一种竖向叠烧烧成的模块化加热竖管机构及加热方法与流程

1.本发明属于陶瓷烧结技术领域，具体涉及一种竖向叠烧烧成的模块化加热竖管机构及加热方法。


背景技术：

2.陶瓷烧结加热窑炉分为间歇式和连续式，间歇式用途特点：烧结数量较小、质量较高的产品，产品研发试验；目前，间歇式烧结炉与连续烧结炉等烧制的特种陶瓷坯件技术已普遍应用于市场，但在产品良度、设备容量、成本等方面均有不足。间歇式炉显然在大规模式批量生产方面并不具优越性，虽然水平连续炉具有在一定工艺要求下，工业生产上大规模制造的可能性，但是这些坯体在运行流程中，会在同一时间内不同位置接受热量，由于受热不一致和受热振动引起的压扣变化，造成了生产良率降低，且成本高昂。
3.连续式应用特点：水平卧式，步进连续生产，批量大产能。但现有技术不足：水平进出料炉膛，同一待烧坯件不同部位受热先后不同步产生翘曲变形问题，烧结初期不可恢复翘曲变形，后续加工工序难以修复整平，严重影响陶瓷坯件良率，存在生产效率低、加工工序多、生产周期长、成本高等问题。
4.为此，我们提出一种竖向叠烧烧成的模块化加热竖管机构及加热方法，针对现有水平连续式陶瓷烧结存在良率低、成本高、产能小的问题，革新陶瓷烧结生产方式，采用竖管、炉组、炉群的思路，分步骤、分阶段，依次解决良率、产能、成本的问题，整合陶瓷烧结上下游产业链，推进5g无线充电陶瓷手机机身背板规模化量产和快速市场化应用。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种竖向叠烧烧成的模块化加热竖管机构及加热方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种竖向叠烧烧成的模块化加热竖管机构，包括竖管壳体，所述竖管壳体内部的炉膛中设有用于放置待烧坯件的承烧装置，所述竖管壳体顶部设有用于将待烧坯件从竖管壳体顶部进料口装入承烧装置的顶部进料装置；
7.所述竖管壳体底部设有用于将承烧装置进行托举和升降的出料托举装置和出料升降装置以及用于将出料托举装置和出料升降装置上的烧结成品运移的平推卸料装置；
8.所述出料升降装置为经由步进电机驱动的托盘，所述步进电机通过带自锁的丝杠机构实现托盘的上下移动；
9.且托盘两端滑接于支架内侧的竖直滑槽中，竖直滑槽中设有用于锁紧托盘的锁紧机构；
10.所述炉膛由上至下依次为250℃升温段、250-270℃保温段、270-1000℃升温段、1200℃保温段和降温段；
11.其中250℃升温段设置1个温区，共1个控温点；
12.250-270℃保温段，设置2个温区，共2个控温点；
13.270-1000℃升温段设置5个温区，独立控温，共5个加热控温点；
14.1200℃保温段设置2个温区，共2个控温点；
15.炉膛内同一温区的电阻发热体为均匀布置，采用主回路系统和温控系统进行控制；
16.在降温段炉膛底部共设置有两路冷风进气通道，单路冷风进气通道上设有独立的调节阀门；在降温段炉膛顶部设置有两组热风排气通道；在250℃升温段、250-270℃保温段、270-1000℃升温段和1200℃保温段炉膛内壁上设置有用于干燥脱脂工艺的排烟排胶管道和新风进气管道。
17.本发明还提供了一种竖向叠烧烧成的模块化加热竖管机构的加热方法，具体包括以下步骤：
18.s1、通过电阻发热体将炉膛的250℃升温段、250-270℃保温段、270-1000℃升温段、1200℃保温段和降温段加热到烧制待烧坯件所需烧成工艺温度；
19.s2、根据生产工艺要求，通过控制系统单元设定待烧坯件在炉膛内行进速度，设定顶部进料装置、出料托举装置、出料升降装置和平推卸料装置的动作节拍；
20.s3、将待烧坯件平稳地放置在承烧装置上，待烧坯件和承烧装置作为整体载坯匣钵，摆放在竖管壳体上部平台的备料区；
21.s4、首次初始化加热运行时，通过出料托举装置和出料升降装置的支承与升降功能，将空置的承烧装置从炉膛底部依次叠置装入，直至装满；
22.s5、进入正常运行模式后，采用底部出料、顶部进料的先出后进模式，载坯匣钵按照设定动作节拍，依次完成出料、进料、卸料动作；
23.s6、当一次加热节拍时间到达，已烧成的载坯匣钵经缓冷冷却段到达炉膛底部出口，先后通过出料托举装置、出料升降装置和平推卸料装置，将烧成结束的载坯匣钵运移至集料区；
24.s7、在完成步骤s6出料和卸料动作的同时，顶部进料装置将备料区的载坯匣钵从炉膛顶部叠置装入，载坯匣钵自上而下依次经过250℃升温段、250-270℃保温段、270-1000℃升温段、1200℃保温段和降温段，直至新的加热节拍完成；
25.s8、根据加热节拍时间控制，重复步骤s5、s6、s7，依次循环完成出料、进料、卸料，实现加热竖管的连续生产。
26.连续式竖向陶瓷加热竖管陶瓷烧结方案，变革现有烧结设备的进出料方式，使得放置在承烧板上的薄壳类待烧坯件，以先进先出、竖向叠放的方式，从上部装料经加热竖管完成烧结到下部出料。
27.连续式竖向陶瓷加热竖管陶瓷烧结方案，变革现有烧结窑炉的水平进出料方式，采用上进下出的方式，实现待烧陶瓷坯件连续烧结。
28.本发明采用模块化方式设计，综合考虑气流影响、工序动作、工艺匹配等因素，结合烧结工艺，使炉膛内温度场的分布、各加热段功率分配、加热体选型与布置、加热工艺温度与坯件行进速度等能够匹配。
29.加热竖管筒状腔体内分别设置不同功能气流通道，并使气流管道的设置位置、风向、流速大小满足排胶、干燥、冷却不同工艺阶段工艺要求。
30.具有装卸、托举、升降和平推功能的专用进出料装置，坯件免受烧结挥发污染，进出料节拍可灵活调整，配合加热竖管实现连续自动装卸料。
31.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提供的一种竖向叠烧烧成的模块化加热竖管机构及加热方法，1、连续式竖向陶瓷烧结加热竖管，待烧坯件各部位在同一温场中受热同步，有效解决水平连续烧结坯件受热不同步翘曲变形的关键技术问题。2、采用上低下高的温段设置的竖向加热结构方式，待烧坯件上进下出，能够充分利用底部烧结高温热量，有效提高陶瓷坯件烧结放热的热能利用率。3、采用连续式竖向陶瓷烧结加热装置，能够提升陶瓷坯件的烧结良率，降低设备生产运行成本，可适应不同类型烧结工艺，适合新改扩不同投资需求。4、通过锁紧机构和自锁机构的设置，可实现对托盘位置的锁紧固定，有效防止托盘在承接承烧装置后，出现托盘位置下降的情况，提高托盘对承烧装置承接的安全性。
附图说明
32.图1为本发明连续式竖向叠烧烧成的模块化加热竖管的剖视结构示意图；
33.图2为本发明的控制驱动系统结构示意图；
34.图3为本发明的可控硅功率调整器控制加热元件结构框图；
35.图4为本发明的施加变压器过程流程示意图；
36.图5为本发明的温度控制示意图；
37.图6为本发明的出料升降装置整体的结构框图；
38.图7为本发明图6中a处放大结构示意图；
39.图8为本发明图6中b处放大结构示意图。
40.图中：1、竖管壳体；2、隔热保温炉衬；3、电阻发热体；4、测温元件；5、待烧坯件；6、承烧装置；7、排烟排胶管道；8、新风进气管道；9、冷风进气通道；10、热风排气通道；11、顶部进料装置；12、出料托举装置；13、出料升降装置；131、托盘；1311、辅助筒；1312、伸缩头；1313、伸缩槽；1314、限位盘；1315、弹簧；132、丝杠螺母；1321、锁紧帽；1322、连接筒；1323、伸缩杆；1324、拉簧；1325、开槽；1326、卡接凸起；133、丝杠；134、步进电机；135、横架；136、支架；137、支撑杆；138、气缸；139、移动卡座；1391、卡齿槽；140、竖直滑槽；14、平推卸料装置。
具体实施方式
41.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
42.本发明提供了如图1-8的一种竖向叠烧烧成的模块化加热竖管机构，包括竖管壳体1，所述竖管壳体1整体采用模块化分段式结构设计，竖管壳体1内侧设有隔热保温炉衬2，隔热保温炉衬2内部的炉膛中设有电阻发热体3；
43.所述竖管壳体1上设有用于测量竖管壳体1内部温度的测温元件4，测温元件4贯穿竖管壳体1及隔热保温炉衬2伸入至炉膛中；
44.所述炉膛内部设有用于放置待烧坯件5的承烧装置6；
45.所述炉膛由上至下依次为250℃升温段、250-270℃保温段、270-1000℃升温段、1200℃保温段和降温段；
46.其中250℃升温段设置1个温区，共1个控温点；
47.250-270℃保温段，设置2个温区，共2个控温点；
48.270-1000℃升温段设置5个温区，独立控温，共5个加热控温点；
49.1200℃保温段设置2个温区，共2个控温点；
50.炉膛内同一温区的电阻发热体3为均匀布置，采用主回路系统和温控系统进行控制；
51.所述主回路系统由断路器、交流接触器、电力调整器和硅碳棒发热元件(即电阻发热体3)组成；
52.断路器和交流接触器等电气元器件均选用apt系列，并保持15％余量，集成了scr调功器，移相调压，并具备手动限流，软起动、软则关功能，稳定可靠，调功器接收温控表4-20ma信号自动进行闭环调节输出电压。硅碳棒采用直型，具有一致性好、发热均匀，寿命长等特点。
53.利用可控硅功率调节器的导通角，通过调节输出电流，实现了调节加热体发热功率，从而改善环境温度的目的。本部分将重点研究电流在交流220v交流380v以上的窑炉中的使用，以及搭配pid模糊控制器电流输出、pid模糊控制器电流输出的接口对接与信号分析方法。
54.调整器工作频率通常是220v，但在运行自动或手动过程中，会随着系统频率的变化，输出的热门控制器频率也会随之改变，就会变化可控硅的导通角，从而实现控制不同比例，实现了控制加热模块发热效率，进而控制温度的目的。同时还对可控硅输出侧实施了电流反馈，从而实现输出平衡的目的。
55.由于窑场是外接380v交流电的地方，而可控硅电流调整器的工作电压则是220v，则需要额外添加一个380v/220v的变压器实现，为了得到稳定的输出，同时需要在输出端添加反馈。但是对绝大多数可控硅调整器而言，由于自身限制的因素，输出电流会上不去，被控制在220v以下，主要由于反馈电流与其自身工作电压均为220v的标准，这对需求输出380v电流来说差别很大，故而在输出端子与反馈输入端子的中间增设了一个380v/220v变压器，就可获得0-380v的输出电流。
56.在烧结炉的整体控制系统中，当选用pid模糊控制器输出0-5v电流信号，这和传统可控硅调整器输入信号规定的0-10ma并不相符，而是通过交换装置把0-5v电流信号变换为0-10ma；增大了输入信号电路中的阻力。
57.所述温控系统由温控仪表、功率调节器、测温元件4和温度补偿电缆组成。温度控制器为bt2000温控仪，控温精度为1℃左右，能手动监控已确定的pid值，并具有补偿能力。在温控仪表上设置了预期的目标烧结炉温度，再利用热电偶从监控对象上获得温度采集，并进行参数比较计算后的差分值，再输入到pid模糊器的偏差输入量，利用pid模糊控制器计算的差调节量，通过周期波形控制器和驱动模块，控制可控硅，并对加热元件上流过的电压值进行变化，以此实现监控目标烧结炉温度。
58.炉膛的控温过程其实是对加热体电压的调节，是依靠调整在晶闸管中规定时段内
的通断比率与持续时间来完成的。就是说，可以在规定的时间周期内，首先连接的若干个周期性波形电路，然后断开另外若干个周期性波形的电路，以便调整负载的输出功率。
59.筒状炉膛内分别设置不同功能气流通道，并使气流管道的设置位置、风向、流速大小满足排胶、干燥、冷却不同工艺阶段工艺要求。
60.在降温段炉膛底部共设置有两路冷风进气通道9，单路冷风进气通道9上设有独立的调节阀门；在降温段炉膛顶部设置有两组热风排气通道10；在250℃升温段、250-270℃保温段、270-1000℃升温段和1200℃保温段炉膛内壁上设置有用于干燥脱脂工艺的排烟排胶管道7和新风进气管道8。
61.所述竖管壳体1占地空间3000mm
×
3000mm
×
4500mm，总高度1700mm，其中升温段长度1250mm，保温段长度200mm，降温段长度400mm。
62.所述热风排气通道10采用排气风机引风排气，排气风机为变频调整转速，排气风机及循环管道部分采用304不锈钢材料制成；
63.所述降温段炉膛通过热风排气通道10排出的热气通入sus430不锈钢热交换器充分交换后排出，用户自备的清洁空气通过sus430不锈钢热交换器预热后达到250℃升温段，对产品进行预热，提高热利用效率。
64.所述承烧装置6包括若干上下叠置的承烧板或承烧匣钵或承烧舟皿。
65.所述竖管壳体1顶部设有用于将待烧坯件5从竖管壳体1顶部进料口装入承烧装置6的顶部进料装置11；
66.所述竖管壳体1底部设有用于将承烧装置6进行托举和升降的出料托举装置12和出料升降装置13以及用于将出料托举装置12和出料升降装置13上的烧结成品运移的平推卸料装置14；
67.所述顶部进料装置11、出料托举装置12、出料升降装置13和平推卸料装置14分别通过控制系统单元进行控制工作，从而实现进出料节拍灵活调整，实现连续自动装卸料。
68.出料升降装置13为托盘结构，底部布置传动系统。传动系统采用控制驱动系统进行驱动；
69.传动系统的动力源采用57步进电机+升降机，升降机采用上海力亦，升降杆为带自锁的丝杠机构，保持托盘升降的稳定性、平稳性。电机为57步进电机含驱动器，输出2.3n，转速可调，制动电机可保证升降的准确性。升降机，单体最大载重能力150kn。托盘定位带有行程开关进行限位控制，并采用三限位系统，确保稳定安全的运行。设备升降速度50mm/h，升降距离60mm，升降时间约1h12min，设备升降额定载重100kg。
70.所述出料升降装置13为经由步进电机134驱动的托盘131，所述步进电机134通过带自锁的丝杠机构实现托盘131的上下移动；
71.且托盘131两端滑接于支架136内侧的竖直滑槽140中，竖直滑槽140中设有用于锁紧托盘131的锁紧机构；
72.所述锁紧机构包括竖直滑槽140内的移动卡座139以及经由托盘131两端伸出的伸缩头1312，且伸缩头1312经由托盘131伸出后与移动卡座139内侧表面的卡齿槽1391卡接，托盘131两端固定有辅助筒1311，伸缩头1312贯穿伸出辅助筒1311。
73.所述移动卡座139经由支架136外侧固定的气缸138驱动，从而实现在竖直滑槽140中的左右移动；
74.所述伸缩头1312内侧端伸入至托盘131内的伸缩槽1313，且伸缩头1312内侧端设有与其一体成型的限位盘1314，限位盘1314内侧端连接有将伸缩头1312推出托盘131的弹簧1315。
75.所述丝杠机构包括经由步进电机134驱动的丝杠133、托盘131底部通过支撑杆137连接的丝杠螺母132以及丝杠螺母132上设有的用于将丝杠螺母132与丝杠133锁紧的自锁机构，且丝杠螺母132设置于丝杠133外侧。
76.所述步进电机134固定在两组支架136之间的横架135上，所述自锁机构包括伸入至丝杠螺母132内侧的开槽1325的伸缩杆1323，所述伸缩杆1323右侧端设有用于卡接在丝杠133表面螺纹槽的卡接凸起1326，所述伸缩杆1323右侧通过拉簧1324连接于开槽1325左侧壁，所述丝杠螺母132左侧表面设有位于伸缩杆1323外侧的连接筒1322，所述连接筒1322外侧螺接有锁紧帽1321，且伸缩杆1323左端紧贴着锁紧帽1321内侧壁。
77.步进电机134带动丝杠133顺时针转动，使得丝杠螺母132向上移动，则丝杠螺母132通过支撑杆137带动托盘131向上移动，托盘131的两端滑接在竖直滑槽140中；
78.托盘131上升至适当高度时，步进电机134停止工作，此时，在弹簧1315的弹力作用下，伸缩头1312经由辅助筒1311伸出，并与移动卡座139内侧的卡齿槽1391接触，直至伸缩头1312卡在对应的卡齿槽1391中，形成对托盘131高度的固定；
79.随即，顺时针旋转锁紧帽1321，使得锁紧帽1321向右侧移动，锁紧帽1321推动伸缩杆1323向右侧移动，直至伸缩杆1323右端的卡接凸起1326卡在丝杠133表面对应的螺纹槽中(此时，拉簧1324处于拉伸状态)，这样可实现将丝杠螺母132与丝杠133锁紧，使得丝杠螺母132位置不变，进一步实现对托盘131高度的固定；
80.当需要降低托盘131高度时，首先逆时针转动锁紧帽1321，使得在拉簧1324的拉力作用下，伸缩杆1323向左侧移动，伸缩杆1323右端的卡接凸起1326不再与丝杠133表面对应的螺纹槽接触；
81.随后，气缸138驱动移动卡座139向竖直滑槽140内部移动，直至使得移动卡座139不再与伸缩头1312接触，此时，可使得步进电机134工作，带动丝杠133逆时针转动，直至托盘131下降至合适高度即可。
82.控制及驱动用的tb6600，32细分，且适合驱动五十七型两相步进电动机，可实现震动低、噪声小、较高速度的效果。在使用上具有许多优点，可拨动开关选择输入电压及档位，简便且容易掌握；输入电流防反接保护；自动减流降低发热量；耐高频率干扰的能力极强；太温、越流短路防护；大面积散热片，能在高温环境下有效应用；接口使用高速的光耦隔离。
83.在控制类型中分为开环控制和闭环控制。在开环控制中，电机的转子会根据设定的脉冲信号，进行对应的转动，呈现的是单向无反馈的控制关系。在闭环控制中，通过对步进电机转子的位置和速度，直接或者间接的检测，然后通过控制芯片的计算反馈处理后，得到转子位置和转速的精确控制。
84.本发明还提供了一种竖向叠烧烧成的模块化加热竖管机构的加热方法，具体包括以下步骤：
85.s1、通过电阻发热体3将炉膛的250℃升温段、250-270℃保温段、270-1000℃升温段、1200℃保温段和降温段加热到烧制待烧坯件5所需烧成工艺温度；
86.s2、根据生产工艺要求，通过控制系统单元设定待烧坯件5在炉膛内行进速度，设
定顶部进料装置11、出料托举装置12、出料升降装置13和平推卸料装置14的动作节拍；
87.s3、将待烧坯件5平稳地放置在承烧装置6上，待烧坯件5和承烧装置6作为整体载坯匣钵，摆放在竖管壳体1上部平台的备料区；
88.s4、首次初始化加热运行时，通过出料托举装置12和出料升降装置13的支承与升降功能，将空置的承烧装置6从炉膛底部依次叠置装入，直至装满；
89.s5、进入正常运行模式后，采用底部出料、顶部进料的先出后进模式，载坯匣钵按照设定动作节拍，依次完成出料、进料、卸料动作；
90.s6、当一次加热节拍时间到达，已烧成的载坯匣钵经缓冷冷却段到达炉膛底部出口，先后通过出料托举装置12、出料升降装置13和平推卸料装置14，将烧成结束的载坯匣钵运移至集料区；
91.s7、在完成步骤s6出料和卸料动作的同时，顶部进料装置11将备料区的载坯匣钵从炉膛顶部叠置装入，载坯匣钵自上而下依次经过250℃升温段、250-270℃保温段、270-1000℃升温段、1200℃保温段和降温段，直至新的加热节拍完成；
92.s8、根据加热节拍时间控制，重复步骤s5、s6、s7，依次循环完成出料、进料、卸料，实现加热竖管的连续生产。
93.综上所述，与现有技术相比，本发明采用模块化方式设计，综合考虑气流影响、工序动作、工艺匹配等因素，结合烧结工艺，使炉膛内温度场的分布、各加热段功率分配、加热体选型与布置、加热工艺温度与坯件行进速度等能够匹配。
94.加热竖管筒状腔体内分别设置不同功能气流通道，并使气流管道的设置位置、风向、流速大小满足排胶、干燥、冷却不同工艺阶段工艺要求。
95.具有装卸、托举、升降和平推功能的专用进出料装置，坯件免受烧结挥发污染，进出料节拍可灵活调整，配合加热竖管实现连续自动装卸料。
96.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种竖向叠烧烧成的模块化加热竖管机构，包括竖管壳体(1)，其特征在于：所述竖管壳体(1)内部的炉膛中设有用于放置待烧坯件(5)的承烧装置(6)，所述竖管壳体(1)顶部设有用于将待烧坯件(5)从竖管壳体(1)顶部进料口装入承烧装置(6)的顶部进料装置(11)；所述竖管壳体(1)底部设有用于将承烧装置(6)进行托举和升降的出料托举装置(12)和出料升降装置(13)以及用于将出料托举装置(12)和出料升降装置(13)上的烧结成品运移的平推卸料装置(14)；所述出料升降装置(13)为经由步进电机(134)驱动的托盘(131)，所述步进电机(134)通过带自锁的丝杠机构实现托盘(131)的上下移动；且托盘(131)两端滑接于支架(136)内侧的竖直滑槽(140)中，竖直滑槽(140)中设有用于锁紧托盘(131)的锁紧机构；所述炉膛由上至下依次为250℃升温段、250-270℃保温段、270-1000℃升温段、1200℃保温段和降温段；其中250℃升温段设置1个温区，共1个控温点；250-270℃保温段，设置2个温区，共2个控温点；270-1000℃升温段设置5个温区，独立控温，共5个加热控温点；1200℃保温段设置2个温区，共2个控温点；炉膛内同一温区的电阻发热体(3)为均匀布置，采用主回路系统和温控系统进行控制；在降温段炉膛底部共设置有两路冷风进气通道(9)，单路冷风进气通道(9)上设有独立的调节阀门；在降温段炉膛顶部设置有两组热风排气通道(10)；在250℃升温段、250-270℃保温段、270-1000℃升温段和1200℃保温段炉膛内壁上设置有用于干燥脱脂工艺的排烟排胶管道(7)和新风进气管道(8)。2.根据权利要求1所述的一种竖向叠烧烧成的模块化加热竖管机构，其特征在于：所述竖管壳体(1)整体采用模块化分段式结构设计，竖管壳体(1)内侧设有隔热保温炉衬(2)，隔热保温炉衬(2)内部的炉膛中设有电阻发热体(3)；所述竖管壳体(1)上设有用于测量竖管壳体(1)内部温度的测温元件(4)，测温元件(4)贯穿竖管壳体(1)及隔热保温炉衬(2)伸入至炉膛中。3.根据权利要求1所述的一种竖向叠烧烧成的模块化加热竖管机构，其特征在于：所述热风排气通道(10)采用排气风机引风排气，排气风机为变频调整转速，排气风机及循环管道部分采用304不锈钢材料制成；所述降温段炉膛通过热风排气通道(10)排出的热气通入sus430不锈钢热交换器充分交换后排出，用户自备的清洁空气通过sus430不锈钢热交换器预热后达到250℃升温段，对产品进行预热，提高热利用效率。4.根据权利要求1所述的一种竖向叠烧烧成的模块化加热竖管机构，其特征在于：所述承烧装置(6)包括若干上下叠置的承烧板或承烧匣钵或承烧舟皿。5.根据权利要求1所述的一种竖向叠烧烧成的模块化加热竖管机构，其特征在于：所述顶部进料装置(11)、出料托举装置(12)、出料升降装置(13)和平推卸料装置(14)分别通过控制系统单元进行控制工作，从而实现进出料节拍灵活调整，实现连续自动装卸料。6.根据权利要求1所述的一种竖向叠烧烧成的模块化加热竖管机构，其特征在于：所述
主回路系统由断路器、交流接触器、电力调整器和电阻发热体(3)组成；所述温控系统由温控仪表、功率调节器、测温元件(4)和温度补偿电缆组成。7.根据权利要求1所述的一种竖向叠烧烧成的模块化加热竖管机构，其特征在于：所述锁紧机构包括竖直滑槽(140)内的移动卡座(139)以及经由托盘(131)两端伸出的伸缩头(1312)，且伸缩头(1312)经由托盘(131)伸出后与移动卡座(139)内侧表面的卡齿槽(1391)卡接，托盘(131)两端固定有辅助筒(1311)，伸缩头(1312)贯穿伸出辅助筒(1311)。8.根据权利要求7所述的一种竖向叠烧烧成的模块化加热竖管机构，其特征在于：所述移动卡座(139)经由支架(136)外侧固定的气缸(138)驱动，从而实现在竖直滑槽(140)中的左右移动；所述伸缩头(1312)内侧端伸入至托盘(131)内的伸缩槽(1313)，且伸缩头(1312)内侧端设有与其一体成型的限位盘(1314)，限位盘(1314)内侧端连接有将伸缩头(1312)推出托盘(131)的弹簧(1315)。9.根据权利要求1所述的一种竖向叠烧烧成的模块化加热竖管机构，其特征在于：所述丝杠机构包括经由步进电机(134)驱动的丝杠(133)、托盘(131)底部通过支撑杆(137)连接的丝杠螺母(132)以及丝杠螺母(132)上设有的用于将丝杠螺母(132)与丝杠(133)锁紧的自锁机构，且丝杠螺母(132)设置于丝杠(133)外侧。10.根据权利要求9所述的一种竖向叠烧烧成的模块化加热竖管机构，其特征在于：所述步进电机(134)固定在两组支架(136)之间的横架(135)上，所述自锁机构包括伸入至丝杠螺母(132)内侧的开槽(1325)的伸缩杆(1323)，所述伸缩杆(1323)右侧端设有用于卡接在丝杠(133)表面螺纹槽的卡接凸起(1326)，所述伸缩杆(1323)右侧通过拉簧(1324)连接于开槽(1325)左侧壁，所述丝杠螺母(132)左侧表面设有位于伸缩杆(1323)外侧的连接筒(1322)，所述连接筒(1322)外侧螺接有锁紧帽(1321)，且伸缩杆(1323)左端紧贴着锁紧帽(1321)内侧壁。11.一种权利要求1-10任意一项所述的连续式竖向叠烧烧成的模块化加热竖管的加热方法，其特征在于：具体包括以下步骤：s1、通过电阻发热体(3)将炉膛的250℃升温段、250-270℃保温段、270-1000℃升温段、1200℃保温段和降温段加热到烧制待烧坯件(5)所需烧成工艺温度；s2、根据生产工艺要求，通过控制系统单元设定待烧坯件(5)在炉膛内行进速度，设定顶部进料装置(11)、出料托举装置(12)、出料升降装置(13)和平推卸料装置(14)的动作节拍；s3、将待烧坯件(5)平稳地放置在承烧装置(6)上，待烧坯件(5)和承烧装置(6)作为整体载坯匣钵，摆放在竖管壳体(1)上部平台的备料区；s4、首次初始化加热运行时，通过出料托举装置(12)和出料升降装置(13)的支承与升降功能，将空置的承烧装置(6)从炉膛底部依次叠置装入，直至装满；s5、进入正常运行模式后，采用底部出料、顶部进料的先出后进模式，载坯匣钵按照设定动作节拍，依次完成出料、进料、卸料动作；s6、当一次加热节拍时间到达，已烧成的载坯匣钵经缓冷冷却段到达炉膛底部出口，先后通过出料托举装置(12)、出料升降装置(13)和平推卸料装置(14)，将烧成结束的载坯匣钵运移至集料区；
s7、在完成步骤s6出料和卸料动作的同时，顶部进料装置(11)将备料区的载坯匣钵从炉膛顶部叠置装入，载坯匣钵自上而下依次经过250℃升温段、250-270℃保温段、270-1000℃升温段、1200℃保温段和降温段，直至新的加热节拍完成；s8、根据加热节拍时间控制，重复步骤s5、s6、s7，依次循环完成出料、进料、卸料，实现加热竖管的连续生产。

技术总结
本发明公开了一种竖向叠烧烧成的模块化加热竖管机构及加热方法，包括竖管壳体，竖管壳体整体采用模块化分段式结构设计，竖管壳体上设有用于测量竖管壳体内部温度的测温元件，炉膛内部设有用于放置待烧坯件的承烧装置；炉膛由上至下依次为250℃升温段、250-270℃保温段、270-1000℃升温段、1200℃保温段和降温段；炉膛内同一温区的电阻发热体为均匀布置，采用主回路系统和温控系统进行控制；本发明采用模块化方式设计，综合考虑气流影响、工序动作、工艺匹配等因素，结合烧结工艺，使炉膛内温度场的分布、各加热段功率分配、加热体选型与布置、加热工艺温度与坯件行进速度等能够匹配。加热工艺温度与坯件行进速度等能够匹配。加热工艺温度与坯件行进速度等能够匹配。


技术研发人员：张建华 曹阳 张蔚红 张高
受保护的技术使用者：西安玛特工程技术有限公司
技术研发日：2023.03.21
技术公布日：2023/7/22