一种滚动匣钵翻滚递进机构及翻滚递进方法技术

一种滚动匣钵翻滚递进机构及翻滚递进方法，高温烧结窑炉技术领域。一种滚动匣钵翻滚递进机构，其包括为圆柱体的多个升降轮，升降轮的轴线与匣钵的轴线在三维空间上互相平行，相邻两个升降轮的轴线间距小于匣钵外轮廓横截面的直径，每个升降轮与独立的升降机构连接使得每个升降轮可以独立在竖直方向升降。滚动匣钵翻滚递进机构的翻滚递进方法，利用升降轮的升降配合，实现匣钵在前进方向上的推进。上述滚动匣钵翻滚递进机构及翻滚递进方法，可使得窑炉整体长度缩短、匣钵自转速度可调、机械结构整体可靠，能够满足相关材料的烧结要求。

【技术实现步骤摘要】
一种滚动匣钵翻滚递进机构及翻滚递进方法
本专利技术属于高温烧结窑炉
，具体地涉及一种滚动匣钵翻滚递进机构及翻滚递进方法。
技术介绍
高温烧结炉是工业常用的一种重要的加热设备，广泛应用于活性金属、难熔金属及其合金、陶瓷材料、异种材料的粉末烧结或坯体烧结。传统的高温烧结炉按其结构主要可划分为推板窑炉和回转炉。推板窑炉的主体是一段隧道式高温窑体，盛装待烧结物料的匣钵依次排队从窑头推进窑体，在窑内进过若干时间的高温烧结，这个过程中，匣钵不断地被水平顺序推移，但其每个匣钵体位都静止不变，所以匣钵内盛装的物料其相互位置也没有变化，物料完成烧结过程后又顺序被推出窑体。推板窑炉能够通过隧道式窑体保证温度控制的精度，但其不能使物料在加热时翻滚混匀，无法满足物料排焦排气的需求。回转炉主要包括一可沿其轴自转的圆柱炉体，炉体内设有螺旋推进机构，物料自炉体一端投入后，由炉体上下设置的加热器进行高温加热，炉体自转，物料在其中缓慢翻滚并向另一端运动、排出。但是受到形制所限，回转炉的温度控制难以达到推板窑炉一般精准。此外回转炉的炉体对于加工工艺要求非常高，由于炉体的体积较大，其壁厚的均一性难以掌握，加工精度难以达到，气密性难以控制，且微小的炉体碎片脱落即会对整个烧结过程造成不可逆的破坏。为了解决上述窑炉中存在的问题，专利技术人前期已经提出了一种滚动匣钵推板隧道窑炉（中国专利公开号CN109959258A，在此以引用的方式包含于本专利技术中），包括隧道式窑体和至少2个匣钵推板单元，所述匣钵推板单元包括匣钵和推板支架，所述推板支架包括推板和支具，所述匣钵具有至少1个回转轴，所述匣钵可绕所述回转轴自转，所述支具支撑所述匣钵使其在三维空间上与所述推板支架保持相对静止，所述推板可带动所述匣钵进出所述隧道式窑体；所述滚动匣钵推板隧道窑炉进一步包括驱动所述匣钵自转的驱动机构。这种窑炉综合了推板窑炉和回转炉的优点，使物料在烧结时温控精确、混合均匀，并降低了炉体加工难度。实际应用中，发现这种形制的隧道式窑炉存在以下问题：首先，推板推进机构的长度通常很长，不适于放置在实验室中用于粉料烧结小试，限制了其应用场景，并且通常用于推动推板前进的液压驱动机构常存在机械故障率高、容易漏油等问题。其次，该专利文献中给出的通过齿轮、齿条或链条驱动匣钵自转的驱动机构，在隧道窑炉中的高温、粉尘等作用下，容易出现器件表面咬合失效、粘连等问题，一方面导致匣钵自转速度失控，另一方面也降低了整机的可靠性及寿命。此外，某些粉末烧结工艺需要在不同的阶段采用不同的翻料速率，这要求每个匣钵的自转速度在窑炉中不同的位置都要灵活可控，在前述专利文献给出的窑炉中，只能通过增加齿条/链条的数量来实现，这进一步降低了整机可靠性，也提高了成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种滚动匣钵翻滚递进机构及翻滚递进方法，其能够用于推板隧道窑炉，实现窑炉整体长度缩短、匣钵自转速度可调、机械结构整体可靠，能够满足相关材料的烧结要求。本专利技术的实施例是这样实现的：为实现上述目的，本专利技术一方面提供一种滚动匣钵翻滚递进机构，其包括多个间隔设置且为圆柱体的升降轮，所述多个升降轮的轴线与外轮廓为圆柱体的匣钵的轴线在三维空间上互相平行，相邻两个所述升降轮的轴线间距小于所述匣钵的外轮廓横截面的直径，每个所述升降轮与独立的升降机构连接使得每个所述升降轮可以独立在竖直方向升降。所述升降机构的动力来源可以为气泵、电机、热机等，升降动作可以由气缸-活塞、涡轮-蜗杆、齿轮-齿条、链条-链轮等任意机构来实现，这些机构均为本领域技术人员所熟知。上述多个升降轮的间距可以相等，但这并非必须，只要满足相邻两个升降轮的轴线间距小于所述匣钵外轮廓横截面的直径的条件即可。在本专利技术较佳的实施例中，上述滚动匣钵翻滚递进机构还包括外轮廓为圆柱体的多个托轮，所述托轮与所述升降轮交替间隔排布，所述托轮的轴线与所述升降轮的轴线在三维空间上相互平行，所述托轮的轴线高度低于所述升降轮在升至最高位置处的轴线高度，且高于所述升降轮在降至最低位置处的轴线高度，相邻两个所述托轮的轴线间距小于所述匣钵外轮廓横截面的直径。上述多个托轮的间距可以相等，但这并非必须，只要满足相邻两个托轮的轴线间距小于所述匣钵外轮廓横截面的直径的条件即可。在本专利技术较佳的实施例中，上述至少一个所述托轮与旋转驱动机构连接，从而获得驱动匣钵旋转的动力。为实现不同位置的匣钵转速灵活可调，可以设置两个、三个、四个、五个、六个或更多相互独立的旋转驱动机构与不同位置的托轮连接，更优选地，所述托轮和升降轮的材质包含陶瓷。所述旋转驱动机构的动力来源可以为电机、热机、气泵等常见形式，所述托轮可通过联轴器、带轮、齿轮等常见传动机构或其组合与上述动力来源连接，这些机构也均为本领域技术人员所熟知。在本专利技术较佳的实施例中，上述相邻两个所述升降轮的轴线间距小于所述匣钵外轮廓横截面的半径。在本专利技术较佳的实施例中，上述至少一个所述升降轮还与旋转驱动机构连接，从而获得驱动匣钵旋转的动力。为实现不同位置的匣钵转速灵活可调，还可以设置两个、三个、四个、五个、六个或更多相互独立的旋转驱动机构与不同位置的升降轮连接，更优选地，所述升降轮的材质包含陶瓷。所述旋转驱动机构的动力来源可以为电机、热机、气泵等常见形式，所述托轮可通过联轴器、带轮、齿轮等常见传动机构或其组合与上述动力来源连接，这些机构也均为本领域技术人员所熟知。本专利技术在另一方面提供一种翻滚递进方法，所述升降轮包括在前进方向上依次设置的第一升降轮、第二升降轮和第三升降轮，所述托轮包括在前进方向上依次设置的第一托轮和第二托轮，在该方法的初始状态下，匣钵、第一升降轮、第一托轮、第二升降轮相切并获得支撑，处于稳定状态；随后，第二升降轮下降并与匣钵脱离接触，匣钵向前进方向翻滚，与第二升降轮相切并重新获得支撑；第二升降轮进一步下降，第二升降轮的最高点低于第一托轮的轴线高度，匣钵依靠惯性继续向前进方向翻滚，从而与第一托轮脱离接触，并越过第二升降轮的最高点，与前进方向上紧邻的第二托轮相切，获得支撑；第二升降轮上升，匣钵保持与第二升降轮、第二托轮相切，在第二升降轮上升推力的作用下向前进方向运动，并到达稳定状态。上述过程由前进方向上的升降轮重复实施，从而使得匣钵完成从进入窑体到从窑体离开的整个流程。本专利技术在另一方面提供一种翻滚递进方法，所述升降轮包括在前进方向上依次设置的第一升降轮、第二升降轮和第三升降轮，在该方法的初始状态下，匣钵、第一升降轮、第二升降轮、相切并获得支撑，处于稳定状态；随后，第二升降轮下降，匣钵受重力作用而向前进方向翻滚并继续保持与第一升降轮、第二升降轮相切；当第二升降下降至匣钵与第三升降轮相切并获得支撑时，第二升降轮不再下降；此后，第三升降轮下降并与匣钵脱离接触，匣钵向前进方向翻滚并重新与第三升降轮相切，当第三升降轮下降至与第二升降轮在轴线上处于同一高度时，第二升降轮和第三升降轮同步上升，到达与初始状态相同的轴线高度。上述过程由前进方向上的升降轮重复实施，从而使得匣钵完成从进入窑体到从窑体离开的整个流程。本专利技术在另一方面提供一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种滚动匣钵翻滚递进机构，其特征在于，其包括多个间隔设置且为圆柱体的升降轮，多个所述升降轮的轴线与外轮廓为圆柱体的匣钵的轴线在三维空间上互相平行，相邻两个所述升降轮的轴线间距小于所述匣钵的外轮廓横截面的直径，每个所述升降轮与独立的升降机构连接使得每个所述升降轮可以独立在竖直方向升降。/n

【技术特征摘要】
1.一种滚动匣钵翻滚递进机构，其特征在于，其包括多个间隔设置且为圆柱体的升降轮，多个所述升降轮的轴线与外轮廓为圆柱体的匣钵的轴线在三维空间上互相平行，相邻两个所述升降轮的轴线间距小于所述匣钵的外轮廓横截面的直径，每个所述升降轮与独立的升降机构连接使得每个所述升降轮可以独立在竖直方向升降。


2.根据权利要求1所述的滚动匣钵翻滚递进机构，其特征在于，所述滚动匣钵翻滚递进机构还包括外轮廓为圆柱体的多个托轮，所述托轮与所述升降轮交替间隔排布，所述托轮的轴线与所述升降轮的轴线在三维空间上相互平行，所述托轮的轴线高度低于所述升降轮在升至最高位置处的轴线高度，且高于所述升降轮在降至最低位置处的轴线高度，相邻两个所述托轮的轴线间距小于所述匣钵外轮廓横截面的直径。


3.根据权利要求2所述的滚动匣钵翻滚递进机构，其特征在于，至少一个所述托轮与旋转驱动机构连接，从而获得驱动所述匣钵旋转的动力；优选地，所述托轮和所述升降轮至少部分模块的材质选自陶瓷。


4.根据权利要求1所述的滚动匣钵翻滚递进机构，其特征在于，相邻两个所述升降轮的轴线间距小于所述匣钵外轮廓横截面的半径。


5.根据权利要求4所述的滚动匣钵翻滚递进机构，其特征在于，至少一个所述升降轮还与旋转驱动机构连接，从而获得驱动所述匣钵旋转的动力；优选地，所述升降轮的至少部分模块的材质选自陶瓷。


6.一种应用如权利要求2或3所述滚动匣钵翻滚递进机构的翻滚递进方法，其特征在于，所述升降轮包括在前进方向上依次设置的第一升降轮、第二升降轮和第三升降轮，所述托轮包括在前进方向上依次设置的第一托轮和第二托轮，其包括如下步骤：初始状态下，所述匣钵、所述第一升降轮、所述第一托轮、所述第二升降轮相切并获得支撑，处于稳定状态；随后，所述第二升降轮下降并与所述匣钵脱离接触，所述匣钵向前进方向翻滚，与所述第二升降轮相切并重新获得支撑；所述第二升降轮进一步下降，所述第二升降轮的最高点低于所述第一托轮的轴线高度，所述匣钵依靠惯性继续向前进方向翻滚，从而与所述第一托轮脱离接触，并越过所述第二升降轮的最高点，与前进方向上紧邻的所述第二托轮相切，获得支撑；所述第二升降轮上升，所述匣钵保持与所述第二升降轮、所述第二托轮相切，在所述第二升降轮上升推力的作用下向前进方向运动，并到达稳定状态。


7.一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍继延，陈建中，
申请(专利权)人：江苏集萃分子工程研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32