CN1836144B - 改进的导热体支撑盘 - Google Patents

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Abstract

一种陶瓷导热体支撑盘，其用于支撑电热元件，该电热元件用于电加热炉装置，所述支撑盘具有平行于加热元件的纵轴设置的中心小孔(2)和置于所述中心小孔(2)和盘(1)的周边(4)之间的一个或多个小孔(3，6，10-15)。本发明的特征在于，所述盘(1)设有一个或多个细长开口(5，7，8，9，16，17)，所述一个或多个细长开口(5，7，8，9，16，17)从所述周边(4)延伸到其中一个所述小孔(3，6，10-15)和/或中心小孔(2)，其中，各个细长开口穿过所述盘(1)的整个厚度。

Description

改进的导热体支撑盘
技术领域
本发明涉及用于工业炉应用的加热元件领域，尤其涉及一种用在加热元件中的改进的导热体支撑盘。
背景技术
在用于高温下处理材料和产品的工业炉中，设置电热元件并由陶瓷盘来支撑该电热元件。通常，加热电阻器元件或导热体穿过盘内的小孔插入。在这种盘内，用于支撑元件的中心孔置于盘中心的对称轴上。用于导热体的小孔均匀分布在与各个盘中心共轴的至少一个圆周上。在使用中，这种盘由于盘内产生的热应力而发生破裂。
US-B1 5543603举例说明了现有技术，其在此全部结合在本申请中以供参考。该美国专利示出如上所述的盘。
发明内容
本发明的目的是提供一种陶瓷导热体支撑盘，以用于支撑用来加热工业炉的电热元件，其中，所述支撑盘由于热应力而破裂的倾向非常低。
因此，本发明涉及一种陶瓷导热体支撑盘，以用于支撑电热元件，该电热元件用来电加热工业炉装置，所述支撑盘具有平行于加热元件的纵轴设置的中心小孔，以及置于所述中心小孔和盘的周边之间的一个或多个小孔，且其特征在于，所述盘设有一个或多个细长的开口，所述开口从所述周边延伸到其中一个所述小孔，或延伸穿过一个或多个所述小孔和/或中心小孔，各个细长开口穿过所述盘的整个厚度，所述细长开口的数量小于所述小孔的数量。
本发明的另一个目的是提供一种导热体支撑盘，其中，与电热元件相比，该导热体支撑盘具有较高的热能量率。
本发明的又一个目的是提供一种用于较高温度下的改进的导热体支撑盘。
本发明的再一个目的是提供一种导热体支撑盘，其在较高的热循环率下具有改进的性能。
附图说明
图1A和1B示出依照本发明的第一实施例的陶瓷盘的视图；
图2A和2B示出依照本发明的第二实施例的陶瓷盘的视图；
图3A和3B示出依照本发明的第三实施例的陶瓷盘的视图；
图4A和4B示出依照本发明的第四实施例的陶瓷盘的视图；
图5A和5B示出依照本发明的第四实施例的陶瓷盘的视图。
在各个附图中，A为各个盘的平面图，B是各个盘的截面图。
具体实施方式
在图1A中，以平面图示出陶瓷导热体支撑盘1，其用于支撑电热元件，该电热元件用于电加热工业炉装置。所述支撑盘1具有平行于所述盘的纵轴设置的中心小孔2。此外，所述盘设有一个或多个小孔3和6，其置于所述盘的中心小孔2和周边4之间。所述小孔可以是圆形的或者可以是任何其他形状的，如椭圆形小孔15，参见图5A。
所述周边可以呈波形或者其他形状如圆形。
依照本发明，所述盘还设有一个或多个细长开口5，所述细长开口5从所述周边4延伸穿过其中一个所述小孔6。所述细长开口穿过所述盘1的整个厚度。
所述电热元件由相互间成排设置的两个或多个盘1支撑，其中，所述电热元件延伸穿过所述小孔。
盘1通常由纯氧化物或者由Al、Si、Mg、Zr和/或Y元素的氧化物的混合物、元素Si和/或Ti的氮化物硼化物或者其他适当的耐热陶瓷材料制成。
一个优选实施例可包括40-100wt％的Al2O3和60-0％的SiO2，外加一些添加剂，所述添加剂如用于在烧结盘时促进该过程。
可在焙烧之前或之后通过挤压、锯切或挤压工艺来生产所述一个和/或多个细长开口。
通常，在操作时，所述加热元件的温度高于炉温。在关闭所述炉时，加热元件的温度将降低至炉温。也存在这种应用，即，所述炉被循环打开和关闭，也就是说，其易于遭到极高的循环热应力。也存在这种应用，即，所述电热元件连续运行，在例如改变元件时会产生极高的循环热应力。
通过本发明，可以获得：所述机械应力将不会到达开始断裂的临界值，其中，所述机械应力在所述盘被加热到其操作温度时而以热学方式产生以及在所述盘的温度变化时产生，所述断裂从盘的周边开始并向内延伸。
通过设置细长开口来限制这种应力的最大值，其使得由热所产生的拉伸应力在周边处受到限制。
依照本发明的优选实施例，所述细长开口5的长度被限制为盘1的最大半径。
依照一个实施例，所述细长开口沿着所述盘1的半径延伸，如图1A和3A所示的开口5和7。
依照一个可替换的实施例，所述细长开口沿着与所述盘1的半径方向不同的另一方向延伸，如图2A和4A中的开口8、9所示。
依照另一个优选实施例，细长开口5、7、8、9的宽度受到小孔6、2、10和11的直径的限制，其中，所述细长开口5、7、8、9终止在小孔6、2、10和11处。
如图2A和4A所示，细长开口8、9也延伸穿过小孔12、13、14。
依照本发明的又一个优选实施例，细长开口具有一个相同的宽度，或者其宽度在细长开口的整个长度上发生变化。
依照本发明的又一个优选实施例，所述细长开口终止在中心小孔2处，如图1A和2A所示。
依照本发明的又一个优选实施例，在盘1内有两个或多个所述细长开口16、17，如图5A所示。
在图5A中示出，孔3可以非对称地设置，两个细长开口可沿着不同方向定向。孔3可集中在盘的一侧，由此将那个方向上的辐射集中。
由于所述盘内具有一个或多个细长开口，用于本发明的盘1的最大机械应力值是现有技术中的盘的50-70％以上。
另外，机械强度沿不同方向具有不同的值，其对于盘在加热应用中的定位是很重要的。因此，有利地是沿着加热元件的长度方向上一个接一个地设置不同的盘，这样，所述多个盘就被旋转，因此，各个盘的细长开口就指向不同的径向方向。

Claims (10)

1.一种用于支撑电热元件的陶瓷导热体支撑盘，所述电热元件用于电加热炉装置，所述支撑盘具有中心小孔(2)和一个或多个小孔(3，6，10-15)，其中，所述中心小孔(2)平行于加热元件的纵轴设置，所述一个或多个小孔(3，6，10-15)置于所述中心小孔(2)和盘(1)的周边(4)之间，其特征在于，所述盘(1)设有一个或多个细长开口(5，7，8，9，16，17)，所述一个或多个细长开口(5，7，8，9，16，17)从所述周边(4)延伸到一个所述小孔(3，6，10-15)或延伸穿过一个或多个所述小孔(3，6，10-15)和/或中心小孔(2)，其中，各个细长开口穿过所述盘(1)的整个厚度，所述细长开口的数量小于所述小孔(3，6，10-15)的数量，所述细长开口(8，9，16，17)沿着不同于所述盘(1)半径的另外方向延伸。
2.如权利要求1所述的盘，其特征在于，至少一个细长开口(5，8，9)穿过所述小孔延伸到位于距所述周边(4)更远距离处的小孔。
3.如权利要求1或2所述的盘，其特征在于，所述细长开口(5，7，8，9，16，17)的长度限制为所述盘(1)的最大半径。
4.如权利要求1或2所述的盘，其特征在于，所述细长开口(5，7，8，9，16，17)的宽度被向上限制为所述小孔(3，6，10-15)和/或中心小孔(2)的最大直径，其中，所述细长开口(5，7，8，9，16，17)终止在所述小孔(3，6，10-15)和/或中心小孔(2)处。
5.如权利要求1或2所述的盘，其特征在于，所述细长开口(5，7，8，9，16，17)具有相同的宽度，或者其宽度在所述细长开口的整个长度上发生变化。
6.如权利要求1或2所述的盘，其特征在于，所述细长开口(5，7，8，9)终止在中心小孔(2)处。
7.如权利要求1或2所述的盘，其特征在于，在所述盘(1)内有两个或多个所述细长开口(16，17)。
8.如权利要求7所述的盘，其特征在于，所述小孔(3，6，10-15)非对称地置于所述盘表面上。
9.如权利要求1或2所述的盘，其特征在于，所述中心小孔(2)和所述小孔(3，6，10-15)为椭圆形。
10.如权利要求1或2所述的盘，其特征在于，所述中心小孔(2)和所述小孔(3，6，10-15)为圆形。
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