CN206410521U - 一种用于shpb动态冲击实验的高温加热装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于SHPB动态冲击实验的高温加热装置,包括炉体、温度控制器、炉膛盖、铰链、炉栓、炉销、炉膛、隔板、试件、电热转换装置、温度传感器、鼓风口、电源插头、保温层、发热层、烟气室、烟气入口、烟气出口、烟道、孔洞、凹槽,所述炉体和炉膛盖通过铰链相连,所述炉体包含保温层、发热层、炉膛与烟气室,所述炉膛上安插若干块隔板,所述隔板上镂空有若干孔洞,所述烟气室通过鼓风口和烟气出口与外界相连,所述炉体通过电热转换装置和温度传感器与温度控制器相连,所述温度控制器与电源插头相连。它既能快速均匀地加热试件,又能充分利用加热炉空间,且能将加热过程中的气体排出室外,操作方便,工作效率高,便于普及推广。
Description
技术领域
本实用新型涉及SHPB实验辅助装置领域,尤其涉及一种用于SHPB动态冲击实验的高温加热装置。
背景技术
现有霍普金森压杆(SHPB)实验加热装置及方法,被认为是研究材料动态力学性能的一种有效方法。传统的SHPB高温实验方案大体分为二种类型:一种是将试件和部分导波杆放入温度箱中同时进行加热,其缺点在于实验系统安装复杂,技术要求高,且导波杆加热后,产生端部温度效应,对实验精度影响大。另一种是先单独对试件加热,实验前快速将试件安装在系统中,由于其操作简便,且能保证实验精度,被广泛的应用在SHPB冲击实验中。
目前,SHPB加热装置大多采用箱式加热炉,现有的加热炉都是采用方形箱式结构,炉膛也是为标准的长方体,炉膛内热量无法形成气流环绕加热试件,对于炉膛内的高温环境容易产生温差点,试件加热均匀性和热效率利用方面都有待提高,且加热炉空间没有得到充分的利用。再者,在加热过程中,试件的叠加摆放容易让部分试件出现过热现象,且在高温下试件之间容易发生粘黏,在分开的过程中对试件造成破坏,增大了实验误差。对于温度控制来说,容易出现控制的温度不精准。
由于现有的箱式高温炉无法处理烟气,在试件加热过程中,所产生的烟气难以排出,对环境造成严重影响,难以消散,更有甚者由于有毒有害烟气的存在,对人的身体健康和生命构成威胁。
实用新型内容
针对上述情况,本实用新型的目的在于提供一种用于SHPB动态冲击实验的高温加热装置。它既能快速均匀地加热试件,又能充分利用加热炉空间,且能将加热过程中的气体排出室外。操作方便,工作效率高,便于普及推广。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种用于SHPB动态冲击实验的高温加热装置,包括炉体(1)、温度控制器(2)、炉膛盖(3)、铰链(4)、炉栓(5)、炉销(6)、炉膛(7)、隔板(8)、试件(9)、电热转换装置(10)、温度传感器(11)、鼓风口(12)、电源插头(13)、保温层(14)、发热层(15)、烟气室(16)、烟气入口(17)、烟气出口(18)、孔洞(19)、凹槽(20),所述炉体(1)和炉膛盖(3)通过铰链(4)相连,所述炉体(1)还与炉膛盖(3)通过炉栓(5)和炉销(6)相连,所述炉体(1)包含保温层(14)、发热层(15)、炉膛(7)与烟气室(16),所述炉膛(7)上安插若干块隔板(8),所述隔板(8)上镂空有若干孔洞(19),所述隔板(8)上放置若干试件(9),所述炉膛(7)和烟气室(16)通过烟气入口(17)相连,所述烟气室(16)通过鼓风口(12)和烟气出口(18)与外界相连,所述炉体(1)通过电热转换装置(10)和温度传感器(11)与温度控制器(2)相连,所述温度控制器(2)与电源插头(13)相连。
为了提高本实用新型的综合性能,实现结构、效果优化,其进一步的措施是:
炉膛(7)的形状是马蹄形,其顶面为圆弧拱顶,且炉膛壁上刻有若干个凹槽(20),采用碳化硅或高铝材料烧结而成。
发热层(15)采用高温电阻丝缠绕而成。
保温层(14)为轻质砖或硅棉毡材料。
隔板(8)采用碳化硅材料,其上孔洞(19)直径约为10~15mm。
与现有技术相比,本实用新型的优点是:
(1)本实用新型通过马蹄形炉膛(7)的设计使炉膛内能够形成高温循环气流,使炉膛内没有温差点,可以精准控制炉膛内的温度。
(2)本实用新型通过带孔洞(19)的隔板(8),不仅使试件(9)均匀受热,而且隔板(8)将炉膛(7)分为若干层,可以充分利用炉膛(7)内的空间。
(3)本实用新型通过带凹槽(20)的炉膛(7),使隔板(8)与炉膛(7)有效的衔接,可根据实验需要快速的进行拆卸与安装。
(4)本实用新型通过烟气室(16)、烟气入口(17)、烟气出口(18)、鼓风口(12)的设计,使炉膛内的烟气能够及时排出室外,避免在加热过程中产生的气体对人体健康产生危害。
(5)本实用新型通过将烟气出口(18)设置在烟气室(16)的顶部,鼓风口(12)设置在烟气室(16)的后侧壁,有利于气体的流出。
附图说明
图1是本实用新型一种用于SHPB动态冲击实验的高温加热装置的立体结构示意图;
图2是本实用新型一种用于SHPB动态冲击实验的高温加热装置的正视图;
图3是本实用新型一种用于SHPB动态冲击实验的高温加热装置的后视图;
图4是本实用新型一种用于SHPB动态冲击实验的高温加热装置的剖面图;
图5是本实用新型一种用于SHPB动态冲击实验的高温加热装置隔板(8)的结构示意图;
图6是本实用新型一种用于SHPB动态冲击实验的高温加热装置的实验原理图;
示意图中标号:1、炉体;2、温度控制器;3、炉膛盖;4、铰链;5、炉栓;6、炉销;7、炉膛;8、隔板;9、试件;10、电热转换装置;11、温度传感器;12、鼓风口;13、电源插头;14、保温层;15、发热层;16、烟气室;17、烟气入口;18、烟气出口;19、孔洞;20、凹槽。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述:
一种用于SHPB动态冲击实验的高温加热装置,包括炉体(1)、温度控制器(2)、炉膛盖(3)、铰链(4)、炉栓(5)、炉销(6)、炉膛(7)、隔板(8)、试件(9)、电热转换装置(10)、温度传感器(11)、鼓风口(12)、电源插头(13)、保温层(14)、发热层(15)、烟气室(16)、烟气入口(17)、烟气出口(18)、孔洞(19)、凹槽(20),所述炉体(1)和炉膛盖(3)通过铰链(4)相连,所述炉体(1)还与炉膛盖(3)通过炉栓(5)和炉销(6)相连,所述炉体(1)包含保温层(14)、发热层(15)、炉膛(7)与烟气室(16),所述炉膛(7)上安插若干块隔板(8),所述隔板(8)上镂空有若干孔洞(19),所述隔板(8)上放置若干试件(9),所述炉膛(7)和烟气室(16)通过烟气入口(17)相连,所述烟气室(16)通过鼓风口(12)和烟气出口(18)与外界相连,所述炉体(1)通过电热转换装置(10)和温度传感器(11)与温度控制器(2)相连,所述温度控制器(2)与电源插头(13)相连。
在本实施例中,设计的一种用于SHPB动态冲击实验的高温加热装置,使用时将试件放入隔板(8)上,再一起放在炉膛(7)内,并关闭炉膛盖(3)。然后接通电源,通过温度控制器(2)设置所需温度,在加热过程中,打开鼓风机,加热炉内的烟气在烟气室(16)内通过空气循环经烟气出口(18)排出室外。
在本实施例中通过马蹄形炉膛(7)的设计使炉膛内能够形成高温循环气流,使炉膛内没有温差点,可以精确控制炉膛内的温度。
在本实施例中通过带孔洞(19)的隔板(8),不仅使试件(9)均匀受热,而且隔板(8)将炉膛(7)分为若干层,可以充分利用炉膛(7)内的空间,通过带凹槽(20)的炉膛(7),使隔板(8)与炉膛(7)有效的衔接,可根据实验需要快速的进行拆卸与安装。
在本实施例中通过烟气室(16)、烟气入口(17)、烟气出口(18)、鼓风口(12)的设计,使炉膛内的烟气能够及时排出室外,避免在加热过程中产生的气体对人体健康产生危害,烟气出口(18)设置在烟气室(16)的顶部,鼓风口(12)设置在烟气室(16)的后侧壁,有利于气体的流出。
需要指出的是,以上实施例只是本实用新型一部分,实例中所使用的数据和图表仅用于说明本方法的具体思路。对于本领域的技术人员来说,凡在本实用新型的精神和原则之内,可轻易想到的变化或同等替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (5)
1.一种用于SHPB动态冲击实验的高温加热装置,包括炉体(1)、温度控制器(2)、炉膛盖(3)、铰链(4)、炉栓(5)、炉销(6)、炉膛(7)、隔板(8)、试件(9)、电热转换装置(10)、温度传感器(11)、鼓风口(12)、电源插头(13)、保温层(14)、发热层(15)、烟气室(16)、烟气入口(17)、烟气出口(18)、孔洞(19)、凹槽(20),所述炉体(1)和炉膛盖(3)通过铰链(4)相连,所述炉体(1)还与炉膛盖(3)通过炉栓(5)和炉销(6)相连,所述炉体(1)包含保温层(14)、发热层(15)、炉膛(7)与烟气室(16),所述炉膛(7)上安插若干块隔板(8),所述隔板(8)上镂空有若干孔洞(19),所述隔板(8)上放置若干试件(9),所述炉膛(7)和烟气室(16)通过烟气入口(17)相连,所述烟气室(16)通过鼓风口(12)和烟气出口(18)与外界相连,所述炉体(1)通过电热转换装置(10)和温度传感器(11)与温度控制器(2)相连,所述温度控制器(2)与电源插头(13)相连。
2.根据权利要求1所述的一种用于SHPB动态冲击实验的高温加热装置,其特征是:炉膛(7)的形状是马蹄形,其顶面为圆弧拱顶,且炉膛壁上刻有若干个凹槽(20),采用碳化硅或高铝材料烧结而成。
3.根据权利要求1所述的一种用于SHPB动态冲击实验的高温加热装置,其特征是:发热层(15)采用高温电阻丝缠绕而成。
4.根据权利要求1所述的一种用于SHPB动态冲击实验的高温加热装置,其特征是:保温层(14)为轻质砖或硅棉毡材料。
5.根据权利要求1所述的一种用于SHPB动态冲击实验的高温加热装置,其特征是:隔板(8)采用碳化硅材料,其上孔洞(19)直径约为10~15mm。
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