一种太阳能陶瓷烧结炉及其控温方法技术

本发明专利技术公开一种太阳能陶瓷烧结炉及其控温方法，包括太阳能聚光器、设置有采光口的炉本体以及与所述炉本体连接的纵向移动装置，所述采光口朝向所述太阳能聚光器的入射方向，并与所述太阳能聚光器的聚光区位于同一水平高度，所述聚光区或所述聚光区的发散光线能够通过所述采光口照射到所述炉本体内的工件上，所述纵向移动装置能够驱动所述炉本体朝向或远离所述聚光区移动。本发明专利技术通过将太阳能聚光器的聚光区或其发散光线照射到炉本体的工件上实现利用太阳能进行烧结工件的目的，同时，利用纵向移动装置驱动炉本体相对于聚光区的远近来调整工件的加热温度，保证工件在适宜温度范围内完成烧结，提高工件烧结的成品率。提高工件烧结的成品率。提高工件烧结的成品率。

【技术实现步骤摘要】
一种太阳能陶瓷烧结炉及其控温方法


[0001]本专利技术涉及陶瓷烧制
，特别是涉及一种太阳能陶瓷烧结炉及其控温方法。

技术介绍

[0002]陶瓷烧结需要的温度为800
‑
1600℃，而窑炉是提供陶瓷烧结温度的主要设备，其主要用耐火材料砌成，是现有技术中陶瓷烧结中的必备设施。窑炉从原始社会的露天堆烧、挖坑筑烧到馒头状升焰圆窑、半倒焰马蹄形窑、半坡龙窑、鸭蛋形窑，发展到现今的室内气窑、电窑。目前为烧结炉提供能源燃料的主要是燃煤、煤气、天然气、油品、电力、生物质燃气或生物质秸秆等等。上述燃料主要来源于传统的非可再生能源，存在污染环境的缺陷。而如何能够降低对于传统能源的依赖，是需要考虑的问题。
[0003]太阳能是一种取之不尽用之不竭的可再生能源，已有专利文献中也有利用太阳能作为窑炉的能量来源的相关技术。例如，公开号为CN101382390A的中国专利公开了以太阳能和风能为热源的窑炉及烘干设备，该设备期望在工作时不排出任何温室气体有害成分和粉尘，无噪声，不污染烘干品。但是，该设备在运行时需要首先将太阳能转换成空气的热能，再将空气的热能传递到窑炉为其提供热量。在能量转换过程中必然存在能量损失的问题，导致太能能的利用效率较低。
[0004]再如，申请公布号为CN 111521014A的中国专利公开了一种用于烧制陶瓷的太阳能窑，包括太阳能聚光板，太阳能聚光板上设有若干反光镜，太阳能聚光板的一侧设有集热换热器，集热换热器靠近太阳能聚光板的一侧卡接固定有太阳能聚光孔，集热换热器的内侧壁上安装有若干热交换翅片，集热换热器通过输热导管连接到窑室，窑室的一侧通过输热导管连接有风机，风机通过循环管连接到集热换热器内。同样的，该方案在利用太阳能时需要先将太阳能转换成集热换热器内介质的能量，再将热量传递到窑室，存在太阳能转换过程中能量的损失。
[0005]太阳能聚光后可产生3500℃高温，能流密度可达2000kW/m2，如果将聚光后的太阳能直接用于提供陶瓷烧结需要的温度和热量，将会大大提高太阳能的利用率，然而，已有技术中陶瓷的温度难以调控，因此，直接利用聚光后的太阳能存在导致陶瓷容易发生热震断裂的问题。
[0006]因此，如何能够实现利用太阳能直接烧结陶瓷是亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种太阳能陶瓷烧结炉及其控温方法，以解决上述现有技术存在的问题，通过将太阳能聚光器的聚光区或其发散光线照射到炉本体的工件上实现利用太阳能进行烧结工件的目的，同时，利用纵向移动装置驱动炉本体相对于聚光区的远近来调整工件的加热温度，保证工件在适宜温度范围内完成烧结，提高工件烧结的成品率。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0009]本专利技术提供一种太阳能陶瓷烧结炉，包括太阳能聚光器、设置有采光口的炉本体以及与所述炉本体连接的纵向移动装置，所述采光口朝向所述太阳能聚光器的入射方向，并与所述太阳能聚光器的聚光区位于同一水平高度，所述聚光区或所述聚光区的发散光线能够通过所述采光口照射到所述炉本体内的工件上，所述纵向移动装置能够驱动所述炉本体朝向或远离所述聚光区移动。
[0010]优选地，所述炉本体底部贯穿设置有旋转台，所述旋转台包括位于所述炉本体内的承载部和位于所述炉本体外的连接部，所述承载部用于支撑工件，所述连接部用于连接旋转驱动结构，在所述承载部的旋转下，工件能够相对所述聚光区转动。
[0011]优选地，所述连接部的幅面大于所述旋转台贯穿所述炉本体的开口的面积，所述连接部能够遮挡所述旋转台与所述炉本体之间的缝隙。
[0012]优选地，包括温度控制器，所述温度控制器包括温度检测单元和控制单元，所述温度检测单元用于检测工件的温度，所述控制单元用于根据所检测的温度调整所述纵向移动装置。
[0013]优选地，所述炉本体包括由外向内顺次设置的外围护结构、耐火保温材料和耐火墙。
[0014]优选地，所述耐火墙包括耐火外墙和耐火内墙，所述耐火内墙采用碳化硅板，耐受温度不低于1800℃，所述耐火外墙采用低于所述耐火内墙导热系数的耐火材料，耐受温度不低于1600℃。
[0015]优选地，所述外围护结构采用反光不锈钢板制成。
[0016]优选地，所述采光口安装有能够透射所述聚光区或所述聚光区的发散光线的石英玻璃窗。
[0017]优选地，所述纵向移动装置的移动部连接有横向移动装置，所述横向移动装置的移动部连接有竖向移动装置，所述竖向移动装置的移动部连接有所述炉本体。
[0018]本专利技术还提供一种太阳能陶瓷烧结炉的控温方法，应用前文记载的所述的太阳能陶瓷烧结炉，包括以下内容：
[0019]升温：控制单元控制纵向移动装置运动，工件缓缓向太阳能聚光器的聚光区处移动，工件的温度缓慢上升，待温度检测单元测得的温度达到烧结温度和时间长度时，升温过程结束；
[0020]保温：控制单元控制纵向移动装置运动，工件往复移动，维持在一定温度范围内，且保证烧结时间达到工艺曲线要求的烧结时间；
[0021]降温：工件烧结完成后，控制单元控制纵向移动装置运动，工件缓慢远离太阳能聚光器的聚光区，工件的温度缓慢下降，工件移至远端后，自然降到室温。
[0022]本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
[0023](1)本专利技术通过将太阳能聚光器的聚光区照射到炉本体的工件上实现利用太阳能进行烧结工件的目的，同时，利用纵向移动装置驱动炉本体相对于聚光区的远近来调整工件的加热温度，保证工件在适宜温度范围内完成烧结，提高工件烧结的成品率；
[0024](2)本专利技术在炉本体底部贯穿设置有旋转台，利用旋转台驱动炉本体内的工件转动，能够使得工件各处与聚光区重合，即工件均匀受热，避免工件局部受热所导致的烧结问题，进一步提高烧结质量；
[0025](3)本专利技术利用温度检测单元检测工件的温度，利用控制单元根据所检测的温度调整纵向移动装置，从而能够根据工件的实际温度实时调整纵向移动装置，在工件温度高时远离聚光区，在工件温度低时靠近聚光区，从而实现对工件按照设定温度进行烧结，得到满足烧结温度需求的成品工件；
[0026](4)本专利技术纵向移动装置的移动部连接有横向移动装置，横向移动装置的移动部连接有竖向移动装置，竖向移动装置的移动部连接有炉本体，既能够利用纵向移动装置驱动炉本体远离和靠近聚光区移动，还能够利用横向移动装置和竖向移动装置分别调整炉本体相对于聚光区的横向位置和竖向位置，便于炉本体的采光口对准聚光区位置。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1为本专利技术整体结构示意图；
[0029]图2为图1中位置调整机构的另一方向侧视图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太阳能陶瓷烧结炉，其特征在于：包括太阳能聚光器、设置有采光口的炉本体以及与所述炉本体连接的纵向移动装置，所述采光口朝向所述太阳能聚光器的入射方向，并与所述太阳能聚光器的聚光区位于同一水平高度，所述聚光区或所述聚光区的发散光线能够通过所述采光口照射到所述炉本体内的工件上，所述纵向移动装置能够驱动所述炉本体朝向或远离所述聚光区移动。2.根据权利要求1所述的太阳能陶瓷烧结炉，其特征在于：所述炉本体底部贯穿设置有旋转台，所述旋转台包括位于所述炉本体内的承载部和位于所述炉本体外的连接部，所述承载部用于支撑工件，所述连接部用于连接旋转驱动结构，在所述承载部的旋转下，工件能够相对所述聚光区转动。3.根据权利要求2所述的太阳能陶瓷烧结炉，其特征在于：所述连接部的幅面大于所述旋转台贯穿所述炉本体的开口的面积，所述连接部能够遮挡所述旋转台与所述炉本体之间的缝隙。4.根据权利要求1
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3任一项所述的太阳能陶瓷烧结炉，其特征在于：包括温度控制器，所述温度控制器包括温度检测单元和控制单元，所述温度检测单元用于检测工件的温度，所述控制单元用于根据所检测的温度调整所述纵向移动装置。5.根据权利要求4所述的太阳能陶瓷烧结炉，其特征在于：所述炉本体包括由外向内顺次设置的外围护结构、耐火保温材料和耐火墙。6.根据权利要求5所述的太阳能...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志峰，郭东，臧春城，王艳，雷东强，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，
类型：发明
国别省市：