一种氮气高效循环的排胶炉

专利检索2026-09-30  1


本发明涉及氮化硅素胚排胶技术,具体涉及一种氮气高效循环的排胶炉。


背景技术:

1、氮化硅陶瓷以其优良的耐磨性能、绝热性能、耐高温性能及耐腐蚀等特性,应用在机械制造、半导体、生物医学、冶金、超细研磨、航天军工等领域,被广泛用来制造轴承滚珠、滚柱、工模具、新型陶瓷刀具、泵柱塞等部件。由于氮化硅陶瓷成型时需要加入较多的有机黏合剂,若直接将成型后的胚体进行烧成,坯体中大量有机物会被熔融、分解、挥发,进而会导致坯体变形、开裂,同时坯体中的有机物含碳量多,在还原气氛时会影响烧结质量。因此,需要在坯体烧成前将其中的有机物排除干净,以保证产品质量要求,这个过程即为排胶。

2、排胶工艺需要在排胶炉内进行,传统的氮化硅排胶炉多数为箱式电阻炉,其气体流路较为简单,一般采用一侧进气、另一侧出气的气体流路方式,气体在排胶炉内的分布不均匀,也影响排胶效率和排胶质量。且箱式的形状更适合矩形结构的氮化硅陶瓷胚体,环形结构氮化硅陶瓷素胚在箱式电阻排胶炉内装填时,填装率低,进而造成生产效率低下。如公开号cn 107314675a公开的一种排胶炉风道及排胶炉,其公开了一种排胶炉风道,这种排胶炉风道设置挡风片,能够阻挡部分热空气从风道内散出,从而提高热空气的利用率,但该专利的排胶炉风道仍旧存在可以优化、完善之处。


技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中的不足,提供一种氮气高效循环的排胶炉,该种排胶炉内通过高效的氮气流路设计,能够高效利用高温氮气,提高排胶效率,并且筒形的结构设计,也能提高码垛填充量。

2、为解决现有技术问题,本发明公开了一种氮气高效循环的排胶炉,包括炉体,所述炉体上设置有炉盖,所述炉盖中部设置有对流风机,所述对流风机带动旋转轴旋转,在旋转轴的底部设置有固定圈,在固定圈内设置有旋转叶片,在固定圈外侧设置有导流叶片,所述旋转叶片的位置高于导流叶片的位置;

3、在对流风机旋转叶片的正下方设置有导流管,在炉体底部设置有支撑架,所述导流管的底端放置在支撑架上,在导流管的外侧固定有多层环形的、水平方向设置的料垛托板,所述料垛托板上码放有料垛。

4、在炉盖上设置有炉盖进气管,所述炉盖进气管位于导流叶片的正上方,所述导流叶片位于料垛托板的正上方。在炉盖上设置有炉盖出气管,在炉体上部设置有炉体进气管,所述炉体进气管的位置低于导流叶片的位置,所述料垛托板和支撑架上均设置有若干通孔;在炉体内壁上设置有电热丝。

5、优选的,在所述对流风机的外侧套装有风机水套。

6、优选的,在风机水套上设置有风机进水管和风机出水管。

7、优选的,在所述对流风机旋转轴的外侧套装有旋转轴水套。

8、优选的,在旋转轴水套上设置有旋转轴进水管和旋转轴出水管。

9、优选的,所述炉盖上设置有2个炉盖进气管,在炉体上部设置有3个炉体进气管。

10、优选的,在炉盖上还设置有炉盖吊钩。

11、优选的,所述对流风机的导流叶片围绕旋转叶片圆周外倾斜设置。

12、优选的,所述炉体上部的3个炉体进气管之间两两夹角为120°。

13、该发明的原理在于:通入的氮气分为5路进入到炉体内,具体包括炉盖顶部的2个炉盖进气管处和炉体上部水平进入的3路炉体进气管处。其中2个炉盖进气管直接位于导流叶片的正上方,甚至可以直接插入到导流叶片顶部,如此自2个炉盖进气管进入的氮气可以大部分直接向下蔓延,由于导流叶片的旋转作用,将氮气在向下的过程中也不断旋转,如此则可以经过更多的料垛,高温的氮气将料垛上氮化硅陶瓷环形基片素胚上的有机胶随热风带走,排胶效率更高。与此同时,在炉体上部还设置有3道炉体进气管,相邻的两道炉体进气管之间夹角为120°,炉体进气管中进入的气体是水平向内进入的,则该部分氮气和少部分自炉盖进去管处进入的氮气在炉体和炉盖之间的中空区域蔓延,并进入到对流风机的旋转叶片和导流叶片之中。氮气在叶片旋转的离心力作用下,向外扩散旋转,由于旋转叶片的位置高于导流叶片的高度,则旋转叶片处的氮气也被向外甩出,进入到导流叶片区域的位置处。如此,在旋转叶片的正下方位置处形成一负压位置区,而在旋转叶片的正下方设置有导流管,则整个导流管内形成一长长的负压位置区,相当于将旋转叶片正下方的负压位置区延长了。那么,在气体由高压位置处流向低压位置处,形成气流,即导流管外部的氮气不断进入到导流管内。

14、炉体内的气流路径:水平方向上在导流叶片的旋转下,形成旋流,穿过多个料垛,带走料垛上陶瓷基片的有机胶;在垂直方向上,由于旋转叶片的旋转将该位置的氮气甩到筒两侧位置处,在正下方形成一个负压位置区,而气体显然自高压位置处流向低压位置处,于是导流管外侧的氮气便逐步流入到导流管之内,形成向下流动的动力。如此,氮气便在炉体内一边水平移动,一边竖向向下移动,直至被抽出导流管,进入到旋转叶片中。而旋转叶片的位置高于导流叶片的位置,则旋转叶片又将高温氮气甩到导流叶片位置处,可能要进行多次循环路径之后,才会自炉盖上的出气管处排出,充分延长了高温氮气的行走路径,大大提高了排胶效率。

15、该发明的有益效果在于:1、高温氮气的行走路径更长,一边进行水平方向的行走、一边向下行走,甚至要在炉体内行走多次之后,才会自炉盖上的排气管处排出,充分利用高温氮气,能高效带走料垛上摆放的氮化硅陶瓷环形基片素胚中的有机胶,避免在后续的烧成工序中再排出有机胶,形成空洞,影响其质量;2、在炉盖上设置有2个竖直向下的炉盖进气管,而在炉体上部设置有3个不同方向的水平方向的炉体进气管,气体分布更加均匀,大大提高排胶效率;3、筒形的炉体,环形的料垛托板,将环形的氮化硅陶瓷基片素胚构成的料垛依次摆放在上面,可以充分利用炉体内的空间。4、对流风机和对流风机的旋转轴均会在工作过程中释放较多的热量,在其外部均设置有冷却水套,通入循环冷却水可以更好地对其进行冷却,提高使用寿命。



技术特征:

1.一种氮气高效循环的排胶炉,包括炉体,所述炉体上设置有炉盖,其特征在于:所述炉盖中部设置有对流风机,所述对流风机带动旋转轴旋转,在旋转轴的底部设置有固定圈,在固定圈内设置有旋转叶片,在固定圈外侧设置有导流叶片,所述旋转叶片的位置高于导流叶片的位置;

2.根据权利要求1所述的一种氮气高效循环的排胶炉,其特征在于:在所述对流风机的外侧套装有风机水套。

3.根据权利要求2所述的一种氮气高效循环的排胶炉,其特征在于:在风机水套上设置有风机进水管和风机出水管。

4.根据权利要求1所述的一种氮气高效循环的排胶炉,其特征在于:在所述对流风机旋转轴的外侧套装有旋转轴水套。

5.根据权利要求4所述的一种氮气高效循环的排胶炉,其特征在于:在旋转轴水套上设置有旋转轴进水管和旋转轴出水管。

6.根据权利要求3或5所述的一种氮气高效循环的排胶炉,其特征在于:所述炉盖上设置有2个炉盖进气管,在炉体上部设置有3个炉体进气管。

7.根据权利要求6所述的一种氮气高效循环的排胶炉,其特征在于:在炉盖上还设置有炉盖吊钩。

8.利用权利要求7所述的一种氮气高效循环的排胶炉,其特征在于:所述对流风机的导流叶片围绕旋转叶片圆周外倾斜设置。

9.根据权利要求8所述的一种氮气高效循环的排胶炉,其特征在于:所述炉体上部的3个炉体进气管之间两两夹角为120°。


技术总结
本发明涉及氮化硅素胚排胶技术,具体涉及一种氮气高效循环的排胶炉。一种氮气高效循环的排胶炉,包括炉体,所述炉体上设置有炉盖,所述炉盖中部设置有对流风机,所述对流风机带动旋转轴旋转,在旋转轴的底部设置有固定圈,在固定圈内设置有旋转叶片,在固定圈外侧设置有导流叶片,所述旋转叶片的位置高于导流叶片的位置;在对流风机旋转叶片的正下方设置有导流管,在炉体底部设置有支撑架,所述导流管的底端放置在支撑架上,在导流管的外侧固定有多层环形的、水平方向设置的料垛托板,所述料垛托板上码放有料垛,所述对流风机导流叶片位于料垛托板的正上方。该种排胶炉内通过高效的氮气流路设计,能够高效利用高温氮气,提高排胶效率。

技术研发人员:高增丽,毕红雨
受保护的技术使用者:山东理工大学
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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