CN105333734B - 一种内部开合式高温电热炉及加热方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内部开合式高温电热炉及加热方法，包括由耐高温材料制成的炉体和炉膛，炉膛内设有测量温度的热电偶，炉体内壁上设有用于加热的电热丝，炉膛内设有将其分成蓄热炉膛和试验炉膛可以开合的空腔叶片，空腔叶片包括转轴和叶片，所述叶片可以绕转轴转动以实现空腔叶片的开合，所述冷却水管道位于转轴内，根据电热丝的温度通过提前加热蓄热炉膛，然后控制空腔叶片的叶片开合度来控制试验炉膛的升温速度，以满足ISO‑834标准火灾升温曲线或自定义的升温曲线的要求，采用这种结构的电热炉可以实现试验炉膛的均匀和非均匀的快速升温或降温，满足各种情况下建筑结构或构件的耐火试验的要求。

Description

一种内部开合式高温电热炉及加热方法

技术领域

本发明是涉及一种耐火试验电热炉，具体涉及一种内部开合式高温电热炉及加热方法。

背景技术

目前建筑构件的耐火试验通常采用燃气升温的方法，但是燃气升温设备复杂、造价高，同时还存在使用成本高和污染等问题。由于构件耐火试验主要是要使得建筑构件外部温度满足ISO-834标准火灾升温曲线的要求，而电阻炉具有安全可靠、测控精度高、操作简便、升温控制稳定和无污染的特点，因此目前国内外部分构件耐火试验开始采用了电热丝加热替代传统的燃气加热方式。由于ISO-834国际标准升温曲线在前半小时的升温速度很快，而电热丝加热需要一定的时间，因此直接将建筑构件放在电阻炉中进行试验时，前半个小时电阻炉的升温曲线很难达到规范的要求。虽然通过加大电阻炉功率的方式可以加快升温过程，但是效果有限，同时还会增加线路和设备的成本。

发明内容

为了解决上述问题，针对现有技术存在的不足本发明提供的技术方案是：

一种内部开合式高温电热炉，包括由耐高温材料制成的炉体和炉膛，所述炉膛内设有测量温度的热电偶，所述炉体内壁上设有用于加热的电热丝，所述炉膛内设有可以开合的空腔叶片，所述空腔叶片将炉膛分成蓄热炉膛和试验炉膛，所述空腔叶片内设有用于走冷却水的冷却水管道。

作为改进，所述一种内部开合式高温电热炉的空腔叶片包括转轴和叶片，所述叶片可以绕转轴转动以实现空腔叶片的开合，类似于百叶窗的原理，所述冷却水管道位于转轴内。

一种电热炉对建筑构件加热的方法，其特征在于包括以下步骤：

①将建筑构件置于电热炉内；

②蓄热阶段，关闭空腔叶片并启动水循环，通过电热丝对蓄热炉膛加热并监控温度达到800℃以上，该温度值是针对ISO-834标准升温曲线给定，对于自定义的升温曲线，可取升温曲线的温度最大值；

③升温阶段，通过控制电热丝的温度和空腔叶片的叶片开合角度使得建筑构件周围温度满足ISO-834标准升温曲线或自定义升温曲线的要求。

作为改进，通过控制所有位置空腔叶片的开合角度一致来实现试验炉膛的均匀加热，通过控制不同位置的空腔叶片的开合角度不同来实现试验炉膛的不均匀加热。

本发明的有益效果是：

1.可以通过空腔叶片将炉膛隔离成蓄热炉膛和试验炉膛两个区域，首先对蓄热炉膛加热，使其内部温度达到800℃以上，然后调节空腔叶片开合的角度，使得蓄热炉膛的热能快速传递到试验炉膛，以达到试验炉膛依据ISO-834国际标准升温曲线迅速升温的目的；

2.通过空腔叶片内部水循环，降低空腔叶片的温度并防止其破坏，同时起到隔热的效果；

3. 空腔叶片是开合角度根据电热丝的温度和ISO-834标准火灾升温曲线或自定义的升温曲线的要求进行控制；

4.采用该结构的电热炉可以实现试验炉膛的快速的升温或降温，同时通过控制不同位置的空腔叶片开合角度还可以实现不均匀升降温，满足各种情况下建筑结构或构件的耐火试验要求。

附图说明

图1是ISO-834标准火灾升温曲线；

图2是一种内部开合式的柱的火灾试验高温电热炉俯视结构示意图；

图3是一种内部开合式的梁或板的火灾试验高温电热炉的主视结构示意图；

图4是一种内部开合式高温电热炉及加热方法空腔叶片部分打开时的结构示意图；

图5是一种内部开合式高温电热炉及加热方法空腔叶片完全打开时的结构示意图；

图6是一种内部开合式高温电热炉及加热方法空腔叶片完全闭合时的结构示意图；

图7是一种内部开合式高温电热炉及加热方法空腔叶片的主视结构示意图；

图8是一种内部开合式高温电热炉及加热方法耐火试验操作流程图。

图中 1炉体，2蓄热炉膛，3热电偶，4电热丝，5空腔叶片，6冷却水管道，7转轴 8试验炉膛，9排气孔，10柱，11梁或板，12支座 。

具体实施方式

为了更进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对发明进行详细的阐述；

如图2至图7所示，一种内部开合式高温电热炉，包括由耐高温材料制成的炉体1和炉膛，所述炉膛内设有测量温度的热电偶3，所述炉体1内壁上设有用于加热的电热丝4，所述炉体1侧壁上设有排气孔9，所述炉膛内设有可以开合的空腔叶片5，所述空腔叶片5将炉膛分成蓄热炉膛2和试验炉膛8，所述空腔叶片5包括转轴7和叶片，所述叶片可以绕转轴7转动以实现空腔叶片5的开合，所述冷却水管道6位于转轴7内，所示炉体1外还设有用于放置实验加热对象梁或板的支座12。

如图8所示，使用本发明电热炉进行建筑材料耐火试验步骤为：

1 准备阶段

安装好建筑结构或构件，如梁或板11和电热炉。

2 蓄热阶段

耐火试验正式开始前，在试验炉膛8中架设好试验对象梁或板11，关闭空腔叶片5并启动水循环，通过电热丝4对蓄热炉膛2加热并监控温度达到800℃以上，该温度值是针对ISO-834标准升温曲线给定。对于自定义的升温曲线，可取升温曲线的温度最大值。

3 试验阶段

如图1所示，通过控制电热丝4的温度和空腔叶片5的叶片开合角度使得建筑构件周围温度满足ISO-834标准升温曲线或自定义升温曲线的要求。判断构件是否破坏，若构件没有破坏，则继续控制电热丝4的温度和空腔叶片5的叶片开合角度以满足设定的温度要求；若构件破坏，则停止试验。

4 试验结束

实验对象梁或板11破坏后，停止加热，通过炉体1上的排气孔9通气给加热炉快速降温，然后关闭水循环，结束试验。

将实验对象换成柱10，重复上述实验步骤即可完成对柱10的耐火试验。

作为改进，通过控制所有位置空腔叶片5的开合角度一致来实现试验炉膛8的均匀加热，通过控制不同位置的空腔叶片5的开合角度不同来实现试验炉膛8的不均匀加热。

Claims (4)

1.一种内部开合式高温电热炉，包括由耐高温材料制成的炉体（1）和炉膛，所述炉膛内设有测量温度的热电偶（3），所述炉体（1）内壁上设有用于加热的电热丝（4），其特征在于：所述炉膛内设有可以开合的空腔叶片（5），所述空腔叶片（5）将炉膛分成蓄热炉膛（2）和试验炉膛（8），所述空腔叶片（5）内设有用于走冷却水的冷却水管道（6）。

2.根据权利要求1所述一种内部开合式高温电热炉，其特征在于：所述空腔叶片（5）包括转轴（7）和叶片，所述叶片可以绕转轴（7）转动以实现空腔叶片（5）的开合，所述冷却水管道（6）位于转轴（7）内。

3.利用权利要求1中所述电热炉对建筑构件加热的方法，其特征在于包括以下步骤：

①将建筑构件置于电热炉内；

②蓄热阶段，关闭空腔叶片（5）并启动水循环，通过电热丝（4）对蓄热炉膛（2）加热并监控温度达到800℃以上，该温度值是针对ISO-834标准升温曲线给定，对于自定义的升温曲线，可取升温曲线的温度最大值；

③升温阶段，通过控制电热丝（4）的温度和空腔叶片（5）的叶片开合角度使得建筑构件周围温度满足ISO-834标准升温曲线或自定义升温曲线的要求。

4.根据权利要求3所述一种电热炉对建筑构件加热的方法，其特征在于：通过控制所有位置空腔叶片（5）的开合角度一致来实现试验炉膛（8）的均匀加热，通过控制不同位置的空腔叶片（5）的开合角度不同来实现试验炉膛（8）的不均匀加热。