CN105562693A - 加热设备保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种加热设备保护装置，所述加热设备包括一密封腔，在所述密封腔内包括产品烧制区域，所述热力装置安装在所述密封腔的侧壁上，所述加热设备保护装置包括：在加热设备的密封腔内，位于密封腔侧壁和产品烧制区域之间设置保护罩。在加热设备使用过程中，即使位于产品烧制区域的制品发生倾斜，所述保护罩也可避免制品与密封腔侧壁上的热力装置发生接触，从而造成热力装置受损，进而避免加热设备因为热力设备受损而出现安全隐患；在所述保护罩上开设的通孔可确保加热设备内部的气流顺利流通，避免加热设备内的温度和气压受所述保护罩的影响，确保加热设备顺利运行。

Description

加热设备保护装置

技术领域

本发明涉及机械领域，尤其是涉及一种加热设备保护装置。

背景技术

热等静压(HotIsostaticPressing，简称HIP)技术是一种将制品放置到密闭的容器中，向制品施加各向同等的压力，同时施以高温，从而在高温高压作用下，实现制品烧结和致密化的材料制备工艺。

基于热等静压技术的操作时的成形温度低，产品致密且性能优异，热等静压技术集热压和等静压的优点于一身，是现今高性能材料制备的常用手段。

热等静压机(HotIsostaticPressing)是一种利用热等静压技术，在高温高压密封容器中，以高压惰性气体为介质，对其中的粉末或待压实的烧结坯料或异种金属施加各向均等静压力，形成高致密度坯料(或零件)的方法的仪器设备。

基于热等静压技术的各种优势，热等静压机已成为高温粉末冶金、消除铸件缺陷、异种金属扩散连接、新型工程陶瓷、复合材料、耐火材料、高强石墨碳素等先进成型技术和先进材料研制领域的关键设备。

热等静压机是一种承载高温高压的加热设备，集机、电、液、气、热等多学科于一体，其包括一用于放置制品的密封容器，在密封容器的内壁设有加热器、热电偶等热力装置。使用时，将制品原料(如粉末原料)放入包套内后，对包套进行脱气，将包套内的气体及其他杂质排出，使制品处于一个真空环境内，之后将制品原料和包套一同放入热等静压机的密封容器内，并向密闭容器内通入惰性气体作为传压介质，以遍布在整个容器内壁的加热器作为加热介质，在高温高压的共同作用下，各向同性地对制品进行压制烧结或者致密化处理。

但实际操作过程中，在热等静压过程中，经常出现热力装置损坏等问题，从而造成热等静压工艺失败；更甚者如加热器、热电偶损坏后，会导致加热监控故障，从而出现设备安全隐患，此外，而热力装置的造价昂贵，热力装置损坏会增加工艺成本。

为此，在热等加压过程中，如何保护热等静压机的密封容器侧壁的热力装置是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种加热设备保护装置，从而有效保护加热设备中的热力装置免受损伤。

为解决上述问题，本发明所提供的加热设备保护装置，用于保护加热设备中的热力装置，所述加热设备包括一密封腔，在所述密封腔内包括产品烧制区域，加热设备的热力装置安装在所述密封腔的侧壁上。

所述加热设备保护装置包括设置在所述密封腔内，且位于所述产品烧制区域和侧壁之间的保护罩；

在所述保护罩上开设有通孔。

可选地，所述保护罩与所述密封腔的侧壁间的距离为20～40mm。

可选地，所述保护罩为上下两端开口的筒状结构，且保护罩的侧壁环绕所述产品烧制区域。

可选地，所述保护装置包括多个所述保护罩，且各个保护罩沿筒状结构的轴向叠加设置。

可选地，各个保护罩沿筒状结构的轴向通过可拆卸结构固定连接。

可选地，相邻两个保护罩之间通过卡槽连接部件固定连接；

所述卡槽连接部件包括连接主体，所述主体包括与相邻两个保护罩对应的两个端面；

在所述连接主体的所述两个端面上各开设有卡槽，相邻两个保护罩分别嵌入两个端面的卡槽内以实现固定连接。

可选地，所述连接主体为环形结构，所述连接主体的两个端面均为环形面，所述卡槽为环形槽。

可选地，所述保护罩为圆筒状结构。

可选地，所述通孔沿轴向的截面面积为3～7cm²。

可选地，所述保护罩上开设有多个通孔，且所述多个通孔均匀分布在所述保护罩上。

可选地，各个所述通孔沿轴向的截面面积的总和为所述保护罩侧壁面积的30～50％。

可选地，沿所述筒状结构的轴向，所述保护罩的高度为30～50cm。

可选地，所述加热设备为热等静压机，所述产品烧制区域用于放置多层包套，各层包套通过石墨垫叠加放置。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

在加热设备的密封腔内，位于密封腔侧壁和产品烧制区域之间设置保护罩，从而在加热设备使用过程中，即使位于产品烧制区域的制品发生倾斜，所述保护罩也可避免制品与密封腔侧壁上的热力装置发生接触，从而造成热力装置受损，进而避免加热设备因为热力设备受损而出现设备安全隐患；在所述保护罩上开设的通孔可确保加热设备内部的气流顺利流通，避免加热设备内的温度和气压受所述保护罩的影响，确保加热设备顺利运行。

可选地，在所保护罩为上下两端开口的筒状结构，所述保护装置包括多个所述保护罩，且各个保护罩沿筒状结构的轴向叠加设置，从而可根据加热设备内的制品高度调整保护罩的个数，以提高加热设备保护装置的使用灵活性，此外，所述各个保护罩叠加设置的结构便于保护装置的安装和拆卸，便于保护装置维护。

附图说明

图1为现有的热等静压机的结构示意图；

图2是安装本发明加热设备保护装置的加热设备一实施例的结构示意图；

图3是图2中加热设备保护装置的保护罩一实施例的结构示意图；

图4是图2中相邻两个保护罩的连接结构示意图；

图5是图2中用于连接相邻两个保护罩的卡槽连接部件一实施例的俯视图；

图6是图5中卡槽连接部件，在A-A方向的剖面结构示意图。

具体实施方式

正如背景技术中所述，现有热等静压工艺中，经常出现热力装置损坏等问题，从而影响热等静压工艺进程，甚至出现设备安全隐患。分析其原因发现：

热等静压过程中，热等静压机内保持高温高压状态，包套处于密封状态。但在热等静压过程，包套可能会出现漏气问题而导致鼓包，并由此导致包套内的制品发生倾斜，撞击到热等静压机密封容器侧壁上的热力装置，进而造成热力装置损坏等缺陷。

尤其是现有热等静压工艺中，参考图1所示，为了提高热等静压工艺的效率，充分利用热等静压机密封容器10的体积，热等静压工艺中，会在热等静压机密封容器10内叠加放置多个包套12，各包套12通过石墨垫11隔离。当一个包套12出现鼓包，致使包套12内的制品出现倾斜时，可能会造成多个包套12倾斜，并撞击密封容器10的热力设备，从而加剧热等静压机密封容器10内的热力装置受损。

为此，本发明提供了一种加热设备保护装置，用于保护加热设备中的热力装置。所述加热设备保护装置包括：安装在加热设备的密封腔内，且位于密封腔内的产品烧制区域和侧壁上设置的热力设备之间的保护罩，所述保护罩上开设有通孔。

在加热设备使用过程中，即使位于产品烧制区域的制品发生倾斜，所述保护罩也可避免制品与密封腔侧壁上的热力装置发生接触，从而造成热力装置受损，进而避免加热设备基于热力设备受损而出现安全隐患；而开设于所述保护罩上的通孔可确保加热设备内部的气流顺利流通，避免加热设备内的温度和气压受所述保护罩的影响，确保加热设备顺利使用。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图，以对本发明的具体实施例作详细的说明。

图2～图6为本发明加热设备保护装置一实施例的结构示意图。

先参考图2，本实施例中，所述加热设备100为热等静压机。

所述热等静压机100包括一密封腔110，在所述密封腔内110的侧壁上装有热力装置130，用于提供热量。

所述热力装置130包括加热器以及热电偶等装置。

在所述密封腔110内设置产品烧制区域，用于放置产品。

结合参考图3，所述加热设备保护装置150包括设置于所述密封腔110内，且位于所述产品烧制区域和侧壁之间的保护罩152，所述保护罩152上开设有通孔151。

在热等静压工艺中，在所述密闭腔110内形成高温高压环境，因而在所述密封腔110内会形成气流，在所述保护罩152上开设所述通孔151可提高所述密封腔110内的气体流动性，以避免热定静压机100内的温度和气压受所述保护罩152的影响，确保热等静压工艺顺利进行。

所述保护罩152可隔离所述产品烧制区域内的物品与侧壁上的热力装置，避免产品烧制区域内的物品与热力装置直接接触，从而保护热力装置免受损伤。

本实施例中，所述保护罩152上开设有多个通孔151，且所述多个通孔151均匀分布在所述保护罩152上，从而提高密封腔110内的气体流动的稳定性。

若所述通孔151沿轴向的截面面积的总和占据所述保护罩152侧壁的面积比例过大，会降低所述保护罩152的刚性，不利于保护罩152保护所述密封腔110侧壁上的热力装置；若比例过小，降低密封腔110内的气体流动稳定性。

本实施例中，各个所述通孔151沿轴向的截面面积的总和为所述保护罩152侧壁面积的30～50％。

此外，若单个所述通孔151沿轴向的截面面积过小，不利于气流流通；若通孔151沿轴向的截面面积过大，在各个所述通孔151沿轴向的截面面积总和占据所述保护罩152侧壁面积比例一定的情况下，致使所述通孔151分步过为稀疏，同样会降低气流流动稳定性。

本实施例中，单个所述通孔151的沿轴向的截面面积为3～7cm²。

此外，若所述保护罩150与密闭腔110侧壁间的间距过小，保护罩150会吸收过多热量而受损，此外，保护罩150吸收过多热量也不利于热力装置130产生的热量传递；但所述保护罩150与密闭腔110侧壁间的间距过大，保护罩150与产品烧制区域内的产品距离过小，会影响产品受热，不利于产品受热受压，影响产品质量。

本实施例中，所述保护罩150与密封腔110的侧壁间的距离大于或等于20毫米(mm)，进一步可选地，所述保护罩150与密封腔110的侧壁间的距离为20～40mm。

本实施例中，在所述产品烧制区域用于放置包套141，在所述包套141内装有原料粉末，用于产品定型之用。在使用过程中，在所述包套141内装入原料粉末后，需将包套抽真空至一定真空度，之后进行热等静压工艺，向所述密封腔110内的包套141施加各向同等的压力和高温，包套141内的原料粉末得以烧结和致密化。

可选地，在所述产品烧制区域内放置有多层用于容纳制品原料的包套141，各层包套141通过石墨垫142由下至上叠加放置。

在热等静压工艺中，所述包套141出现漏气时，会在包套141上形成鼓包，所述鼓包会致使包套141的重心出现偏差而发生倾斜，降低了所述包套141的稳定性，甚至发生包套141倒塌情况。此时，所述保护罩152有效阻止倒塌后的包套141撞击所述密封腔内110的侧壁上的热力装置130，从而保护所述热力装置130免受损伤。

本实施例中，在所保护罩152为上下两端开口的筒状结构，且保护罩152的侧壁环绕所述产品烧制区域，从而有各角度保护避免所述包套141与所述密封腔110的侧壁上的热力装置130接触。

本实施例中，所述保护罩152为圆筒状结构，从而相比于有棱角的柱状结构，圆筒状结构的保护罩可在相同的展开面积下，提高保护罩152的容积，且采用圆筒状结构设计，使得所述保护罩152没有明显的棱角，从而避免所述包套141与保护罩152的棱角接触时，造成保护罩152和包套141受损加剧。

但除本实施例外的其他实施例中，所述保护罩152还可为垂直于轴向的横截面为三角形、四边形、五边形等形状的等各类筒状结构。本发明对所述保护罩152的具体结构不做限定。

结合参考图2和图4，本实施例中，所述加热设备保护装置150包括多个所述保护罩152，所述多个保护罩152沿筒状结构的轴向叠加设置。其中，位于最下方的保护罩152的下端固定在所述密封腔110底部。

可选地，位于最上端的护罩152的顶端与位于最上层的包套141顶端齐平，或是高于位于最上层的包套141顶端，从而避免位于最上层的包套141跌落时，撞击所述密封腔110的内壁。

本实施例中，各保护罩152沿筒状结构的轴向通过可拆卸结构固定连接，从而在使用过程中，可根据所述产品烧制区域内的包套141个数和高度调节保护罩152的个数和高度；此外，采用可拆卸结构便于所述加热设备保护装置150的安装，拆卸以及维护。

本实施例中，所述可拆卸结构为卡槽连接部件160，即通过相邻两个保护罩152之间的卡槽连接部件160实现固定连接。

本实施例中，所述卡槽连接部件包括连接主体，所述连接主体沿所述筒状结构轴向包括两个与相邻两个保护罩对应的两个端面，且在所述两个端面上各开设有卡槽，所述加热设备保护装置150相邻的两个保护罩152分别嵌入所述连接主体的两个端面的两条卡槽内，实现相邻两个保护罩152固定连接。

结合参考图2、图5和图6所示，其中，图5为所述卡槽连接部件160一实施例的俯视图，图6为图5中在A-A方向的剖面结构示意图。

本实施例中，所述卡槽连接部件160的连接主体为环形结构，所述连接主体160与相邻两个保护罩152对应的两个端面均为环形面，且在所述两个环形面上分别开设的两条卡槽161和162均为环形槽，相邻两个保护罩152分别嵌入所述两个卡槽161和162内。

本实施例中，所述保护罩152为圆筒状结构，所述卡槽连接部件160的连接主体为圆环形结构，使在所述卡槽连接部件160没有明显的棱角，以避免棱角与包套141接触而造成包套141受损加剧。

本实施例中，所述保护罩152可采用不锈钢等金属材料，以提高所述保护罩152的刚性。

若所述保护罩152沿轴向高度过大，可减小所述保护罩152的个数，但保护罩152的重心较高，影响保护装置的150的稳定性；若所述保护罩152沿轴向高度过小，在所述加热设备保护装置150高度一定的条件下，增加保护罩152的个数，进而增加保护装置150的拆卸、安装以及维护难度。

本实施例中，所述保护罩152沿轴向的高度为30～50cm，使加热设备保护装置150具有较好稳定性同时，避免过多的保护罩152叠加，以降低加热设备保护装置150的拆卸、安装以及维护难度。

值得注意的是，本实施例中，所述卡槽连接部件160的连接主体为环形结构，在除本实施例外的其他实施例中，所述连接主体可为除筒状结构外的其他结构，使用时，在相邻两个保护罩152的连接部位设置多个所述卡槽连接部件160以提高各保护罩152的连接强度。

本实施例加热设备保护装置，在热等静压机的密封腔侧壁和产品烧制区域之间设置保护罩，在在热等静压工艺中，即使位于产品烧制区域内的包套发生倾斜，所述保护罩也可避免包套与密封腔侧壁上的热力装置发生接触，从而造成热力装置受损，进而避免加热设备基于热力设备受损而出现安全隐患；且在所述保护罩上开设的通孔可确保热等静压机密封腔内部的气流顺利流通，避免高热等静压机内的温度和气压受所述保护罩的影响，确保加热设备顺利使用。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (13)

1.一种加热设备保护装置，用于保护加热设备中的热力装置，所述加热设备包括一密封腔，在所述密封腔内包括产品烧制区域，加热设备的热力装置安装在所述密封腔的侧壁上，其特征在于，加热设备保护装置包括设置在所述密封腔内，且位于所述产品烧制区域和侧壁之间的保护罩；在所述保护罩上开设有通孔。

2.如权利要求1所述的加热设备保护装置，其特征在于，所述保护罩与所述密封腔的侧壁间的距离为20～40mm。

3.如权利要求1所述的加热设备保护装置，其特征在于，所述保护罩为上下两端开口的筒状结构，且保护罩的侧壁环绕所述产品烧制区域。

4.如权利要求3所述的加热设备保护装置，其特征在于，所述保护装置包括多个所述保护罩，且各个保护罩沿筒状结构的轴向叠加设置。

5.如权利要求4所述的加热设备保护装置，其特征在于，各个保护罩沿筒状结构的轴向通过可拆卸结构固定连接。

6.如权利要求5所述的加热设备保护装置，其特征在于，相邻两个保护罩之间通过卡槽连接部件固定连接；

所述卡槽连接部件包括连接主体，所述主体包括与相邻两个保护罩对应的两个端面；

在所述连接主体的所述两个端面上各开设有卡槽，相邻两个保护罩分别嵌入两个端面的卡槽内以实现固定连接。

7.如权利要求6所述的加热设备保护装置，其特征在于，所述连接主体为环形结构，所述连接主体的两个端面均为环形面，所述卡槽为环形槽。

8.如权利要求1所述的加热设备保护装置，其特征在于，所述保护罩为圆筒状结构。

9.如权利要求1所述的加热设备保护装置，其特征在于，所述通孔沿轴向的截面面积为3～7cm²。

10.如权利要求1所述的加热设备保护装置，其特征在于，所述保护罩上开设有多个通孔，且所述多个通孔均匀分布在所述保护罩上。

11.如权利要求10所述的加热设备保护装置，其特征在于，各个所述通孔沿轴向的截面面积的总和为所述保护罩侧壁面积的30～50％。

12.如权利要求3所述的加热设备保护装置，其特征在于，沿所述筒状结构的轴向，所述保护罩的高度为30～50cm。

13.如权利要求1～12任一项权利要求所述的加热设备保护装置，其特征在于，所述加热设备为热等静压机，所述产品烧制区域用于放置多层包套，各层包套通过石墨垫叠加放置。