CN113686159A - 一种高温炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高温炉，属于加热设备技术领域，解决了现有技术中钼带在加热过程中受力断裂导致钼带的使用寿命较短的问题。该高温炉包括炉体以及设于炉体内的加热体，加热体包括多条短钼带，短钼带包括带体以及位于带体沿长度方向至少一侧的折弯部；相邻两条短钼带的带体通过连接组件可拆卸连接。本发明的高温炉可用于加热。

Description

一种高温炉

技术领域

本发明属于加热设备技术领域，具体涉及一种高温炉。

背景技术

现有技术中，通常采用钼带作为高温加热炉的加热组件，钼作为一种稀有难熔金属，具有良好的高温物理性能。

钼带的加工方法为粉末冶金→轧制，该种方法加工的钼带延伸率普遍较低，在加热过程中，由于使用温度高，材料的热胀冷缩会导致钼带受力断裂，从而影响钼带的使用寿命。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种高温炉，解决了现有技术中钼带在加热过程中受力断裂导致钼带的使用寿命较短的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种高温炉，包括炉体以及设于炉体内的加热体，加热体包括多条短钼带，短钼带包括带体以及位于带体沿长度方向至少一侧的折弯部，相邻两条短钼带的带体通过连接组件可拆卸连接，多条短钼带构成高温炉的加热组件。

进一步地，带体沿长度方向的一侧设置折弯部；或者，带体沿长度方向的两侧均设置折弯部，且两个折弯部位于带体的同一面；或者，带体沿长度方向的两侧均设置折弯部，且两个折弯部位于带体的不同面。

进一步地，折弯部仅包括一个平板部；或者，折弯部包括至少两个依次连接的平板部。

进一步地，折弯部包括四个依次连接的平板部。

进一步地，连接组件包括相互配合的螺栓和螺母，带体的两端开设连接孔，螺栓的一端依次穿过相邻两条短钼带的带体的连接孔与螺母固定连接。

进一步地，每个连接组件均包括四组螺栓和螺母，四组螺栓和螺母按矩形排布。

进一步地，螺栓和螺母的材质与短钼带的材质相同。

进一步地，螺栓和螺母均采用钼合金制成。

进一步地，上述加热体还包括支撑组件，短钼带通过支撑组件支撑在高温炉中，带体与支撑组件可移动连接。

进一步地，带体上沿长度方向开设长条支撑孔，支撑组件插入长条孔中，且与长条孔的两端具有间隙。

进一步地，支撑组件包括支撑杆(例如，金属杆)以及依次套设于支撑杆外的绝缘套管(例如，陶瓷套管)和压紧环，带体的长条支撑孔套设于绝缘套管外且位于绝缘套管与压紧环之间。

进一步地，上述绝缘套管上开设套管安装槽，压紧环上开设环安装槽，套管安装槽和环安装槽相互连通构成容纳短钼带的钼带安装槽。

进一步地，上述钼带安装槽包括多个相互连通的安装子槽，沿逐渐远离绝缘套管或压紧环轴线的方向，多个安装子槽的厚度逐渐增大。

进一步地，安装子槽的数量为三个，沿逐渐远离绝缘套管或压紧环轴线的方向，安装子槽包括第一子槽、第二子槽和第三子槽。

进一步地，上述加热体的形状为蛇形或回形。

进一步地，短钼带的材质为纯钼带、含镧钼带、含硅钼带或含钛钼带。

进一步地，短钼带的厚度为0.13～2.0mm。

进一步地，带体与折弯部连接处的折弯半径可以大于或等于2倍的短钼带的厚度。

进一步地，上述长条支撑孔的宽度不超过短钼带总宽度的2/3。

进一步地，短钼带的宽度为20～100mm。

进一步地，短钼带的高度为2～50mm。

进一步地，上述加热体的制造方法包括如下步骤：

步骤1：根据折弯后的短钼带的尺寸计算展开后的短钼带毛坯的尺寸，通过激光切割的方式进行下料，得到短钼带毛坯；

步骤2：对短钼带毛坯进行折弯，得到短钼带，短钼带毛坯的折弯部分作为折弯部，短钼带毛坯的其他部分作为带体；

步骤3：重复步骤1至步骤2，得到多根短钼带；

步骤4：将多个短钼带依次连接，得到钼带整体；

步骤5：将钼带整体与支撑件进行连接，得到组合式高寿命加热体。

进一步地，在折弯之前开设安装孔和长条支撑孔，上述步骤1还包括如下步骤：

根据折弯后的短钼带上安装孔和长条支撑孔的位置确定短钼带毛坯上安装孔和长条支撑孔的位置；

通过激光切割的方式进行安装孔和长条支撑孔的开设。

进一步地，在折弯之后开设安装孔和长条支撑孔，上述步骤2还包括如下步骤：

在折弯后的短钼带上通过激光切割的方式进行安装孔和长条支撑孔的开设。

进一步地，连接孔和长条支撑孔的边缘与折弯处的距离为1～2mm时，在折弯之后开设安装孔和长条支撑孔，上述步骤2还包括如下步骤：

在折弯后的短钼带上通过激光切割的方式进行安装孔和长条支撑孔的开设。

与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

a)本发明提供的高温炉中，短钼带包括带体以及位于带体沿长度方向至少一侧的折弯部，需要说明的是，短钼带的带体和折弯部是通过钼带毛坯沿长度方向至少一侧进行折弯形成的，带体和折弯部为一体成型，折弯部的形成相当于增大了带体的厚度，从而能够在不增加钼带毛坯厚度的情况下，有效提高短钼带本身的整体强度、抗变形和抗开裂能力。

b)本发明提供的高温炉中，将现有的整根钼带拆分为多条短钼带，一方面，能够避免整根钼带在加热体成形过程中拐弯处的结构强度的减弱，多条短钼带通过支撑组件连接，在拐弯处具有相邻两条短钼带的带体和支撑组件三层结构，能够有效增强拐弯处的结构强度；另一方面，由于相邻两条短钼带的带体通过连接组件可拆卸连接，当其中一条短钼带发生损坏时，仅需将支撑组件拆卸下来，使得相邻两条短钼带分开，就能够实现损坏的短钼带的更换，操作方便简单；再一方面，通过调整相邻两条短钼带的连接角度，还能够形成不同形状和排布的加热体，灵活性较高，从而能够适应不同形状的高温炉。

c)本发明提供的高温炉中，由于带体与支撑组件可移动连接，在实际应用中，当加热体受热膨胀或冷却收缩时，带体可以发生适当移动，来适应膨胀或收缩带来的长度变化，从而能够减少钼带发生断裂的情况，进而能够提高加热体的寿命。

d)本发明提供的高温炉中，支撑组件能够在长条孔中移动，带体与支撑组件为柔性连接，这样，短钼带发生热胀冷缩时，带体能够相对于支撑组件发生移动，适应带体长度的变化，有效降钼带低热胀冷缩导致的受力，增加短钼带的使用寿命。

e)本发明提供的高温炉中，以短钼带受热膨胀为例，短钼带未受热前，第一子槽的槽壁夹持短钼带；随着温度的升高，长条支撑孔的宽度和短钼带的厚度均增大，短钼带移动至第二子槽，第二子槽的槽壁夹持短钼带；温度继续升高，长条支撑孔的宽度和短钼带的厚度继续增大，短钼带移动至第三子槽，第三子槽的槽壁夹持短钼带。需要说明的是，由于长条支撑孔的宽度和短钼带的厚度同时增大或减小，因此，当短钼带受冷收缩时，短钼带能够依次从第三子槽和第二子槽移动至第一子槽内。从上述描述可知，通过将钼带安装槽分为厚度不同的多个安装子槽，当短钼带的厚度发生变化时，长条支撑孔也会发生相应的变化，使得短钼带能够随着长条支撑孔宽度的变化在多个安装子槽内移动，从而能够进一步适应短钼带的热胀冷缩。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明提供的高温炉中加热体的结构示意图；

图2为本发明提供的高温炉中支撑组件的结构示意图；

图3为本发明提供的高温炉中连接组件的结构示意图；

图4为本发明提供的高温炉中短钼带单侧弯折的结构示意图；

图5为本发明提供的高温炉中短钼带双侧同面弯折的结构示意图；

图6为本发明提供的高温炉中短钼带双侧异面弯折的结构示意图；

图7为本发明提供的高温炉中短钼带多次弯折的结构示意图；

图8为本发明提供的高温炉中钼带安装槽的结构示意图；

图9为本发明提供的高温炉的结构示意图。

附图标记：

1-短钼带；11-带体；12-折弯部；2-支撑组件；21-支撑杆；22-绝缘套管；23-压紧环；3-连接组件；31-螺栓；32-螺母；4-长条支撑孔；5-炉体；6-加热体。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本发明的一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。

本发明提供了一种高温炉，参见图1至图9，包括炉体5以及设于炉体5内的加热体6，包括多条短钼带1，短钼带1包括带体11以及位于带体11沿长度方向至少一侧的折弯部12，相邻两条短钼带1的带体11通过连接组件3可拆卸连接。

与现有技术相比，本发明提供的高温炉中，短钼带1包括带体11以及位于带体11沿长度方向至少一侧的折弯部12，需要说明的是，短钼带1的带体11和折弯部12是通过钼带毛坯沿长度方向至少一侧进行折弯形成的，带体11和折弯部12为一体成型，折弯部12的形成相当于增大了带体11的厚度，从而能够在不增加钼带毛坯厚度的情况下，有效提高短钼带1本身的整体强度、抗变形和抗开裂能力。

此外，加热体6为组合式加热体，将现有的整根钼带拆分为多条短钼带1，一方面，能够避免整根钼带在加热体6成形过程中拐弯处的结构强度的减弱，多条短钼带1通过连接组件3连接，在拐弯处具有相邻两条短钼带1的带体11构成双层结构，能够有效增强拐弯处的结构强度；另一方面，由于相邻两条短钼带1的带体11通过连接组件3可拆卸连接，当其中一条短钼带1发生损坏时，仅需将连接组件3拆卸下来，使得相邻两条短钼带1分开，就能够实现损坏的短钼带1的更换，操作方便简单；再一方面，通过调整相邻两条短钼带1的连接角度，还能够形成不同形状和排布的加热体6，灵活性较高，从而能够适应不同形状的高温炉。

需要说明的是，现有的钼带加热体，在热胀冷缩过程中很容易发生形变，造成钼带的下垂，本发明通过折弯部12的设置，能够从结构上提高短钼带1整体的抗形变能力。

对于短钼带1的结构(例如，带体11与折弯部12的之间布置位置)，示例性地，可以采用如下三种方式：

第一种方式为单侧折弯，带体11沿长度方向的一侧设置折弯部12，参见图4。

第二种方式为双侧同面折弯，带体11沿长度方向的两侧均设置折弯部12，且两个折弯部12位于带体11的同一面，即折弯部12的折弯方向相同，参见图5或图7。

第三种方式为双侧异面折弯，带体11沿长度方向的两侧均设置折弯部12，且两个折弯部12位于带体11的不同面，即折弯部12的折弯方向相反，参见图6。

同样地，对于折弯部12的结构，示例性地，可以采用如下两种方式：

第一种方式为一次折弯，即折弯部12仅包括一个平板部，参见图4至图6。

第二种方式为多次折弯，即折弯部12包括至少两个依次连接的平板部，参见图7。

需要说明的是，通过折弯能够有效增加短钼带1的结构强度，理论上，折弯次数越多，强度越好，但是，考虑到支撑孔以及加工工艺等方面，折弯次数不超过4次，也就是说，采用多次折弯的方式，折弯部12包括四个依次连接的平板部。

为了能够实现相邻两条短钼带1的带体11稳定连接，连接组件3包括相互配合的螺栓31和螺母32，可以理解的是，带体11的两端开设连接孔，螺栓31的一端依次穿过相邻两条短钼带1的带体11的连接孔与螺母32固定连接。示例性地，每个连接组件3均包括四组螺栓31和螺母32，四组螺栓31和螺母32按矩形排布，需要说明的是，螺栓31和螺母32的组数不限于四组，实际应用中，可以根据实际情况进行设计和选择，在此不一一赘述。

为了保证螺栓31和螺母32与短钼带1的膨胀系数一致，螺栓31和螺母32的材质与短钼带1的材质一样，也就是说，螺栓31和螺母32均采用钼合金制成。这样，螺栓31、螺母32和短钼带1的材质相同，那么，三者的膨胀系数也一致，从而能够减少在热胀冷缩过程中产生的热应力，进一步减少短钼带1发生损坏的情况。

为了能够将加热体6支撑在高温炉中，可以理解的是，上述加热体6还包括支撑组件2，短钼带1通过支撑组件2支撑在炉体1中，带体11与支撑组件2可移动连接。这样，由于带体11与支撑组件2可移动连接，在实际应用中，当加热体6受热膨胀或冷却收缩时，带体11可以发生适当移动，来适应膨胀或收缩带来的长度变化，从而能够减少钼带发生断裂的情况，进而能够提高加热体6的寿命。

为了实现带体11与支撑组件2的可移动连接，示例性地，带体11上沿长度方向开设长条支撑孔4，支撑组件2插入长条孔中，且与长条孔的两端具有间隙，也就是说，支撑组件2能够在长条孔中移动，带体11与支撑组件2为柔性连接，这样，短钼带1发生热胀冷缩时，带体11能够相对于支撑组件2发生移动，适应带体11长度的变化，有效降低钼带热胀冷缩导致的受力，增加短钼带1的使用寿命。

考虑到短钼带1在加热过程中需要通电，为了能够实现短钼带1的绝缘支撑，对于支撑组件2的结构，具体来说，其包括支撑杆21(例如，金属杆)以及依次套设于支撑杆21外的绝缘套管22(例如，陶瓷套管)和压紧环23，带体11的长条支撑孔4套设于绝缘套管22外且位于绝缘套管22与压紧环23之间，从而将带体11固定在支撑杆21上。这样，通过支撑杆21的设置能够将短钼带1支撑在炉体1内，支撑杆21靠近炉体1的一端与炉体1焊接或螺纹连接；通过绝缘套管22的设置，能够将带体11与支撑杆21隔离开；通过压紧环23的设置，能够实现带体11与绝缘套管22和支撑杆21的固定连接。

可以理解的是，为了容纳短钼带1，上述绝缘套管22上开设套管安装槽，压紧环23上开设环安装槽，套管安装槽和环安装槽相互连通构成容纳短钼带1的钼带安装槽。

值得注意的是，在短钼带1的热胀冷缩过程中，短钼带1的厚度以及长条支撑孔4的宽度均会发生变化，因此，上述钼带安装槽包括多个相互连通的安装子槽，沿逐渐远离绝缘套管22或压紧环23轴线的方向，多个安装子槽的厚度逐渐增大。

示例性地，安装子槽的数量为三个，沿逐渐远离绝缘套管22或压紧环23轴线的方向，安装子槽包括第一子槽、第二子槽和第三子槽，以短钼带1受热膨胀为例，短钼带1未受热前，第一子槽的槽壁夹持短钼带1；随着温度的升高，长条支撑孔4的宽度和短钼带1的厚度均增大，短钼带1移动至第二子槽，第二子槽的槽壁夹持短钼带1；温度继续升高，长条支撑孔4的宽度和短钼带1的厚度继续增大，短钼带1移动至第三子槽，第三子槽的槽壁夹持短钼带1。需要说明的是，由于长条支撑孔4的宽度和短钼带1的厚度同时增大或减小，因此，当短钼带1受冷收缩时，短钼带1能够依次从第三子槽和第二子槽移动至第一子槽内。从上述描述可知，通过将钼带安装槽分为厚度不同的多个安装子槽，当短钼带1的厚度发生变化时，长条支撑孔4也会发生相应的变化，使得短钼带1能够随着长条支撑孔4宽度的变化在多个安装子槽内移动，从而能够进一步适应短钼带1的热胀冷缩。

为了提高上述加热体6的加热均匀性，其形状可以为蛇形或回形，也就是说，多条短钼带1相互连接构成蛇形或回形的加热体6，通过蛇形或回形的加热体6，能够有效扩大加热体6的加热面积，且其中短钼带1的分布较为均匀，从而能够提高上述加热体6的加热均匀性。需要说明的是，在实际应用中，可以根据实际情况对加热体6的形状进行设计，仅需通过连接件连接就可以，操作方便简单。

对于短钼带1的材质，具体来说，其可以为纯钼带、含镧钼带、含硅钼带或含钛钼带等。

考虑到钼带材料的延伸率普遍较低(通常在5％左右)，因此，短钼带1的厚度δ可以控制在0.13～2.0mm。这样，将短钼带1的厚度δ限定在上述范围内，能够避免短钼带1的厚度δ太厚在室温下折弯会出现裂纹问题。需要说明的是，如果短钼带1的厚度δ超过2.0mm，那么，在折弯形成折弯部12的过程中可以采用热成形的方式来保证折弯过程不发生裂纹。

同样地，为了进一步防止在折弯过程中裂纹的产生，带体11与折弯部12连接处的折弯半径可以大于或等于2倍的短钼带1的厚度δ。这是因为，折弯半径越小，产生裂纹的可能性越大，通过适当增大折弯半径，能够有效防止在折弯过程中裂纹的产生。

为了保证短钼带1的整体强度，上述长条支撑孔4的宽度不超过短钼带1总宽度的2/3。这是因为，长条支撑孔4的设置，不可避免地会对短钼带1的整体强度造成影响，将长条支撑孔4的宽度限定在上述范围内，能够保证短钼带1具有足够的强度。

从短钼带1自身的强度和折弯部12对短钼带1增强的效果考虑，短钼带1的宽度M为20～100mm，这是因为，短钼带1的宽度一旦超过100mm以后，则短钼带1的强度会大幅降低，而短钼带1的宽度过小(小于20mm)，则同样会影响短钼带1的强度。

同样地，短钼带1的高度H(即折弯部12的高度)为2～50mm。需要说明的是，折弯部12的高度对于折弯部12对短钼带1的加强作用尤为重要，一方面，短钼带1的高度H(即折弯部12的高度)超过50mm，则折弯部12自身的强度会大幅降低，进而会影响折弯部12对短钼带1整体强度的增强效果，另一方面，短钼带1的高度H(即折弯部12的高度)超过50mm，则折弯部12自身的高度较小，同样无法起到良好的增强效果。

需要说明的是，上述加热体6的制造方法，包括如下步骤：

步骤1：根据折弯后的短钼带1的尺寸计算展开后的短钼带毛坯的尺寸，通过激光切割的方式进行下料，得到短钼带毛坯；

步骤2：对短钼带毛坯进行折弯，得到短钼带1，短钼带毛坯的折弯部12分作为折弯部12，短钼带毛坯的其他部分作为带体11；

步骤3：重复步骤1至步骤2，得到多根短钼带1；

步骤4：将多个短钼带1依次连接，得到钼带整体；

步骤5：将钼带整体与支撑件进行连接，得到加热体6。

与现有技术相比，本发明提供的加热体6的制造方法的有益效果与上述提供的加热体6的有益效果基本相同，在此不一一赘述。

可以理解的是，上述短钼带1上开设安装孔和长条支撑孔4，安装孔和长条支撑孔4的开设可以采用如下两种方式：

第一种方式，在折弯之前开设安装孔和长条支撑孔4，也就是说，上述步骤1还包括如下步骤：

根据折弯后的短钼带1上安装孔和长条支撑孔4的位置确定短钼带毛坯上安装孔和长条支撑孔4的位置；

通过激光切割的方式进行安装孔和长条支撑孔4的开设。

第二种方式，在折弯之后开设安装孔和长条支撑孔4，也就是说，上述步骤2还包括如下步骤：

在折弯后的短钼带1上通过激光切割的方式进行安装孔和长条支撑孔4的开设。

需要说明的是，当连接孔和长条支撑孔4的位置离折弯处太近(例如，连接孔和长条支撑孔4的边缘与折弯处的距离为1～2mm)时，先开设连接孔和长条支撑孔4可能会导致短钼带毛坯无法折弯或者折弯成形过程中形变较大，因此，可以采用第二种方式，先进行短钼带毛坯的折弯，再开设连接孔和长条支撑孔4。

实施例一

本实施例提供的高温炉，该高温炉包括炉体以及设于炉体内的加热体，加热体包括五条短钼带(第一短钼带、第二短钼带、第三短钼带、第四短钼带和第五短钼带)，其中，第一短钼带、第三短钼带和第五短钼带的长度相同，其两端分别开设四个安装孔，两端之间开设四个长条支撑孔，第二短钼带和第四短钼带的长度相同，其两端分别开设四个安装孔，两端之间开设一个长条支撑孔，短钼带采用双侧同向折弯的方式，短钼带的厚度δ为0.5mm，长度为800mm，宽度M为40mm，高度H为10mm，折弯变径为1mm。

其中，加热体的制造方法包括如下步骤：

步骤a：根据折弯后的短钼带的尺寸计算展开后的短钼带毛坯的尺寸，短钼带毛坯的尺寸为57.8mm×800mm，然后进行激光下料，同时切割出连接孔和长条支撑孔，得到短钼带毛坯；

步骤b：用R1的折弯刀，将短钼带毛坯沿长度方向进行折弯，得到一条短钼带；

步骤c：用同样的方法加工不同长度的五条钼带(即第一短钼带、第二短钼带、第三短钼带、第四短钼带和第五短钼带)；

步骤d：将五条短钼带进行连接，采用相同材料制作成的螺栓和螺母进行连接，得到蛇形的钼带整体；

步骤e：将蛇形的钼带整体固定在与炉体相连接的支撑结构上，即可得到加热体。

通过测试可知，本实施例的高温炉中加热体的使用寿命为1.5～2.5年，而现有技术中，钼带加热体的使用寿命通常为1年以内，也就是说，现有的钼带加热体在1年以内就需要进行更换。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高温炉，其特征在于，包括炉体以及设于炉体内的加热体，所述加热体包括多条短钼带，所述短钼带包括带体以及位于带体沿长度方向至少一侧的折弯部；

相邻两条短钼带的带体通过连接组件可拆卸连接。

2.根据权利要求1所述的高温炉，其特征在于，所述连接组件包括相互配合的螺栓和螺母，所述带体的两端开设连接孔；

所述螺栓的一端依次穿过相邻两条短钼带的带体的连接孔与螺母固定连接。

3.根据权利要求1所述的高温炉，其特征在于，还包括支撑组件，所述短钼带通过支撑组件支撑在高温炉中，所述带体与支撑组件可移动连接。

4.根据权利要求3所述的高温炉，其特征在于，所述带体上沿长度方向开设长条支撑孔，所述支撑组件插入长条孔中，且与长条孔的两端具有间隙。

5.根据权利要求4所述的高温炉，其特征在于，所述长条支撑孔的宽度不超过短钼带总宽度的2/3。

6.根据权利要求3所述的高温炉，其特征在于，所述支撑组件包括支撑杆以及依次套设于支撑杆外的绝缘套管和压紧环；

所述带体的长条支撑孔套设于绝缘套管外且位于绝缘套管与压紧环之间。

7.根据权利要求1所述的高温炉，其特征在于，所述加热体的形状为蛇形或回形。

8.根据权利要求1所述的高温炉，其特征在于，所述短钼带的材质为纯钼带、含镧钼带、含硅钼带或含钛钼带。

9.根据权利要求1至8所述的高温炉，其特征在于，所述短钼带的厚度为0.13～2.0mm。

10.根据权利要求1至8任一项所述的高温炉，其特征在于，所述带体与折弯部连接处的折弯半径大于或等于2倍的短钼带的厚度。

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