CN102288039B - 一种航空用电阻炉加热元件布置方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种航空用电阻炉加热元件布置方式，其特征在于：在炉体的炉膛中的耐火材料支撑砖上设置有加热单元区，加热单元区内设置有能够安装加热元件单元的空间区；空间区分割成能放置6个加热元件单元空间，空间区内的加热元件单元串联后接至电源；所述的加热单元区被分成6个空间，6个空间可根据需要放置至少不小于3个加热元件单元固定在空间区内。它提供了一种航空用电阻炉加热元件布置方式，以克服现有技术中存在的缺陷。

Description

一种航空用电阻炉加热元件布置方法

技术领域

本发明涉及一种航空用电阻炉加热元件布置方式。 

背景技术

工业电阻炉通常用电热合金丝作为加热元件，通过它将电能转换成热能，由热能来加热被处理的工件。为了保证工件热处理的质量，炉子的炉温均匀度是一个很重要的指标。为了达到这个指标要求，可以采取多种多样的手段。通常加热元件在炉膛内是均匀布置的，这种方式只能满足对炉温均匀度要求一般的炉子。而随着航空航天技术的发展，对航空用工业热处理炉的炉温均匀度的要求也越来越高，例如热处理台车炉的炉温均匀度要求为±5℃（一般为±10℃），这就需要一种新的加热元件的优化布置方式。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种航空用电阻炉加热元件布置方式，以克服现有技术中存在的缺陷。 

本发明的技术方案为：一种航空用电阻炉加热元件布置方式，其特征在于：在炉体的炉膛中的耐火材料支撑砖上设置有加热单元区，加热单元区内设置有能够安装加热元件单元的空间区；空间区分割成能放置6个加热元件单元空间，空间区内的加热元件单元串联后接至电源。 

所述的加热单元区被分成6个空间，6个空间可根据需要放置至少不小于3个加热元件单元固定在空间区内。 

所述的加热元件单元可为电热合金丝，电热合金丝沿长度方向绕成螺旋节距为T的电热合金丝。 

所述的电热合金丝沿长度方向绕成螺旋节距为2T的电热合金丝。 

所述的电热合金丝或为沿长度方向绕成螺旋节距为不等的加热元件单元，两端的1/4长度内绕成的螺旋节距为T，在中间的1/2长度内绕成的螺旋节距为2T。 

所述的在空间区内的加热元件单元有3个，3个加热元件单元的螺旋节距周期是T，依次由上至下，下面三个为空。 

所述的在空间区内的加热元件单元有3个，3个加热元件单元的螺旋节距周期是T，依次由上至下，布一个加热元件单元，空一个，均匀布置。 

所述的在空间区内的加热元件单元有6个，6个加热元件单元的两端1/4长度内绕成的螺旋节距为T，在中间的1/2长度内绕成的螺旋节距为2T，依次由上至下。 

所述的在空间区内的加热元件单元有4个，2个加热元件单元两端1/4长度内绕成的螺旋节距为T，在中间的1/2长度内绕成的螺旋节距为2T，2个加热元件单元的螺旋节距为2T，由上至下按上述加热元件单元的类型顺序按序布置，中间两个位置为空。 

所述的在空间区内的加热元件单元有5个，2个加热元件单元的螺旋节距为T，2个加热元件单元的螺旋节距为2T，1个加热元件单元两端1/4长度内绕成的螺旋节距为T，在中间的1/2长度内绕成的螺旋节距为2T，依次由上至下按上述加热元件单元的类型顺序按序布置，最后一个为空。 

本发明的技术效果为：对加热元件的单元加工成不同的节距T，根据炉膛对热量的需求，将加热元件的单元优化布置在合理的位置处。可以是有间隔的，也可以是没有间隔的，用多种组合的布置，达到炉温的均匀度的要求。例如在某高温台车炉，在其有效工作室的尺寸长为4500mm×宽2200mm×高1300mm。将加热元件的单元经优化布置后，炉温均匀度在500℃时为±3.15℃，在940℃时为±2.8℃，在1010℃时为±2.7℃，小于等于±5℃的要求。 

附图说明

下面结合实施例附图对本发明做进一步说明： 

图1是本发明实施例结构示意图；

图2是加热单元区结构示意图；

图3是节距为T加热元件单元；

图4是节距为2T的加热元件单元；

图5是节距为T+2T 混合的加热元件单元；

图6是加热元件单元的第一个实施例；

图7是加热元件单元的第二个实施例；

图8是加热元件单元的第三个实施例；

图9是节距为2T的三个标准加热元件单元组合（3个空位）；

图10是节距为T+2T的三个标准加热元件单元组合（3个空位）；

图11是节距为T+2T的三个标准加热元件单元组合（3个空位）；

图12是节距为T+2T的六个标准加热元件单元组合；

图13是节距为T的六个标准加热元件单元组合；

图14是节距为2T的六个标准加热元件组合；

图15是节距为2个2T与2个T+2T、2个空位加热元件单元组合；

图16是节距为2个T、2个2T与1个T+2T，1个空位加热元件单元组合；

图17是节距为2个T、2个2T与1个T+2T，1个空位加热元件单元组合。

附图标记为：1.炉体、2.炉膛、3.加热单元区、4.加热元件单元、5.空间区。 

具体实施方式

本发明属于一种航空用电阻炉加热元件布置方式，特别是加热元件的优化布置提高了航空用工业电阻炉的炉温均匀性。如图1所示，它是在炉体1的炉膛2中的耐火材料支撑砖上设置有加热单元区3，加热单元区3内设置有能够安装加热元件单元4的空间区5；至少不小于3个加热元件单元4固定在空间区5内，空间区5内的加热元件单元4串联后接至电源。 

如图2所示，加热单元区3被分成6个空间，6个空间可根据需要放置至少不小于3个加热元件单元4固定在空间区5内。 

如图3所示，是节距为T加热元件单元，将电热合金丝绕成螺旋节距为T的加热元件单元（形如弹簧）。加热元件单元4可为电热合金丝。电热合金丝沿长度方向绕成螺旋节距为T的电热合金丝。 

如图4所示，是节距为2T的加热元件单元，将电热合金丝绕成螺旋节距为2T的加热元件单元。电热合金丝沿长度方向绕成螺旋节距为2T的电热合金丝。 

如图5所示，是节距为T+2T 混合的加热元件单元，将电热合金丝绕成螺旋节距不等的加热元件单元，在加热元件单元的长度方向，两端的1/4长度内绕成的螺旋节距为T，在中间的1/2长度内绕成的螺旋节距为2T。 

电热合金丝或为沿长度方向绕成螺旋节距为不等的加热元件单元，两端的1/4长度内绕成的螺旋节距为T，在中间的1/2长度内绕成的螺旋节距为2T。 

根据炉子炉膛尺寸的大小，可选择各种形式加以组合（见表1至表3所示），组成炉子的加热区，达到炉温均匀度≤5℃的要求。 

本发明通过三种加热元件的单元，组合成多种加热区，达到炉温均匀度≤5℃的要求。例某加热区由下列单元组合，加热区的最多单元为6个。 

表1 

表2

表3

实现上述目标的一个实施例如图6所示，图6是节距为1T 的三个标准加热元件单元组合（3个空位）。将节距为1T的3个加热元件单元布置在加热炉炉膛内1、2、3位置的搁丝砖上，全部串联起来，接至电源，4、5、6为空位，组成一个加热区。

实现上述目标的另一个实施例如图7所示，图7是节距为1T的三个标准加热元件单元组合（3个空位）。将节距为1T的3个加热元件单元布置在加热炉炉膛内1、3、5位置的搁丝砖上，全部串联起来，接至电源，2、4、6为空位，组成一个加热区。 

实现上述目标的再一个实施例如图8所示，图8是节距为2T 的三个标准加热元件单元组合（3个空位）。将节距为2T的3个加热元件单元布置在加热炉炉膛内1、2、3位置的搁丝砖上，全部串联起来，接至电源，4、5、6为空位，组成一个加热区。 

接下来给出不同形式的实施例以充分说明本发明的优点。 

图9是节距为2T的三个标准加热元件单元组合（3个空位）。 

将节距为2T的3个加热元件单元布置在加热炉炉膛内1、3、5位置的搁丝砖上，全部串联起来，接至电源，2、4、6为空位，组成一个加热区。 

图10是节距为T+2T的三个标准加热元件单元组合（3个空位）。 

将节距为T+2T的3个加热元件单元布置在加热炉炉膛内1、2、3位置的搁丝砖上，全部串联起来，接至电源，4、5、6为空位，组成一个加热区。 

图11是节距为T+2T的三个标准加热元件单元组合（3个空位）。 

将节距为T+2T的3个加热元件单元布置在加热炉炉膛内1、3、5位置的搁丝砖上，全部串联起来，接至电源，2、4、6为空位，组成一个加热区。 

图12是节距为T+2T的六个标准加热元件单元组合。 

将节距为T+2T的6个加热元件单元组合起来，布置在加热炉炉膛内的搁丝砖上，全部串联起来，接至电源，组成一个加热区。 

图13是节距为T的六个标准加热元件单元组合。 

将节距为T的6个加热元件单元组合起来，布置在加热炉炉膛内的搁丝砖上，全部串联起来，接至电源，组成一个加热区。 

图14是节距为2T的六个标准加热元件组合。 

将节距为2T的6个加热元件单元组合起来，布置在加热炉炉膛内的搁丝砖上，全部串联起来，接至电源，组成一个加热区。 

图15是节距为2个T与2个T+2T、2个空位加热元件单元组合。 

将节距为T的2个加热元件单元分别布置在加热区2、6位置上，2个T+2T的加热元件分别布置在1、5位置上，2、4为空位，组成一个加热区。 

图16、图17是节距为2个T、2个2T与1个T+2T、1个空位加热元件单元组合。 

将节距为T的2个加热元件单元分别布置在加热区1、2位置上，2个2T的加热元件分别布置在4、5位置上，1个T+2T的加热元件分别布置在3的位置上，6为空位，组成一个加热区。 

实际上，加热区的大小及数量根据加热炉的炉膛尺寸大小经设计计算确定。生产中，不同的形式的加热元件单元，按需要加工成各种规格，按设计图纸加需要的加热单元区（3）进行固定，得到最佳的温度场分布。 

实施例中与权利要求书没有直接对应，但实施例是按发明内容给出的思想进行设计，以权利要求为准。 

Claims (1)

1.一种航空用电阻炉加热元件布置方法，其特征在于：在炉体（1）的炉膛（2）中的耐火材料支撑砖上设置有加热单元区（3），加热单元区（3）内设置有能够安装加热元件单元（4）的空间区（5）；空间区（5）分割成能放置6个加热元件单元（4）空间，空间区（5）内的加热元件单元（4）串联后接至电源； 6个空间可根据需要放置3个、4个或5个加热元件单元（4）固定在空间区（5）内；

所述的加热元件单元（4）为电热合金丝，电热合金丝沿长度方向绕成螺旋节距为T的电热合金丝，或电热合金丝沿长度方向绕成螺旋节距为2T的电热合金丝，或电热合金丝为沿长度方向绕成螺旋节距为不等的加热元件单元，两端的1/4长度内绕成的螺旋节距为T，在中间的1/2长度内绕成的螺旋节距为2T；

当在空间区（5）内的加热元件单元（4）有3个时，3个加热元件单元（4）的螺旋节距周期是T，依次由上至下，下面三个为空；或依次由上至下，布一个加热元件单元，空一个，均匀布置；

当在空间区（5）内的加热元件单元（4）有4个时，2个加热元件单元（4）两端1/4长度内绕成的螺旋节距为T，在中间的1/2长度内绕成的螺旋节距为2T，2个加热元件单元（4）的螺旋节距为2T，由上至下按上述加热元件单元（4）的类型顺序按序布置，中间两个位置为空；

当在空间区（5）内的加热元件单元（4）有5个时，2个加热元件单元（4）的螺旋节距为T，2个加热元件单元（4）的螺旋节距为2T，1个加热元件单元（4）两端1/4长度内绕成的螺旋节距为T，在中间的1/2长度内绕成的螺旋节距为2T，依次由上至下按上述加热元件单元（4）的类型顺序按序布置，最后一个为空。

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