CN101018998B - 炉子绝热件 - Google Patents
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Abstract
一种由以至少两个圆柱体段(2，3；7，8)形式的纤维模块构成的炉子绝热件，这些纤维模块彼此抵靠设置以便形成其内部空间构成炉子空间的圆柱体，并且用来使得电阻元件(5)能够抵靠并且紧固在圆柱体的内表面(4)上，本发明的特征在于，圆柱体的内部包括一个或多个径向延伸或大体上径向延伸的开口(12；14)。
Description
技术领域
本发明涉及用于通过电阻元件加热的炉子的炉子绝热件。
背景技术
在加热至非常高温度的炉子情况中，对于用来对在炉子中加热的空间绝热的材料方面具有较高要求。因为绝热材料包围着在炉子中受热的空间，所以绝热材料也变得非常热。
给定类型的电加热炉的温度在通常条件下在几个小时内达到1700℃。所使用的绝热材料例如由绝热纤维或高级砖构成。
在这种炉子方面应用的技术中存在的一个已知问题在于，许多已知的材料都不能在其有效使用的时期内承受这些高温应力。这些已知材料通常在高温下收缩，从而导致其中使用这些已知材料的那些炉子出现密封问题。
一种合适的材料主要由氧化铝(Al2O3)和二氧化硅(SiO2)构成。虽然该材料耐热性能较好，但是它在高温下收缩。这个收缩随着高温而增大。该收缩现象是由于该材料在它受热时烧结而引起的。这导致该材料在操作中多个小时例如在1-10个小时内连续收缩。
在申请人的所谓的热轻(superthal)模块中，使用了设计作为两个半圆柱形元件的纤维模块，它们彼此设置抵靠在一起以形成构成炉空间的圆柱体。每个半圆柱形元件通常包括彼此径向向外设置的两层，即内层和外层。
内层例如由其最大使用温度为1700℃的真空成型纤维(vacuum-formed fibre)构成并且其密度为400kg/m3。该内层可以由80％Al2O3和20％SiO2构成。外层例如由其最大使用温度为1600℃的真空成型纤维构成并且其密度为300kg/m3。该外层可以由50％Al2O3和50％SiO2构成。
在SMU型(热轻包覆单元(superthal muffle unit))的模块情况中，内层将往往具有25mm的厚度，并且外层具有75mm的厚度。内层在其内表面上包括用于容纳螺旋形电阻元件的沟槽。在内层的内径为150和200mm的情况中，利用紧固件来确保电阻元件在沟槽中的位置。
在SHC型(热轻半圆柱体)的模块情况中，内层将往往具有75mm的厚度，并且外层具有25mm的厚度。电阻元件通过紧固件安装在绝热件上。
在包括上述类型绝热件的炉子加热时，该绝热件因此在高温下收缩。在炉子断开时能够观察到在绝热件中的裂纹。在更差的情况中，整个绝缘件容易松脱。
在其内径在100-125mm范围内的炉子空间的情况中，问题主要是美观问题。该问题随着直径增大而增大，从而产生内部绝热件的宽裂纹和变形，并且还存在绝缘件松脱的危险。
绝热件由于裂纹变形而变得不太起作用。
绝热件收缩所导致的一个严重问题在于，如前面所述的，电阻元件容易由于它紧固在绝热件的内表面上而拉开。在绝热件收缩时，所形成的裂纹反过来使绝热件的不同部分相对于彼此移动。因为电阻元件严格线性地固定在绝热件上，所以紧固位置将相对于彼此移动，由此使得电阻元件受到其大小能够将电阻元件拉开的拉伸应力和弯曲应力。
发明内容
通过本发明解决了这些问题。
本发明因此设计一种由纤维模块构成的炉子绝热件，这些纤维模块设计成至少两个圆柱形段，它们彼此抵靠设置以便形成其内部空间构成炉子空间的圆柱体，其中这些模块用来使得电阻元件能够抵靠并且紧固在圆柱体的内表面上，并且其中本发明其特征在于，在圆柱体的内部上设有一个或多个径向延伸或大体上径向延伸的开口。
附图说明
现在将部分参照在附图中所示的本发明示例性实施方案对本发明进行更详细说明，其中：
图1为本发明的炉子的透视图；以及
图2-5显示出根据本发明的纤维模块的不同实施方案。
具体实施方式
这些炉子显示出SMU型炉子，但是它们也可以适用于SHC型炉子。
图1显示出炉子1，它包括由纤维模块2、3构成的炉子绝热件。这些纤维模块2、3形成为半圆柱形元件，其中在图2中显示出一个半圆柱形元件。至少两个半圆柱形元件2、3彼此抵靠设置以便形成其内部空间4构成炉子空间的圆柱体。
在图2-5中只是显示出一个内部纤维模块，该纤维模块用来抵靠另一个相应纤维模块设置以便形成圆柱体，如在图1中所示一样。为其它半圆柱形元件形式的纤维模块设置在圆柱体上，以便获得包括两个相互同心的层的炉子。
该绝热件大体上由氧化铝和二氧化硅构成。
该炉子包括电阻元件5，该电阻元件5靠着圆柱体的内表面11布置和/或紧固在其中。还设有接电源元件6，用来给电阻元件提供电能。
图1显示出这样一个实施方案，其中两个外部半圆柱形元件2、3包围着两个相互面对的内部半圆柱形元件7、8。电阻元件可以具有螺旋形结构或一些其它结构，并且通过紧固件9紧固在圆柱体的内表面中。如图2所示，电阻元件优选在形成在圆柱体的内侧11中的沟槽10中延伸。
根据本发明，如图2所示一样，在圆柱体7、8的内部中设有一个或多个径向延伸的开口12。
根据本发明一个优选实施方案，参见图5，一个或多个径向开口由一个或多个槽口状裂纹指示部14构成。
根据一个可选的优选实施方案，例如如图4所示，一个或多个径向开口由径向延伸的沟槽或狭槽13构成。这些沟槽13稍微向下延伸进半圆柱形纤维模块2、3、7、8中。
一个或多个开口可以具有其它结构，例如圆锥形或圆形结构。
在图2实施方案的情况中，开口12延伸穿过大致一半的内部半圆柱形纤维模块8。
在优选实施方案中，径向开口大致延伸穿过所述相互同心层的内层的一半厚度。
径向开口用作膨胀接头，它有助于防止裂纹的实际形成或者至少减少裂纹形成。所以在裂纹形成的情况下，由于存在一个或多个径向开口，这些裂纹将以受控的方式形成。
在SHC炉子的情况中，这些炉子装配有弯曲元件，径向开口设置在弯曲元件弯曲或蜿蜒的那些位置处。
优选的是，如在其它附图中的图2所示的，一个或多个径向开口沿着圆柱体轴向延伸。
根据另一个优选实施方案，纤维模块的炉子绝热件包括三个或多个圆柱形段15、16，它们彼此抵靠布置以便形成圆柱体；参见图4。
根据本发明的非常优选实施方案，绝热件包括由纤维模块构成的两个相互同心的层1、2；7、8。
非常必要的是，这些开口按照在每个圆柱体半部或圆柱体段内在圆周上大体上均匀分布的方式设置。
然而，这些开口12或槽口状裂纹指示部14可以与圆柱体的内表面形成角度V1、V2或V3；参见图3。
而且，开口12或裂纹指示槽口14可以与圆柱体的纵向轴线轴向形成角度V4，如由在图4中的虚线17所示的。
虽然上面已经参照许多示例性实施方案对本发明进行了说明，但是要理解的是炉子空间的形状和尺寸可以改变，并且炉子绝热件可以由一层或几层相互同心的层构成。
因此本发明不应该被认为局限于上述实施方案，因为在所附权利要求的范围内可以作出许多变化。
Claims (9)
1.一种包括为至少两个圆柱体段(2，3；7，8)的形式的纤维模块的炉子绝热件，这些圆柱体段彼此抵靠设置以便形成其内部空间构成炉子空间的圆柱体，并且用来使得电阻元件(5)能够抵靠并且紧固在圆柱体的内表面(4)上，其特征在于，圆柱体的内部包括沿着圆柱体段(2，3；7，8)长度的一个或多个径向延伸或大体上径向延伸的开口(12；14)，并且所述开口由槽口状裂纹指示部(14)构成，所述绝热件大体上由氧化铝和二氧化硅构成。
2.一种包括为至少两个圆柱体段(2，3；7，8)的形式的纤维模块的炉子绝热件，这些圆柱体段彼此抵靠设置以便形成其内部空间构成炉子空间的圆柱体，并且用来使得电阻元件(5)能够抵靠并且紧固在圆柱体的内表面(4)上，其特征在于，圆柱体的内部包括沿着圆柱体段(2，3；7，8)长度的一个或多个径向延伸或大体上径向延伸的开口(12；14)，并且所述开口由径向延伸沟槽(12)构成，所述绝热件大体上由氧化铝和二氧化硅构成。
3.如权利要求2所述的炉子绝热件，其特征在于，所述径向延伸的一个或多个开口由与圆柱体的内表面形成角度(V1，V2，V3)的径向延伸沟槽(12)构成，该角度偏离直角。
4.如权利要求1或2所述的炉子绝热件，其特征在于，所述径向延伸的一个或多个开口(12；14)沿着所述圆柱体段轴向延伸。
5.如权利要求1或2所述的炉子绝热件，其特征在于，所述炉子绝热件包括由相互抵靠设置以便形成圆柱体的由纤维模块构成的三个或更多个圆柱体段(15，16)。
6.如权利要求1或2所述的炉子绝热件，其特征在于，所述绝热件包括至少两层彼此同心的纤维模块层(2，3，7，8)。
7.如权利要求6所述的炉子绝热件，其特征在于，所述径向延伸的一个或多个开口延伸穿过所述同心的纤维模块层(2，3，7，8)的最内层的大致一半厚度。
8.如权利要求1或2所述的炉子绝热件，其特征在于，所述径向延伸一个或多个开口(12；14)按照围绕着每个圆柱体半部或圆柱体段的内圆周大体上均匀分布的方式设置。
9.一种炉子，其特征在于，它包括根据前面权利要求中任一项所述的炉子绝热件，并且其中炉子空间由圆柱体的内部空间构成。
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