CN110793866A - 一种用于力学试验的易燃气体密封环境的高温加热装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于力学试验的易燃气体密封环境的高温加热装置，包括主腔体，主腔体密封盖，对称设置在所述主腔体内用于夹载被测工件的四个平板夹具，分别贯穿所述主腔体的侧壁连接所对应的平板夹具用于通过平板夹具对被测工件施加载荷的四个载荷施加轴，以及分别贯穿主腔体的四个侧壁用于气体的进出和采集的四个过气管，其中包括有两个进气管和两个出气管，所述主腔体的四个外侧面上和外底面上均设置有加热机构，所述主腔体的外侧还设置有用于保温隔热的保温隔热外壳。本发明发热密封腔体，可实现对易燃气体的高温密封。本发明的外壳内壁附加热辐射屏蔽罩，可以最大限度降低加热元件对周围环境的热辐射，降低能耗。
Description
技术领域
本发明涉及一种高温加热装置。特别是涉及一种用于力学试验的易燃气体密封环境的高温加热装置。
背景技术
随着材料的应用环境向更苛刻，更极限的方向发展，人们对材料的性能要求越来越高。特别是在高温气体氛围下，金属材料表现出不同于常温的力学性能。力-热耦合力学测试是获得材料高温服役性能的直接手段，在一些特殊领域，材料会暴露于可燃气体氛围，因此在力学测试环境中实现高温气体密封环境变得十分重要。目前材料的加热方法大多采用电流加热、电阻丝加热、陶瓷片加热的方法，以立方式、圆柱式、球体式等腔体布局加热装置。但在易燃气体氛围中，直接通电加热可能会导致气体燃烧、爆炸等危险。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种可实现对易燃气体高温密封的用于力学试验的易燃气体密封环境的高温加热装置。
本发明所采用的技术方案是：一种用于力学试验的易燃气体密封环境的高温加热装置，包括主腔体，主腔体密封盖，对称设置在所述主腔体内用于夹载被测工件的四个平板夹具，分别贯穿所述主腔体的侧壁连接所对应的平板夹具用于通过平板夹具对被测工件施加载荷的四个载荷施加轴，以及分别贯穿主腔体的四个侧壁用于气体的进出和采集的四个过气管，其中包括有两个进气管和两个出气管，所述主腔体的四个外侧面上和外底面上均设置有加热机构，所述主腔体的外侧还设置有用于保温隔热的保温隔热外壳。
所述的主腔体的上端口形成的一圈边沿，当所述的主腔体安装在所述的保温隔热外壳内时，所述的边沿搭在所述保温隔热外壳的上周边上，并通过螺丝固定在所述保温隔热外壳的上周边上，所述主腔体密封盖通过螺丝与所述边沿固定连接，并且，所述主腔体密封盖与所述边沿之间通过耐高温密封条进行密封。
所述保温隔热外壳的侧壁上对应四个所述的载荷施加轴分别形成有用于贯穿四个所述的载荷施加轴的贯通孔，所述载荷施加轴与所述的贯通孔之间为动密封；所述保温隔热外壳的侧壁上对应两个进气管和两个出气管分别形成有用于贯穿和密封定位两个进气管和两个出气管的定位孔。
所述保温隔热外壳的内侧面上设置有一层用于防止主腔体内的热量辐射到外部的隔热镀膜。
所述主腔体密封盖的中部设置有用于观察主腔体内部状况的可视窗，所述可视窗的周边与所述的主腔体密封盖之间通过密封法兰进行密封固定。
所述主腔体密封盖上形成有用于向主腔体内部插入热电偶检测主腔体内温度的热电偶插入孔。
所述的热电偶与所述的主腔体密封盖之间采用耐高温胶垫密封。
所述的加热机构包括有：形成在主腔体的外侧壁上及外底面上的凹槽，涂附在开有凹槽的外侧壁上及外底面上的一层非导电陶瓷内层，嵌入在涂附有非导电陶瓷内层的凹槽内的电热丝，在涂附有非导电陶瓷内层并嵌入有电热丝的主腔体的外侧壁上及外底面上还涂附有一层非导电陶瓷外层。
所述的凹槽在主腔体的外侧壁上及外底面上形成有多条曲折的回路。
本发明的一种用于力学试验的易燃气体密封环境的高温加热装置，解决了目前在高温易燃气体密封环境中加热存在的易爆炸和可靠性较低等问题。本发明的发热密封腔体，可实现对易燃气体的高温密封。尤其适用于力学实验机上高温密封环境的搭载，实现力-热耦合及其不同气体氛围环境下对材料性能的测试。本发明的外壳内壁附加热辐射屏蔽罩，可以最大限度降低加热元件对周围环境的热辐射，降低能耗。
附图说明
图1是本发明一种用于力学试验的易燃气体密封环境的高温加热装置的外部结构示意图；
图2是本发明一种用于力学试验的易燃气体密封环境的高温加热装置的分解结构示意图；
图3是图1去掉主腔体密封盖的结构示意图；
图4是本发明中主腔体外侧加热机构的结构示意图。
图中
1：主腔体 2：主腔体密封盖
3：平板夹具 4：载荷施加轴
5、6：进气管 7、8：出气管
9：保温隔热外壳 10：贯通孔
11：定位孔 12：可视窗
13：密封法兰 14：热电偶插入孔
15：热电偶 16：隔热镀膜
17：凹槽 18：非导电陶瓷内层
19：电热丝 20：边沿
21：耐高温密封条
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明的一种用于力学试验的易燃气体密封环境的高温加热装置做出详细说明。
如图1、图2、图3、图4所示，本发明的一种用于力学试验的易燃气体密封环境的高温加热装置，包括主腔体1，主腔体密封盖2，对称设置在所述主腔体1内用于夹载被测工件的四个平板夹具3，分别贯穿所述主腔体1的侧壁连接所对应的平板夹具3用于通过平板夹具3对被测工件施加载荷的四个载荷施加轴4，以及分别贯穿主腔体1的四个侧壁用于气体的进出和采集的四个过气管，其中包括有两个进气管5、6和两个出气管7、8，所述主腔体1的四个外侧面上和外底面上均设置有加热机构，所述主腔体1的外侧还设置有用于保温隔热的保温隔热外壳9。所述的主腔体1内提供了测试需要的高纯度易燃气体的高温环境。
如图2、图4所示，所述的主腔体1的上端口形成的一圈边沿20，当所述的主腔体1安装在所述的保温隔热外壳9内时，所述的边沿20搭在所述保温隔热外壳9的上周边上，并通过螺丝固定在所述保温隔热外壳9的上周边上，所述主腔体密封盖2通过螺丝与所述边沿20固定连接，并且，所述主腔体密封盖2与所述边沿20之间通过耐高温密封条21进行密封。
如图1、图2所示，所述主腔体密封盖2的中部设置有用于观察主腔体1内部状况的可视窗12，所述可视窗12的周边与所述的主腔体密封盖2之间通过密封法兰13进行密封固定。
所述主腔体密封盖2上形成有用于向主腔体1内部插入热电偶15检测主腔体1内温度的热电偶插入孔14。所述的热电偶15与所述的主腔体密封盖2之间采用耐高温胶垫密封。
如图2、图3所示，所述保温隔热外壳9的材料可以为不锈钢材料。所述保温隔热外壳9的侧壁上对应四个所述的载荷施加轴4分别形成有用于贯穿四个所述的载荷施加轴4的贯通孔10，所述载荷施加轴4与所述的贯通孔10之间为动密封；所述保温隔热外壳9的侧壁上对应两个进气管5、6和两个出气管7、8分别形成有用于贯穿和密封定位两个进气管5、6和两个出气管7、8的定位孔11。所述保温隔热外壳9的内侧面上设置有一层用于防止主腔体1内的热量辐射到外部的隔热镀膜16，可以最大限度降低加热机构对周围环境的热辐射，降低能耗。
如图2、图4所示，所述的加热机构包括有：形成在主腔体1的外侧壁上及外底面上的凹槽17，涂附在开有凹槽17的外侧壁上及外底面上的一层非导电陶瓷内层18，嵌入在涂附有非导电陶瓷内层18的凹槽17内的电热丝19，在涂附有非导电陶瓷内层18并嵌入有电热丝19的主腔体1的外侧壁上及外底面上还涂附有一层非导电陶瓷外层(图中未示出)。所述的凹槽17在主腔体1的外侧壁上及外底面上形成有多条曲折的回路。通过电热丝19对主腔体1内加热实现升温，同时保证了易燃气体在绝缘无明火、无电流的条件下安全升温。
本发明实施例中，主腔体1可以由不锈钢板洗削加工而成，腔体厚度为15mm，根据电热丝19的直径大小开槽，槽深度可为10mm。
本发明的加热机构具有较好的热稳定性，发热温度高，使用温度可达1400℃以上，升温快，高温变形小，可作为大功率的加热元件。
Claims (9)
1.一种用于力学试验的易燃气体密封环境的高温加热装置，包括主腔体(1)，主腔体密封盖(2)，对称设置在所述主腔体(1)内用于夹载被测工件的四个平板夹具(3)，分别贯穿所述主腔体(1)的侧壁连接所对应的平板夹具(3)用于通过平板夹具(3)对被测工件施加载荷的四个载荷施加轴(4)，以及分别贯穿主腔体(1)的四个侧壁用于气体的进出和采集的四个过气管，其中包括有两个进气管(5、6)和两个出气管(7、8)，其特征在于，所述主腔体(1)的四个外侧面上和外底面上均设置有加热机构，所述主腔体(1)的外侧还设置有用于保温隔热的保温隔热外壳(9)。
2.根据权利要求1所述的一种用于力学试验的易燃气体密封环境的高温加热装置，其特征在于，所述的主腔体(1)的上端口形成的一圈边沿(19)，当所述的主腔体(1)安装在所述的保温隔热外壳(9)内时，所述的边沿(19)搭在所述保温隔热外壳(9)的上周边上，并通过螺丝固定在所述保温隔热外壳(9)的上周边上，所述主腔体密封盖(2)通过螺丝与所述边沿(19)固定连接，并且，所述主腔体密封盖(2)与所述边沿(19)之间通过耐高温密封条(21)进行密封。
3.根据权利要求1所述的一种用于力学试验的易燃气体密封环境的高温加热装置，其特征在于，所述保温隔热外壳(9)的侧壁上对应四个所述的载荷施加轴(4)分别形成有用于贯穿四个所述的载荷施加轴(4)的贯通孔(10)，所述载荷施加轴(4)与所述的贯通孔(10)之间为动密封；所述保温隔热外壳(9)的侧壁上对应两个进气管(5、6)和两个出气管(7、8)分别形成有用于贯穿和密封定位两个进气管(5、6)和两个出气管(7、8)的定位孔(11)。
4.根据权利要求1所述的一种用于力学试验的易燃气体密封环境的高温加热装置，其特征在于，所述保温隔热外壳(9)的内侧面上设置有一层用于防止主腔体(1)内的热量辐射到外部的隔热镀膜(16)。
5.根据权利要求1所述的一种用于力学试验的易燃气体密封环境的高温加热装置，其特征在于，所述主腔体密封盖(2)的中部设置有用于观察主腔体(1)内部状况的可视窗(12)，所述可视窗(12)的周边与所述的主腔体密封盖(2)之间通过密封法兰(13)进行密封固定。
6.根据权利要求1所述的一种用于力学试验的易燃气体密封环境的高温加热装置，其特征在于，所述主腔体密封盖(2)上形成有用于向主腔体(1)内部插入热电偶(15)检测主腔体(1)内温度的热电偶插入孔(14)。
7.根据权利要求6所述的一种用于力学试验的易燃气体密封环境的高温加热装置，其特征在于，所述的热电偶(15)与所述的主腔体密封盖(2)之间采用耐高温胶垫密封。
8.根据权利要求1所述的一种用于力学试验的易燃气体密封环境的高温加热装置，其特征在于，所述的加热机构包括有：形成在主腔体(1)的外侧壁上及外底面上的凹槽(17)，涂附在开有凹槽(17)的外侧壁上及外底面上的一层非导电陶瓷内层(18)，嵌入在涂附有非导电陶瓷内层(18)的凹槽(17)内的电热丝(19)，在涂附有非导电陶瓷内层(18)并嵌入有电热丝(19)的主腔体(1)的外侧壁上及外底面上还涂附有一层非导电陶瓷外层。
9.根据权利要求8所述的一种用于力学试验的易燃气体密封环境的高温加热装置，其特征在于，所述的凹槽(17)在主腔体(1)的外侧壁上及外底面上形成有多条曲折的回路。
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| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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