（11）的炉体（1）以及用于封闭所述炉膛（11）的炉门（2），所述炉膛（11）内安装有加热装置（3），所述炉膛（11）连接有进气系统（4）和排气系统（5），其特征在于：所述进气系统（4）包括伸入所述炉膛（11）且上下延伸布置的多根进气管（41），多根所述进气管（41）环绕所述炉门（2）的转动轴线间隔布置，各进气管（41）的一端作为进气端连接有气源，各进气管（41）的管壁上设有与炉膛（11）连通且沿上下方向依次间隔布置的进气口（411），多个所述进气口（411）的开口大小配置成在气体由进气管（41）一端进入时各进气口（411）的出气流量一致；

所述排气系统（5）包括与排气装置相连的多根排气管（51），各排气管（51）由上至下伸入所述炉膛（11）内，各排气管（51）设有与炉膛（11）连通的一个以上排气口（511），多根所述排气管（51）环绕所述炉门（2）的转动轴线间隔布置，且每根排气管（51）到炉门（2）的转动轴线之间的距离小于任意一根进气管（41）到炉门（2）的转动轴线之间的距离；

各排气管（51）设有多个排气口（511），多个排气口（511）沿由上至下的方向依次间隔布置；

所述排气装置包括排气母管（52）和与所述排气母管（52）相连的排气控制组件，各排气管（51）与所述排气母管（52）相连，所述排气控制组件包括两根排气支管（53），各排气支管（53）的一端与排气母管（52）相连，各排气支管（53）的另一端设有在低于预设压力时关闭以阻止排气、在高于预设压力时打开排气的排气阀（6），两根排气支管（53）所对应排气阀（6）的预设压力不同；

所述排气阀（6）包括阀体（61）、阀芯（62）和安装在阀体（61）上的伸缩气缸（63），所述阀体（61）设有阀腔（611）、与所述阀腔（611）连通的进口（612）和与所述阀腔（611）连通的出口（613），所述进口（612）与排气支管（53）连通，所述阀腔（611）的内壁设有一环绕所述进口（612）的环形面（614），所述伸缩气缸（63）的伸缩杆与所述阀芯（62）相连，并能驱动阀芯（62）在贴合环形面（614）以使进口（612）与阀腔（611）断开的第一位置和脱离环形面（614）以使进口（612）与阀腔（611）连通的第二位置之间往复运动。

2.根据权利要求1所述的旋转式钟罩炉，其特征在于：各进气管（41）的上端贯穿伸出至炉体（1）外部并与所述气源相连，各进气管（41）上多个进气口（411）的开口面积沿由上至下的方向逐个减小。

3.根据权利要求2所述的旋转式钟罩炉，其特征在于：所述进气口（411）的开口方向朝向所述炉门（2）的转动轴线。

4.根据权利要求1所述的旋转式钟罩炉，其特征在于：所述炉体（1）上安装有气箱（42），各进气管（41）与所述气箱（42）相连，所述气箱（42）通过管道与气源相连。

5.根据权利要求1所述的旋转式钟罩炉，其特征在于：所述炉门（2）包括门本体（21）、转动承料平台（22）和移动平台（23），所述转动承料平台（22）绕上下延伸的轴线转动安装在门本体（21）上，所述门本体（21）通过一个以上弹性支承件（24）支承安装在所述移动平台（23）上。

6.根据权利要求1所述的旋转式钟罩炉，其特征在于：所述排气口（511）的开口方向背向所述炉门（2）的转动轴线。