CN214281680U - 一种适用于不同长度高温炉发热体的加热电极 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种适用于不同长度高温炉发热体的加热电极，包括：加热电极主体、接触套筒、锁紧块、石英玻璃片、环排循环水冷流道、进水嘴和出水嘴；本实用新型的加热电极，针对现有技术中高温炉发热体的加热电极冷却不充分，及不能配套多种尺寸高温炉发热体的不足，采用接触套筒与锁紧块之间间距可调的设置，能够为不同长度的高温炉发热体高效供电，提高高温炉发热体长度设计的灵活性与适用性；同时，采用环排循环水冷流道能够高效冷却由高温发热体中心恒温区传导到外表面的热量，经测试，该加热电极在高温炉恒温区3000K时，其表面温度不超过50℃。
Description
技术领域
本实用新型涉及热学计量技术领域，具体涉及一种适用于不同长度高温炉发热体的加热电极。
背景技术
辐射温度计及高温热电偶广泛应用于高温温度测量领域，实现高温环境下样品温度测量与高温恒温设备的温度控制，因此各领域工艺过程对该类温度测量仪器/传感器的准确度有一定要求，该类温度测量仪器/传感器需定期进行溯源。溯源装置的主要设备为高温炉，高温炉的工作原理是大功率直流电源通过加热电极将低电压大电流加到高温发热体上，由高温发热体产生需要的温度，通过标准光电高温计指示标准温度。由于高温发热体的中心恒温区温度较高，目前计量机构的校准能力最高可达到3500K。由于热传导的作用，导致发热体两端加热电极处的温度也较高，为保证加热电极正常工作需进行充分水冷，避免热传导的高温导致加热电极与外接法兰焊接处融化。
此外，由于被校准温度测量仪器，尤其是高温热电偶的结构各异，有些接触式温度传感器的测温敏感部分长度很短，在实际校准过程中，该类温度传感器通过高温炉炉体中部专用测试口将测温敏感部分置于高温发热体恒温区，温度传感器后端通过水冷设备。由于被校准高温热电偶的结构各异，需要使用的高温发热体的结构也各异。为使高温炉的加热功率集中到发热体恒温中心区，根据各传感器的结构，需要设计不同直径、长度及恒温区结构的高温发热体。为了使高温炉可安装多种结构尺寸的高温发热体，有必要设计可调节长度的加热电极，以满足多种长度尺寸高温发热体的安装需求。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供了一种适用于不同长度高温炉发热体的加热电极，采用接触套筒与锁紧块之间间距可调的设置，能够为不同长度的高温炉发热体高效供电，提高高温炉发热体长度设计的灵活性与适用性；同时，采用环排循环水冷流道能够高效冷却由高温发热体中心恒温区传导到外表面的热量。
本实用新型的技术方案为：一种适用于不同长度高温炉发热体的加热电极，包括：加热电极主体、接触套筒、锁紧块、石英玻璃片、环排循环水冷流道、进水嘴和出水嘴；
所述加热电极主体为两端开口的圆柱形筒体结构，该圆柱形筒体结构的一端通过法兰安装在高温炉中，并在对接处密封，另一端设置内螺纹，其内部同轴螺纹连接有接触套筒，且接触套筒套装在高温炉发热体的外表面上，接触套筒能够将高温炉发热体与加热电极主体之间导通；
所述加热电极主体远离高温炉的一端内部螺纹连接有锁紧块，通过调节锁紧块与接触套筒之间的轴向间距，能够安装不同长度高温炉发热体；
所述石英玻璃片封堵在加热电极主体远离高温炉的一端的端部，用于实现加热电极主体的密封，密封后的加热电极主体的内部空腔作为高温炉测试腔；
所述加热电极主体的筒壁上加工有环排循环水冷流道，其两端分别与设置在加热电极主体上的进水嘴和出水嘴连通，用于冷却高温炉发热体恒温区沿加热电极主体径向传导到表面的热量。
优选地，所述环排循环水冷流道包括：五个以上水冷流道，五个以上水冷流道沿加热电极主体的筒壁周向均匀设置，且五个以上水冷流道的轴向均与加热电极主体的轴向平行；五个以上水冷流道依次连通，形成蛇形线状流道，该蛇形线状流道两端开口且分别作为入水口和出水口，并分别与进水嘴和出水嘴连通，进水嘴进水，在流道内循环带出热量从出水嘴流出，实现水冷。
优选地，所述接触套筒和加热电极主体螺纹连接的对接面上涂导电硅脂。
优选地，所述高温炉发热体为两段直径不同的圆柱通过圆台过渡连接而成的结构，将接触套筒的内孔设置为与高温炉发热体的形状配合的变径通孔，二者面接触，能够增加导电面积。
优选地，所述接触套筒的内径可调。
优选地，所述高温炉测试腔体内壁面上设置屏蔽层。
优选地，所述高温炉测试腔体内壁面上设置保温层。
优选地，所述加热电极主体上设有抽气口，用于对高温炉测试腔体抽真空。
优选地，所述加热电极主体和接触套筒的材质均采用黄铜。
优选地，所述法兰、进水嘴和出水嘴的材料均为不锈钢。
有益效果：
1、本实用新型的加热电极，针对现有技术中高温炉发热体的加热电极冷却不充分，及不能配套多种尺寸高温炉发热体的不足，采用接触套筒与锁紧块之间间距可调的设置，能够为不同长度的高温炉发热体高效供电，提高高温炉发热体长度设计的灵活性与适用性；同时，采用环排循环水冷流道能够高效冷却由高温发热体中心恒温区传导到外表面的热量，经测试，该加热电极在高温炉恒温区3000K时，其表面温度不超过50℃。
2、本实用新型中环排循环水冷流道的具体设置，能够高效冷却由高温发热体中心恒温区传导到外表面的热量，且有利于充分利用加热电极主体的空间。
3、本实用新型中接触套筒和加热电极主体螺纹连接匹配的对接面上涂导电硅脂，能够显著增加二者之间的接触导电性能。
4、本实用新型中通过更换不同内径的接触套筒，能够实现不同直径高温炉发热体的安装。
附图说明
图1为本实用新型加热电极的主视图。
图2为本实用新型加热电极的左视图。
图3为本实用新型中接触套筒的结构示意图，(1)主视图的剖视图，(2)左视图。
图4为本实用新型中锁紧块的结构示意图，(1)主视图的剖视图，(2)左视图。
图5为本实用新型中流道的结构示意图。
其中，1-加热电极主体，2-接触套筒，3-锁紧块，4-石英玻璃片，5-法兰，6-环排循环水冷流道，7-进水嘴，8-出水嘴，9-抽气口，10-电接头。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本实用新型进行详细描述。
本实施例提供了一种适用于不同长度高温炉发热体的加热电极，采用接触套筒与锁紧块之间间距可调的设置，能够为不同长度的高温炉发热体高效供电，提高高温炉发热体长度设计的灵活性与适用性；同时，采用环排循环水冷流道能够高效冷却由高温发热体中心恒温区传导到外表面的热量。
如图1和2所示，该加热电极包括：加热电极主体1、接触套筒2、锁紧块3、石英玻璃片4、环排循环水冷流道6、进水嘴7、出水嘴8和电接头10。
该加热电极的连接关系为：加热电极主体1的材质采用导电、导热性能良好的黄铜，其整体形状为两端开口的圆柱形筒体结构，该圆柱形筒体结构的一端通过法兰5安装在高温炉中(对接处密封，对接处的连接件采用套有聚四氟乙烯绝缘层的高强度螺栓)，另一端设置内螺纹，其内部同轴安装有接触套筒2，且接触套筒2套装在高温炉发热体的外表面上，接触套筒2能够将高温炉发热体与加热电极主体1之间导通；其中，接触套筒2外圆周面上设置外螺纹，其与加热电极主体1的内圆周面螺纹连接，为增加接触导电性能，接触套筒2和加热电极主体1螺纹连接匹配的对接面上需涂导电硅脂；
高温炉发热体为两段直径不同的圆柱通过圆台过渡连接而成的结构，因此，将接触套筒2的内孔设置为与高温炉发热体的形状配合的变径通孔，能够有效增加导电面积，同时，高温发热体在高温条件下存在一定的膨胀量，通过膨胀，高温发热体可与接触套筒2良好的实现面接触，避免点接触而引起接触电阻过大、电源功率过于集中在加热电极两侧、导致高温发热体中心温度过低；
接触套筒2内孔的大端朝向高温炉，另一端远离高温炉朝外，接触套筒2内孔小端所在端的加热电极主体1内螺纹连接有锁紧块3，通过调节锁紧块3与接触套筒2轴向的压紧程度，能够实现不同长度高温炉发热体的安装；此外，可通过更换不同内径的接触套筒2来实现不同直径高温炉发热体的安装，从而增强高温炉工作的灵活性与适用性；
石英玻璃片4封堵在接触套筒2内孔小端所在端的加热电极主体1的端部，用于实现加热电极主体1的密封，密封后的加热电极主体1的内部空腔作为高温炉测试腔；同时，标准光电高温计通过石英玻璃片4测量高温发热体中心恒温区温度；
加热电极主体1的筒壁上加工有环排循环水冷流道6，用于高效冷却高温炉发热体恒温区(加热电极主体1中心)沿加热电极主体1径向传导到表面的热量；环排循环水冷流道6的具体设置为：在加热电极主体1的筒壁上沿周向均匀设置十二个水冷流道，且十二个水冷流道的轴向均与加热电极主体1的轴向平行；十二个水冷流道依次连通，形成蛇形线状流道，该蛇形线状流道两端开口且分别作为入水口和出水口，并分别与设置在加热电极主体1上的进水嘴7和出水嘴8连通，进水嘴7进水，在流道内循环带出热量从出水嘴8流出，实现水冷；
加热电极主体1上设置电接头10，加热电极通过电接头10与设定功率(大于设定值)的电源输出端连接，为高温炉测试腔提供加热所需的直流电流。
进一步地，高温炉测试腔体内壁面上设置屏蔽层及保温层，其中，屏蔽层用于增强高温炉测试腔体的密封性，保温层用于保温隔热，用于减少高温炉发热体恒温区散热。
进一步地，高温炉在高温条件下工作时，为避免测试腔体内的高温发热体、屏蔽层及保温层氧化，一般在真空或惰性气体环境氛围内工作，因此在加热电极主体1上设计有抽气口9，用于对高温炉测试腔体抽真空。
进一步地，接触套筒2的材质采用黄铜。
进一步地，法兰5、进水嘴7和出水嘴8的材料均为不锈钢，通过焊接完成与加热电极主体1的连接。
综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种适用于不同长度高温炉发热体的加热电极，其特征在于，包括：加热电极主体(1)、接触套筒(2)、锁紧块(3)、石英玻璃片(4)、环排循环水冷流道(6)、进水嘴(7)和出水嘴(8)；
所述加热电极主体(1)为两端开口的圆柱形筒体结构，该圆柱形筒体结构的一端通过法兰(5)安装在高温炉中，并在对接处密封，另一端设置内螺纹，其内部同轴螺纹连接有接触套筒(2)，且接触套筒(2)套装在高温炉发热体的外表面上，接触套筒(2)能够将高温炉发热体与加热电极主体(1)之间导通；
所述加热电极主体(1)远离高温炉的一端内部螺纹连接有锁紧块(3)，通过调节锁紧块(3)与接触套筒(2)之间的轴向间距，能够安装不同长度高温炉发热体；
所述石英玻璃片(4)封堵在加热电极主体(1)远离高温炉的一端的端部，用于实现加热电极主体(1)的密封，密封后的加热电极主体(1)的内部空腔作为高温炉测试腔；
所述加热电极主体(1)的筒壁上加工有环排循环水冷流道(6)，其两端分别与设置在加热电极主体(1)上的进水嘴(7)和出水嘴(8)连通，用于冷却高温炉发热体恒温区沿加热电极主体(1)径向传导到表面的热量。
2.如权利要求1所述的适用于不同长度高温炉发热体的加热电极，其特征在于，所述环排循环水冷流道(6)包括：五个以上水冷流道，五个以上水冷流道沿加热电极主体(1)的筒壁周向均匀设置，且五个以上水冷流道的轴向均与加热电极主体(1)的轴向平行；五个以上水冷流道依次连通，形成蛇形线状流道，该蛇形线状流道两端开口且分别作为入水口和出水口，并分别与进水嘴(7)和出水嘴(8)连通，进水嘴(7)进水，在流道内循环带出热量从出水嘴(8)流出，实现水冷。
3.如权利要求1所述的适用于不同长度高温炉发热体的加热电极，其特征在于，所述接触套筒(2)和加热电极主体(1)螺纹连接的对接面上涂导电硅脂。
4.如权利要求1所述的适用于不同长度高温炉发热体的加热电极，其特征在于，所述高温炉发热体为两段直径不同的圆柱通过圆台过渡连接而成的结构，将接触套筒(2)的内孔设置为与高温炉发热体的形状配合的变径通孔，二者面接触，能够增加导电面积。
5.如权利要求1所述的适用于不同长度高温炉发热体的加热电极，其特征在于，所述接触套筒(2)的内径可调。
6.如权利要求1所述的适用于不同长度高温炉发热体的加热电极，其特征在于，所述高温炉测试腔体内壁面上设置屏蔽层。
7.如权利要求1所述的适用于不同长度高温炉发热体的加热电极，其特征在于，所述高温炉测试腔体内壁面上设置保温层。
8.如权利要求6或7所述的适用于不同长度高温炉发热体的加热电极，其特征在于，所述加热电极主体(1)上设有抽气口(9)，用于对高温炉测试腔体抽真空。
9.如权利要求1所述的适用于不同长度高温炉发热体的加热电极，其特征在于，所述加热电极主体(1)和接触套筒(2)的材质均采用黄铜。
10.如权利要求1所述的适用于不同长度高温炉发热体的加热电极，其特征在于，所述法兰(5)、进水嘴(7)和出水嘴(8)的材料均为不锈钢。
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|---|---|---|---|---|
| CN114199673A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-03-18 | 矿冶科技集团有限公司 | 一种高通量火焰热冲击涂层性能测试方法及其测试装置 |
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| CN114199673B (zh) * | 2021-12-17 | 2023-08-08 | 矿冶科技集团有限公司 | 一种高通量火焰热冲击涂层性能测试方法及其测试装置 |
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