一种卧式电磁加热炉石墨坩埚支撑装置的制作方法

[0001]
本实用新型涉及一种电磁炉的支撑装置，尤其是一种卧式电磁加热炉石墨坩埚支撑装置，主要用于各种带有石墨坩埚作为内胆的电磁加热炉，属于电磁加热炉及其部件制作技术领域。


背景技术：

[0002]
电磁感应加热炉是加热炉的一种，电磁感应加热炉主要是通过电磁加热线圈产生交变磁场、当将石墨坩埚放置保温层中间时，容器表面即切割交变磁力线而在石墨坩埚内部产生交变的电流（即涡流），涡流使石墨坩埚的载流子高速无规则运动，载流子与原子互相碰撞、摩擦而产生热能。从而起到加热物品的效果。由于该种加热方式具有高效，电磁加热因线圈本身基本不会产生热量，寿命长，安全可靠，高效节能，准确控温，绝缘性好，改善工作环境等特点，其用途越来越广。
[0003]
为了进一步提高效率，不让被加热物体的热量散发，在电磁加热炉中对于石墨坩埚都会采用外包保温层来将石墨坩埚包围起来，以防炉内的热量向炉外扩散；可是对于卧式电磁加热炉，如果将石墨坩埚放置在保温层中间，当石墨坩埚被加热时里面装载产品时包裹在外的保温层就会出现石墨坩埚下沉，这种石墨坩埚的下沉会导致石墨坩埚的不平，以致整个炉子的密封性、温度均匀性，以及保温性能都会受影响，因此如何解决卧式电磁加热炉石墨坩埚下沉的问题成了急需要解决的重要课题
[0004]
通过专利检索，没有发现与本专利相同的专利文献公开，与本专利相关的对比文件有以下几个：
[0005]
1、申请号为“cn201620963376.7”，名称为“卧式石墨化炉”的实用新型专利，公开了一种卧式石墨化炉，包括内炉体、加热机构和外炉体，所述内炉体由内至外包括反应室、坩埚和保温层，所述内炉体和所述加热机构设置在所述外炉体内部，所述外炉体包括炉体外壳和炉盖，所述炉盖设置在所述炉体外壳两端，所述坩埚设置在所述保温层的内壁中，所述保温层包括硬质碳毡保温层和软质碳毡保温层,所述硬质碳毡保温层的底盘支撑着所述坩埚，所述内炉体两端设有保温门。
[0006]
2、申请号为“cn201620963356.x”，名称为“一种卧式方形高温石墨化炉”的实用新型专利，公开了一种卧式方形高温石墨化炉，包括炉体、炉盖、和真空泵，所述真空泵通过真空管道与炉体连接，所述炉体下设有与之固定连接的底座。所述炉盖通过开盖装置与炉体连接，所述炉体内设有与炉体固定连接的内支撑平台，内支撑平台上设有方形感应线圈，方形感应线圈的两端延伸至炉体外，方形感应线圈的内部设有方形石墨坩埚和石墨支撑杯，方形石墨坩埚支撑在石墨支撑杯上。
[0007]
3、申请号为“cn201821096065.0”，名称为“一种石墨生产用卧式艾奇逊石墨化炉”的实用新型专利，公开了一种石墨生产用卧式艾奇逊石墨化炉，包括底板，所述底板的上表面固定连接有两个电动推杆，且两个电动推杆的顶端均与支撑板的下表面固定连接，所述支撑板的上表面开设有通孔，所述通孔内设置有滑杆，所述滑杆的左右两端分别与通孔内
壁的左侧面和右侧面固定连接，所述滑杆的表面套接有滑套，所述滑套的下表面固定连接有活动块，所述活动块的左侧面卡接有螺纹帽。所述第二连接块的上表面固定连接有运料箱，所述运料箱的下表面固定连接有活动装置，所述活动装置位于第二连接块的右侧，且活动装置的下表面固定连接在支撑板的上表面，所述运料箱的右侧面固定连接有出料管道，所述底板的上表面固定连接有石墨化炉本体，且石墨化炉本体位于电动推杆的右侧，所述石墨化炉本体的上表面开设有进料口，所述进料口与出料管道的位置相对应。
[0008]
上述这些专利都涉及到电磁加热炉，也谈到了支撑装置，但是这些支撑装置都存在一些不足，尤其是对于采用石墨碳毡对石墨坩埚进行保温的情况下，如何合理的支撑，尚未提出理想的解决石墨坩埚的下沉问题，因为支撑并非简单的支撑即可，在考虑支撑装置时，既需要保证支撑，还需要保证与底部的绝缘，同时还需要考虑如何避免热通过支撑装置传到炉外，这些上述专利都缺乏系统的考虑，因此提出一种石墨坩埚支撑装置在本技术领域内具有重大的意义。


技术实现要素：

[0009]
本实用新型的目的在于针对现有卧式电磁感应加热炉内部石墨坩埚缺乏有效支撑，导致石墨坩埚在加热过程中容易出现下沉的不足，提出一种卧式电磁感应加热炉内部石墨坩埚支撑装置，该装置能有效防止卧式电磁感应加热炉内部石墨坩埚在加热过程中下沉。
[0010]
为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：
[0011]
一种卧式电磁加热炉石墨坩埚支撑装置，包括底座，底座上卧式支撑有炉体，在炉体内有电磁加热圈，电磁加热圈内设有硬质绝缘层，硬质绝缘层内又设有保温层，保温层内安装有石墨坩埚；所述的石墨坩埚下面设置有复合支撑装置，石墨坩埚通过复合支撑装置支撑在硬质绝缘层上，使得石墨坩埚与绝缘层形成硬支撑结构。
[0012]
进一步地，所述的复合支撑装置为多节不同结构和材料构成的分段支撑杆组合形成复合支撑杆，复合支撑杆整体穿过保温层，上部顶着石墨坩埚，下部座在硬质绝缘层上，整体包裹在保温层中。
[0013]
进一步地，所述的复合支撑杆分为二段或三段，其中，至少包括一段隔热支撑段和绝缘支撑段；所述的隔热支撑段为硬性材料制作成的多根细小支撑芯杆组合形成的隔热支撑；所述的绝缘支撑段为采用硬质绝缘材料制作的绝缘支撑杆。所述的硬性材料包括碳碳材料、石墨材料、碳化硅材料、陶瓷材料，以及不导磁的金属材料。
[0014]
进一步地，所述的复合支撑杆分为三段，一段为直接与石墨坩埚接触的石墨支撑段，第二段为硬性材料与保温隔热材料混合制作的的隔热支撑段，第三段为绝缘材料制成的绝缘支撑段，通过三段支撑组合形成复合支撑装置，以保障支撑的稳定性，同时又防止热通过支撑装置外扩散。
[0015]
进一步地，所述的复合支撑杆的数量为4个以上，均布在石墨坩埚的底部下面，插在保温层中，使得石墨坩埚能平稳放置在复合支撑杆上，防止石墨坩埚加热时下沉。
[0016]
进一步地，所述的石墨支撑段为石墨制成的硬质支撑块；石墨支撑块支撑在石墨坩埚下面，石墨支撑段的长度为整个复合支撑装置的1/5-1/4的长度。
[0017]
进一步地，所述的隔热支撑段设置在石墨支撑段与绝缘支撑段之间，为硬性材料
制作成的多根细小支撑芯杆组合形成的组合隔热支撑杆；组合隔热支撑杆既能有效支撑石墨坩埚又能有效减少炉内热发散的复合结构支撑杆；隔热支撑段为整个复合支撑装置的1/2-3/4的长度。
[0018]
进一步地，所述的多根细小支撑芯杆是包裹在硬毡套中；在硬毡套中有多个均布的安装细小石墨芯棒的穿孔，孔内插有多根细小支撑芯杆；带有多根细小支撑芯杆的硬毡套与多根细小支撑芯杆组合形成隔热支撑段，再将隔热支撑段插入在保温层中。
[0019]
进一步地，所述的多根细小支撑芯杆是直接包裹在保温层中，形成隔热支撑段；在保温层的底部有多个均布的安装多根细小支撑芯杆的穿孔，每一个穿孔内插有一根细小支撑芯杆，通过保温层中的多根细小支撑芯杆形成隔热支撑段。
[0020]
进一步地，所述的绝缘支撑段为氧化锆制作的绝缘杆，使得复合结构支撑杆与绝缘层隔离形成绝缘，避免出现通过支撑杆形成电磁回路。
[0021]
本实用新型具有以下优点：
[0022]
本实用新型通过采用复合结构支撑杆来支撑石墨坩埚，使得石墨坩埚在炉内形成硬支撑结构，且又能有效避免形成电磁回路，并通过多个细小石墨芯棒形成隔热支撑段有效减少了复合结构支撑杆自身发热和传热，主要有以下优点：
[0023]
1、采用多个细小石墨芯棒组合形成隔热支撑段可以大大减少支撑装置自身的发热和传热，通过减少硬支撑的截面积和有效的电磁屏蔽，使得隔热支撑段既能起到支撑作用，有能有效进行隔热。
[0024]
2、采用多段结构的复合结构支撑杆可以有效调整支撑的的各段功能，通过分段的功能不同，达到不同的目的，最终实现本实用新型既能形成硬支撑，又不会导致热外扩散的目的。
附图说明
[0025]
图1为本实用新型的实施例一结构示意图；
[0026]
图2为图1的支撑装置局部结构放大示意图。
具体实施方式
[0027]
为了本领域普通技术人员能充分实施本实用新型内容，下面结合附图以及具体实施例来进一步阐述本实用新型内容。
[0028]
如图1、图2所示，本实用新型为一种卧式电磁加热炉石墨坩埚支撑装置，包括底座2，底座上卧式支撑有炉体1，在炉体1内有电磁加热圈3，电磁加热圈3内设有硬质绝缘层4，硬质绝缘层4内又设有保温层5，保温层5内安装有石墨坩埚6；所述的石墨坩埚6下面设置有复合支撑装置7，石墨坩埚6通过复合支撑装置7支撑在硬质绝缘层4上，使得石墨坩埚6与绝缘层4形成硬支撑结构。
[0029]
所述的复合支撑装置7为多节不同结构和材料构成的分段支撑杆组合形成复合支撑杆，复合支撑杆整体穿过保温层，上部顶着石墨坩埚6，下部座在硬质绝缘层4上，整体包裹在保温层3中。
[0030]
所述的复合支撑杆分为三段，一段为直接与石墨坩埚接触的石墨支撑段9，第二段为硬性材料与保温隔热材料混合制作的的隔热支撑段10，第三段为绝缘材料制成的绝缘支
撑段11，通过三段支撑组合形成复合支撑装置，以保障支撑的稳定性，同时又防止热通过支撑装置外扩散。
[0031]
所述的复合支撑杆的数量为4个以上，均布在石墨坩埚的底部下面，插在保温层中，使得石墨坩埚能平稳防止在复合支撑杆上，防止石墨坩埚加热时下沉。
[0032]
所述的石墨支撑段9为石墨制成的硬质支撑块；石墨支撑块支撑在石墨坩埚下面，石墨支撑段的长度为整个复合支撑装置的1/5-1/4的长度。
[0033]
所述的隔热支撑段10设置在石墨支撑段与绝缘支撑段之间，为多根细小石墨芯棒12包裹在外包材料中，所组合起来形成的，既能有效支撑石墨坩埚又能有效减少炉内热发散的复合结构支撑杆；隔热支撑段为整个复合支撑装置的1/2-3/4的长度。
[0034]
所述的多根细小石墨棒12是包裹在硬毡套13中；在硬毡套13中有多个均布的安装细小石墨芯棒的穿孔，孔内插有细小石墨芯棒12；带有细小石墨芯棒的硬毡套插入在保温层8中，形成隔热支撑段。
[0035]
所述的绝缘支撑段11为氧化锆制作的绝缘杆，使得复合结构支撑杆与绝缘层隔离形成绝缘，避免出现通过支撑杆形成电磁回路。
[0036]
实施例二
[0037]
实施例二的原理与实施例一是一样的，只是结构稍微有些不同；为一种卧式电磁加热炉石墨坩埚支撑装置，包括底座，底座上卧式支撑有炉体，在炉体内有电磁加热圈，电磁加热圈内设有硬质绝缘层，硬质绝缘层内又设有保温层，保温层内安装有石墨坩埚；所述的石墨坩埚下面设置有复合支撑装置，石墨坩埚通过复合支撑装置支撑在硬质绝缘层上，使得石墨坩埚与绝缘层形成硬支撑结构。
[0038]
所述的复合支撑装置为多节不同结构和材料构成的分段支撑杆组合形成复合支撑杆，复合支撑杆整体穿过保温层，上部顶着石墨坩埚，下部座在硬质绝缘层上，整体包裹在保温层中。
[0039]
只是所述的复合支撑杆分为二段，包括一段隔热支撑段和绝缘支撑段；所述的隔热支撑段为硬性材料制作成的多根细小支撑芯杆组合形成的隔热支撑；所述的绝缘支撑段为采用硬质绝缘材料制作的绝缘支撑杆。所述的绝缘支撑段为采用硬质绝缘材料制作的绝缘支撑杆。所述的硬性材料包括碳碳材料、石墨材料、碳化硅材料、陶瓷材料，以及不导磁的金属材料。
[0040]
所述的复合支撑杆的数量为6个，分两排均布在石墨坩埚的底部下面，插在保温层中，使得石墨坩埚能平稳防止在复合支撑杆上，防止石墨坩埚加热时下沉。
[0041]
所述的隔热支撑段设置在石墨支撑段与绝缘支撑段之间，为多根细小石墨芯棒包裹在外包材料中，所组合起来形成的，既能有效支撑石墨坩埚又能有效减少炉内热发散的复合结构支撑杆；隔热支撑段为整个复合支撑装置的1/2-3/4的长度。
[0042]
所述的多根细小石墨棒是直接包裹在保温层中；在保温层的底部有多个均布的安装细小石墨芯棒的穿孔，孔内插有细小石墨芯棒，通过保温层中的细小石墨芯棒形成隔热支撑段。
[0043]
所述的绝缘支撑段为无机非金属导热绝缘材料制作的绝缘杆，使得复合结构支撑杆与绝缘层隔离形成绝缘，避免出现通过支撑杆形成电磁回路。
[0044]
所述硬性的导热传热散热绝缘材料包括氧化锆、绝缘陶瓷、金属氧化物、金属氮化
物，以及sic。
[0045]
显然，以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
[0046]
本实用新型具有以下优点：
[0047]
本实用新型通过采用复合结构支撑杆来支撑石墨坩埚，使得石墨坩埚在炉内形成硬支撑结构，且又能有效避免形成电磁回路，并通过多个细小石墨芯棒形成隔热支撑段有效减少了复合结构支撑杆自身发热和传热，主要有以下优点：
[0048]
1、采用多个细小石墨芯棒组合形成隔热支撑段可以大大减少支撑是吗棒自身的发热和传热，通过减少硬支撑的截面积和有效的电磁屏蔽，使得隔热支撑段既能起到支撑作用，有能有效进行隔热。
[0049]
2、采用多段结构的复合结构支撑杆可以有效调整支撑的的各段功能，通过分段的功能不同，达到不同的目的，最终实现本实用新型既能形成硬支撑，又不会导致热外扩散的目的。