CN208172001U - 玻璃析晶梯度炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于玻璃性能测试领域，具体公开了一种炉膛内的测试温度范围较宽的玻璃析晶梯度炉。该玻璃析晶梯度炉，包括带炉膛的内胆、设置在炉膛的开口处的炉门、套在内胆上的外套筒、分别设置在外套筒两端的套筒前盖和套筒后盖、以及加热元件；所述加热元件沿着炉膛的长度方向呈螺旋形设置在内胆的外壁上，且加热元件的螺距从炉膛的开口到炉膛的底部逐渐变小。通过将加热元件沿着炉膛的长度方向呈螺旋形设置在内胆的外壁上，且使加热元件的螺距从炉膛的开口到炉膛的底部逐渐变小，能够有效拉长测试区域的加热温度梯度，并保证对测试区域的加热效果，使得炉膛内的测试温度范围更宽，能够达到450℃的温度梯度，测量上限温度能够达到1300℃。

Description

玻璃析晶梯度炉

技术领域

本实用新型属于玻璃性能测试领域，具体涉及一种玻璃析晶测试设备。

背景技术

测定玻璃析晶性能就是测定玻璃的析晶上、下限温度，以及在该温度范围内玻璃的析晶程度，以便根据测试结果制定合理的熔制、成型和热加工制度，从而避免析晶的产生，对生产工艺、玻璃成型具有指导意义。现有的玻璃析晶梯度炉，包括带炉膛的内胆、设置在炉膛开口处的炉门、套在内胆上的外套筒、设置在内胆与外套筒之间的硅碳棒、以及分别设置在外套筒两端的套筒前盖和套筒后盖。测试时，将样品放置在铂舟上，并将铂舟放置于炉膛中。

现有的玻璃析晶梯度炉存在诸多的缺点：(1)采用硅碳棒作为加热元件易损坏，在高温时取放十几次试样，就烧断了。(2)炉膛内的测试温度范围较窄，通常只能实现120℃的温度梯度，需要反复测试几次才能找到温度上限，费时；测试一个样品需要好几个铂舟，铂舟的清洗也需要时间；测试时间和铂舟清洗时间都会延迟测试进度。(3)不能测析晶上限温度高于1200℃的样品。(4)升温速度慢，时间长；不能满足日常生产和测试的需要。

实用新型内容

本实用新型要解决的问题是提供一种炉膛内的测试温度范围较宽的玻璃析晶梯度炉。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：玻璃析晶梯度炉，包括带炉膛的内胆、设置在炉膛的开口处的炉门、套在内胆上的外套筒、分别设置在外套筒两端的套筒前盖和套筒后盖、以及加热元件；所述加热元件沿着炉膛的长度方向呈螺旋形设置在内胆的外壁上，且加热元件的螺距从炉膛的开口到炉膛的底部逐渐变小。

进一步的是，所述内胆采用刚玉-莫来石材料烧制而成。

进一步的是，所述外套筒采用碳化硅材料烧制而成，所述套筒前盖和套筒后盖均由莫来石轻质砖制成。

进一步的是，所述加热元件为电热丝。

进一步的是，所述电热丝由铂铑合金材料制成。

进一步的是，所述内胆与外套筒之间填充有氧化铝粉。

进一步的是，该玻璃析晶梯度炉还包括设置在外套筒表面的保温层。

进一步的是，所述保温层包括包裹在外套筒上的纤维毯和包裹在纤维毯上的纤维纸。

进一步的是，该玻璃析晶梯度炉还包括测温元件和控制器，所述测温元件的探测端处于炉膛的底部，所述控制器分别与加热元件和测温元件电连接。

进一步的是，该玻璃析晶梯度炉还包括铂舟，所述铂舟设置在炉膛中。

本实用新型的有益效果是：通过将加热元件沿着炉膛的长度方向呈螺旋形设置在内胆的外壁上，且使加热元件的螺距从炉膛的开口到炉膛的底部逐渐变小，能够有效拉长测试区域的加热温度梯度，并保证对测试区域的加热效果，使得炉膛内的测试温度范围更宽，能够达到450℃的温度梯度，测量上限温度能够达到1300℃。

附图说明

图1是本实用新型是实施结构示意图；

图2是沿图1中A-A线的剖视图；

图中标记为：内胆10、炉膛11、炉门12、外套筒20、套筒前盖21、套筒后盖22、加热元件30、氧化铝粉40、纤维毯51、纤维纸52、测温元件60。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

结合图1和图2所示，玻璃析晶梯度炉，包括带炉膛11的内胆10、设置在炉膛11的开口处的炉门12、套在内胆10上的外套筒20、分别设置在外套筒20两端的套筒前盖21和套筒后盖22、以及加热元件30；所述加热元件30沿着炉膛11的长度方向呈螺旋形设置在内胆10的外壁上，且加热元件30的螺距从炉膛11的开口到炉膛11的底部逐渐变小。通过将加热元件30沿着炉膛11的长度方向呈螺旋形设置在内胆10的外壁上，且使加热元件30的螺距从炉膛11的开口到炉膛11的底部逐渐变小，能够有效拉长测试区域的加热温度梯度，并保证对测试区域的加热效果，使得炉膛内的测试温度范围更宽。其中，螺距是指：在炉膛11的长度方向，相邻的两圈加热元件30部分之间的距离；螺距较大的区域为低温测试区，螺距较小的区域为高温测试区。

内胆10作为该玻璃析晶梯度炉的主要部件之一，通常由耐高温、耐腐蚀材料制作，优选采用刚玉-莫来石材料烧制而成，刚玉-莫来石材料是一种现有材料，指的是由刚玉和莫来石主晶相组成的高铝质耐火材料；炉膛11作为测试区域，其通常为横截面尺寸较小、深度较大的柱形腔，且一端开口、另一端封闭，以便充分受热的同时形成更宽范围的温度梯度；设置内胆10时，一般使炉膛11保持水平。

外套筒20通常为两端开口的柱状筒，优选为圆筒；套筒前盖21和套筒后盖22分别盖设于外套筒20的两端，在套筒前盖21上设有开孔，该开孔与炉膛11的开口相对应；为了固定内胆10，在套筒前盖21的后端和套筒后盖22的前端上通常分别设有用于和内胆10配合的沉孔结构；一般的，外套筒20采用碳化硅材料烧制而成，套筒前盖21和套筒后盖22均由莫来石轻质砖制成。优选的，采用SiC含量高于85％的碳化硅材料烧制外套筒20。为了保护加热元件30，提高结构的整体性，通常在内胆10与外套筒20之间填充有氧化铝粉40；优选采用熟的除铁氧化铝粉进行填充。

加热元件30用于加热炉膛11，以进行玻璃析晶性能测定；通常选用线性加热件作为加热元件30，如：电热丝、螺旋加热棒等，优选采用铂铑合金材料制成的电热丝作为加热元件30，以满足能耐高温、耐腐蚀的要求；电热丝的直径优选为0.75mm。设置加热元件30时，通常先沿着炉膛11的长度方向在内胆10的外壁上设置螺距从炉膛11的开口到炉膛11的底部逐渐变小的螺旋形导槽，后将加热元件30沿着螺旋形导槽设置。

为了减小外界干扰，保证测试效果，再如图2所述，该玻璃析晶梯度炉还包括设置在外套筒20表面的保温层。利用保温层对测试区域进行保温。

优选的，所述保温层包括包裹在外套筒20上的纤维毯51和包裹在纤维毯51上的纤维纸52。再优选的，纤维毯51优选采用含锆纤维毯制作。

作为本实用新型的又一种优选方案，再如图2所示，该玻璃析晶梯度炉还包括测温元件60和控制器，所述测温元件60的探测端处于炉膛11的底部，所述控制器分别与加热元件30和测温元件60电连接。测温元件60用于检测温度；控制器主要用于控制加热元件30加热，以控制炉膛11内的升温过程和温度变化。通过测温元件60实时监测炉膛11底部的温度，即监测高温区的温度，并反馈给控制器，操作人员可根据反馈结果手动输入控制命令对加热元件30进行控制，以控制炉膛11内的测试温度；也可由控制器根据反馈结果与其内预设值比对，自动控制加热元件30的输出功率。测温元件60可以为多种，例如：温度传感器、热电偶等，优选采用铂金材料制作的热电偶作为测温元件60，该测温元件60的探测端处于炉膛11的底部，用以测量炉膛11内的最高温度，其余部分依次穿过套筒后盖22、纤维毯51和纤维纸52与控制器进行电连接。

优选的，该玻璃析晶梯度炉还包括铂舟，所述铂舟设置在炉膛11中。铂舟用于防止测试样品，优选采用铂金材料制作，铂舟的内部尺寸通常为14mm×14mm×170mm。

实施例

玻璃析晶梯度炉，包括带炉膛11的内胆10、设置在炉膛11的开口处的炉门12、套在内胆10上的外套筒20、分别设置在外套筒20两端的套筒前盖21和套筒后盖22、加热元件30、填充在内胆10与外套筒20之间的氧化铝粉40、设置在外套筒20表面的保温层、测温元件60、控制器、以及铂舟；

所述加热元件30为电热丝，加热元件30沿着炉膛11的长度方向呈螺旋形设置在内胆10的外壁上，且加热元件30的螺距从炉膛11的开口到炉膛11的底部逐渐变小；

所述保温层包括包裹在外套筒20上的纤维毯51和包裹在纤维毯51上的纤维纸52；

所述测温元件60的探测端处于炉膛11的底部，所述控制器分别与加热元件30和测温元件60电连接；

所述铂舟设置在炉膛11中。

上述玻璃析晶梯度炉的安装过程如下：

首先，将加热元件30沿着炉膛11的长度方向呈螺旋形设置在内胆10的外壁上，使加热元件30的螺距从炉膛11的开口到炉膛11的底部逐渐变小；

其次，将外套筒20套在内胆10上，并将套筒后盖22盖在外套筒20的后端，再在内胆10与外套筒20之间填充熟的除铁氧化铝粉40，之后将套筒前盖21盖在外套筒20的前端；

接着，将含锆的纤维毯51包裹在外套筒20上，将纤维纸52包裹在纤维毯51上；使加热元件30的前端依次穿过外套筒20、纤维毯51和纤维纸52与外部电源电连接，使加热元件30的后端依次穿过套筒后盖22、纤维毯51和纤维纸52与外部电源电连接，使测温元件60的探测端依次穿过纤维纸52、纤维毯51、套筒后盖22和内胆10伸入至炉膛11的底部；将加热元件30和测温元件60分别与控制器电连接；

最后，将铂舟放置入炉膛11中，盖上炉门12。

经测试，上述玻璃析晶梯度炉的测试温度范围能够达到450℃的温度梯度，测量上限温度能够达到1300℃，不仅具有快速升温、准确检测温度、经久耐用的特点，而且铂舟使用、清洗方便，并能够在高温下随时打开炉门12而不必担心冷空气进入带来的对加热元件30的损坏。

Claims (10)

1.玻璃析晶梯度炉，包括带炉膛(11)的内胆(10)、设置在炉膛(11)的开口处的炉门(12)、套在内胆(10)上的外套筒(20)、分别设置在外套筒(20)两端的套筒前盖(21)和套筒后盖(22)、以及加热元件(30)；其特征在于：所述加热元件(30)沿着炉膛(11)的长度方向呈螺旋形设置在内胆(10)的外壁上，且加热元件(30)的螺距从炉膛(11)的开口到炉膛(11)的底部逐渐变小。

2.如权利要求1所述的玻璃析晶梯度炉，其特征在于：所述内胆(10)采用刚玉-莫来石材料烧制而成。

3.如权利要求1所述的玻璃析晶梯度炉，其特征在于：所述外套筒(20)采用碳化硅材料烧制而成，所述套筒前盖(21)和套筒后盖(22)均由莫来石轻质砖制成。

4.如权利要求1所述的玻璃析晶梯度炉，其特征在于：所述加热元件(30)为电热丝。

5.如权利要求4所述的玻璃析晶梯度炉，其特征在于：所述电热丝由铂铑合金材料制成。

6.如权利要求1所述的玻璃析晶梯度炉，其特征在于：所述内胆(10)与外套筒(20)之间填充有氧化铝粉(40)。

7.如权利要求1、2、3、4、5或6所述的玻璃析晶梯度炉，其特征在于：还包括设置在外套筒(20)表面的保温层。

8.如权利要求7所述的玻璃析晶梯度炉，其特征在于：所述保温层包括包裹在外套筒(20)上的纤维毯(51)和包裹在纤维毯(51)上的纤维纸(52)。

9.如权利要求7所述的玻璃析晶梯度炉，其特征在于：还包括测温元件(60)和控制器，所述测温元件(60)的探测端处于炉膛(11)的底部，所述控制器分别与加热元件(30)和测温元件(60)电连接。

10.如权利要求9所述的玻璃析晶梯度炉，其特征在于：还包括铂舟，所述铂舟设置在炉膛(11)中。