CN107894168B - 一种高温炉炉体循环冷却系统 - Google Patents

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Abstract

一种高温炉炉体循环冷却系统，包括左水冷电极、右水冷电极、储液箱，循环泵将储液箱中的冷却液泵出，并分为左路与右路，左路与右路分别与高温炉连接，对高温炉进行冷却后分别与高温炉的左水冷电极与右水冷电极连接，对左水冷电极与右水冷电极冷却后汇合，并连接外冷却器a，外冷却器a将循环的冷却液再次冷却，最后回到储液箱。还包括外冷却器b，外冷却器a连接外冷却器b，而外冷却器b连接储液箱。水冷电极通过法兰盘固定在水冷外壳上，水冷外壳确保高温炉外壁温度正常；还包括传感器固定装置，传感器固定装置用来固定被测传感器，且传感器固定装置内含冷却液循环通道，确保被测传感器在高温下不被损坏。

Description

一种高温炉炉体循环冷却系统
技术领域
本发明属于冷却系统领域，具体涉及一种高温炉炉体循环冷却系统。
背景技术
伴随着高温检定炉炉温上限的不断扩展，对炉体的冷却技术提出了越来越高的要求。为了保证高温炉各部件发挥其最佳性能并保障操作的可靠性、安全性及使用寿命，对高温炉炉体进行合理的热设计、布置冷却剂流型及方向，采取有效的冷却方式，显得尤为重要。
常见的冷却方法有直接冷却、热管冷却、微通道冷却、多孔介质对流换热等方式。直接冷却是指设备的发热部分与冷却介质进行直接接触，依靠流体的冲刷带走热量。热管冷却利用自身内部工作流体的相变进行传热，工作是完全无源和连续的，因而具有极高的导热系数和良好的等温性和可靠性。但热管的传热极限也受到了热管尺寸、形状、工作介质、吸液芯结构等因素的限制。微通道冷却技术即是利用体型微细加工法等技术在硅基板或金属基板上制造出微尺度通道，液体在流经微通道时利用蒸发或直接将热量带走。多孔介质对流换热主要是利用在平板间填充几十至几百μm的颗粒来增强单相强迫对流换热作用的。
对于3200K超高温加热炉来说，采用液体直接冷却方式并合理布置冷却剂流道可以快速、有效的带走大量的热量，使高温炉各部件在其正常工作温度范围内。
发明内容
本发明的目的在于采用液体直接冷却的方式，通过整体结构设计，合理布置冷却剂流道实现3200K超高温加热炉炉体快速、高效的冷却，保证高温炉各部件在其正常工作温度范围内。
本发明的技术方案如下：一种高温炉炉体循环冷却系统，包括左水冷电极、右水冷电极、储液箱，循环泵将储液箱中的冷却液泵出，并分为左路与右路，左路与右路分别与高温炉连接，对高温炉进行冷却后分别与高温炉的左水冷电极与右水冷电极连接，对左水冷电极与右水冷电极冷却后汇合，并连接外冷却器a，外冷却器a将循环的冷却液再次冷却，最后回到储液箱。
还包括外冷却器b，外冷却器a连接外冷却器b，而外冷却器b连接储液箱。
水冷电极通过法兰盘固定在水冷外壳上，水冷外壳确保高温炉外壁温度正常；还包括传感器固定装置，传感器固定装置用来固定被测传感器，且传感器固定装置内含冷却液循环通道，确保被测传感器在高温下不被损坏。
左水冷电极与右水冷电极的结构相同，石英观察窗安装在左水冷电极左侧，而在石英观察窗旁为观察窗吹气通道，观察窗吹气通道吹入氮气，从而防止高温炉炉体循环冷却系统长时间运行后积灰导致石英观察窗观测受影响；抽气通道实现对炉体的抽真空操作，而迷宫式导流通道中流入冷却液，从而对左水冷电极进行冷却，确保其正常工作。中心加热管固定装置用于调节、固定中心加热管位置。
所述循环冷却系统的冷却液为防冻冷却液，工作温度范围为-30℃～110℃。
本发明的显著效果在于：冷却系统通过制冷液体循环对高温炉外壳、加热电极、被校准温度传感器固定端子进行冷却，保证高温炉各部件在其正常工作温度范围内。
冷却系统使石墨加热管加热电极的表面温度不超过50℃。高温炉外壳工作时通过循环冷却使其表面温度不超过50℃。同时为了满足炉体在高温时充惰性气使用，炉体能承受0.4～0.6MPa的液压试验。传感器固定端子内部设计有冷却液循环，通过冷却系统降温，使其表面温度不超过50℃
附图说明
图1为本发明所述的高温炉炉体循环冷却系统示意图
图2为本发明所述的高温炉炉体循环冷却系统水冷电极与高温炉示意图
图3为本发明所述的高温炉炉体循环冷却系统水冷电极示意图
图中：1水冷电极、2法兰盘、3水冷外壳、4传感器固定装置、5石英观察窗、6储液箱、7循环泵、8观察窗吹气通道、9抽气通道、10迷宫式导流通道、 11中心加热管固定装置、12外冷却器a、13外冷却器b、14右水冷电极、15高温炉
具体实施方式
一种高温炉炉体循环冷却系统，包括左水冷电极1、右水冷电极14、储液箱6，循环泵7将储液箱6中的冷却液泵出，并分为左路与右路，左路与右路分别与高温炉15连接，对高温炉15进行冷却后分别与高温炉15的左水冷电极1 与右水冷电极14连接，对左水冷电极1与右水冷电极14冷却后汇合，并连接外冷却器a12，后再连接外冷却器b13，外冷却器a12与外冷却器b13将循环的冷却液再次冷却，最后回到储液箱6。
左水冷电极1、右水冷电极14与高温炉连接关系如图2所示，水冷电极1 确保高温炉工作时电极温度正常。水冷电极1通过法兰盘2固定在水冷外壳3 上，水冷外壳3确保高温炉外壁温度正常。还包括传感器固定装置4，传感器固定装置4用来固定被测传感器，且传感器固定装置4内含冷却液循环通道，确保被测传感器在高温下不被损坏。
括左水冷电极1与右水冷电极14的结构相同，如图3所示。石英观察窗5 安装在左水冷电极1左侧，而在石英观察窗5旁为观察窗吹气通道8，观察窗吹气通道8吹入氮气，从而防止高温炉炉体循环冷却系统长时间运行后积灰导致石英观察窗5观测受影响。抽气通道9实现对炉体的抽真空操作，而迷宫式导流通道10中流入冷却液，从而对左水冷电极1进行冷却，确保其正常工作。中心加热管固定装置11用于调节、固定中心加热管位置。
该系统的冷却液为防冻冷却液，工作温度范围为-30℃～110℃。

Claims (3)

1.一种高温炉炉体循环冷却系统，其特征在于：包括左水冷电极(1)、右水冷电极(14)、储液箱(6)，循环泵(7)将储液箱(6)中的冷却液泵出，并分为左路与右路，左路与右路分别与高温炉(15)连接，对高温炉(15)进行冷却后分别与高温炉(15)的左水冷电极(1)与右水冷电极(14)连接，对左水冷电极(1)与右水冷电极(14)冷却后汇合，并连接外冷却器a(12)，外冷却器a(12)将循环的冷却液再次冷却，最后回到储液箱(6)；
水冷电极(1)通过法兰盘(2)固定在水冷外壳(3)上，水冷外壳(3)确保高温炉外壁温度正常；还包括传感器固定装置(4)，传感器固定装置(4)用来固定被测传感器，且传感器固定装置(4)内含冷却液循环通道，确保被测传感器在高温下不被损坏；
左水冷电极(1)与右水冷电极(14)的结构相同，石英观察窗(5)安装在左水冷电极(1)左侧，而在石英观察窗(5)旁为观察窗吹气通道(8)，观察窗吹气通道(8)吹入氮气，从而防止高温炉炉体循环冷却系统长时间运行后积灰导致石英观察窗(5)观测受影响；抽气通道(9)实现对炉体的抽真空操作，而迷宫式导流通道(10)中流入冷却液，从而对左水冷电极(1)进行冷却，中心加热管固定装置(11)用于调节、固定中心加热管位置。
2.根据权利要求1所述的一种高温炉炉体循环冷却系统，其特征在于：还包括外冷却器b(13)，外冷却器a(12)连接外冷却器b13，而外冷却器b(13)连接储液箱(6)。
3.根据权利要求1所述的一种高温炉炉体循环冷却系统，其特征在于：所述循环冷却系统的冷却液为防冻冷却液，工作温度范围为-30℃～110℃。
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