CN221527330U - 一种立式多温区高通量管式炉 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种立式多温区高通量管式炉，包括加热炉体、控温装置以及控制部件，所述加热炉体包括保温炉壳以及设置于所述保温炉壳内的加热区，所述加热区包括利用隔热部件分隔开的多个可独立控温的温区，所述加热区内设置有多个可容纳样品且可通过气体的管体，每个所述管体均贯穿每个所述温区，所述管体外侧设置有加热元件，所述控温装置电连接至所述控制部件，所述管体内设置有用于将试样分别静置于多个所述温区内的吊烧试样台。上述立式多温区高通量管式炉，能够一次性对大批量材料进行不同温度、不同时间和不同气氛的热处理，且同一炉膛内的样品在取样时的炉膛温度波动更小，从而可以提高实验效率，缩短实验周期。

Description

一种立式多温区高通量管式炉

技术领域

本实用新型涉及热处理设备制造技术领域，更具体地说，涉及一种立式多温区高通量管式炉。

背景技术

陶瓷基复合材料主要包括C/SiC、SiC/SiC、C/C以及SiO₂/SiO₂等纤维增韧陶瓷基复合材料体系，纤维增强陶瓷基复合材料具有低密度、高强度、高模量、耐高温和抗氧化等性能优势，已成为航天飞行器热防护构件、航空发动机热端部件以及轨道交通与高档桥车高效刹车系统等高端应用领域中的重要候选材料。在服役条件下，材料需长期承受高温、应力、水蒸气和氧气耦合作用，产生热物理、化学损伤耦合，失效机理和损伤规律极为复杂。开展陶瓷基复合材料在高温水氧耦合的气氛下的应力氧化行为和力学性能的研究，就可以对其在航空发动机等高温部件上的应用提供指导。

热处理是陶瓷基复合材料研发和制备过程中必不可少的一个环节，是指将材料加热到预设温度，并在一定气氛中，保温一定时间后，以预设的速率冷却到室温的一种热加工工艺。传统的材料研发多采用“试错法”，实验量巨大，研发周期长，研发效率低。研究者首先根据已有的理论和经验，对所研究材料的显微结构和性能提出预测，接着利用预设的热处理参数对材料进行处理，对热处理后的材料进行显微结构和性能分析后，再对预设的热处理工艺参数进行优化，并使用一批新样品进行热处理和性能表征，这样经过多次循环后才能得到满足要求的热处理工艺和材料。

从上面来看，陶瓷基复合材料的热处理工艺的调控需要对材料进行不同温度、时间和气氛参数的探索，而现有的管式炉只能在某个特定温度下进行不同加热时间或不同气氛的实验，可见这就严重影响了实验的效率，且不同加热时间的样品在取样时炉膛内的温度波动较大，这也容易造成实验误差。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种立式多温区高通量管式炉，能够一次性对大批量材料进行不同温度、不同时间和不同气氛的热处理，且同一炉膛内的样品在取样时的炉膛温度波动更小，从而可以提高实验效率，缩短实验周期。

本实用新型提供的一种立式多温区高通量管式炉，包括加热炉体、控温装置以及控制部件，所述加热炉体包括保温炉壳以及设置于所述保温炉壳内的加热区，所述加热区包括利用隔热部件分隔开的多个可独立控温的温区，所述加热区内设置有多个可容纳样品且可通过气体的管体，每个所述管体均贯穿每个所述温区，所述管体外侧设置有加热元件，所述控温装置电连接至所述控制部件，所述管体内设置有用于将试样分别静置于多个所述温区内的吊烧试样台。

优选的，在上述立式多温区高通量管式炉中，所述控温装置包括设置于每个所述温区内的管体外部的控温热电偶，所述控温热电偶电连接至所述控制部件。

优选的，在上述立式多温区高通量管式炉中，所述控温装置还包括设置于每个所述温区内的所述管体内部的测温热电偶，所述测温热电偶电连接至所述控制部件。

优选的，在上述立式多温区高通量管式炉中，所述管体的上端具有上法兰，下端具有下法兰。

优选的，在上述立式多温区高通量管式炉中，所述上法兰设置有挂钩，所述吊烧试样台包括悬挂在所述挂钩上的钼丝以及从上至下依次固定于所述钼丝上的多个坩埚。

优选的，在上述立式多温区高通量管式炉中，所述上法兰和所述下法兰均通过支撑杆与所述保温炉壳固定在一起。

优选的，在上述立式多温区高通量管式炉中，所述加热元件为高温铁铬铝加热丝。

优选的，在上述立式多温区高通量管式炉中，所述隔热部件为氧化铝陶瓷纤维隔热部件。

优选的，在上述立式多温区高通量管式炉中，所述控制部件为可设置热处理参数的智能显示屏。

优选的，在上述立式多温区高通量管式炉中，所述加热炉体还铰接有炉门，所述炉门表面设置有把手和锁扣。

从上述技术方案可以看出，本实用新型所提供的上述立式多温区高通量管式炉，由于包括加热炉体、控温装置以及控制部件，所述加热炉体包括保温炉壳以及设置于所述保温炉壳内的加热区，所述加热区包括利用隔热部件分隔开的多个可独立控温的温区，所述加热区内设置有多个可容纳样品且可通过气体的管体，每个所述管体均贯穿每个所述温区，所述管体外侧设置有加热元件，所述控温装置电连接至所述控制部件，所述管体内设置有用于将试样分别静置于多个所述温区内的吊烧试样台，因此能够一次性对大批量材料进行不同温度、不同时间和不同气氛的热处理，且同一炉膛内的样品在取样时的炉膛温度波动更小，从而可以提高实验效率，缩短实验周期。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种立式多温区高通量管式炉的实施例的整体图；

图2为本实用新型提供的一种立式多温区高通量管式炉的实施例的内部剖面图；

图3为本实用新型提供的一种立式多温区高通量管式炉的实施例的炉膛俯视图；

图4为本实用新型提供的一种立式多温区高通量管式炉的实施例的吊烧试样台的示意图；

图5为立式多温区高通量管式炉的炉门示意图。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种立式多温区高通量管式炉，能够一次性对大批量材料进行不同温度、不同时间和不同气氛的热处理，且同一炉膛内的样品在取样时的炉膛温度波动更小，从而可以提高实验效率，缩短实验周期。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供的一种立式多温区高通量管式炉的实施例如图1、图2、图3和图4所示，图1为本实用新型提供的一种立式多温区高通量管式炉的实施例的整体图，图2为本实用新型提供的一种立式多温区高通量管式炉的实施例的内部剖面图，图3为本实用新型提供的一种立式多温区高通量管式炉的实施例的炉膛俯视图，图4为本实用新型提供的一种立式多温区高通量管式炉的实施例的吊烧试样台的示意图，该立式多温区高通量管式炉可以包括加热炉体1、控温装置2以及控制部件3，加热炉体1可以包括保温炉壳11以及设置于保温炉壳11内的加热区12，加热区12包括利用隔热部件13分隔开的多个可独立控温的温区，例如图2展示的温区1、温区2和温区3，实际不仅限于3个，可以根据需要来设置温区数量，加热区12内可以设置有多个可容纳样品且可通过气体的管体4，每个管体4均贯穿每个温区，这样在同一个管体中的位于不同高度的样品就可以分别处于不同的温度中进行实验，管体4外侧设置有加热元件5，这种加热元件5用于给管体4加热，控温装置2电连接至控制部件3，这种控温装置2用于将多个温区内的温度控制在一定的数值，管体4内设置有用于将试样分别静置于多个温区内的吊烧试样台6，这样情况下，每个管体4内都可以通入具有一种配比的混合气体，而每个管体4内位于不同高度的样品又可以分别处于不同的温度氛围中，这样就可以在同时设置多种参数组合的情况下进行实验，效率得到很大提升。

从上述技术方案可以看出，本实用新型所提供的上述立式多温区高通量管式炉的实施例中，由于包括加热炉体、控温装置以及控制部件，加热炉体包括保温炉壳以及设置于保温炉壳内的加热区，加热区包括利用隔热部件分隔开的多个可独立控温的温区，加热区内设置有多个可容纳样品且可通过气体的管体，每个管体均贯穿每个温区，管体外侧设置有加热元件，控温装置电连接至控制部件，管体内设置有用于将试样分别静置于多个温区内的吊烧试样台，因此能够一次性对大批量材料进行不同温度、不同时间和不同气氛的热处理，且同一炉膛内的样品在取样时的炉膛温度波动更小，从而可以提高实验效率，缩短实验周期。

在上述立式多温区高通量管式炉的一个具体实施例中，继续参考图2，控温装置2可以包括设置于每个温区内的管体4外部的控温热电偶21，控温热电偶21电连接至控制部件3，具体可以用导线连接，这种控温热电偶的作用是发热，可按设置的温度程序进行升降温。进一步的，控温装置2还可以包括设置于每个温区内的管体4内部的测温热电偶22，测温热电偶22电连接至控制部件3，具体可以用导线连接，这样就可以测量样品所在位置的实际温度，并且可以根据每个位置的实际温度来向控温装置进行温度信息的反馈，从而可以指导控温装置进行更加精确的控温，保证每个样品都处于预先设定的精确温度中。需要说明的是，由于在加热过程中，受气氛比例、流速等因素的影响，炉管内的实际温度与控温热电偶产生的温度可能有偏差，因此需要设置测温热电偶测温，来判断炉管内部温度是否达到实验设置温度。

在上述立式多温区高通量管式炉的另一个具体实施例中，继续参考图2，管体4的上端具有上法兰41，下端具有下法兰42，这种管体4可以是石英管，且两端安装的法兰延伸出保温炉壳，利用法兰可以更加方便通入混合气体。进一步的实施例中，上法兰41可以设置有挂钩，继续参考图4，吊烧试样台6包括悬挂在挂钩上的钼丝61以及从上至下依次固定于钼丝61上的多个坩埚62。

在上述立式多温区高通量管式炉的又一个具体实施例中，继续参考图1，上法兰41和下法兰42均通过支撑杆7与保温炉壳8固定在一起。需要说明的是，这两个法兰与支撑杆之间可以但不限于采用螺丝链接，起到固定法兰的作用，也可防止法兰掉下或意外飞出，提高实验时的安全性。

在上述立式多温区高通量管式炉的一个优选实施例中，加热元件5可以优选为高温铁铬铝加热丝，这种材质具体可以但不限于为0Cr₂₇Al₇Mo₂。而且上述隔热部件可以优选为氧化铝陶瓷纤维隔热部件，这样可以更好地防止不同温区内的石英管之间的温度相互影响，并确保每个温区内石英管的温度，避免石英管内的热量流失，上述控制部件可优选为可设置热处理参数的智能显示屏，利用这种智能显示屏可设置热处理参数，包括温度、保温时间、升温速率、降温速率等参数，且可独立控制每个温区的参数，并实时监控加热区内各项参数的变化情况。

在上述立式多温区高通量管式炉的另一个优选实施例中，参考图5，图5为立式多温区高通量管式炉的炉门示意图，加热炉体11还铰接有炉门13，炉门13表面设置有把手14和锁扣15，这样就可以用把手14更加方便地开关炉门13，并且可以在炉门13关闭时，利用锁扣15对炉门13进行锁紧固定。

综上所述，上述立式多温区高通量管式炉兼具立式、多温区和高通量这三大特点，可以同时设置不同时间、不同温度和不同气氛，可以模拟陶瓷基复合材料在高温下水氧耦合的环境，进行高通量实验并行处理，可以有效提高材料研发效率，大大缩短研发周期，有利于推进陶瓷基复合材料“按需设计”的目标。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种立式多温区高通量管式炉，其特征在于，包括加热炉体、控温装置以及控制部件，所述加热炉体包括保温炉壳以及设置于所述保温炉壳内的加热区，所述加热区包括利用隔热部件分隔开的多个可独立控温的温区，所述加热区内设置有多个可容纳样品且可通过气体的管体，每个所述管体均贯穿每个所述温区，所述管体外侧设置有加热元件，所述控温装置电连接至所述控制部件，所述管体内设置有用于将试样分别静置于多个所述温区内的吊烧试样台。

2.根据权利要求1所述的立式多温区高通量管式炉，其特征在于，所述控温装置包括设置于每个所述温区内的管体外部的控温热电偶，所述控温热电偶电连接至所述控制部件。

3.根据权利要求2所述的立式多温区高通量管式炉，其特征在于，所述控温装置还包括设置于每个所述温区内的所述管体内部的测温热电偶，所述测温热电偶电连接至所述控制部件。

4.根据权利要求3所述的立式多温区高通量管式炉，其特征在于，所述管体的上端具有上法兰，下端具有下法兰。

5.根据权利要求4所述的立式多温区高通量管式炉，其特征在于，所述上法兰设置有挂钩，所述吊烧试样台包括悬挂在所述挂钩上的钼丝以及从上至下依次固定于所述钼丝上的多个坩埚。

6.根据权利要求5所述的立式多温区高通量管式炉，其特征在于，所述上法兰和所述下法兰均通过支撑杆与所述保温炉壳固定在一起。

7.根据权利要求6所述的立式多温区高通量管式炉，其特征在于，所述加热元件为高温铁铬铝加热丝。

8.根据权利要求7所述的立式多温区高通量管式炉，其特征在于，所述隔热部件为氧化铝陶瓷纤维隔热部件。

9.根据权利要求8所述的立式多温区高通量管式炉，其特征在于，所述控制部件为可设置热处理参数的智能显示屏。

10.根据权利要求1-9任一项所述的立式多温区高通量管式炉，其特征在于，所述加热炉体还铰接有炉门，所述炉门表面设置有把手和锁扣。