工作温度≥2 300 ℃

功率0～50 kW

最大压合力100 kN

工作电压0～375 V

工作电流0～150 A

发热体额定电压0～36 V

下顶杆运动速度调节范围　50～300 mm/ min

工作区尺寸(直径×长度) 　140 mm ×160 mm

在真空和保护性气氛中,对金属、陶瓷及一些难熔金属中间化合物粉末加热烧结,要获得一定密度和具有一定机械性能的材料时,一般采用两种工艺:即有压烧结和无压烧结。有压烧结工艺是将粉状材料置于真空和保护性气氛中的高碳模具中,高温加热到软化状态时,加压成型。这种工艺需要一种离心热压烧结装置才能实现。该烧结装置具有温度高、真空度高、热压力高的特点。目前这种炉型在我国尚未见定型产品。根据制备硼化物陶瓷材料的工艺要求,经过一年多的努力,作者自行研制成功一台真空热压结装置,使用效果良好。

该离心热压烧结装置工作温度高、真空度高、压合力大、冷却条件好。整个炉体除发热和保温部件外,其余各部位均强烈冷却,这对结构设计和制造精度都提出了较高的要求 。

离心热压烧结装置由炉体、炉盖、保温桶、热压装置、发热体和电源、真空系统、水冷却系统及测温系统等组成。

(1) 炉体全部采用不锈钢制造,为双层结构,分内外桶体,炉底封头采用旋压工艺加工。因为热压装置产生的力要由炉体承受,炉体必须具有很高的强度和足够的刚度,在外力和高温下不得变形。炉底动密封装置的固定座中心线与炉体上法兰盘必须垂直,以保证下顶杆运动的直线度。动密封装置固定座有良好的冷却条件,以延长密封件的使用寿命。

(2) 炉盖由炉盖体、举起油缸和上压头组成。炉盖为双层结构,为承受下顶杆传递的压力,必须具有足够的强度和刚度。上压头的下端工作时处于高温区,必须强制冷却。

(3) 保温桶由隔热桶、反射桶、保温层及桶体组成,分别用石墨、钼片、石墨毡和不锈钢制作。用钼片制作的反射桶主要抵御由发热元件产生的辐射热,以免损害保温层和炉体。

(4) 热压装置由液压站、油缸、举起油缸、下顶杆及控制器组成。液压站有两路压力输出,一是驱动炉盖上下运动,二是驱动热压油缸运动。热压油缸的控制有两种方式,手动或自动。自动运行时,可根据设定的压力自动保压,使制品始终处于恒压状态。

油缸运动的速度调节范围为50～300 mm/ min。热压油缸在有载工作时必须具有较高的稳定性,不能抖动。制备高质量的产品,热压油缸的运动质量是重要的条件之一。

下顶杆是唯一一个在高温区有载运动的零件,承受高压和高温的作用,又要在高温区运动。要求它既不能变形,又不能在高温环境下氧化。因此它必须具有良好的冷却条件和动密封性能。整个炉体内的极限真空度在很大程度上取决于下顶杆动密封的情况。这是该炉的关键技术之一,要达到良好的动密封性能有很高的难度,这是不少研制者失败的原因之一。为保证极低的漏气率,一方面要提高加工精度,另一方面要选用适宜的密封材料。在该炉中,选择聚四氟乙烯作为动密封材料。其特点是能耐300 ℃高温、耐烘烤、放气率低、耐磨损,而且具有良好的润滑性能。密封圈的几何形状,是根据炉子在正、负压状态设计的。

(5) 发热体和电源由发热体、托盘、引入电极、干式变压器、可控硅电压调节器组成。　发热元件是炉子的关键部件,由托盘、发热体组成,全部用高碳石墨加工。在发热电源功率一定的情况下,炉子的温度取决于发热元件的几何形状和尺寸。

引入电极由中心导体、上绝缘体、下绝缘体、上密封圈和下密封圈组成。该电极为低电压大电流结构,它不但起导电作用,还起到支撑发热体的作用。发热体托盘的温度直接传给中心导体,必须有良好的冷却条件。中心导体内制成空心并设回水管,以保障水的流动不出现短路现象。电极的绝缘材料不仅有良好的绝缘性能,还必须具有耐高温、耐烘烤的性能。该电极的绝缘套选择聚四氟乙烯材料,具有良好的耐热及绝缘性能,工作温度可达300℃,可用于超高真空系统,无热塑性,真空中的渗透率和放气性都很小。

(6) 真空系统由真空阀门、扩散泵、旋片式真空泵、管路及真空测量仪表构成。该系统是在炉体的漏率达到最低极限时,能保证炉子正常工作的关键。

能否实现高真空度取决于真空泵的抽速、阀门的密封性、管路的密封和漏率性能能否达到要求。该炉中选择的旋片式真空泵抽气速率15 L/ s ,极限真空度5 ×10 - 4 Pa ;扩散泵抽气速率800 L/ s ,极限真空度7 ×10 - 7 Pa 。管路采用放气率低的硅橡胶管 。

极限真空度和最大漏率极限是真空设备的两项重要指标,也是该炉正常运行的基本条件。炉内的极限真空度(P) 取决于以下因素。

P = ( Qz ΣQi) / S

式中:Qz —炉体的最大漏率(Pa·L/ s)

ΣQi —除Qz 以外的总放气率(Pa·L/ s)

S —真空机组的有效抽速(Pa·L/ s)

影响最大漏率的因素有炉体的制造精度、炉体材料、密封材料、绝缘材料等。所以,应选择漏率极低的材料作为主导材料,选择密封性好的阀门,抽气效率高的真空泵等。

总放气率系指材料的放气、解吸、凝结气体的再蒸发、焊缝夹层内气体的渗透,以及真空系统中工作介质的逆流和逆扩散等放气的总和。其中材料的放气率是影响真空度的最大因素。该炉中的材料包括:发热元件、保温材料、密封件、模具、制品的原材料等。就放气率而言,在这些材料中保温材料所占比重最大。在该炉中选择金属钼片和石墨毡作为保温材料, 在高温中放气率极低, 约为( 0. 7 ～ 3) ×10 - 9 。密封件材料选择硅橡胶。

发热元件产生2 300 ℃以上的温度,目前常用的材料一般为钼、钨和石墨等。这几种发热材料必须在较高的真空度和有保护性气氛的条件下才能正常工作。随着炉内温度的升高,炉内各种材料如发热体、保温材料、模具、被制备的原材料等有一个去气和蒸发的过程,使真空度下降,影响发热元件的寿命。所以,一般采用抗氧化的高纯石墨制作发热元件。

被制备的材料要获得一定的压合成型力,外来的机械力要通过密闭的炉体,首先要考虑的是机械动密封问题。这种机械动密封装置必须满足两个条件:正压、负压时均能维持极限真空。

在研制过程中,对结构设计和数据的计算做了大量的工作,在许多关键部件的设计上是首次尝试,曾有过失败。但经过反复试验和修改,在结构和性能方面与国外同类型设备比较,有许多独到之处。

a. 全部采用国产零部件。互换性强,结构紧凑,使用安全可靠,便于维修,价格便宜,仅是国外同类产品的1/ 8 。

b. 发热元件热效率高。加热电源采用可控硅调压器恒流控制,升温速率快,工作稳定,安全保护电路灵敏度高。

c. 炉内有效工作空间大。适合于有压烧结或无压烧结,操作灵活,应用范围广。

d. 液压油缸与高温区脱离,提高了安全性,便于安装调试和维修。

e. 在烧结热压过程中,液压站可根据工艺要求实行手动调压和自动保压,热压装置操作灵活,也提高了产品在烧结过程中的内在质量 。2100433B

《离心式静电纺丝装置》涉及纺织、材料领域，尤其是一种离心式静电纺丝装置。

离心式静电纺丝装置专利目的

《离心式静电纺丝装置》的目的在于提供一种离心式静电纺丝装置，以解决静电纺丝装置的生产效率低且喷头易堵塞的问题。

离心式静电纺丝装置技术方案

《离心式静电纺丝装置》的离心式静电纺丝装置采用以下技术方案：离心式静电纺丝装置，包括机架，所述机架上竖向转动装配有由金属网制成的旋转甩筒，所述旋转甩筒的顶部具有一个用于与纺丝液导管导通连接的进料口。

所述旋转甩筒的底部具有一个用于与驱动装置传动连接的转盘，所述的转盘与旋转甩筒的对应端密封连接。

所述旋转甩筒导通连接有用于与电源连接的接线端子。

所述的机架上绝缘固定有导体支撑座，所述的转盘远离所述旋转甩筒的一侧通过传动轴及对应轴承转动装配于所述的导体支撑座内，所述的接线端子与所述导体支撑座导电连接。

所述传动轴竖向贯穿所述的导体支撑座，传动轴远离所述转盘的一端传动连接有驱动装置。

所述驱动装置为电机，所述电机与所述的传动轴通过皮带传动连接，电机与传动轴之间设置有增速装置。

所述旋转甩筒内沿竖向设置有至少一层空心的隔离盘，所述隔离盘的内孔的周向上具有向上翻折的挡沿，所述挡沿与旋转甩筒的内壁面之间形成用于容存纺丝液的容液槽。

所述的旋转甩筒包括至少两个两端开口的筒套，所述隔离盘的周向外缘上具有环形的桥接块，所述桥接块的上、下端面上均设置有用于供所述各筒套的套壁的对应端插入的插槽，桥接块上还设置有竖向延伸的螺栓连接孔，所述各筒套经所述各隔离盘对应桥接后通过螺栓固定于所述转盘上。

离心式静电纺丝装置改善效果

由于《离心式静电纺丝装置》的离心式静电纺丝装置采用由金属网制成的旋转甩筒，因此所述旋转甩筒可同时作为电极及静电纺丝装置的喷头使用，由于所述旋转甩筒由金属网制成，因此网眼，即相当于传统喷头的喷丝孔的数量大大增加，提高了静电纺丝装置的工作效率；另外，由于所述旋转甩筒工作时是旋转的，可通过离心力将纺丝液甩出，有效的避免网眼，即传统喷头的喷孔的堵塞，进一步提高了静电纺丝装置的生产效率；可用于规模化生产。

更进一步的，在所述的电机与传动轴之间设置增速装置，可在电机转速一定的情况下提高传动轴，即旋转甩筒的转速，进一步提高工作效率，同时也提高了纺丝质量；通过所述隔离盘将所述旋转甩筒分层并形成所述容液槽，可有效的提高旋转甩筒的轴向工作高度，即旋转甩筒壁的工作面积，充分的利用了电机驱动力资源的同时也进一步提高了生产效率；将所述的旋转甩筒设置为由所述各套筒通过隔离盘对接而成的分体式结构，可方便的进行拆装维修及清理，有效的减短了设备维护时间。

图1是《离心式静电纺丝装置》的离心式静电纺丝装置的结构示意图；

图2是图1在A处的局部放大图；

图3是图2在B处的局部放大图。