CN104320868A - 椭圆面聚焦型管式加热装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及红外发热技术领域，尤其涉及一种红外电热管做热源的技术领域，本发明椭圆面聚焦型管式加热装置，包括由红外线电热管，炉管和反射面，其特征在于：所述反射面为椭圆面型镜面反射面；本发明可快速加热试件的，使试件迅速升温。

Description

椭圆面聚焦型管式加热装置

技术领域：

本发明红外发热技术领域，尤其涉及一种红外电热管做热源的技术领域。

 

背景技术：

      工业及科研中广泛应用的加热试样的装置，通常是指台车炉、井式炉、盐浴炉、高频感应炉、箱式炉、网带炉等工业炉，这类装置的结构共同点是电阻加热、感应加热等传统方式，即采用大功率电阻丝或感应圈作为加热体来对工件加热升温，有封闭的炉膛，炉膛内都有多层保温材料。设备由于有保温材料，所以设备体积庞大且热效率不高，升温慢，一般升温速度率≦50℃／分钟，温度上限低，一般工作在850℃~1100℃的温区。无法实现快速加热、快速冷却，做材料试验耗时费力。

发明内容：

      为了克服上述现有技术中无法快速加热、快速冷却的技术问题，本发明提供了一种可快速加热、快速冷却的红外加热装置。

      为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

      所述可快速加热红外加热装置，包含红外电热管，炉管和反射面，其特征在于：所述反射面为椭圆面形镜面反射面。

   所述红外电热管由碳纤维红外线发光细丝和收容细丝的透明石英玻璃管收容器组成。

   所述炉管为管状式。

   所述凹椭圆面形反射面位于所述红外加热装置内表面。

   所述红外线电热管内的碳纤维红外发光丝设置于凹椭圆面反射面的第一焦点处。

   所述的炉管设置在凹椭圆面反射面的第二焦点处。

   所述凹椭圆面形镜面反射面基材电镀或离子溅射或气相沉积有7-16层不同温度膨胀系数的金属或金属氧化物薄膜形成的多层梯度材料。

   所述反射面基材采用异形成型工艺或者模具成型工艺或者精密机加工成型工艺。

   所述凹椭圆形镜面反射面背部设置有一冷却剂传送管道。

      本发明经实验验证，能够解决上述传统工业炉的全部缺陷，且体积小，升温速率快、降温速度快。 

 

附图说明：

图1   是本发明的椭圆面聚焦型快速加热/快速冷却管式加热装置结构原理示意图。

图2   是本发明具体实施方式的椭圆面聚焦型快速加热/快速冷却管式加热装置横截面结构图。

图3   是本发明具体实施方式的椭圆面聚焦型快速加热/快速冷却管式加热装置纵截面结构图。

主要元件符合说明

1  试验炉管                                   2    红外线电热管

3  椭圆镜面反射面                        4    电炉外罩

5  红外线电热管左定位块            6    试验炉管插入筒

7  红外线电热管                            8    红外线电热管右定位块

9  电炉侧盖板                               10  电炉中间外罩

11椭圆镜面反射板                       12  冷却水管

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

图1是本发明的椭圆面聚焦型快速加热/快速冷却管式加热装置结构原理示意图。

图中，1为炉管（试验炉管），材质为高温石英玻璃。2为红外线电热管，其位于椭圆反射面的焦点处。3为反射面（椭圆反射面）。图中箭头所指为红外光线的投射及反射路径。

下面针对图1中所示的椭圆面聚焦型快速加热管式/快速冷却加热装置结构原理示意图，对该加热装置的工作原理做具体说明：

红外发热管2加电后发出红外光并向抛物反射面3投射，

由于红外线电热管位于椭圆反射面的第一焦点处，故反射后的红外光聚焦到实验炉管的表面即第二焦点处并对其进行快速加热，因为有多支红外电热管同时发光，因此能快速对实验炉管内的试件进行加热使其温度在短时间内升至实验要求的高温。

图2是本发明具体实施方式的椭圆面聚焦型快速加热/快速冷却管式发热炉横截面结构图。图3是本发明具体实施方式的椭圆面聚焦型快速加热/快速冷却管式发热炉纵截面结构图。结合图2和图3及前述的工作原理，对本发明的具体实施方式做一说明。

图2红外线电热管2是由红外线发热细丝（图中未标注）和收容其细丝的透明细管收容器组成，例如红外线发热细丝是由碳纤维细丝绕卷而形成的，透明细管收容器是由透明的石英管制作而成，细丝是通过多个载体固定于透明收容管内。透明收容管的两端分别设有细丝的阳极和阴极并通过电线与电源连接。红外线电热管通过左定位块5和右定位块8固定在电炉炉体上。具体的产品结构见图2（横截面示意图）及图3（纵向截面示意图）。

下面结合图2和图3及就发明的原理如何实现进行说明。图2中5和8分别为左，右定位块，7为红外线电加热管，4是电炉外罩，9是电炉侧盖板，10是电炉中间外罩。5,8的作用是对7进行固定，红外电加热管2由中间石英玻璃外罩管、两端的陶瓷管套及外部接线柱等组成，内部发热体（即红外线照射源）由高强度碳纤维制作而成，呈螺旋状。上、下炉体通过铰链，合页等连成整体后即成为成品炉，插入试验用耐高温石英管，接通电源后即可进行相应材料研究试验。  

图3为炉体纵向截面图，6为上、下炉体闭合后形成的实验炉管插入筒，其作用是容纳并支撑耐高温石英玻璃实验炉管。3为椭圆镜面反射面，用镜面光洁度材料制成，并镀有多层梯度材料，以对红外光有高的反射率，并将热能集聚于6中间的耐高温石英玻璃试验管的表面以快速加热试验管中的试件。12为紧贴在反射板11外表面的循环冷却水管，采用百叶窗式缠绕，以使炉体获得较高的冷却速度。

 

以上所述仅是本发明的较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (9)

1.一种红外加热装置，包括有红外电热管，炉管和反射面，其特征在于，所述反射面为凹椭圆形镜面。

2.如权利要求1所述的红外加热装置，其特征在于所述红外电热管由碳纤维红外线发光细丝和收容细丝的透明石英玻璃管收容器组成。

3.如权利要求1所述的红外加热装置，其特征在于所述炉管为管状式。

4.如权利要求1所述的红外加热装置，其特征在于所述凹椭圆形镜面反射面位于所述红外加热装置内表面。

5.如权利要求1、2、3、4任一所述的红外加热装置，其特征在于所述红外电热管内的碳纤维红外线发光丝设置于凹椭圆面反射面的第一焦点处。

6.如权利要求5所述的红外加热装置，其特征在于所述的炉管设置在凹椭圆面反射面的第二焦点处。

7.如权利要求6所述的红外加热装置，其特征在于所述凹椭圆面镜面反射面基材上电镀或离子溅射或气相沉积有7-16层不同温度膨胀系数的金属或金属氧化物薄膜形成的梯度材料。

8.如权利要求6所述的红外加热装置，其特征在于所述凹椭圆面镜面反射面基材采用铝板、铜板、钛板、钢板、不锈钢板，反射面基材采用异形成型工艺或者模具成型工艺或者精密机加工成型工艺。

9.如权利要求6所述的红外加热装置，其特征在于凹椭圆型镜面反射面基材背部设置有一冷却剂传送管道。