CN205982147U - 一种立式多个大试样高温热膨胀仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种立式多个大试样高温热膨胀仪，包括试验炉、试样、发热元件、膨胀测量机构，所述试验炉为封底立式炉，其设置在刚性机架上，机架与试验炉炉壳之间设置有冷却水套，试验炉壳内为炉衬，炉底中部设置有适配块，适配块上放置载样台，载样台上竖直安放试样，两试样之间留有至少20mm的间隙；所述的试样的测试输出端在上部，其与膨胀测量机构相连。本实用新型的优点：⑴封底立式炉、竖直安放试样，完全避免了卧式炉试样在高温下产生的轴向弯曲变形的影响。⑵封底立式炉，炉实现同一炉次的多试样测量，⑶适配块由单层或多层组成，则可实现不同长度的试样的测试。

Description

一种立式多个大试样高温热膨胀仪

技术领域

本实用新型属测试仪器类，涉及测试耐火材料加热线膨胀率的高温热膨胀仪，特别是一种立式多个大试样高温膨胀仪。

背景技术

热胀冷缩是自然界的普遍现象,也是工程材料的基本属性。工业窑炉通常是在常温下砌筑炉衬，随着炉温的升高，炉衬产生热膨胀。为了抵消膨胀产生的热应力对炉体造成的破坏，需预留膨胀缝隙。材料的热膨胀性能是窑炉设计和筑炉中预留膨胀缝大小和结构的关键参数。耐火材料热震稳定性的好坏，与材料本身的热膨胀性密切相关；复合材料和多相材料中各种组分物质的热膨胀性是否匹配，是复合材料能否达到设计性能的关键；材料的热膨胀性能同时也是材料特性、内部结构、相变、缺陷等的外在反映。

目前，用于测试材料热膨胀的检测方式主要有：顶杆法和示差法；炉体有卧式和钟罩式之分。一次测试的试样数为1个，试样尺寸为Φ10（或10×10）×50mm，或Φ20（或20×20）×100mm，或中心带φ（12～13）mm通孔的Φ50mm×50mm，均为断面小、长度也小的试样，试验温度一般为1300～1600℃。

我国二十世纪八十年代就制定了耐火材料线膨胀率的国家标准；现行的标准是2008年12月１日国家质量监督检验检疫总局、国家标准化管理委员会发布的《GB/T 7320－2008耐火材料热膨胀试验方法》。

GB/T 7320－2008标准中示出了“顶杆法热膨胀仪”加热炉的结构：在金属底座上装有卧式炉体，卧式炉体的中部为沿轴线横向炉膛，炉膛内放置装样管，装样管内装载试样，试样的热膨胀线变化通过顶杆传给位移传感器，位移传感器（以冷却水冷却）位于炉体外。其规定的试样断面小、长度短，标准尺寸为Φ10mm（10mm×10mm）×50mm、Φ20mm（20mm×20mm）×100mm。

截止目前，我国高温材料实验室使用的热膨胀仪主要为国家标准《 GB/T 7320－2008耐火材料热膨胀试验方法》示出的“顶杆法膨胀仪”结构，其加热炉为卧式炉体，而且其装样管内每次只能装载一个试样。

专利《测量耐火材料大试样的高温热膨胀仪及其使用方法》（申请号200810047223．8 ）、《一种膨胀仪的多样品载样机构》（申请号200920091915.2）公开的高温热膨胀仪的结构是：卧式加热炉，试样装在载样管内。特别是《一种膨胀仪的多样品载样机构》（申请号200920091915.2）指出，载样管的一端与主体支架固联，另一端具有载样盘，载样管的中间及载样盘端是悬空的，载样管的周围分布有2～6组顶杆、试样。实际上组成了以主体支架为固定点的一个悬臂结构，试样设置在悬臂状态的载样管内，当炉温升至高温时，载样管就会在其自重、多个试样自重和试样托架自重的共同作用下产生弯曲变形，导致试样沿轴向直线线膨胀的测量失败。

国家标准《GB/T 7320－2008耐火材料热膨胀试验方法 》中示出了“示差法热膨胀仪”的结构：压棒、上垫片、试样、下垫片、支撑棒及内示差管、外示差管，均自下方安装在罩式加热炉内。内示差管以上垫片的下表面为基准，外示差管在试样的下面、以下垫片下表面为基准，试样为直径50mm、高50mm、中心孔直径12～13mm的圆柱体。由于要保持上压棒、上垫片、试样、下垫片、支撑棒以及通过支撑棒中心孔的外示差管、通过外示差管中心孔和下垫片中心孔、试样中心孔的内示差管等同轴，是一件比较困难的事；同时，以庞大的炉体提供加载力，使其适宜于有负荷下热膨胀的测试，每次只能测试一个中心带φ（12～13）mm通孔的Φ50mm×50mm的试样，测试效率低。

传统的、标准化的耐火材料热膨胀测试仪，不适用于大试样、特别是一炉次多块大试样的同时进行高温测试。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种立式多个大试样高温热膨胀仪，用于克服现有卧式多样品热膨胀仪的载样管、试样因高温而弯曲变形及罩式膨胀仪试样安装不便、测试效率低、只适于有负荷下测试的缺点。

本实用新型的目的可以采用以下技术方案来实现：一种立式多个大试样高温热膨胀仪，包括试验炉、试样、发热元件、膨胀测量机构，所述试验炉为封底立式炉，其设置在刚性机架上，机架与试验炉炉壳之间设置有冷却水套，试验炉壳内为炉衬，炉底中部设置有适配块，适配块上放置载样台，载样台上竖直安放试样，两试样之间留有至少20mm的间隙；所述的试样的测试输出端在上部，其通过传输杆与膨胀测量机构相连。

所述的试样，可以是一个及以上的Φ10mm（或10mm×10mm）×50mm、Φ20mm（或20mm×20mm）×100mm的标准试样；或者是直径为（10～250）mm，长度为（25～250）mm的圆柱体试样；或者是截面边长为10～250mm，长度为25～250mm的长方体或正方体或板状试样。

所述试样在炉膛中心环绕排列或沿炉膛中心线单列或多列排列。

所述的适配块是耐火材料制品，其数量可以是一个或多个。

所述的载样台是一块或多块板状、柱状或管状耐高温的制品，其上表面平整。

所述试验炉内设置有示差管，其竖直安放在载样台上，位于每个试样的旁边或多个试样的中心位置。

所述的示差管，其测试输出端在上部，与膨胀测量机构相连。

本实用新型具有以下优点：⑴封底立式炉、竖直安放试样，完全避免了卧式炉试样在高温下产生的轴向弯曲变形的影响，可准确测量。⑵封底立式炉，炉膛内可以安放一个或多个试样，实现同一炉次的多试样测量，提高了测量效率；⑶适配块由单层或多层组成，减少适配块数量，可增加安放试样的空间高度，则可实现不同长度的试样的测试（如25mm,50mm,100mm,250mm)。

附图说明

附图1为一种四试样五鼎团聚结构立式高温膨胀仪结构正视示意图。

附图2为附图1的俯视示意图。

附图3为一种五试样线性排列结构立式高温膨胀仪结构示意图。

图中：1、膨胀测量机构，2、传输杆，3、试样，4、示差管，5、发热元件，6、载样台，7、适配块，8、炉壳，9、冷却水套，10、机架，11、热电偶，12、炉衬，13、炉门砖。

具体实施方式

结合附图，说明本实用新型的具体实施例。

实施例1：一种四试样五鼎团聚立式高温热膨胀仪。

如图1、图2，本实施例为四试样五鼎团聚立式结构高温热膨胀仪，按国家标准《GB/T 7320－2008耐火材料热膨胀试验方法示差法》检测。其包括膨胀测量机构1、试样3、发热元件5以及试验炉，所述试验炉为封底立式炉，该炉坐落在刚性机架10上，机架10与试验炉炉壳8之间安装有冷却水套9，试验炉壳8内为炉衬12，炉门处设置炉门砖，在炉底中部安放适配块7，适配块7上放置载样台6，载样台6上竖直安放四个试样3，在载样台上设置示差管4，四个试样3和一根示差管4环绕试验炉中心构成五鼎团聚结构。

所述的试样3，可以是一个及以上的Φ10mm（或10mm×10mm）×50mm、Φ20mm（或20mm×20mm）×100mm的标准试样，也可以是直径在（10～250）mm，长度（25～250）mm的圆柱体试样，或截面边长（10～250）mm，长度（25～250）mm的长方体（或正方体、板状）试样。

所述的适配块7是耐火材料制品，其数量根据试样长度的大小可以是一个或多个。所述的载样台6是一块板状、柱状或管状耐高温的制品，其上表面平整。所述的示差管4，按示差法测量时，竖直安放在载样台上四个试样3的中心位置；若按非示差法测量时，则不安放示差管。所述的试样3通过和示差管4，其测试输出端在上部，都与膨胀测量机构1相连。

实施例2：一种五试样线性排列结构立式高温膨胀仪

本五试样线性排列结构立式高温膨胀仪，如图3，在实例1的基础上，试样3在炉膛内线单列排列。

本实用新型未详述部分为现有技术。

Claims (9)

1.一种立式多个大试样高温热膨胀仪，包括试验炉、试样、发热元件、膨胀测量机构（1），其特征是，所述试验炉为封底立式炉，其设置在刚性机架（10）上，机架（10）与试验炉炉壳（8）之间设置有冷却水套（9），试验炉壳（8）内为炉衬（12），炉底中部设置有适配块（7），适配块（7）上放置载样台（6），载样台（6）上竖直安放试样(3)，两试样之间留有至少20mm的间隙；所述的试样（3）的测试输出端在上部，其与膨胀测量机构（1）相连。

2.根据权利要求1所述的立式多个大试样高温热膨胀仪，其特征是：所述的试样（3）是直径为10～250mm，长度为25～250mm的圆柱体试样。

3.根据权利要求1所述的立式多个大试样高温热膨胀仪，其特征是：所述试样是截面边长为10～250mm，长度为25～250mm的长方体或正方体或板状试样。

4.根据权利要求1或2或3所述的立式多个大试样高温热膨胀仪，其特征是：所述试样（3）在炉膛中心环绕排列。

5.根据权利要求1或2或3所述的立式多个大试样高温热膨胀仪，其特征是：所述试样（3）沿炉膛中心线单列或多列排列。

6.根据权利要求1所述的立式多个大试样高温热膨胀仪，其特征是：所述的适配块（7）是耐火材料制品，其数量可以是一个或多个。

7.根据权利要求1所述的立式多个大试样高温热膨胀仪，其特征是，所述的载样台（6）是一块或多块板状、柱状或管状耐高温的制品，其上表面平整。

8.根据权利要求1所述的立式多个大试样高温热膨胀仪，其特征是：所述试验炉内设置有示差管（4），其竖直安放在载样台（6）上，位于每个试样（3）的旁边或多个试样（3）的中心位置。

9.根据权利要求8所述的立式多个大试样高温热膨胀仪，其特征是：所述的示差管（4），其测试输出端在上部，与膨胀测量机构（1）相连。