CN204694063U - 组合式管式加热炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种组合式管式加热炉，除了加热炉、还包括淬火池、恒定位置放样器或可调位置放样器。各部分配合使用可为多种类型的实验提供加热环境。加热炉、可调位置放样器及淬火池配合可实现强磁场淬火实验，加热炉与恒定位置放样器组合可实现强磁场热处理实验。加热炉与可调位置放样器组合可实现等轴生长实验。加热炉配合定向凝固装置还可用于强磁场定向凝固实验。本实用新型结构简单，操作方便，功能模块化，提高了实验设备的利用率，节约了实验资源。

Description

组合式管式加热炉

技术领域

本实用新型涉及一种金属材料冷热工艺处理装置，特别是涉及一种金属材料加热装置，应用于金属材料热处理设备技术领域。

背景技术

近二十年，随着强磁体技术的发展，大口径的商业磁体已经能够很容易获得高强度磁场（>10T）。这一现状使得利用强磁场有可能制备出工业尺度所需要的高性能材料。因此，越来越多的学者和工程技术人员开始研究强磁场下的材料制备方法以便利用磁场的“非接触加工”的特性优化提高材料性能。在磁场下材料制备过程中，几乎都要进行加热，保温，冷却等处理以实现磁场对材料某些性能和组织的改善。目前绝大多数研究者使用的加热炉功能单一。这导致了强磁场下不同材料制备实验往往需要不同的加热炉辅助进行，这种状况造成了实验资源的极大浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服了现有技术的不足，提供一种组合式管式加热炉，除了加热炉、还包括淬火池、恒定位置放样器或可调位置放样器。各部分配合使用可为多种类型的实验提供加热环境。加热炉、可调位置放样器及淬火池配合可实现强磁场淬火实验，加热炉与恒定位置放样器组合可实现强磁场热处理实验。加热炉与可调位置放样器组合可实现等轴生长实验，能够应用于强磁场环境，实现晶粒等轴生长、淬火、热处理及定向凝固等金属处理工艺，为多种实验提供加热环境，节约资源，提高了实验设备的利用率。

为达到上述发明创造目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种组合式管式加热炉，主要包括竖直安装设置的加热炉、炉温控制装置和外部电源，加热炉由控温热电偶、电极、炉顶端盖、电极定位法兰、炉壳、炉壁刚玉管、硅碳管式加热体、内膛刚玉管、底部隔热片组成，炉壁刚玉管套装在内膛刚玉管内部，内膛刚玉管和炉壁刚玉管的两端端同时分别被炉顶端盖和底部隔热片固定并密封，使内膛刚玉管和炉壁刚玉管之间形成密封的内部加热系统工作区，在内膛刚玉管和炉壁刚玉管之间安装硅碳管式加热体和控温热电偶，硅碳管式加热体依次通过电极和炉温控制装置与外部电源连接，控温热电偶与炉温控制装置信号连接，在炉壁刚玉管的外部安装炉壳，在炉壳和炉壁刚玉管之间填充耐火棉，形成炉体外壁结构，电极穿过电极定位法兰连接到内部加热系统工作区内，电极定位法兰固定在炉顶端盖上，炉顶端盖与炉壳上端固定连接，底部隔热片设置于炉壳的底板之上，炉顶端盖和电极定位法兰中心开口并一起形成一个炉顶放样口结构，在炉顶端盖上还与内膛刚玉管同轴固定安装支撑杆、通过支撑杆将放样器支撑法兰固定于炉顶放样口结构上方，放样器支撑法兰的中心敞口形成另一个炉顶放样口结构，形成两个空间高度位置不同的炉顶放样口结构，在加热炉上方，与两个炉顶放样口结构分别进行配合使用不同的放样器，各放样器皆由上部支撑架和下部样品承载架通过连接杆件组成，上部支撑架能架设在相应的炉顶放样口结构上，连接杆件的底端与样品承载架固定连接，在样品承载架上放置样品，上部支撑架与连接杆件采用固定连接方式或组合装卸连接方式固定连接，将样品承载架上放置的样品的位置固定在内膛刚玉管内的加热区内。

作为本发明优选的技术方案，与炉顶端盖上的炉顶放样口结构配套设置一个恒定位置放样器，恒定位置放样器由上部拉杆、支撑板、下部拉杆、样品固定板和样品台组成，上部拉杆下端与支撑板固定相连，支撑板固定连接下部拉杆的顶端，下部拉杆的底端与样品台固定连接，通过与下部拉杆固定连接的样品固定板将待处理样品固定设置于样品台上，将支撑板放在电极定位法兰上配合使用。

作为本发明进一步优选的技术方案，与放样器支撑法兰的炉顶放样口结构配套设置一个可调位置放样器，可调位置放样器由定位销、滑移杆销定位环、滑移定位杆和样品架组成，滑移定位杆下端固定连接样品架，需处理样品固定在样品架上，滑移杆销定位环和滑移定位杆滑动连接，定位销与滑移杆销定位环通过螺纹连接，定位销的底部能穿过滑移杆销定位环的内环面孔后抵住滑移定位杆表面，将滑移杆销定位环置于放样器支撑法兰上配合使用，通过调节定位销，能限制滑移杆销定位环和滑移定位杆之间的滑动，将滑移定位杆定位到合适位置，使需处理样品位于内膛刚玉管内的设定位置上。

作为本发明上述技术方案进一步优选的技术方案，在炉壳底部可装卸地安装淬火池，淬火池中放入淬火介质，在淬火池底部及外围设有冷却水套组成，冷却水套的底部设有进水口，冷却水套的上部设有出水口，炉壳的底板和底部隔热片的中心皆镂空形成下料孔，淬火池上部敞开面向内膛刚玉管与炉腔连通。

本实用新型与现有技术相比较，具有如下实质性特点和优点：

1. 本实用新型组合式管式加热炉采用模块化设计，不同模块组合可以应用于不同的实验操作，可应用于强磁场环境下开展多种类型实验的多功能加热炉，特别适合应用于等轴晶生长、淬火、热处理及定向凝固技术领域；

2. 本实用新型组合式管式加热炉最大外径小于强磁体的内径，适应了强磁场有限的工作空间；

3. 本实用新型组合式管式加热炉结构简单，维护安装方便，功能多样，能实现特殊环境下使用的多用途，同时提高了实验设备的利用率，节约资源。

附图说明

图1是本实用新型实施例一组合式管式加热炉的炉体的结构示意图。

图2是本实用新型实施例一组合式管式加热炉的恒定位置放样器的结构示意图。

图3是本实用新型实施例一进行热处理时组合式管式加热炉的模块组合状态示意图。

图4是本实用新型实施例二组合式管式加热炉的可调位置放样器的结构示意图。

图5是本实用新型实施例二进行等轴生长时组合式管式加热炉的模块组合状态示意图。

图6是本实用新型实施例三组合式管式加热炉的淬火装置示意图。

图7是本实用新型实施例三进行淬火处理时组合式管式加热炉的模块组合状态示意图。

图8是本实用新型实施例三进行淬火时的组合式管式加热炉的工作状态示意图。

具体实施方式

本实用新型的优选实施例结合附图说明如下：

实施例一：

在本实施例中，参见图1～图3，一种组合式管式加热炉，主要包括竖直安装设置的加热炉、炉温控制装置和外部电源，加热炉由控温热电偶3、电极4、炉顶端盖5、电极定位法兰6、炉壳7、炉壁刚玉管9、硅碳管式加热体10、内膛刚玉管11、底部隔热片12组成，炉壁刚玉管9套装在内膛刚玉管11内部，内膛刚玉管11和炉壁刚玉管9的两端端同时分别被炉顶端盖5和底部隔热片12固定并密封，使内膛刚玉管11和炉壁刚玉管9之间形成密封的内部加热系统工作区，在内膛刚玉管11和炉壁刚玉管9之间安装硅碳管式加热体10和控温热电偶3，硅碳管式加热体10依次通过电极4和炉温控制装置与外部电源连接，控温热电偶3与炉温控制装置信号连接，在炉壁刚玉管9的外部安装炉壳7，在炉壳7和炉壁刚玉管9之间填充耐火棉8，形成炉体外壁结构，电极4穿过电极定位法兰6连接到内部加热系统工作区内，电极定位法兰6固定在炉顶端盖5上，炉顶端盖5与炉壳7上端固定连接，底部隔热片12设置于炉壳7的底板之上，炉顶端盖5和电极定位法兰6中心开口并一起形成一个炉顶放样口结构，在炉顶端盖5上还与内膛刚玉管11同轴固定安装支撑杆1、通过支撑杆1将放样器支撑法兰2固定于炉顶放样口结构上方，放样器支撑法兰2的中心敞口形成另一个炉顶放样口结构，形成两个空间高度位置不同的炉顶放样口结构，在加热炉上方，与两个炉顶放样口结构分别进行配合使用不同的放样器，各放样器皆由上部支撑架和下部样品承载架通过连接杆件组成，上部支撑架能架设在相应的炉顶放样口结构上，连接杆件的底端与样品承载架固定连接，在样品承载架上放置样品，上部支撑架与连接杆件采用固定连接方式或组合装卸连接方式固定连接，将样品承载架上放置的样品的位置固定在内膛刚玉管11内的加热区内。

在本实施例中，参见图1～图3，与炉顶端盖5上的炉顶放样口结构配套设置一个恒定位置放样器，恒定位置放样器由上部拉杆17、支撑板18、下部拉杆19、样品固定板20和样品台22组成，上部拉杆17下端与支撑板18固定相连，支撑板18固定连接下部拉杆19的顶端，下部拉杆19的底端与样品台22固定连接，通过与下部拉杆19固定连接的样品固定板20将待处理样品21固定设置于样品台22上，将支撑板18放在电极定位法兰6上配合使用。所述管式加热炉可以进行强磁场热处理实验，将加热炉置于强磁场中，按照实验方案进行热处理，实现强磁场热处理实验。

实施例二：

本实施例与实施例一基本相同，特别之处在于：

在本实施例中，参见图4和图5，与放样器支撑法兰2的炉顶放样口结构配套设置一个可调位置放样器，可调位置放样器由定位销23、滑移杆销定位环24、滑移定位杆25和样品架26组成，滑移定位杆25下端固定连接样品架26，需处理样品27固定在样品架26上，滑移杆销定位环24和滑移定位杆25滑动连接，定位销23与滑移杆销定位环24通过螺纹连接，定位销23的底部能穿过滑移杆销定位环24的内环面孔后抵住滑移定位杆25表面，将滑移杆销定位环24置于放样器支撑法兰2上配合使用，通过调节定位销23，能限制滑移杆销定位环24和滑移定位杆25之间的滑动，将滑移定位杆25定位到合适位置，使需处理样品27位于内膛刚玉管11内的设定位置上。

在本实施例中，参见图4和图5，组合式管式加热炉进行强磁场等轴生长实验，需将滑移杆销定位环24置于放样器支撑法兰2上配合使用。将滑移杆销定位环24置于放样器支撑法兰2上间隙配合，将需处理样品27固定在样品架26上，调整滑移定位杆25的位置，保证需处理样品27位于硅碳管式加热体10的热区中央，并将滑移定位杆25用定位销23固定，将加热炉置于强磁场中，按照实验方案进行等轴生长实验。

实施例三：

本实施例与实施例二基本相同，特别之处在于：

在本实施例中，参见图6～图8，在炉壳7底部可装卸地安装淬火池13，淬火池13中放入淬火介质14，在淬火池13底部及外围设有冷却水套组成，冷却水套的底部设有进水口15，冷却水套的上部设有出水口16，炉壳7的底板和底部隔热片12的中心皆镂空形成下料孔，淬火池13上部敞开面向内膛刚玉管11与炉腔连通。

在本实施例中，参见图6～图8，组合式管式加热炉进行强磁场淬火实验，需要将加热炉、淬火池装置和可调位置放样器三者配合使用。将炉壳7下端与淬火池13通过螺纹连接并可拆卸，将滑移杆销定位环24置于放样器支撑法兰2上间隙配合，在冷却水套中通入循环水冷却淬火介质14。将需处理样品27固定在样品架26上，调整滑移定位杆25的位置，保证需处理样品27位于硅碳管式加热体10的热区中央，并将滑移定位杆25用定位销23固定。将加热炉置于强磁场中，按照实验方案进行处理，松开滑移杆销定位环24上的定位销23，使滑移定位杆25下端的需处理样品27迅速落入淬火介质14中，实现对需处理样品27的淬火处理。

上面结合附图对本实用新型实施例进行了说明，但本实用新型不限于上述实施例，还可以根据本实用新型的实用新型创造的目的做出多种变化，凡依据本实用新型技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，只要符合用于本实用新型组合式管式加热炉的结构和构造原理，都属于本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种组合式管式加热炉，主要包括竖直安装设置的加热炉、炉温控制装置和外部电源，其特征在于：所述加热炉由控温热电偶（3）、电极（4）、炉顶端盖（5）、电极定位法兰（6）、炉壳（7）、炉壁刚玉管（9）、硅碳管式加热体（10）、内膛刚玉管（11）、底部隔热片（12）组成，所述炉壁刚玉管（9）套装在所述内膛刚玉管（11）内部，所述内膛刚玉管（11）和所述炉壁刚玉管（9）的两端端同时分别被所述炉顶端盖（5）和所述底部隔热片（12）固定并密封，使所述内膛刚玉管（11）和所述炉壁刚玉管（9）之间形成密封的内部加热系统工作区，在所述内膛刚玉管（11）和所述炉壁刚玉管（9）之间安装所述硅碳管式加热体（10）和所述控温热电偶（3），所述硅碳管式加热体（10）依次通过所述电极（4）和所述炉温控制装置与所述外部电源连接，所述控温热电偶（3）与所述炉温控制装置信号连接，在所述炉壁刚玉管（9）的外部安装所述炉壳（7），在炉壳（7）和所述炉壁刚玉管（9）之间填充耐火棉（8），形成炉体外壁结构，所述电极（4）穿过所述电极定位法兰（6）连接到内部加热系统工作区内，所述电极定位法兰（6）固定在所述炉顶端盖（5）上，所述炉顶端盖（5）与所述炉壳（7）上端固定连接，所述底部隔热片（12）设置于所述炉壳（7）的底板之上，所述炉顶端盖（5）和所述电极定位法兰（6）中心开口并一起形成一个炉顶放样口结构，在所述炉顶端盖（5）上还与所述内膛刚玉管（11）同轴固定安装支撑杆（1）、通过所述支撑杆（1）将放样器支撑法兰（2）固定于所述炉顶放样口结构上方，所述放样器支撑法兰（2）的中心敞口形成另一个炉顶放样口结构，形成两个空间高度位置不同的炉顶放样口结构，在所述加热炉上方，与两个所述炉顶放样口结构分别进行配合使用不同的放样器，各所述放样器皆由上部支撑架和下部样品承载架通过连接杆件组成，所述上部支撑架能架设在相应的所述炉顶放样口结构上，所述连接杆件的底端与所述样品承载架固定连接，在所述样品承载架上放置样品，所述上部支撑架与所述连接杆件采用固定连接方式或组合装卸连接方式固定连接，将所述样品承载架上放置的样品的位置固定在所述内膛刚玉管（11）内的加热区内。

2.根据权利要求1所述组合式管式加热炉，其特征在于：与所述炉顶端盖（5）上的炉顶放样口结构配套设置一个恒定位置放样器，所述恒定位置放样器由上部拉杆（17）、支撑板（18）、下部拉杆（19）、样品固定板（20）和样品台（22）组成，所述上部拉杆（17）下端与所述支撑板（18）固定相连，所述支撑板（18）固定连接所述下部拉杆（19）的顶端，所述下部拉杆（19）的底端与所述样品台（22）固定连接，通过与下部拉杆（19）固定连接的样品固定板（20）将待处理样品（21）固定设置于所述样品台（22）上，将所述支撑板（18）放在电极定位法兰（6）上配合使用。

3.根据权利要求1或2所述组合式管式加热炉，其特征在于：与所述放样器支撑法兰（2）的炉顶放样口结构配套设置一个可调位置放样器，所述可调位置放样器由定位销（23）、滑移杆销定位环（24）、滑移定位杆（25）和样品架（26）组成，所述滑移定位杆（25）下端固定连接所述样品架（26），需处理样品（27）固定在所述样品架（26）上，所述滑移杆销定位环（24）和滑移定位杆（25）滑动连接，所述定位销（23）与所述滑移杆销定位环（24）通过螺纹连接，所述定位销（23）的底部能穿过所述滑移杆销定位环（24）的内环面孔后抵住所述滑移定位杆（25）表面，将所述滑移杆销定位环（24）置于所述放样器支撑法兰（2）上配合使用，通过调节所述定位销（23），能限制所述滑移杆销定位环（24）和滑移定位杆（25）之间的滑动，将所述滑移定位杆（25）定位到合适位置，使需处理样品（27）位于所述内膛刚玉管（11）内的设定位置上。

4.根据权利要求3所述组合式管式加热炉，其特征在于：在所述炉壳（7）底部可装卸地安装淬火池（13），所述淬火池（13）中放入淬火介质（14），在所述淬火池（13）底部及外围设有冷却水套组成，所述冷却水套的底部设有进水口（15），所述冷却水套的上部设有出水口（16），所述炉壳（7）的底板和所述底部隔热片（12）的中心皆镂空形成下料孔，所述淬火池（13）上部敞开面向所述内膛刚玉管（11）与炉腔连通。