本发明专利技术提供一种用于快速热压烧结的自动化连续生产装置，包括烧结腔和手套箱，其中，所述烧结腔，内部设有石墨模具和分别与不同的电极连接的上压头、下压头，所述上压头、下压头相对运动并把所述石墨模具夹持在二者之间；所述手套箱，内部充有保护气氛，并在内部设置有能够夹持石墨模具的机械手；所述手套箱通过可打开的连接装置与所述烧结腔连接。本发明专利技术提供的自动化连续生产装置，通过在充有保护气氛的手套箱内设置能够沿着移动轨道运动的机械手，快速更换烧结腔内的石墨模具到手套箱中，并使高温的石墨模具在保护气氛中快速冷却，有利于实现自动化连续生产，大幅提高生产效率。大幅提高生产效率。大幅提高生产效率。
【技术实现步骤摘要】
一种用于快速热压烧结的自动化连续生产装置
[0001]本专利技术涉及烧结炉
，特别涉及一种用于快速热压烧结的自动化连续生产装置。
技术介绍
[0002]快速热压烧结设备目前已经应用于金属、陶瓷、碳材料及复合材料的烧结制备中，快速热压烧结能够在原料的升温过程中同时对其进行加压，能够获得更为致密的烧结成品，烧成时间大大缩减，成品的晶粒尺寸的增大受到抑制因而致密程度比常压烧结更好，然而高温下成品烧成后冷却时间较长，尤其是一些尺寸要求较大的烧结成品，装有原料的石墨模具在保温阶段结束时即烧成成品后，尺寸较大的模具温度更高，冷却降温时间更长，严重影响了快速热压烧结设备的连续化生产和生产效率。
技术实现思路
[0003]针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种用于快速热压烧结的自动化连续生产装置，将烧结腔与充有保护气氛的手套箱连通，从而能够保障从烧结腔内取出的石墨模具在保护气氛环境中冷却，避免了高温氧化的问题。
[0004]本专利技术提供一种用于快速热压烧结的自动化连续生产装置，包括烧结腔和手套箱，其中，
[0005]所述烧结腔，内部设有石墨模具和分别与不同的电极连接的上压头、下压头，所述上压头、下压头相对运动并把所述石墨模具夹持在二者之间；
[0006]所述手套箱，内部充有保护气氛，并在内部设置有能够夹持石墨模具的机械手；所述手套箱通过可打开的连接装置与所述烧结腔连接。
[0007]所述保护气氛为氮气；所述机械手为六自由度机械手，并且所述机械手的底部设置在一个移动轨道上，使所述机械手能够沿着所述移动轨道运动。通过移动轨道可以大幅度增大六自由度机械手的活动区域，便于机械手将烧结腔内的石墨模具取出，并整齐摆放在手套箱内。
[0008]所述手套箱内设有换热器，并且所述换热器与外设的水冷装置连接。通过换热器对手套箱内的保护气氛进行换热，从而使手套箱内部的石墨模具快速降温。
[0009]所述上压头或所述下压头之一通过驱动机构驱动使二者相向运动。本技术方案中采用在上压头上设置有竖直驱动的驱动机构，能够驱动上压头向下动作。
[0010]所述电极内部设有冷却腔室，并且通过所述水冷装置对所述冷却腔室内通水降温。电极的冷却腔室能够使电极快速降温，从而保证烧结腔快速连续生产。
[0011]所述电极包括，电极座、电极罩和冷却水管，其中：
[0012]电极座用于与电极罩对应连接形成封闭的冷却腔室；
[0013]电极罩为桶形结构，电极罩的前端具有热压平面，电极罩的外层为不锈钢层，内层为铜层，外层与内层连接；
[0014]冷却水管安装在冷却腔室内的电极座表面，冷却水管的出水口接近或抵接在所述热压平面的内表面，并对应地在电极座上设有排水通道和与冷却水管连通的进水通道。本技术方案通过冷却水管直接对热压平面进行冷却降温，冷却效果更好；通过内铜外钢的结构构造，不仅保证了热压强度，同时也确保了低电阻率和高导热效率的技术要求，同时采用铜材作为冷却腔室的内壁，可以减少腐蚀，保证产品的耐用性。
[0015]在所述电极座的前端设有与电极罩的内径尺寸适配的的凸台，使凸台能够装配在电极罩内，并环绕所述凸台设有密封槽及嵌入安装在密封槽内的密封圈，所述密封圈与所述电极罩的内层密封连接；所述电极罩的外层通过螺钉紧固连接在所述电极座上。通过凸台、密封圈和电极罩的连接方式，可以有效保证整个用于冷却的冷却腔室具有良好的密封性，不会导致冷却液的泄漏，保证设备的安全运转。
[0016]所述电极罩为圆桶形状。圆桶形状的电极罩，不仅在加工难度上更小，结构稳固性更好，同时基于下文的技术方案，更有利于形成旋流的流动，并在流动的过程中与电极罩充分接触以达到对电极罩内壁进行降温的效果。
[0017]所述外层的厚度小于内层的厚度，进一步降低外层不锈钢的热导率低、电阻大、电流传输效率低的影响，从而优化结构性能。
[0018]所述进水通道设置有两个以上，均匀分布在电极座上，并沿着所述凸台向电极座的边缘呈放射状延伸。
[0019]所述冷却水管设置有两个，并对称分布在冷却腔室内。
[0020]所述冷却水管抵接在所述电极罩的热压平面的内表面，并在所述所述冷却水管的出水口边缘设有缺口。冷却水管的抵接部位对冷却水形成了阻挡的作用，迫使冷却水从缺口与热压平面的内表面之间形成的通道流出，从而可以局部增大水流的流速，提高了水流的冷却效果。
[0021]对应所述冷却水管的位置，在所述热压平面的内表面设有凹槽，所述凹槽的尺寸大于所述所述冷却水管的管口的尺寸。这样冷却水管喷射出来的水流首先冲击凹槽，然后再经过凹槽之后向四周溢流，可以对凹槽及周围的电极进行快速冷却，同时凹槽距离外层更近，所以可以对临近凹槽的外层快速冷却。
[0022]可选择地，所述缺口设置为多个围绕冷却水管的周向布置。通过多个缺口向不同方向喷射水流，从而使冷却水能够对热压平面进行降温，此种方式的水流经过喷射之后会以近似直线的方式直接流向电极座的排水通道的入口。
[0023]可选择地，所述缺口设置为相对于冷却水管的中心与电极罩中心连线的单侧布置，并且两个冷却水管相对于电极罩中心呈中心对称布置。由于非缺口位置的冷却水管与电极罩抵接，从而阻挡了冷却水，使冷却水仅能通过缺口的方向流动，通过两个中心对称布置的冷却水管，使两个冷却水管的缺口流出的冷却水可以形成围绕中心旋转的旋流，使冷却水可以与冷却表面更充分的接触。与轴向随机布置的缺口结构相比，采用单侧布置+中心对称布置结合的方式，可以大幅度降低冷却盲区(水流速度缓慢的区域)，两个冷却水管的作用下使水流围绕热压片面的内表面旋转以充分接触并降温，然后在离心的作用下一起沿着电极罩的桶形内壁向电极座的方向呈螺旋形流动前进，并最终通过电极座上的排水通道的入口排出，不仅延长了水流的行动路径，也进一步更有效的对电极罩的侧壁进行降温，这一作用与热压平面的降温作用相辅相成，对电极罩的整体有效降温。与普通的直接冲击热
压平面的内表面的降温结构相比，采用本结构可以延长冷却水的行走路径在3倍以上，水流速度越高，冷却水的行走路径的长度就越长，通过理论计算的最优行走路径预计可以达到接近10倍。
[0024]进一步可选择地，所述缺口为一个整体，沿着冷却水管的管口的半圆周形成半弧的结构，并且缺口的高度远小于冷却水管的管径。通过半圆周分布的扁平的一个缺口，从而使喷射出一个接近180度角的扇形区域，两个冷却水管的共同作用下形成整体360度角的全区域旋流，使降温更快速均匀。
[0025]或者，进一步可选择地，所述缺口包括第一缺口和第二缺口，其中第一缺口的方位在与自冷却水管的中心与电极罩中心连线呈30
‑
45度夹角的方向，第二缺口的方位在与自冷却水管的中心与电极罩中心连线呈90
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120度夹角的方向。所述方位是指缺口中心的方位。其中两个第一缺口出来的水流能够形成半径较小的旋流，对热压平面靠近中心的圆形区域进行冷却，两个第二缺口出来的水流能够形成半径较大的旋流，能够对热本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于快速热压烧结的自动化连续生产装置，包括烧结腔和手套箱，其特征在于，其中，所述烧结腔，内部设有石墨模具和分别与不同的电极连接的上压头、下压头，所述上压头、下压头相对运动并把所述石墨模具夹持在二者之间；所述手套箱，内部充有保护气氛，并在内部设置有能够夹持石墨模具的机械手；所述手套箱通过可打开的连接装置与所述烧结腔连接。2.根据权利要求1所述的自动化连续生产装置，其特征在于，所述保护气氛为氮气；所述机械手为六自由度机械手，并且所述机械手的底部设置在一个移动轨道上，使所述机械手能够沿着所述移动轨道运动。3.根据权利要求1所述的自动化连续生产装置，其特征在于，所述手套箱内设有换热器，并且所述换热器与外设的水冷装置连接。4.根据权利要求1所述的自动化连续生产装置，其特征在于，所述上压头或所述下压头之一通过驱动机构驱动使二者相向运动。5.根据权利要求1所述的自动化连续生产装置，其特征在于，所述电极内部设有冷却腔室，并且通过所述水冷装置对所述冷却腔室内通水降温。6.根据权利要求5所述的电极，其特征在于，所述电极包括电极座、电极罩和冷却水管，其中：所述电极座用于与电极罩对应连接形成封闭的冷却腔室；所述电极罩为桶形结构，电极罩的前端具有热压平面，电极罩的外层为不锈钢层，内层为铜层，外层与内层连接；所述冷却水管安装在冷却腔室内的电极座表面，冷却水管的出水口接近或抵接在所述热压平面的内表面，并对应地在电极座上设有排水通道和与冷却水管连通的进水通道。7.根据权利要求6所述的电极，其特征在于，在所述电极座的前端设有与电极罩的内径尺寸适配的的凸台，使凸台能够装配在电极罩内，并环绕所述凸台设有密封槽及嵌入安装在密封槽内的密封圈，所述密封圈与所述电极罩...
【专利技术属性】
技术研发人员：任意，
申请(专利权)人：山东晶盾新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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