一种石墨化箱体炉降温冷却装置及方法

技术领域

本发明涉及石墨化箱体炉领域，尤其涉及一种石墨化箱体炉降温冷却装置及方法。

背景技术

超高温石墨化炉在运行中，炉温在2300℃以上，导电电极与炉芯连接的一端在这样的高温下工作。导电电极的另一端与铜母线连接，因此需要保证与铜板连接处的温度低于铜板的熔化温度。同时，由于超高温石墨化炉导电电极暴露在空气中，它须在氧化温度以下工作。因此，须进行强制冷却，在超高温石墨化炉导电电极上放置钻孔水管，将水浇在导电电极及其与铜母线的连接处，使其冷却。这种直接冷却方式简单方便，冷却效果好。缺点是冷却水飞溅，容易渗入炉体。这样就需要安装一个排水槽，容易堵塞。如果不及时处理，槽内的水很容易渗入炉内，喷淋水也很容易渗入炉内，缩短了炉的寿命周期，容易氧化炉内的产品。另外，在北方，冬天水槽周围容易结冰，不好处理，所以就需要采用冷水循环的降温方式，这类方式可以精准控制温度范围，而且所交换的热量可以作为再利用的热能资源，为此设计一种石墨化箱体炉降温冷却装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种石墨化箱体炉降温冷却装置及方法，以解决上述技术问题，为实现上述目的本发明采用以下技术方案：

一种石墨化箱体炉降温冷却装置，包括石墨化箱炉、控制工作台、储热水箱、制冷装置、降温水箱，所述控制工作台设置在石墨化箱炉的一侧，所述储热水箱连接在石墨化箱炉的侧端一侧，所述降温水箱连接在石墨化箱炉的侧端另一侧，所述制冷装置连接在降温水箱的一侧和石墨化箱炉的一侧，且石墨化箱炉、降温水箱、制冷装置为循环设置，所述石墨化箱炉、储热水箱、制冷装置、降温水箱均通过供电信号集线连接控制工作台。

在上述技术方案基础上，所述石墨化箱炉由箱炉本体、降温供水管道、降温回水管道、特制多通阀组成，所述降温供水管道设置在箱炉本体的顶侧面，且降温供水管道与箱炉本体内部连接，所述降温回水管道设置在箱炉本体的侧边底侧，且降温回水管道与箱炉本体的内部连接，所述降温供水管道和降温回水管道连接在特制多通阀两侧，所述制冷装置和储热水箱连接在特制多通阀的前侧，所述特制多通阀和箱炉本体均通过供电信号集线连接控制工作台。

在上述技术方案基础上，所述制冷装置由制冷机组、特制冷凝器、冷冻水供水管、冷冻水回水管、连接软管路组成，所述特制冷凝器通过两组连接软管路连接在制冷机组的前侧，所述冷冻水供水管和冷冻水回水管并列设置，且冷冻水供水管和冷冻水回水管连接在制冷机组的后侧，所述冷冻水供水管和冷冻水回水管连接特制多通阀，所述制冷机组和特制冷凝器均通过供电信号集线连接控制工作台。

在上述技术方案基础上，所述特制多通阀由固定阀体、冷冻水供水连接管、冷冻水回水连接管、储热连接管、T字三通路电子阀组成，所述冷冻水供水连接管、冷冻水回水连接管、储热连接管横向并列设置，所述冷冻水供水连接管与降温供水管道连接，所述冷冻水回水连接管的后端与储热连接管的后端连通，且冷冻水回水连接管、储热连接管后端与降温回水管道连接，所述T字三通路电子阀设置在储热连接管与降温回水管道的连接点，所述冷冻水供水连接管前端与冷冻水供水管连接，所述冷冻水回水连接管前端与冷冻水回水管连接，所述储热连接管前端与储热水箱连接，所述T字三通路电子阀通过供电信号集线连接控制工作台，所述固定阀体固定在冷冻水供水连接管、冷冻水回水连接管、储热连接管、T字三通路电子阀外侧。

在上述技术方案基础上，所述制冷机组由压缩机、压力控制器、膨胀阀、过滤器、蒸发器、装载底座、电控箱、机组循环管线、毛细管、冷凝器供给管路、冷凝器循回管路、电磁阀组成，所述冷凝器供给管路连接在压缩机的前侧，所述装载底座固定在蒸发器的底侧，所述压缩机和电控箱并列固定在蒸发器的顶侧，所述机组循环管线连通压缩机的侧边和蒸发器的侧端，所述冷凝器循回管路通过机组循环管线连接在蒸发器的另一侧端，且机组循环管线上连接有过滤器和膨胀阀，所述电磁阀通过毛细管连接在压缩机与蒸发器之间的机组循环管线上和蒸发器与膨胀阀之间的机组循环管线上，所述压力控制器通过毛细管连接冷凝器供给管路上和压缩机与蒸发器之间的机组循环管线上，所述电控箱通过供电信号集线连接控制工作台，所述冷冻水供水管、冷冻水回水管并列连接在蒸发器的后侧，所述冷凝器供给管路、冷凝器循回管路通过连接软管路连接特制冷凝器。

在上述技术方案基础上，所述特制冷凝器由移动式冷凝器、两功换热结构组成，所述移动式冷凝器固定在两功换热结构的内侧，所述移动式冷凝器由提升电机、绞线盘、提升绞线、电机固定架、提升移动架、冷凝器盘管、盘管固定架板、移动凸块、冷凝器接入管路组成，所述电机固定架固定在提升移动架的顶端，所述提升电机固定在电机固定架的顶面，所述绞线盘连接在提升电机的前端，所述提升绞线连接在绞线盘上，所述盘管固定架板固定在冷凝器盘管的上下两侧，所述移动凸块固定在盘管固定架板的后边两侧，所述提升移动架的前侧开设有提升滑动槽，所述移动凸块连接在提升滑动槽内，所述冷凝器接入管路设置有两组，两组冷凝器接入管路分别连接在冷凝器盘管的侧边上下两侧，且冷凝器接入管路与冷凝器盘管形成通路，所述提升绞线的底端固定在盘管固定架板上，所述两功换热结构由换热水箱、换热风扇、风扇固定架、水箱接入管路组成，所述换热风扇固定在换热水箱的顶端侧边，所述风扇固定架固定在换热风扇和换热水箱的前侧面，所述水箱接入管路设置有两组，两组水箱接入管路连接在换热水箱的侧边上下两侧，且水箱接入管路与换热水箱形成通路，所述提升移动架固定在换热水箱的后侧壁上，所述冷凝器盘管可移动至换热水箱内和换热风扇的后侧，所述两组冷凝器接入管路分别通过连接软管路连接冷凝器供给管路和冷凝器循回管路。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明优化了石墨化炉的降温设置，改变传统的冷水直接的方式，改进为一种采用制冷机组作为降温设备，另外设计有特制多通阀，可以将可用热量进行积蓄，不可用热量进行制冷循环，提高了热量循环利用率，而且设备设计有特制冷凝器，根据降温情况精准控制的前提且能降低制冷功耗，宜推广使用。

附图说明

图1为本发明总体外观状态图。

图2为本发明石墨化箱炉示意图。

图3为本发明制冷装置示意图。

图4为本发明特制多通阀示意图。

图5为本发明特制多通阀平面示意图。

图6为本发明制冷机组示意图。

图7为本发明特制冷凝器示意图。

图8为本发明特制冷凝器拆分示意图。

图9为本发明移动式冷凝器示意图。

图10为本发明两功换热结构示意图。

图中：石墨化箱炉1、控制工作台2、储热水箱3、制冷装置4、降温水箱5、供电信号集线6；

箱炉本体1-1、降温供水管道1-2、降温回水管道1-3、特制多通阀1-4；

制冷机组4-1、特制冷凝器4-2、冷冻水供水管4-3、冷冻水回水管4-4、连接软管路4-5；

固定阀体14-1、冷冻水供水连接管14-2、冷冻水回水连接管14-3、储热连接管14-4、T字三通路电子阀14-5；

压缩机41-1、压力控制器41-2、膨胀阀41-3、过滤器41-4、蒸发器41-5、装载底座41-6、电控箱41-7、机组循环管线41-8、毛细管41-9、冷凝器供给管路41-10、冷凝器循回管路41-11、电磁阀41-12；

移动式冷凝器42-1、两功换热结构42-2、提升电机42-3、绞线盘42-4、提升绞线42-5、电机固定架42-6、提升移动架42-7、冷凝器盘管42-8、盘管固定架板42-9、移动凸块42-10、冷凝器接入管路42-11、提升滑动槽42-12、换热水箱42-13、换热风扇42-14、风扇固定架42-15、水箱接入管路42-16。

实施方式

下面结合附图和具体实施对本发明作进一步详细阐述。

一种石墨化箱体炉降温冷却装置，包括石墨化箱炉1、控制工作台2、储热水箱3、制冷装置4、降温水箱5，所述控制工作台2设置在石墨化箱炉1的一侧，所述储热水箱3连接在石墨化箱炉1的侧端一侧，所述降温水箱5连接在石墨化箱炉1的侧端另一侧，所述制冷装置4连接在降温水箱5的一侧和石墨化箱炉1的一侧，且石墨化箱炉1、降温水箱5、制冷装置4为循环设置，所述石墨化箱炉1、储热水箱3、制冷装置4、降温水箱5均通过供电信号集线6连接控制工作台2。

所述石墨化箱炉1由箱炉本体1-1、降温供水管道1-2、降温回水管道1-3、特制多通阀1-4组成，所述降温供水管道1-2设置在箱炉本体1-1的顶侧面，且降温供水管道1-2与箱炉本体1-1内部连接，所述降温回水管道1-3设置在箱炉本体1-1的侧边底侧，且降温回水管道1-3与箱炉本体1-1的内部连接，所述降温供水管道1-2和降温回水管道1-3连接在特制多通阀1-4两侧，所述制冷装置4和储热水箱3连接在特制多通阀1-4的前侧，所述特制多通阀1-4和箱炉本体1-1均通过供电信号集线6连接控制工作台2。

所述制冷装置4由制冷机组4-1、特制冷凝器4-2、冷冻水供水管4-3、冷冻水回水管4-4、连接软管路4-5组成，所述特制冷凝器4-2通过两组连接软管路4-5连接在制冷机组4-1的前侧，所述冷冻水供水管4-3和冷冻水回水管4-4并列设置，且冷冻水供水管4-3和冷冻水回水管4-4连接在制冷机组4-1的后侧，所述冷冻水供水管4-3和冷冻水回水管4-4连接特制多通阀1-4，所述制冷机组4-1和特制冷凝器4-2均通过供电信号集线6连接控制工作台2。

所述特制多通阀1-4由固定阀体14-1、冷冻水供水连接管14-2、冷冻水回水连接管14-3、储热连接管14-4、T字三通路电子阀14-5组成，所述冷冻水供水连接管14-2、冷冻水回水连接管14-3、储热连接管14-4横向并列设置，所述冷冻水供水连接管14-2与降温供水管道1-2连接，所述冷冻水回水连接管14-3的后端与储热连接管14-4的后端连通，且冷冻水回水连接管14-3、储热连接管14-4后端与降温回水管道1-3连接，所述T字三通路电子阀14-5设置在储热连接管14-4与降温回水管道1-3的连接点，所述冷冻水供水连接管14-2前端与冷冻水供水管4-3连接，所述冷冻水回水连接管14-3前端与冷冻水回水管4-4连接，所述储热连接管14-4前端与储热水箱3连接，所述T字三通路电子阀14-5通过供电信号集线6连接控制工作台2，所述固定阀体14-1固定在冷冻水供水连接管14-2、冷冻水回水连接管14-3、储热连接管14-4、T字三通路电子阀14-5外侧。

所述制冷机组4-1由压缩机41-1、压力控制器41-2、膨胀阀41-3、过滤器41-4、蒸发器41-5、装载底座41-6、电控箱41-7、机组循环管线41-8、毛细管41-9、冷凝器供给管路41-10、冷凝器循回管路41-11、电磁阀41-12组成，所述冷凝器供给管路41-10连接在压缩机41-1的前侧，所述装载底座41-6固定在蒸发器41-5的底侧，所述压缩机41-1和电控箱41-7并列固定在蒸发器41-5的顶侧，所述机组循环管线41-8连通压缩机41-1的侧边和蒸发器41-5的侧端，所述冷凝器循回管路41-11通过机组循环管线41-8连接在蒸发器41-5的另一侧端，且机组循环管线41-8上连接有过滤器41-4和膨胀阀41-3，所述电磁阀41-12通过毛细管41-9连接在压缩机41-1与蒸发器41-5之间的机组循环管线41-8上和蒸发器41-5与膨胀阀41-3之间的机组循环管线41-8上，所述压力控制器41-2通过毛细管41-9连接冷凝器供给管路41-10上和压缩机41-1与蒸发器41-5之间的机组循环管线41-8上，所述电控箱41-7通过供电信号集线6连接控制工作台2，所述冷冻水供水管4-3、冷冻水回水管4-4并列连接在蒸发器41-5的后侧，所述冷凝器供给管路41-10、冷凝器循回管路41-11通过连接软管路4-5连接特制冷凝器4-2。

所述特制冷凝器4-2由移动式冷凝器42-1、两功换热结构42-2组成，所述移动式冷凝器42-1固定在两功换热结构42-2的内侧，所述移动式冷凝器42-1由提升电机42-3、绞线盘42-4、提升绞线42-5、电机固定架42-6、提升移动架42-7、冷凝器盘管42-8、盘管固定架板42-9、移动凸块42-10、冷凝器接入管路42-11组成，所述电机固定架42-6固定在提升移动架42-7的顶端，所述提升电机42-3固定在电机固定架42-6的顶面，所述绞线盘42-4连接在提升电机42-3的前端，所述提升绞线42-5连接在绞线盘42-4上，所述盘管固定架板42-9固定在冷凝器盘管42-8的上下两侧，所述移动凸块42-10固定在盘管固定架板42-9的后边两侧，所述提升移动架42-7的前侧开设有提升滑动槽42-12，所述移动凸块42-10连接在提升滑动槽42-12内，所述冷凝器接入管路42-11设置有两组，两组冷凝器接入管路42-11分别连接在冷凝器盘管42-8的侧边上下两侧，且冷凝器接入管路42-11与冷凝器盘管42-8形成通路，所述提升绞线42-5的底端固定在盘管固定架板42-9上，所述两功换热结构42-2由换热水箱42-13、换热风扇42-14、风扇固定架42-15、水箱接入管路42-16组成，所述换热风扇42-14固定在换热水箱42-13的顶端侧边，所述风扇固定架42-15固定在换热风扇42-14和换热水箱42-13的前侧面，所述水箱接入管路42-16设置有两组，两组水箱接入管路42-16连接在换热水箱42-13的侧边上下两侧，且水箱接入管路42-16与换热水箱42-13形成通路，所述提升移动架42-7固定在换热水箱42-13的后侧壁上，所述冷凝器盘管42-8可移动至换热水箱42-13内和换热风扇42-14的后侧，所述两组冷凝器接入管路42-11分别通过连接软管路4-5连接冷凝器供给管路41-10和冷凝器循回管路41-11。

本发明石墨化箱体炉降温冷却装置的操控方法：本发明利用冷水机组作为冷水循环的制冷设备，设计由特制多通阀1-4作为能量存蓄和制冷设备的中继开关，提高能量利用率，另外设计有特制冷凝器4-2可以实现精准控制和功耗调节。

设备运行时通过制冷机组4-1将石墨化箱炉1内的热量进行吸收循环，通过制冷机组4-1进行循环制冷，制冷的过程是利用冷媒作为媒介，将石墨化箱炉1内的热量吸收进行交换，再利用制冷机组4-1和将热量传递到特制冷凝器4-2中，通过外置的循环水，将热量排出，在可利用的热量中，也可以通过储热水箱3进行蓄热，以备使用。

特制多通阀1-4的启用转换是根据石墨化箱炉1的温度变化范围进行启用，当温度变化较大时，可以通过储热水箱3进行吸收和储能热量，来分担制冷装置4的制冷功耗，特制多通阀1-4中的T字三通路电子阀14-5可以实现冷冻水回水管4-4与冷冻水回水连接管14-3、储热连接管14-4的分别连接，即是冷冻水回水管4-4与冷冻水回水连接管14-3连通，完成制冷循环，冷冻水回水管4-4与储热连接管14-4连接，完成储热，T字三通路电子阀14-5也可以实现冷冻水回水管4-4与冷冻水回水连接管14-3、储热连接管14-4的共同连通，完成制冷循环和储热工作。

特制冷凝器4-2的使用是可以根据热量循环的范围，可以控制特制冷凝器4-2中的冷凝器盘管42-8进行调整，当冷凝器盘管42-8移动至换热水箱42-13中时，冷凝器盘管42-8在换热水箱42-13机器循环的水路进行交换热量，完成大量热量的交换工作，当冷凝器盘管42-8移动至换热风扇42-14上，便可由换热风扇42-14进行冷凝器盘管42-8的热量交换工作，根据不同的工况进行调整，实现不同的功耗变化。

以上所述为本发明较佳实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围之内。