一种石墨炭化系统的液压式进料装置的制作方法

本实用新型涉及一种石墨炭化系统的液压式进料装置。

背景技术：

现有的石墨炭化系统，采用人工送料进入炭化炉实现石墨粉的炭化，具体的，先将石墨粉装入碳舟中，再由操作人员使用推杆将装有石墨粉的碳舟送入炉体的碳管中加热，过一段时间后，再送入下一个装有石墨粉的碳舟。这种进料方式的缺点有：

(1)生产效率低，由于人工推进碳舟，效率低。

(2)进料机构占用空间大，导致整个石墨炭化系统占地面积大，对厂房等环境因素要求高。

(3)由于碳舟装载量有限，也导致生产效率低，产能低。

(4)由于加热时碳舟和石墨粉一并加热，因此，碳舟也耗费较多的热量，导致能耗居高不下，生产成本高。

因此，有必要设计一种新的进料装置。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种石墨炭化系统的液压式进料装置，该石墨炭化系统的液压式进料装置无需人工推料，进料效率高。

实用新型的技术解决方案如下：

一种石墨炭化系统的液压式进料装置，包括料斗(4)、进料管、液压推进器(21)、液压油缸(22)和液压站(23)；进料管为水平布置；

进料管与石墨炭化系统中的炭化炉的入口相通；

料斗安装在进料管上，且料斗的底部与进料管的内腔连通；

液压站通过液压油管与液压油缸相连；液压油缸前端连接有所述的液压推进器；液压推进器位于进料管中；

液压推进器包括推进器柱塞(5)和连接推进器柱塞与液压油缸活塞的推杆。

所述的石墨炭化系统的液压式进料装置还包括用于控制液压油缸的阀门和控制装置；阀门受控于控制装置。

所述的控制装置为MCU。

所述的MCU为PLC或DSP。

MCU连接有触摸显示屏。

所述推进器柱塞为中空结构。

推进器柱塞包括筒柱(41)、前端件(42)和连接块(43)；筒柱为圆筒形部件；筒柱的内部为空腔(48)；

前端件固定在筒柱的前端，连接块固定在筒柱的后端，连接块用于与液压缸的活塞杆相连；

前端件为圆柱形，前端件的外侧壁上设有至少一条周向的气环槽(44)；

筒柱的后端的外侧壁上设有至少一条周向的气环槽(44)。气环槽内设置密封圈。

进料管中设有行程开关，柱塞上设有位移传感器，位移传感器与MCU相连。

连接块与筒柱通过螺纹连接，或连接块焊接在筒柱上。

连接块为具有台阶的圆柱形部件，连接块的前端插装在筒柱的空腔中。连接块的环形的台阶作为限位部件。

接块的后端设有带内螺纹的圆形的凹陷部(47)。活塞杆上设有外螺纹，与所述的内螺纹适配，活塞杆通过螺纹与凹陷部相连。

筒柱的前端设有圆形的前端板(49)；前端板的中心处设有轴向的通孔(46)；通孔为螺纹孔；前端件后端的中心部设有沿轴向的盲孔(45)；螺钉穿过所述通孔并旋装在盲孔中，实现前端件与筒柱的连接。

前端件上设有3条气环槽；筒柱的后端设有2条气环槽。连接块的后端设有位移传感器，用于检测柱塞推进的位移量，柱塞插装在进料管中，进料管内设有接近传感器，接近传感器为行程开关或光电开关，位移传感器通过放大电路与MCU相连，接近传感器与MCU相连。

推进器柱塞的总长度为550-600mm，筒柱的外直径为110-130mm，筒柱的长度为480-490mm，连接块的长度为40-45mm；前端件的长度为65-75mm。

推进器柱塞的总长度为570mm，筒柱的外直径为120mm，筒柱的内直径为101mm，筒柱的长度为485mm，连接块的长度为42mm；前端件的长度为70mm。

前端件的直径为120mm，盲孔的深度为35mm；

连接块的凹陷部的深度为18mm，连接块的前端的直径为103mm，台阶厚度为15mm。

更进一步，前端件前端设有耐热层，耐热层为钨层，耐热层的厚度为1-5mm，该厚度包含在前端件的总厚度内。

气环槽的宽度为5mm，相邻气环槽的间隔厚度为5mm，检修槽的宽度为3mm。

盲孔和通孔的直径为16mm，均为M16螺纹孔。前端板的厚度为12mm。

筒柱的壁厚为9.5mm。

连接块的后端设有位移传感器，用于检测柱塞推进的位移量，柱塞插装在进料管中，进料管内设有接近传感器，接近传感器为行程开关或光电开关，接近传感器被触发后，控制液压缸不再动作或回退，实现过程控制。接近传感器与MCU相连；位移传感器经过放大器与MCU的ADC端口相接。MCU还连接有显示屏，显示屏用于显示实时位移量等。MCU通过控制液压阀控制液压油缸的工作。

有益效果：

本实用新型的液压式进料装置，采用液压推料，无需人工推料，因而，推料效率高，采用MCU控制时，只需人工设定参数后，能自动化工作，能显著减轻人工的劳动强度，且推料效率高。

另外，本实用新型的用于石墨炭化系统的推进器，推进器柱塞由筒柱、前端件和连接块三部分组成，结构紧凑，且易于安装。

另外，气环槽的设置提高了柱塞整体的密封性能。

筒柱与前端件通过螺钉连接，连接可靠。

液压杆与柱塞的连接块通过螺纹连接，连接紧密而可靠。

柱塞采用中空结构，重量小，推进灵活，且能耗小。

各部件尺寸设计合理，与碳管炉能协调配合，从而实现石墨炭化的高产。

本实用新型还设计有与柱塞配套的位移传感器、接近传感器和显示屏，便于检测和控制。这种推进器柱塞结构紧凑，结合紧密，易于推广实施。

总而言之，这种液压式进料装置是对石墨炭化系统的重大改进，特别有利于提高产能，节约能耗，降低生产成本。

附图说明

图1为石墨炭化系统的总体结构示意图；

图2为柱塞结构示意图；

图3为检测系统的框图；

图4为信号放大电路示意图；

图5为亮度调节电路示意图。

标号说明：1-碳管炉，2-推料装置，3-出料装置，4-料斗；21-液压推进器，22-液压油缸，23-液压站；31-出料管，32-排杂管。

5-推进器柱塞，41-筒柱，42-前端件，43-连接块，44-气环槽，45-盲孔，46-通孔，47-凹陷部，48-空腔，49-前端板，40-检修槽。

具体实施方式

以下将结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明：

实施例1：如图1-2，一种石墨炭化系统的液压式进料装置，包括料斗4、进料管、液压推进器21、液压油缸22和液压站23；进料管为水平布置；

进料管与石墨炭化系统中的炭化炉的入口相通；

料斗安装在进料管上，且料斗的底部与进料管的内腔连通；

液压站通过液压油管与液压油缸相连；液压油缸前端连接有所述的液压推进器；液压推进器位于进料管中；

液压推进器包括推进器柱塞5和连接推进器柱塞与液压油缸活塞的推杆。

所述的石墨炭化系统的液压式进料装置还包括用于控制液压油缸的阀门和控制装置；阀门受控于控制装置。

所述的控制装置为MCU。

所述的MCU为PLC或DSP。

MCU连接有触摸显示屏。

所述推进器柱塞为中空结构。

推进器柱塞包括筒柱41、前端件42和连接块43；筒柱为圆筒形部件；筒柱的内部为空腔48；

前端件固定在筒柱的前端，连接块固定在筒柱的后端，连接块用于与液压缸的活塞杆相连；

前端件为圆柱形，前端件的外侧壁上设有至少一条周向的气环槽44；

筒柱的后端的外侧壁上设有至少一条周向的气环槽44。气环槽内设置密封圈。

进料管中设有行程开关，柱塞上设有位移传感器，位移传感器与MCU相连。

连接块与筒柱通过螺纹连接，或连接块焊接在筒柱上。

连接块为具有台阶的圆柱形部件，连接块的前端插装在筒柱的空腔中。连接块的环形的台阶作为限位部件。

接块的后端设有带内螺纹的圆形的凹陷部47。活塞杆上设有外螺纹，与所述的内螺纹适配，活塞杆通过螺纹与凹陷部相连。

筒柱的前端设有圆形的前端板49；前端板的中心处设有轴向的通孔46；通孔为螺纹孔；前端件后端的中心部设有沿轴向的盲孔45；螺钉穿过所述通孔并旋装在盲孔中，实现前端件与筒柱的连接。

前端件上设有3条气环槽；筒柱的后端设有2条气环槽。

推进器柱塞的总长度为550-600mm，筒柱的外直径为110-130mm，筒柱的长度为480-490mm，连接块的长度为40-45mm；前端件的长度为65-75mm。

推进器柱塞的总长度为570mm，筒柱的外直径为120mm，筒柱的内直径为101mm，筒柱的长度为485mm，连接块的长度为42mm；前端件的长度为70mm。

前端件的直径为120mm，盲孔的深度为35mm；

连接块的凹陷部的深度为18mm，连接块的前端的直径为103mm，台阶厚度为15mm。

更进一步，前端件前端设有耐热层，耐热层为钨层，耐热层的厚度为1-5mm，该厚度包含在前端件的总厚度内。

气环槽的宽度为5mm，相邻气环槽的间隔厚度为5mm，检修槽的宽度为3mm。

盲孔和通孔的直径为16mm，均为M16螺纹孔。前端板的厚度为12mm。

筒柱的壁厚为9.5mm。

如图1，碳化炉的前端与液压推进器21相连，液压推进器由液压油缸22驱动，液压油缸22与液压站相连。液压推进器通过柱塞将料斗4中的石墨粉推入碳管炉中的碳管内。

碳化炉的尾端设有出料装置3，出料装置的上端设有排杂管32，下端设有出料管31。

连接块的后端设有位移传感器，用于检测柱塞推进的位移量，柱塞插装在进料管中，进料管内设有接近传感器，接近传感器为行程开关或光电开关，接近传感器被触发后，控制液压缸不再动作或回退，实现过程控制。接近传感器与MCU相连；位移传感器经过放大器与MCU的ADC端口相接。MCU还连接有显示屏，显示屏用于显示实时位移量等。电路框图如图3。

如图4，位移检测模块包括位移传感器和可调放大倍数的放大器；

可调放大倍数的放大器包括运算放大器U1和多路开关U2；多路开关U2为四选一选择器；

位移传感器的输出端Vin经电阻R0接运算放大器U1的反相输入端；运算放大器U1的同相输入端经电阻R06接地，运算放大器U1的同向输入端还分别经4个电阻R01-R04接四选一选择器的4个输入通道，四选一选择器的输出通道接运算放大器U1的输出端Vout，Vout接MCU的ADC端；

MCU的2个输出端口分别接四选一选择器的通道选端A和B；

运算放大器U1采用LM393器件。

Vout与Vin的计算公式：

Vout＝Vin*(Rx+R0)/R0；其中，Rx＝R01，R02，R03或R04；基于选通端AB来确定选择哪一个电阻；且R01，R02，R03和R04各不相同；优选的R04＝5*R03＝25*R02＝100*R01；R01＝5*R0，可以方便地实现量程和精度切换。

如图5，显示屏与MCU相连，显示屏的亮度调节电路包括LED灯串、三极管、电位器Rx和A/D转换器；三极管为NPN型三极管；显示屏的固定架上还设有旋钮开关与电位器Rx同轴相连；

电位器Rx和第一电阻R1串接形成分压支路，分压支路一端接电源正极Vcc，分压支路的另一端接地；电位器Rx和第一电阻R1的连接点接A/D转换器的输入端；A/D转换器的输出端接MCU的数据输入端口；

LED灯串包括多个串接的LED灯；LED灯串的正极接电源正极Vcc；LED灯串的负极接三极管的C极，三极管的E极经第二电阻R2接地；三极管的B极的接MCU的输出端。电源正极Vcc为5V，A/D转换器为8位串行输出型转换器。