一种环形串联式石墨棒加热装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种环形串联式石墨棒加热装置，包括呈棒状的石墨电极，连接石墨电极的导电连接件、与外部电源连接的导电连接棒、连接石墨电极和导电连接棒的导电连接块，石墨电极的数量根据被加热装置的周向长度决定，导电连接件的数量根据石墨电极的数量决定，石墨电极串联连接，第一根石墨电极顶端通过一个导电连接块与一根导电连接棒连接；最后一根石墨电极顶端通过另一个导电连接块与另一根导电连接棒连接。本发明提供的环形串联式石墨棒加热装置，使得石墨加热棒无需介入原料且在加热筒的外围组成环形串联式石墨棒加热装置，效率高，且加热棒不易损坏。
【专利说明】
—种环形串联式石墨棒加热装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种加热装置，特别是一种环形串联式石墨棒加热装置。
【背景技术】
[0002]在石英等材料的加热熔融的工艺中，传统的加热方式是将一根石墨电极直接插入石墨原料当中，石英原料盛放在一个大的不锈钢筒当中，在熔融的过程中会缓慢转动不锈钢大筒使其已熔融的石英均匀填补原先石英原料间的空隙，使石英加热更加均匀。这样的加热方式带来了以下几处弊端:第一，由于石墨电极在原料的最中间，从内到外加热石英原料，但是石英原料外围的体积更大，导致石英原料加热效率比较低；第二，在熔融的过程中转动加热筒的方式会导致石墨电极棒容易断裂，一旦折断整炉的原料就会作废，经济损失很大；第三，得到的成品要去除中间靠近石墨电极以及最外层靠近筒壁被污染的石英，这导致成品产量由于这种传统的加热方式而降低；第四，传统的加热方式由于靠近加热筒的最外层只有一些石英废料，导致热量会容易散到周围环境中，造成不必要的能耗消耗；第五，传统的生产方式无法不间断的生产，一部分能源以及生产时间浪费在了装填原料上。
【发明内容】
[0003]为了克服现有技术的问题，本发明提供一种高效率的且加热棒不介入原料的外围环形串联式石墨棒加热装置。
[0004]一种环形串联式石墨棒加热装置，包括呈棒状的石墨电极，连接石墨电极的导电连接件、与外部电源连接的导电连接棒、连接石墨电极和导电连接棒的导电连接块，石墨电极的数量根据被加热装置的周向长度决定，导电连接件的数量根据石墨电极的数量决定，石墨电极按照以下方式连接:第一根石墨电极的底端和第二根石墨电极的底端通过导电连接件连接，第二根石墨电极的顶端和第三根石墨电极的顶端通过导电连接件连接，第三根石墨电极的底端和第四根石墨电极的底端通过导电连接件连接，以此类推，直到最后一根石墨电极的底端与倒数第二根石墨电极的底端通过导电连接件连接，第一根石墨电极和最后一根石墨电极不相连通。第一根石墨电极顶端通过一个导电连接块与一根导电连接棒连接；最后一根石墨电极顶端通过另一个导电连接块与另一根导电连接棒连接。
[0005]本发明与现有技术相比，具有以下优点:第一，石墨电极未介入原料中，被加热材料不会受到污染；第二，数根石墨电极串联形成环状结构并套在加热筒外部，无需转动加热筒即可完成被加热材料的均匀受热，避免了因为加热筒转动发生石墨电极折断的可能；第三，由于石墨电极和被加热材料的分离，可以进行连续不断的生产；第四，石墨电极采用串联的方式，增加了加热的阻值，更好的完成熔融工作。
[0006]下面结合附图具体说明本发明提供的一种环形串联式石墨棒加热装置。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1是本发明的结构示意图；
[0008]图2是本发明各部件的第一种连接方式示意图；
[0009]图3是本发明各部件的第二种连接方式示意图；
[0010]图4是本发明两端均为圆台形的石墨电极的结构示意图；
[0011]图5是本发明一端为圆台形一端带螺纹的石墨电极的结构示意图；
[0012]图6是本发明带有圆台形第一石墨电极凹槽的导电连接件结构示意图；
[0013]图7是本发明带有圆柱形第一石墨电极凹槽的导电连接件结构示意图；
[0014]图8是导电连接块的结构示意图；
[0015]图9是本发明导电连接棒的结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]结合图1，一种环形串联式石墨棒加热装置，包括呈棒状的石墨电极1，连接石墨电极的导电连接件2、与外部电源连接的导电连接棒3、连接石墨电极I和导电连接棒3的导电连接块4，石墨电极I的数量根据被加热装置的周向长度决定，导电连接件2的数量根据石墨电极I的数量决定。
[0017]结合图3和图4，石墨电极I呈棒状，中间呈圆柱形；石墨电极I的两端呈圆台形，或者其一端呈圆台形另一端为与中间端圆柱形直径相同的圆柱形且带有外螺纹。
[0018]结合图5和图6，导电连接件2设有上底面和下底面,上底面和下底面呈腰孔形,上底面设有两个第一石墨电极凹槽2-3，两个第一石墨电极凹槽2-3的中心连线平行于上底面边缘。每一个导电连接件2上的两个第一石墨电极凹槽2-3均呈圆台形或均呈带有内螺纹的圆柱形。当第一石墨电极凹槽2-3呈圆台形时,其斜度与石墨电极I圆台形两端的斜度相同，圆台形的第一石墨电极凹槽2-3的最大内径小于石墨电极的最大内径,且最大内径大于石墨电极的最小内径。当第一石墨电极凹槽2-3呈圆柱形时，圆柱形的第一石墨电极凹槽2-3内径与石墨电极I的最大直径相同。
[0019]导电连接棒3上部呈圆柱形，底部呈圆台形，上部的底面通过水冷电极套与电源连接。
[0020]结合图7，导电连接块4包括上底面和下底面，下底面设有第二石墨电极凹槽4-1，上底面设有导电连接棒凹槽4-2 ;第二石墨电极凹槽4-1呈圆台形，其斜度与石墨电极I圆台形一端的斜度相同，且第二石墨电极凹槽4-1的最大内径小于石墨电极的最大内径,第二石墨电极凹槽4-1的最大内径大于石墨电极I的最小内径；导电连接棒凹槽4-2呈圆台形，其最大内径小于导电连接棒3的最大直径且大于导电连接棒3的最小直径。
[0021]结合图8，作为本发明的一种改进，导电连接块4包括上底面和下底面，上底面设有第二石墨电极凹槽4-1和导电连接棒凹槽4-2 ;第二石墨电极凹槽4-1呈圆柱形，其内径与石墨电极I的外径相同，且第二石墨电极凹槽4-1内壁上设有内螺纹；导电连接棒凹槽4-2呈圆台形，其最大内径小于导电连接棒3的最大直径且大于导电连接棒3的最小直径。
[0022]结合图2、图3，石墨电极I按照以下方式连接:
[0023]第一根石墨电极I的一端和第二根石墨电极I的一端通过导电连接件2连接，第二根石墨电极I的另一端和第三根石墨电极I的一端通过导电连接件2连接，第三根石墨电极I的另一端和第四根石墨电极I的一端通过导电连接件2连接，以此类推，直到最后一根石墨电极I的一端与倒数第二根石墨电极I的另一端通过导电连接件2连接，第一根石墨电极和最后一根石墨电极不相连通；
[0024]第一根石墨电极I另一端通过一个导电连接块4与一根导电连接棒3连接；最后一根石墨电极I另一端通过另一个导电连接块4与另一根导电连接棒3连接。
[0025]导电连接件2、导电连接棒3、导电连接块4均为石墨材质。
[0026]实施例一
[0027]结合图2、图5、图6、图8,石墨电极I的两端均呈斜度为15°的圆台形,石墨电极I的直径约为15mm,长度约为0.5m,两端的圆台形高度为5mm。
[0028]导电连接件2包括上底面和下底面，上底面设有两个第一石墨电极凹槽2-3。导电连接件2的第一石墨电极凹槽2-3为圆台形,其斜度与石墨电极I圆台形两端的斜度相同，圆台形的第一石墨电极凹槽2-3的最大内径小于石墨电极的最大内径，且最大内径大于石墨电极的最小内径，圆台形的第一石墨电极凹槽2-3的最大内径为10mm。
[0029]导电连接棒3上部呈圆柱形,底部呈圆台形,其最大直径为90mm,圆台形高度为20mm，上部的底面通过水冷电极套与电源连接。
[0030]导电连接块4包括上底面和下底面，下底面设有第二石墨电极凹槽4-1，上底面设有导电连接棒凹槽4-2 ;第二石墨电极凹槽4-1呈圆台形,其斜度与石墨电极I圆台形一端的斜度相同，且第二石墨电极凹槽4-1的最大内径小于石墨电极的最大内径，第二石墨电极凹槽4-1的最大内径大于石墨电极I的最小内径，第二石墨电极凹槽4-1的最大内径为1mm;导电连接棒凹槽4-2呈圆台形，其最大内径小于导电连接棒3的最大直径且大于导电连接棒3的最小直径,导电连接棒凹槽4-2的最大内径为15mm。
[0031]被加热的加热筒直径为14cm，经计算需要用到12根石墨电极I和11个导电连接件2。
[0032]工作时，第一根导电连接棒3的底端插入第一个导电连接块4上的导电连接棒凹槽4-2 ;第一根石墨电极I的顶端插入第一个导电连接块4上的第二石墨电极凹槽4-1，底端插入第一个导电连接件2第一石墨电极凹槽2-3 ;第二根石墨电极I的底端插入第一个导电连接件2的第一石墨电极凹槽2-3，顶端插入第二个导电连接件2的第一石墨电极凹槽2-3 ;第三根石墨电极I的顶端插入第二个导电连接件2的第一石墨电极凹槽2-3，底插入第三个导电连接件2的第一石墨电极凹槽2-3 ;以此类推，第十二根石墨电极I的底端插入第十一个导电连接件2的第一石墨电极凹槽2-3，顶端插入第二个导电连接块4上的导电连接棒凹槽4-2 ;第二根导电连接棒3的底端插入第一个导电连接块4上的导电连接棒凹槽 4-2。
[0033]由于石墨电极I的两端均呈圆台形,导电连接件2第一石墨电极凹槽2-3也呈圆台形，因此转动导电连接件2可以使得串联的12根石墨电极I构成一个环状的结构。该环状结构套在加热筒上，通电加热加热筒内部待加热的材料。
[0034]实施例二
[0035]结合图2、图4、图6、图7、图8,石墨电极I的一端外壁上设有外螺纹,另一端呈斜度为15°的圆台形，石墨电极I的直径约为15mm,长度约为0.5m,—端的圆台形高度为5mm ο
[0036]导电连接件2包括上底面和下底面，上底面设有两个第一石墨电极凹槽2-3。导电连接件2的第一石墨电极凹槽2-3为圆台形，其斜度与石墨电极I圆台形的斜度相同，圆台形的第一石墨电极凹槽2-3的最大内径小于石墨电极的最大内径,且最大内径大于石墨电极的最小内径，圆台形的第一石墨电极凹槽2-3的最大内径为1mm ;或者导电连接件2的第一石墨电极凹槽2-3为圆柱形，圆柱形的第一石墨电极凹槽2-3内径与石墨电极I的最大直径相同，凹槽内设有内螺纹。
[0037]导电连接棒3上部呈圆柱形,底部呈圆台形,其最大直径为90mm,圆台形高度为20mm，上部的底面通过水冷电极套与电源连接。
[0038]导电连接块4包括上底面和下底面，下底面设有第二石墨电极凹槽4-1，上底面设有导电连接棒凹槽4-2 ;第二石墨电极凹槽4-1呈圆台形,其斜度与石墨电极I圆台形一端的斜度相同，且第二石墨电极凹槽4-1的最大内径小于石墨电极的最大内径，第二石墨电极凹槽4-1的最大内径大于石墨电极I的最小内径，第二石墨电极凹槽4-1的最大内径为1mm;导电连接棒凹槽4-2呈圆台形，其最大内径小于导电连接棒3的最大直径且大于导电连接棒3的最小直径,导电连接棒凹槽4-2的最大内径为15mm。
[0039]被加热的加热筒直径为14cm，经计算需要用到12根石墨电极I和11个导电连接件2，其中第一、三、五、七、九、十一个导电连接件2上的第一石墨电极凹槽2-3为带内螺纹的圆柱形凹槽，其余的导电连接件2上的第一石墨电极凹槽2-3为圆台形。
[0040]工作时，第一根导电连接棒3的底端插入第一个导电连接块4上的导电连接棒凹槽4-2 ;第一根石墨电极I的顶端插入第一个导电连接块4上的第二石墨电极凹槽4-1，底端旋入第一个导电连接件2第一石墨电极凹槽2-3 ;第二根石墨电极I的底端旋入第一个导电连接件2的第一石墨电极凹槽2-3，顶端插入第二个导电连接件2的第一石墨电极凹槽2-3 ;第三根石墨电极I的顶端插入第二个导电连接件2的第一石墨电极凹槽2-3，底端旋入第三个导电连接件2的第一石墨电极凹槽2-3 ;以此类推，第十二根石墨电极I的底端旋入第十一个导电连接件2的第一石墨电极凹槽2-3，顶端插入第二个导电连接块4上的导电连接棒凹槽4-2 ;第二根导电连接棒3的底端插入第一个导电连接块4上的导电连接棒凹槽4-2。
[0041]由于石墨电极I的顶端均呈圆台形，底端设有外螺纹；导电连接件2第一石墨电极凹槽2-3呈圆台形或带内螺纹的圆柱形，因此石墨电极I可以牢固的螺纹固定于导电连接件2上，石墨电极I与导电连接件2的导通效果更好，而且旋转第二、四、六、八、十个导电连接件2，可以使得串联的12根石墨电极I构成一个环状的结构。该环状结构套在加热筒上，通电加热加热筒内部待加热的材料。
[0042]实施例三
[0043]结合图3、图4、图6、图7、图9,石墨电极I的一端外壁上设有外螺纹,另一端呈斜度为15°的圆台形，石墨电极I的直径约为15mm,长度约为0.5m,两端的圆台形高度为5mm ο
[0044]导电连接件2包括上底面和下底面，上底面设有两个第一石墨电极凹槽2-3。导电连接件2的第一石墨电极凹槽2-3为圆台形，其斜度与石墨电极I圆台形的斜度相同，圆台形的第一石墨电极凹槽2-3的最大内径小于石墨电极的最大内径,且最大内径大于石墨电极的最小内径，圆台形的第一石墨电极凹槽2-3的最大内径为1mm ;或者导电连接件2的第一石墨电极凹槽2-3为圆柱形，圆柱形的第一石墨电极凹槽2-3内径与石墨电极I的最大直径相同，凹槽内设有内螺纹。
[0045]导电连接棒3上部呈圆柱形,底部呈圆台形,其最大直径为90mm,圆台形高度为20mm，上部的底面通过水冷电极套与电源连接。
[0046]导电连接块4包括上底面和下底面，上底面设有第二石墨电极凹槽4-1，上底面设有导电连接棒凹槽4-2 ;第二石墨电极凹槽4-1呈圆台形,其斜度与石墨电极I圆台形一端的斜度相同，且第二石墨电极凹槽4-1的最大内径小于石墨电极的最大内径，第二石墨电极凹槽4-1的最大内径大于石墨电极I的最小内径，第二石墨电极凹槽4-1的最大内径为1mm;导电连接棒凹槽4-2呈圆台形，其最大内径小于导电连接棒3的最大直径且大于导电连接棒3的最小直径,导电连接棒凹槽4-2的最大内径为15mm。
[0047]被加热的加热筒直径为16cm，经计算需要用到14根石墨电极I和13个导电连接件2，其中第一、三、五、七、九、十一、十三个导电连接件2上的第一石墨电极凹槽2-3为圆台形，其余的导电连接件2上的第一石墨电极凹槽2-3为带内螺纹的圆柱形凹槽。
[0048]工作时，第一根导电连接棒3的底端插入第一个导电连接块4上的导电连接棒凹槽4-2 ;第一根石墨电极I的底端旋入第一个导电连接块4上的第二石墨电极凹槽4-1，顶端插入第一个导电连接件2上的第二石墨电极凹槽4-1 ;第二根石墨电极I的顶端插入第一个导电连接件2的第一石墨电极凹槽2-3，底端旋入第二个导电连接件2的第一石墨电极凹槽2-3 ;第三根石墨电极I的底端旋入第二个导电连接件2的第一石墨电极凹槽2-3，顶端插入第三个导电连接件2的第一石墨电极凹槽2-3 ;以此类推，第十四根石墨电极I的顶端插入第十三个导电连接件2上的第二石墨电极凹槽4-1，底端旋入第二个导电连接块4上的第二石墨电极凹槽4-1 ;第二根导电连接棒3的底端插入第二个导电连接块4上的导电连接棒凹槽4-2。
[0049]由于石墨电极I的顶端均呈圆台形，底端设有外螺纹；导电连接件2第一石墨电极凹槽2-3呈圆台形或带内螺纹的圆柱形，因此石墨电极I可以牢固的螺纹固定于导电连接件2上，石墨电极I与导电连接件2的导通效果更好，而且旋转第二、四、六、八、十、十二个导电连接件2，可以使得串联的12根石墨电极I构成一个环状的结构。该环状结构套在加热筒上，通电加热加热筒内部待加热的材料。
【权利要求】
1.一种环形串联式石墨棒加热装置，包括呈棒状的石墨电极(I)，连接石墨电极的导电连接件(2)、与外部电源连接的导电连接棒(3)、连接石墨电极(I)和导电连接棒(3)的导电连接块(4)，其特征在于，石墨电极(I)的数量根据被加热装置的周向长度决定，导电连接件(2)的数量根据石墨电极(I)的数量决定，石墨电极(I)按照以下方式连接: 第一根石墨电极(I)的一端和第二根石墨电极(I)的一端通过导电连接件(2)连接，第二根石墨电极(I)的另一端和第三根石墨电极(I)的一端通过导电连接件(2)连接，第三根石墨电极⑴的另一端和第四根石墨电极⑴的一端通过导电连接件⑵连接，以此类推，直到最后一根石墨电极(I)的一端与倒数第二根石墨电极(I)的另一端通过导电连接件(2)连接，第一根石墨电极和最后一根石墨电极不相连通； 第一根石墨电极⑴另一端通过一个导电连接块⑷与一根导电连接棒⑶连接?’最后一根石墨电极(I)另一端通过另一个导电连接块(4)与另一根导电连接棒(3)连接。
2.根据权利要求1所述的一种环形串联式石墨棒加热装置，其特征在于，石墨电极(I)的两端均呈斜度相同的圆台形。
3.根据权利要求1所述的一种环形串联式石墨棒加热装置，其特征在于，石墨电极(I)的一端呈圆柱形且外壁上设有外螺纹，另一端为圆台形。
4.根据权利要求1所述的一种环形串联式石墨棒加热装置，其特征在于，导电连接件(2)包括上底面和下底面，上底面设有两个第一石墨电极凹槽(2-3)。
5.根据权利要求2或3或4所述的一种环形串联式石墨棒加热装置，其特征在于，导电连接件(2)的第一石墨电极凹槽(2-3)为圆台形，其斜度与石墨电极(I)圆台形两端的斜度相同，圆台形的第一石墨电极凹槽(2-3)的最大内径小于石墨电极的最大内径，且最大内径大于石墨电极的最小内径。
6.根据权利要求3或4所述的一种环形串联式石墨棒加热装置，其特征在于，导电连接件⑵的第一石墨电极凹槽(2-3)为圆柱形凹槽，圆柱形的第一石墨电极凹槽(2-3)内径与石墨电极(I)的最大直径相同，凹槽内设有内螺纹；
7.根据权利要求1所述的一种环形串联式石墨棒加热装置，其特征在于，导电连接棒(3)上部呈圆柱形，底部呈圆台形，上部的底面通过水冷电极套与电源连接。
8.根据权利要求2或3或7所述的一种环形串联式石墨棒加热装置，其特征在于，导电连接块(4)包括上底面和下底面，下底面设有第二石墨电极凹槽(4-1)，上底面设有导电连接棒凹槽(4-2);第二石墨电极凹槽(4-1)呈圆台形，其斜度与石墨电极(I)圆台形一端的斜度相同，且第二石墨电极凹槽(4-1)的最大内径小于石墨电极的最大内径，第二石墨电极凹槽(4-1)的最大内径大于石墨电极⑴的最小内径；导电连接棒凹槽(4-2)呈圆台形，其最大内径小于导电连接棒(3)的最大直径且大于导电连接棒(3)的最小直径。
9.根据权利要求1所述的一种环形串联式石墨棒加热装置，其特征在于，导电连接件(2)、导电连接棒(3)、导电连接块(4)均为石墨材质。
【文档编号】H05B7/06GK104180670SQ201410431654
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年8月28日 优先权日:2014年8月28日
【发明者】朱曙光, 许智, 王庚, 朱经纬, 王鹏, 施哲栋 申请人:南京理工大学连云港研究院