一种真空炉石墨加热系统的制作方法

本实用新型涉及石墨加热器的技术领域。

背景技术：

石墨是元素碳的一种同素异形体，其每个碳原子的周边连结着另外三个碳原子，排列方式呈蜂巢式的多个六边形，原子间以共价键结合，构成共价分子。石墨及碳素制品具备优良的性能，应用广泛，产能及效益呈快速增长的趋势。

石墨的电性能优良，同时高温稳定性强，因此是加热器的优秀选择。

如在碳还原法制备纯金属的过程中，真空反应炉内需要大量的使用到石墨加热器，这些石墨加热器不仅为反应提供充分的热量，同时也可还原反应过程中的部分氧化物，提高反应效率，促进反应的持续进行。但在此过程中，部分加热器自身会受到损耗，电阻发生变化，其后出现发热不均，应力不均的现象，会促使加热器自身出现撕裂或破碎，此外，在常见的石墨加热器中，管状、柱状加热器的加热均匀性较好，但有效加热空间小，板状加热器的有效加热空间可以很大，但加热均匀性相对较差。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提出一种有效加热空间大、加热均匀性好，热稳定性好，在整个加热过程中均可维持热均匀性良好，应力分布均匀，不因材料损耗而出现应力集中导致破坏产生的应用于真空炉中的石墨加热系统。

本实用新型的技术方案如下：

一种真空炉石墨加热系统，该真空炉石墨加热系统包括加热底座（1）及4个加热侧板，所述4个加热侧板分为对称、且相互等大的两组，每组内的2个加热侧板结构完全相同，其中第一组中的一个加热侧板（2）在其高度的1/3及2/3处分别自一个侧面向另一侧面开设有空槽，且在1/3高度处的空槽（21）与在2/3高度处的空槽（22）延伸方向相反、两者顶端所在侧面相对，两者空槽延伸深度均为该加热侧板（2）宽度的1/2~5/6，且两者空槽的另外三个面均贯通该加热侧板（2）对应的三个面，包括该加热侧板（2）的一个侧面及前、后两个表面，在该加热侧板（2）的两个空槽之间的部分设有第一通孔（23），该通孔（23）贯通该加热侧板（2）的前、后两个表面，在该加热侧板（2）的对角位置处还设有2个对称的贯通槽，为第一贯通槽（24），这2个第一贯通槽（24）均贯通该加热侧板（2）的前、后两个表面，其呈等边直角的形态设置在该加热侧板（2）的对角处，在其直角的角部形成弧形，其直角边一端延伸至该加热侧板（2）的宽度的1/2~2/3处，在第一贯通槽（24）与两个空槽（21、22）之间的部分设有等大的第二~第五通孔（25、26、27、28），这四个通孔（25、26、27、28）以第一通孔（23）为交叉点形成交叉的十字形，该加热侧板（2）的底部设有2~多个柱状插块（29），在加热底座（1）的对应位置处设有一组插孔（11），此外，在第二组中的一个加热侧板（3）在其对应第一组中的一个加热侧板（2）的两个空槽（21、22）处设有立方体形凸块（30、31），所述凸块（30、31）与该加热侧板（3）等宽，可插入所述空槽（21、22）内，且插入形成端口封闭的空槽，该加热侧板（3）在其中部含有一个贯通其前后表面的贯通槽，为第二贯通槽（32），第二贯通槽（32）的自其一个侧面向另一个侧面延伸、延伸长度为该加热侧板（3）宽度的3/5~4/5，在第二贯通槽的上、下部分共设有等大的4个通孔（33、34、35、36），这4个通孔（33、34、35、36）形成正方形，且与第一组中的一个加热侧板（2）上的4个通孔（25、26、27、28）等大，该加热侧板（3）的底部也设有2~多个柱状插块（37），在加热底座（1）的对应位置处设有另一组插孔（12），在加热底座（1）的两个侧面与第二组中的两个加热侧板（3）的上端分别设有两组阳极及阴极固定脚（41、42）。

优选的是：所述空槽（21、22）的底端为弧面形态。

另外优选的是：所述第一组中的一个加热侧板（2）的宽、高比为1:1~1.5:1。

另外优选的是：所述第二组中的一个加热侧板（3）的宽、高比为0.5:1~1:1。

另外优选的是：所述第一组中的一个加热侧板（2）中的第一通孔（23）的直径为其它四个通孔（25、26、27、28）直径的1~1.25倍。

另外优选的是：所述加热底座（1）含有边框（13）及位于边框内的多个栅条（14）。

另外优选的是：所述第一组中的一个加热侧板（2）中的空槽延伸深度为其宽度的2/3。

另外优选的是：所述第一贯通槽（24）的直角边一端延伸至该加热侧板（2）的宽度的3/5处。另外优选的是：第二贯通槽（32）的延伸长度为该加热侧板（3）宽度的4/5。

另外优选的是：所述第一组中的一个加热侧板（2）上的4个通孔（25、26、27、28）的直径大小为其宽度的1/8~1/6。

本实用新型在应用时可按照组件之间限定的比例选择合适的尺寸，特别适合大规模生产，在使用前，需先将各组件进行组装，具体为首先将第二组加热侧板的凸块（30、31）插入第一组加热侧板的空槽（21、22）内，其后将第一组加热侧板的插块（29）及第二组加热侧板的插块（37）插入所述加热底座（1）的两组插孔（11、12）内，即可。

本实用新型相对于常用柱状、管状或板状石墨加热器具有更大的有效加热空间，适合于大规模生产，生产过程中热均匀性稳定，在长时间高温加热后，加热系统各组件表面不出现裂纹及破损，反应过程中加热系统各组件不同位置处电阻值的差异小于3.5‰，反应中及反应后加热系统各组件上的通孔始终维持正圆形，说明出全过程中加热系统内各处应力始终均匀分布。

说明书附图

图1为本实用新型中第一组加热侧板中的一件（2）的结构示意图；

图2为本实用新型中第二组加热侧板中的一件（3）的结构示意图；

图3为本实用新型中加热底座（1）的结构示意图；

图4为本实用新型各组件组装后的结构示意图。

具体实施方式

一种真空炉石墨加热系统，该真空炉石墨加热系统包括加热底座及4个加热侧板，所述4个加热侧板分为对称、且相互等大的两组，每组内的2个加热侧板结构完全相同，其中第一组中的一个加热侧板在其高度的1/3及2/3处分别自一个侧面向另一侧面开设有空槽，且在1/3高度处的空槽与在2/3高度处的空槽延伸方向相反、两者顶端所在侧面相对，两者空槽延伸深度均为该加热侧板宽度的1/2~5/6，且两者空槽的另外三个面均贯通该加热侧板对应的三个面，包括该加热侧板的一个侧面及前、后两个表面，在该加热侧板的两个空槽之间的部分设有第一通孔，该通孔贯通该加热侧板的前、后两个表面，在该加热侧板的对角位置处还设有2个对称的贯通槽，为第一贯通槽，这2个第一贯通槽均贯通该加热侧板的前、后两个表面，其呈等边直角的形态设置在该加热侧板的对角处，在其直角的角部形成弧形，其直角边一端延伸至该加热侧板的宽度的1/2~2/3处，在第一贯通槽与两个空槽之间的部分设有等大的第二~第五通孔，这四个通孔以第一通孔为交叉点形成交叉的十字形，该加热侧板的底部设有2~多个柱状插块，在加热底座的对应位置处设有一组插孔，此外，在第二组中的一个加热侧板在其对应第一组中的一个加热侧板的两个空槽（处设有立方体形凸块，所述凸块与该加热侧板等宽，可插入所述空槽内，且插入形成端口封闭的空槽，该加热侧板在其中部含有一个贯通其前后表面的贯通槽，为第二贯通槽，第二贯通槽的自其一个侧面向另一个侧面延伸、延伸长度为该加热侧板宽度的3/5~4/5，在第二贯通槽的上、下部分共设有等大的4个通孔，这4个通孔形成正方形，且与第一组中的一个加热侧板上的4个通孔等大，该加热侧板（3）的底部也设有2~多个柱状插块，在加热底座的对应位置处设有另一组插孔，在加热底座的两个侧面与第二组中的两个加热侧板的上端分别设有两组阳极及阴极固定脚。

其中：

优选的是：所述空槽的底端为弧面形态。

另外优选的是：所述第一组中的一个加热侧板的宽、高比为1:1~1.5:1。

另外优选的是：所述第二组中的一个加热侧板的宽、高比为0.5:1~1:1。

另外优选的是：所述第一组中的一个加热侧板中的第一通孔的直径为其它四个通孔直径的1~1.25倍。

另外优选的是：所述加热底座含有边框及位于边框内的多个栅条。

另外优选的是：所述第一组中的一个加热侧板中的空槽延伸深度为其宽度的2/3。

另外优选的是：所述第一贯通槽的直角边一端延伸至该加热侧板的宽度的3/5处。另外优选的是：第二贯通槽的延伸长度为该加热侧板宽度的4/5。

另外优选的是：所述第一组中的一个加热侧板上的4个通孔的直径大小为其宽度的1/8~1/6。

以下结合附图1~4及一些具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但不应将此理解为本实用新型的范围仅限于以下的实施例。在不脱离本实用新型上述方法思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更,均应包含在本实用新型的范围内。

在下述实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设有”或“设置”应做广义理解，例如，其可以是通过一些物理或化学的连接装置或手段，如粘结、焊接、紧固件等将额外的部件或装置连接至基础部件或装置上，也可以是基础部件通过一体化成型或机加工在成型过程中实现的。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型创造中的具体含义。

实施例1

如附图1~4所示的一种真空炉石墨加热系统，其包括加热底座1及4个加热侧板，所述4个加热侧板分为对称、且相互等大的两组，每组内的2个加热侧板结构完全相同，其中第一组中的一个加热侧板2在其高度的1/3及2/3处分别自一个侧面向另一侧面开设有空槽，且在1/3高度处的空槽21与在2/3高度处的空槽22延伸方向相反、两者顶端所在侧面相对，两者空槽延伸深度均为该加热侧板2宽度的1/2~5/6，且两者空槽的另外三个面均贯通该加热侧板2对应的三个面，包括该加热侧板2的一个侧面及前、后两个表面，在该加热侧板2的两个空槽之间的部分设有第一通孔23，该通孔23贯通该加热侧板2的前、后两个表面，在该加热侧板2的对角位置处还设有2个对称的贯通槽，为第一贯通槽24，这2个第一贯通槽24均贯通该加热侧板2的前、后两个表面，其呈等边直角的形态设置在该加热侧板2的对角处，在其直角的角部形成弧形，其直角边一端延伸至该加热侧板2的宽度的1/2~2/3处，在第一贯通槽24与两个空槽21、22之间的部分设有等大的第二~第五通孔25、26、27、28，这四个通孔25、26、27、28以第一通孔23为交叉点形成交叉的十字形，该加热侧板2的底部设有2~多个柱状插块29，在加热底座1的对应位置处设有一组插孔11，此外，在第二组中的一个加热侧板3在其对应第一组中的一个加热侧板2的两个空槽21、22处设有立方体形凸块30、31，所述凸块30、31与该加热侧板3等宽，可插入所述空槽21、22内，且插入形成端口封闭的空槽，该加热侧板3在其中部含有一个贯通其前后表面的贯通槽，为第二贯通槽32，第二贯通槽32的自其一个侧面向另一个侧面延伸、延伸长度为该加热侧板3宽度的3/5~4/5，在第二贯通槽的上、下部分共设有等大的4个通孔33、34、35、36，这4个通孔33、34、35、36形成正方形，且与第一组中的一个加热侧板2上的4个通孔25、26、27、28等大，该加热侧板3的底部也设有2~多个柱状插块37，在加热底座1的对应位置处设有另一组插孔12，在加热底座1的两个侧面与第二组中的两个加热侧板3的上端分别设有两组阳极及阴极固定脚41、42，加热底座1含有边框13及位于边框内的多个等距分布的栅条14。

在使用前，需先将各组件进行组装，具体为首先将第二组加热侧板的凸块30、31插入第一组加热侧板的空槽21、22内，其后将第一组加热侧板的插块29及第二组加热侧板的插块37插入所述加热底座1的两组插孔11、12内，形成如附图4所示的形态，其后将该加热系统放置于真空炉内，在应用时，可独立放置多个该加热系统，也可将多个加热系统通过串联或并联使用，通电时，加热系统的阳极固定脚41与电源正极电相连，加热系统的阴极固定脚42与电源负极电相连。

该石墨加热系统对于常用柱状、管状或板状石墨加热器具有更大的有效加热空间，生产过程中热均匀性稳定，在长时间高温加热后，加热系统各组件表面不出现裂纹及破损，反应过程中加热系统各组件不同位置处电阻值的差异小于3.5‰，反应中及反应后加热系统各组件上的通孔始终维持正圆形，说明出全过程中加热系统内各处应力始终均匀分布。

实施例2

如附图1~4所示的一种真空炉石墨加热系统，其包括加热底座1及4个加热侧板，所述4个加热侧板分为对称、且相互等大的两组，每组内的2个加热侧板结构完全相同，其中第一组中的一个加热侧板2在其高度的1/3及2/3处分别自一个侧面向另一侧面开设有空槽，且在1/3高度处的空槽21与在2/3高度处的空槽22延伸方向相反、两者顶端所在侧面相对，两者空槽延伸深度均为该加热侧板2宽度的1/2~5/6，且两者空槽的另外三个面均贯通该加热侧板2对应的三个面，包括该加热侧板2的一个侧面及前、后两个表面，所述空槽21、22的底端为弧面形态，在该加热侧板2的两个空槽之间的部分设有第一通孔23，该通孔23贯通该加热侧板2的前、后两个表面，在该加热侧板2的对角位置处还设有2个对称的贯通槽，为第一贯通槽24，这2个第一贯通槽24均贯通该加热侧板2的前、后两个表面，其呈等边直角的形态设置在该加热侧板2的对角处，在其直角的角部形成弧形，其直角边一端延伸至该加热侧板2的宽度的1/2~2/3处，在第一贯通槽24与两个空槽21、22之间的部分设有等大的第二~第五通孔25、26、27、28，这四个通孔25、26、27、28以第一通孔23为交叉点形成交叉的十字形，该加热侧板2的底部设有2~多个柱状插块29，在加热底座1的对应位置处设有一组插孔11，此外，在第二组中的一个加热侧板3在其对应第一组中的一个加热侧板2的两个空槽21、22处设有立方体形凸块30、31，所述凸块30、31与该加热侧板3等宽，可插入所述空槽21、22内，且插入形成端口封闭的空槽，该加热侧板3在其中部含有一个贯通其前后表面的贯通槽，为第二贯通槽32，第二贯通槽32的自其一个侧面向另一个侧面延伸、延伸长度为该加热侧板3宽度的3/5~4/5，在第二贯通槽的上、下部分共设有等大的4个通孔33、34、35、36，这4个通孔33、34、35、36形成正方形，且与第一组中的一个加热侧板2上的4个通孔25、26、27、28等大，该加热侧板3的底部也设有2~多个柱状插块37，在加热底座1的对应位置处设有另一组插孔12，在加热底座1的两个侧面与第二组中的两个加热侧板3的上端分别设有两组阳极及阴极固定脚41、42，加热底座1含有边框13及位于边框内的多个等距分布的栅条14。

在使用前，需先将各组件进行组装，具体为首先将第二组加热侧板的凸块30、31插入第一组加热侧板的空槽21、22内，其后将第一组加热侧板的插块29及第二组加热侧板的插块37插入所述加热底座1的两组插孔11、12内，形成如附图4所示的形态，其后将该加热系统放置于真空炉内，在应用时，可独立放置多个该加热系统，也可将多个加热系统通过串联或并联使用，通电时，加热系统的阳极固定脚41与电源正极电相连，加热系统的阴极固定脚42与电源负极电相连。

该石墨加热系统对于常用柱状、管状或板状石墨加热器具有更大的有效加热空间，生产过程中热均匀性稳定，在长时间高温加热后，加热系统各组件表面不出现裂纹及破损，反应过程中加热系统各组件不同位置处电阻值的差异小于3.3‰，反应中及反应后加热系统各组件上的通孔始终维持正圆形，说明出全过程中加热系统内各处应力始终均匀分布。

实施例3

如附图1~4所示的一种真空炉石墨加热系统，其包括加热底座1及4个加热侧板，，加热底座1含有边框13及位于边框内的多个等距分布的栅条14，所述4个加热侧板分为对称、且相互等大的两组，每组内的2个加热侧板结构完全相同，其中第一组中的一个加热侧板2在其高度的1/3及2/3处分别自一个侧面向另一侧面开设有空槽，且在1/3高度处的空槽21与在2/3高度处的空槽22延伸方向相反、两者顶端所在侧面相对，两者空槽延伸深度均为该加热侧板2宽度的1/2~5/6，且两者空槽的另外三个面均贯通该加热侧板2对应的三个面，包括该加热侧板2的一个侧面及前、后两个表面，所述空槽21、22的底端为弧面形态，在该加热侧板2的两个空槽之间的部分设有第一通孔23，该通孔23贯通该加热侧板2的前、后两个表面，在该加热侧板2的对角位置处还设有2个对称的贯通槽，为第一贯通槽24，这2个第一贯通槽24均贯通该加热侧板2的前、后两个表面，其呈等边直角的形态设置在该加热侧板2的对角处，在其直角的角部形成弧形，其直角边一端延伸至该加热侧板2的宽度的1/2~2/3处，在第一贯通槽24与两个空槽21、22之间的部分设有等大的第二~第五通孔25、26、27、28，这四个通孔25、26、27、28以第一通孔23为交叉点形成交叉的十字形，该加热侧板2的底部设有2~多个柱状插块29，在加热底座1的对应位置处设有一组插孔11，此外，在第二组中的一个加热侧板3在其对应第一组中的一个加热侧板2的两个空槽21、22处设有立方体形凸块30、31，所述凸块30、31与该加热侧板3等宽，可插入所述空槽21、22内，且插入形成端口封闭的空槽，该加热侧板3在其中部含有一个贯通其前后表面的贯通槽，为第二贯通槽32，第二贯通槽32的自其一个侧面向另一个侧面延伸、延伸长度为该加热侧板3宽度的3/5~4/5，在第二贯通槽的上、下部分共设有等大的4个通孔33、34、35、36，这4个通孔33、34、35、36形成正方形，且与第一组中的一个加热侧板2上的4个通孔25、26、27、28等大，该加热侧板3的底部也设有2~多个柱状插块37，在加热底座1的对应位置处设有另一组插孔12，在加热底座1的两个侧面与第二组中的两个加热侧板3的上端分别设有两组阳极及阴极固定脚41、42，且第一组中的一个加热侧板2的宽、高比为1:1~1.5:1，第二组中的一个加热侧板3的宽、高比为0.5:1~1:1。

在使用前，需先将各组件进行组装，具体为首先将第二组加热侧板的凸块30、31插入第一组加热侧板的空槽21、22内，其后将第一组加热侧板的插块29及第二组加热侧板的插块37插入所述加热底座1的两组插孔11、12内，形成如附图4所示的形态，其后将该加热系统放置于真空炉内，在应用时，可独立放置多个该加热系统，也可将多个加热系统通过串联或并联使用，通电时，加热系统的阳极固定脚41与电源正极电相连，加热系统的阴极固定脚42与电源负极电相连。

该石墨加热系统对于常用柱状、管状或板状石墨加热器具有更大的有效加热空间，生产过程中热均匀性稳定，在长时间高温加热后，加热系统各组件表面不出现裂纹及破损，反应过程中加热系统各组件不同位置处电阻值的差异小于2.5‰，反应中及反应后加热系统各组件上的通孔始终维持正圆形，说明出全过程中加热系统内各处应力始终均匀分布。

实施例4

如附图1~4所示的一种真空炉石墨加热系统，其包括加热底座1及4个加热侧板，加热底座1含有边框13及位于边框内的多个等距分布的栅条14，所述4个加热侧板分为对称、且相互等大的两组，每组内的2个加热侧板结构完全相同，其中第一组中的一个加热侧板2在其高度的1/3及2/3处分别自一个侧面向另一侧面开设有空槽，且在1/3高度处的空槽21与在2/3高度处的空槽22延伸方向相反、两者顶端所在侧面相对，两者空槽延伸深度均为该加热侧板2宽度的2/3处，且两者空槽的另外三个面均贯通该加热侧板2对应的三个面，包括该加热侧板2的一个侧面及前、后两个表面，所述空槽21、22的底端为弧面形态，在该加热侧板2的两个空槽之间的部分设有第一通孔23，该通孔23贯通该加热侧板2的前、后两个表面，在该加热侧板2的对角位置处还设有2个对称的贯通槽，为第一贯通槽24，这2个第一贯通槽24均贯通该加热侧板2的前、后两个表面，其呈等边直角的形态设置在该加热侧板2的对角处，在其直角的角部形成弧形，其直角边一端延伸至该加热侧板2的宽度的3/5处，在第一贯通槽24与两个空槽21、22之间的部分设有等大的第二~第五通孔25、26、27、28，这四个通孔25、26、27、28以第一通孔23为交叉点形成交叉的十字形，该加热侧板2的底部设有2~多个柱状插块29，在加热底座1的对应位置处设有一组插孔11，此外，在第二组中的一个加热侧板3在其对应第一组中的一个加热侧板2的两个空槽21、22处设有立方体形凸块30、31，所述凸块30、31与该加热侧板3等宽，可插入所述空槽21、22内，且插入形成端口封闭的空槽，该加热侧板3在其中部含有一个贯通其前后表面的贯通槽，为第二贯通槽32，第二贯通槽32的自其一个侧面向另一个侧面延伸、延伸长度为该加热侧板3宽度的4/5，在第二贯通槽的上、下部分共设有等大的4个通孔33、34、35、36，这4个通孔33、34、35、36形成正方形，且与第一组中的一个加热侧板2上的4个通孔25、26、27、28等大，4个通孔25、26、27、28的直径大小为其所在加热侧板2的宽度的1/8~1/6，该加热侧板3的底部也设有2~多个柱状插块37，在加热底座1的对应位置处设有另一组插孔12，在加热底座1的两个侧面与第二组中的两个加热侧板3的上端分别设有两组阳极及阴极固定脚41、42，且第一组中的一个加热侧板2的宽、高比为1:1~1.5:1，第二组中的一个加热侧板3的宽、高比为0.5:1~1:1，加热侧板2中的第一通孔23的直径为其它四个通孔25、26、27、28直径的1~1.25倍。

在使用前，需先将各组件进行组装，具体为首先将第二组加热侧板的凸块30、31插入第一组加热侧板的空槽21、22内，其后将第一组加热侧板的插块29及第二组加热侧板的插块37插入所述加热底座1的两组插孔11、12内，形成如附图4所示的形态，其后将该加热系统放置于真空炉内，在应用时，可独立放置多个该加热系统，也可将多个加热系统通过串联或并联使用，通电时，加热系统的阳极固定脚41与电源正极电相连，加热系统的阴极固定脚42与电源负极电相连。

该石墨加热系统对于常用柱状、管状或板状石墨加热器具有更大的有效加热空间，生产过程中热均匀性稳定，在长时间高温加热后，加热系统各组件表面不出现裂纹及破损，反应过程中加热系统各组件不同位置处电阻值的差异小于1.5‰，反应中及反应后加热系统各组件上的通孔始终维持正圆形，说明出全过程中加热系统内各处应力始终均匀分布。