[發明專利]一種動態加載耦合交變電流的快速燒結設備及燒結方法

在審

• 申請號: 202010749837.1
• 申請日: 2020-07-30
• 公開（公告）號: CN111912227A
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 謝志鵬;許靖堃
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: F27B17/00
• 分類號: F27B17/00;F27D7/06;F27D9/00;F27D11/10;F27D19/00;F27D21/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 任文娟

1.一種動態加載耦合交變電流的快速燒結設備，其特征在于，包括如下部件：

爐架(5)，所述爐架(5)內設置有爐體(1)，所述爐體(1)內形成有密閉的保壓艙；

動態加載系統(2)，其包括動態加載發生部和動態加載控制部，所述動態加載發生部設置在所述保壓艙內，用于對燒結材料進行加壓加熱；所述動態加載控制部設置在所述保壓艙外，所述動態加載控制部的輸出端與所述動態加載發生部連接，用于向所述動態加載發生部輸出耦合后的總動態加載；

燒結控制系統(4)，設置在所述保壓艙外，所述燒結控制系統(4)的輸出端與所述動態加載控制部的輸入端連接，所述燒結控制系統(4)用于根據輸入的燒結工藝參數調控施加的總動態加載；

交變電流控制系統(3)，設置在所述保壓艙外，其輸入端與所述燒結控制系統(4)的輸出端連接，輸出端與所述動態加載發生部連接，用于向所述動態加載發生部輸出交變電流并根據輸入的燒結工藝參數調節交變電流的有效值及頻率。

2.根據權利要求1所述的快速燒結設備，其特征在于，所述動態加載發生部包括電極(21)、壓頭(22)和模具套筒(23)，所述電極(21)包括上壓頭電極(211)和下壓頭電極(212)，所述壓頭(22)包括上壓頭(221)和下壓頭(222)；所述上壓頭電極(211)的上端穿過所述保壓艙的艙壁與所述爐架(5)固定連接，所述上壓頭電極(211)的下端與所述上壓頭(221)的上端連接，所述上壓頭(221)的下端為自由端；所述下壓頭電極(212)的下端穿過所述保壓艙的艙壁與所述動態加載控制部連接，所述下壓頭電極(212)的上端與所述下壓頭(222)的下端連接，所述下壓頭(222)的上端為自由端；所述上壓頭(221)的自由端位于所述下壓頭(222)的自由端的正上方，二者之間留有空隙，用于容納燒結材料；所述模具套筒(23)環套在所述上壓頭(221)和所述下壓頭(222)的外部。

3.根據權利要求1所述的快速燒結設備，其特征在于，所述動態加載控制部包括液壓油缸(24)、加載伺服閥(25)和壓力總控模塊(26)，所述液壓油缸(24)的輸出端與所述下壓頭電極(212)的下端連接，其輸入端與所述加載伺服閥(25)的輸出端連接；所述壓力總控模塊(26)的輸入端與所述燒結控制系統(4)的輸出端連接，其輸出端與所述加載伺服閥(25)的輸入端連接。

4.根據權利要求3所述的快速燒結設備，其特征在于，所述加載伺服閥(25)包括靜態加載伺服閥(251)和動態加載伺服閥(252)，所述靜態加載伺服閥(251)和所述動態加載伺服閥(252)的輸入端分別與所述壓力總控模塊(26)的輸出端連接，二者的輸出端分別與所述液壓油缸(24)的輸入端連接。

5.根據權利要求2所述的快速燒結設備，其特征在于，所述交變電流控制系統(3)的輸出端分別與所述上壓頭電極(211)和所述下壓頭電極(212)連接，所述交變電流控制系統(3)、所述上壓頭電極(211)、所述下壓頭電極(212)、所述上壓頭(221)、所述下壓頭(222)和所述模具套筒(23)構成導電通路。

6.根據權利要求1所述的快速燒結設備，其特征在于，所述動態加載系統(2)輸出的靜態加載為0～100T，T是指“噸”，輸出的動態加載強度為0～5T，動態加載頻率為0～100Hz；和/或，

所述交流電流控制系統(3)的工作電壓為0～100V，工作電流為0～5000A。

7.根據權利要求1所述的快速燒結設備，其特征在于，還包括氣氛控制系統(6)，其包括進出氣孔(61)和氣氛控制模塊(62)，所述進出氣孔(61)設置在所述保壓艙的艙壁上并貫穿所述保壓艙的艙壁，所述氣氛控制模塊(62)的輸入端與所述燒結控制系統(4)的輸出端連接，所述氣氛控制模塊(62)的輸出端與所述進出氣孔(61)連接。