一种石墨炭化系统智能电子监测终端技术方案

本发明专利技术公开了一种智能电子监测终端，包括MCU、触摸显示屏、数据采集模块和无线通信模块；触摸显示屏、数据采集模块和无线通信模块均与MCU相连；数据采集模块包括温度检测模块和成品重量检测模块；MCU的输出端口还连接有加热管驱动电机、用于驱动螺旋出料机构的步进电机和用于加热加热管的逆变器；智能电子监测终端用于监控炭化加工进程，所述的加热管位于炭化炉中；螺旋出料机构位于炉体的出料端，加热管驱动电机用于驱动加热管旋转；该智能电子监测终端能实现整个生产过程的监控，易于实施。

【技术实现步骤摘要】
一种石墨炭化系统智能电子监测终端
本专利技术应用于工业生产过程控制领域，涉及一种石墨炭化系统的智能电子监测终端，具体涉及对炉体内的机构进行改进，终端能实现对温度数据采集及监测，使得温度稳定；另外，进料和出料实现精确定量控制。
技术介绍
现有的常见的石墨炭化系统，采用人工送料进入炭化炉实现石墨粉的炭化，这种炭化方式的缺点在于：(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，碳舟也耗费大量的热量，导致能耗居高不下，生产成本高。而且，现有技术产能低，现有产量是120-130kg/天；投资大，能耗高。另外，还有一种半自动的石墨炭化系统，通过螺旋进料，送进炉体加热，这种方式，虽然能提高产能，但是仍存在控制不便等特点。因此，有必要设计一种用于石墨炭化系统的智能电子监测终端。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种智能电子监测终端，该智能电子监测终端能全程监控系统工作，易于实施。专利技术的技术解决方案如下：一种智能电子监测终端，包括MCU、触摸显示屏、数据采集模块和无线通信模块；触摸显示屏、数据采集模块和无线通信模块均与MCU相连；数据采集模块包括温度检测模块和成品重量检测模块；MCU的输出端口还连接有加热管驱动电机、用于驱动螺旋出料机构的步进电机和用于加热加热管的逆变器；智能电子监测终端用于监控石墨炭化加工进程，所述的加热管位于炭化炉中；螺旋出料机构位于炭化炉的出料端，加热管驱动电机用于驱动加热管旋转；温度检测模块用于检测加热管温度，成品重量检测模块用于检测出料口输出现有成品的重量；无线通信模块为3G、4G、5G通信模块。智能电子监测终端用于监控石墨炭化系统的工作过程。炭化炉为圆筒形的卧式炉，加热管沿炭化炉的轴线设置，炭化炉以及加热管相对于水平面倾斜设置，倾斜角度为1～6度。倾斜角度为3或5度。倾斜的作用，让石墨能在重力的作用下自动向前端滑动。避免前端的碳粉被液压推进机构压得很紧实，便于碳粉在加热管旋转的时候翻动。炭化炉的前后端均设有轴承，加热管的两端插装在2个轴承中，炭化炉的前端设有用于驱动炭化炉的加热管驱动电机。驱动加热管旋转，作用在于使得加热管中碳粉能在旋转中翻搅，从而受热均匀，提高炭化纯度。炭化炉的内腔中设有2块隔板，隔板垂直加热管设置，2块隔板将炭化炉内腔分为三个子空腔，加热管分三段设置，对应设置在该三个子空腔中，三段加热管用隔热材料连接；隔热材料优选陶瓷材料。三段加热管分别由三个单独的逆变器供电。三段子空腔中，中间段的温度值高于前端和后端的温度值。后段为预热段，中段为高温炭化段，前端为退热段。热效率高，避免热量损失。而且输出的碳粉温度较低。加热管为双层加热管，内管与外管之间设有用于隔离的支架。作用在于辐射加热，加热更均匀，配合加热管旋转，搅动碳粉，使得碳粉受热均匀度更高。MCU通过无线通信模块将现场参数上传到云服务器，加热管为碳管。用于通过手机APP访问云服务器实现远程监控。电机的转轴上装有码盘，用于检测转速。MCU为PLC、DSP或单片机。MCU还连接有摄像头，用于视频监控。有益效果：本专利技术的智能电子监测终端，具有以下特点：(一)炉体以及加热管的特点：(1)采用内外管的双层加热管的结构；外管(加热管)与内管非直接接触，具有中空层，因此，外管(加热管)的发热通过辐射反射传导到内管，而不是直接传导，因此可以保障内管中的温度均一，从而在内管中，形成较为均一稳定的温度场，从而能保障石墨炭化的质量稳定。(2)外观和内管之间设置支撑环支持环采用瓷质或其他不利于导热的材质，如石棉等，这样，既能防止导热，又能支持内管，防止内管与外管太过接近，加之支持环为多个，从而在内管与外管之间形成均一的间距。(3)炉体倾斜设置，以及碳管在电机的驱动下旋转；有利于出料，而且有利于碳粉在碳管内翻动，从而受热更均匀，能提高纯度，这是本专利技术的核心所在。(二)出料装置，具有以下特点：(1)结构布局科学合理在出料管下端设置基于螺旋推进机构的流量控制装置，在在出料管下方设置自动接料装置，结构紧凑，布局合理。(2)能灵活调节流量通过螺旋推进机构运行速度，能控制出料速度，另外，由于出口设置称重传感器(即重量传感器)，能实施检测出料口的成品重量。(3)其他通过背光调节电路调节显示屏的背光，通过通信模块与远程监控平台通信，实现远程监控。通过触摸显示屏设置参数，查看相关参数。发射管和接收管用于检测下料管与接料箱是否对准，当发射管和接收管对齐时，表示下料管与接料箱接近对准，再控制传输带运行固定的距离，就可以接料。出料口朝侧边开，出料口的底部设有压力传感器，用于感应积累的成品质量，压力传感器(重量传感器)与MCU相连，具体电路为现有成熟技术。(三)液压推料装置，具有以下优势：(1)采用液压推料机构，实现连续推料。而且，速度可控。(2)料斗中具有搅拌放料机构，能防止石墨原料堵塞，保障生产稳定进行。综上所述，本专利技术的液压推料装置，能保障系统连续稳定的不间断进料，且易于控制，有利于保障石墨炭化质量。综上所述，该监控终端对应的石墨炭化系统结构紧凑，采用内外双管结构，能保持温度均一，从而保障石墨炭化的质量。(四)用于石墨炭化系统的炉体冷却装置，具有以下特点：(1)基于闭环控制炉外壁温度；对炉体外壁尽快实施冷却散热，避免对外部的设备和人员造成伤害。当温度过高时，增加变频器的频率，或者投入更多的水泵工作，达到显著降温的目的。具体控制策略及其实现方法为现有技术，如采用数字PID控制器等实现。水冷腔的外壁设有4个温度传感器，且关于加工炉的周向均匀布置。采用多个的温度传感器检测温度，可以起到冗余检测，检测可靠性更高。(2)余热利用利用余热给碳粉预热，使得碳粉中的水分尽快挥发，并保持一定的干燥度，特别有利于碳粉(石墨)弹簧的最终质量保证，这是本专利技术的独创和关键点之一。(3)采用可变放大倍数的放大电路实现炉体外的温度测量，使用灵活方便，且精度高。这种用于石墨炭化系统的炉体冷却装置，能稳定工作，可靠性高，有利于保障炉体的长期使用，且有利于保障生产质量，适合推广实施。综上所述，本专利技术的石墨炭化处理方案功能丰富，结构紧凑，自动化程度高，生产稳定，可靠性高，易于实施。附图说明：图1为石墨炭化加工炉的总体结构示意图；图2为加热管的横截面示意图；图3为内管及支撑环结构示意图；图4为支撑环结构示意图；图5为石墨提纯系统的电控框图；图6为倾本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能电子监测终端，其特征在于，包括MCU、触摸显示屏、数据采集模块和无线通信模块；触摸显示屏、数据采集模块和无线通信模块均与MCU相连；/n数据采集模块包括温度检测模块和成品重量检测模块；/nMCU的输出端口还连接有加热管驱动电机、用于驱动螺旋出料机构的步进电机和用于加热加热管的逆变器；/n智能电子监测终端用于监控石墨炭化加工进程，所述的加热管位于炭化炉中；螺旋出料机构位于炭化炉的出料端，加热管驱动电机用于驱动加热管旋转；/n温度检测模块用于检测加热管温度，成品重量检测模块用于检测出料口输出现有成品的重量；/n无线通信模块为3G、4G、5G通信模块。/n

【技术特征摘要】
1.一种智能电子监测终端，其特征在于，包括MCU、触摸显示屏、数据采集模块和无线通信模块；触摸显示屏、数据采集模块和无线通信模块均与MCU相连；
数据采集模块包括温度检测模块和成品重量检测模块；
MCU的输出端口还连接有加热管驱动电机、用于驱动螺旋出料机构的步进电机和用于加热加热管的逆变器；
智能电子监测终端用于监控石墨炭化加工进程，所述的加热管位于炭化炉中；螺旋出料机构位于炭化炉的出料端，加热管驱动电机用于驱动加热管旋转；
温度检测模块用于检测加热管温度，成品重量检测模块用于检测出料口输出现有成品的重量；
无线通信模块为3G、4G、5G通信模块。


2.根据权利要求1所述的智能电子监测终端，其特征在于，智能电子监测终端用于监控石墨炭化系统的工作过程。


3.根据权利要求1所述的智能电子监测终端，其特征在于，炭化炉为圆筒形的卧式炉，加热管沿炭化炉的轴线设置，炭化炉以及加热管相对于水平面倾斜设置，倾斜角度为1～6度。


4.根据权利要求3所述的智能电子监测终端，其特征在于，倾斜角度为3或...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯陈睿，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61