一种急加热和急冷却的电加热系统

1.本实用新型涉及电极材料制备装置技术领域，更具体地说涉及一种急加热和急冷却的电加热系统。


背景技术：

2.现有技术中，在气氛中加热材料的加热炉大多为管式炉，管式炉一般由管式炉胆组成，管式炉胆上安装有电阻丝，管式炉胆内为加热管。加热管一般不直接与待加热材料接触，且一般管式炉的升温速率不超过10℃/min，因此对于加热温度非常高的待加热材料，加热过程会十分漫长，在升温过程中浪费了许多电能。而且待加热材料的加热温度受限于管式炉胆和加热管的材料，加热温度的范围非常局限。在加热过程结束后，全封闭状态的管式炉也只能依靠自然冷却降温，所以一般需要数小时才能达到取出材料的温度，大大降低了工作效率。由于一般的管式炉没有实时监控待加热材料温度的设备，如果在过高的温度取出待加热材料，不仅会导致待加热材料样被氧化，而且管式炉的炉体也会受到一定的损坏。一般管式炉中的待加热材料都是人工放置，导致不能在装置内实现连续和大规模地加热材料。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供了一种急加热和急冷却的电加热系统，该系统实现了对待加热材料的超快速加热和冷却，不仅能和待加热材料直接接触，而且使电热容器的材料也不受限，更可以做到精确控温，还实现了大规模生产，省去了漫长的升温和降温过程，节省了能源，节省了人工。
4.本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种急加热和急冷却的电加热系统，包括气氛箱体；气氛箱体的上表面开有窗口，窗口通过一透明玻璃密封；气氛箱体内设置用于盛放待加热材料的电热容器；窗口的上方设置用于探测待加热材料温度的红外探测仪；气氛箱体内设置向电热容器注入冷却液体的冷却装置，冷却装置至少包括一用于装载冷却液体的保温罐；用于向气氛箱体内注入保护气体的保护气气瓶；以及用于向电热容器输入电能的电源。
5.优选的，电热容器的下方设置有绝缘板。
6.优选的，电热容器为石墨坩埚。
7.优选的，冷却装置还包括翻板和支撑件，支撑件贯穿气氛箱体的内侧壁伸入气氛箱体内，支撑件采用横截面为t型的板件结构；翻板通过铰链安装在气氛箱体的内侧壁上；支撑件支撑翻板；保温罐固定于翻板上；保温罐包括罐体和可活动的保温盖，保温盖通过铰链连接于保温罐，覆盖于保温罐的开口处；加热完成后，支撑件抽出气氛箱体使得翻板在重力作用下翻转，进而使得保温罐倾倒，冷却液体在重力作用下顶开保温盖，冷却待加热材料。
8.优选的，待加热材料为石墨烯
‑
碳纳米管薄膜复合材料、碳纳米管负载纳米金属颗
粒、陶瓷材料或电池电极材料。
9.优选的，气氛箱体内设置有用于取放所述待加热材料的机械手；
10.优选的，保护气气瓶的数量为2
‑
3个。
11.优选的，冷却液体为冷却水或者液氮。
12.本实用新型具有以下有益效果：
13.(1)电热容器与待加热材料直接接触，实现了快速加热；
14.(2)加热过程结束后，利用冷却装置冷却液体直接与待加热材料直接接触实现快速冷却降温；
15.(3)机械手自动上下料有利于批量化生产，提高了生产速度。
附图说明
16.图1是本实用新型的结构示意图；
17.图2是本实用新型中冷却装置的结构示意图；
18.其中，1
‑
绝缘板，2
‑
待加热材料，3
‑
电热容器，4
‑
电源，5
‑
冷却装置，5
‑1‑
保温罐，5
‑2‑
保温盖，5
‑3‑
翻板，5
‑4‑
支撑件，6
‑
红外探测仪，7
‑
保护气气瓶，8
‑
窗口，9
‑
电流/电压示数屏幕，10
‑
电流/电压控制旋钮，11
‑
气氛箱体，12
‑
机械手。
具体实施方式
19.下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步的描述。本实施例只用于对本实用新型做进一步的说明，不能理解为对本实用新型保护范围的限制，本领域的技术人员根据上述实用新型的内容做出一些非本质的改变和调整，均属于本实用新型的保护范围。
20.实施例1
21.如图1所示，一种急加热和急冷却的电加热系统，包括气氛箱体11，气氛箱体11的上表面开有窗口8，窗口8通过一透明玻璃密封；气氛箱体11内设置用于盛放待加热材料2的电热容器3；电热容器3为石墨坩埚，可直接与待加热材料2接触，提高加热效率，大大缩短加热时间；电热容器3的下方设置有绝缘板1，用于将电热容器3和气氛箱体11的底面隔离开，用于保护气氛箱体11的底面不受损害，并可以随时更换绝缘板1。在气氛箱体11内设置向电热容器3注入冷却液体的冷却装置5，冷却装置5至少包括一用于装载冷却液体的保温罐5
‑
1；开始加热材料时，两个保护气气瓶7通过保护气输送管路向气氛箱体11内提供持续不断地注入保护气体，使保护气体充满整个气氛箱体11，让电源4向电热容器3输入电能，窗口8的上方设置用于探测待加热材料2温度的红外探测仪6；当红外探测仪6监测到加热材料2的温度过高或者过低时，可从电源4电流/电压示数屏幕上得知当前电流/电压的数值，用电流/电压控制旋钮通过调节流/电压，进而控制加热温度。采用机械手12自动上下料有利于批量化生产，大大提高了工作效率。
22.实施例2
23.如图2所示，一种急加热和急冷却的电加热系统，包括气氛箱体11，气氛箱体11的上表面开有窗口8，窗口8通过一透明玻璃密封；气氛箱体11内设置用于盛放待加热材料2的电热容器3；在气氛箱体11内设置向电热容器3注入冷却液体的冷却装置5，冷却装置5至少包括一用于装载冷却液体的保温罐5
‑
1；电源4向电热容器3输入电能。冷却装置5还包括翻
板5
‑
3和支撑件5
‑
4，支撑件5
‑
4贯穿气氛箱体11的内侧壁伸入气氛箱体11内，支撑件5
‑
4采用横截面为t型的板件结构；支撑件5
‑
4用于支撑上方的翻板5
‑
3；翻板5
‑
3以上下转动的方式安装在气氛箱体11的内侧壁上；翻板5
‑
3用于支撑上方保温罐5
‑
1，保温罐5
‑
1和翻板5
‑
3固定连接；保温罐5
‑
1包括保温盖5
‑
2，保温盖5
‑
2覆盖于保温罐5
‑
1的开口处，保温盖5
‑
2的一端采用上下转动的方式与所述开口处连接。开始冷却材料时，将支撑件5
‑
4向外抽出，翻板5
‑
3由于失去支撑，会向下转动，固定于翻板5
‑
3上的保罐5
‑
1也会随之向下转动，而保温罐5
‑
1中的冷却水或液氮会因为重力的作用，顶开保温盖5
‑
2向下倾倒，作用于待加热材料2上。实现快速冷却，减少了冷却时间，同时，采用机械手12自动上下料有利于批量化生产，大大提高了工作效率。