一種實(shí)驗(yàn)用高溫真空鉭絲加熱爐的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種實(shí)驗(yàn)用高溫真空鉭絲加熱爐，包括外殼體、底座和設(shè)置在外殼體內(nèi)部的加熱裝置，外殼體和底座之間密封連接；所述加熱裝置由高溫發(fā)熱元件、熱電偶、保溫包套和頂部擋板組成，熱電偶設(shè)于加熱裝置中心位置并豎直插入底座中；高溫發(fā)熱元件由鉭絲、剛玉管、剛玉環(huán)墊片和兩根鉭材接線柱組成，其中剛玉管均勻分布在熱電偶周圍，鉭絲螺旋形環(huán)繞在所有剛玉管上，且其兩端分別固定在兩根鉭材接線柱上，相鄰鉭絲線圈間用剛玉環(huán)墊片隔開(kāi)，兩根鉭材接線柱分別穿過(guò)底座，在使用時(shí)可與外部電源相連；剛玉管外側(cè)設(shè)有保溫包套。該加熱爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小巧，升溫速度快，成本低廉，維修容易，循環(huán)使用壽命長(zhǎng)，可以滿足多數(shù)加熱和保溫實(shí)驗(yàn)要求。
【專利說(shuō)明】—種實(shí)驗(yàn)用高溫真空鉭絲加熱爐

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種加熱設(shè)備，特別提供一種實(shí)驗(yàn)用高溫真空鉭絲加熱爐。

【背景技術(shù)】
[0002]目前實(shí)驗(yàn)中采用的普通加熱爐(FeCrAl爐絲)，加熱溫度范圍和升溫速率受到限制，最高溫度僅能達(dá)到1000°c左右，室溫至1000°C溫度范圍內(nèi)可以維持的最大線性升溫速率僅為0.230C /S。對(duì)于更高的加熱溫度和更快的加熱速度，這種加熱爐已無(wú)法滿足要求。鉭的熔點(diǎn)高達(dá)2996°C，熱膨脹系數(shù)很小，富有延展性，可以拉成細(xì)絲狀，適合用來(lái)制作高溫加熱爐的發(fā)熱元件。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種實(shí)驗(yàn)用高溫真空鉭絲加熱爐，該加熱爐能夠提高加熱溫度上限和線性升溫速率。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種實(shí)驗(yàn)用高溫真空鉭絲加熱爐，包括外殼體、底座和設(shè)置在外殼體內(nèi)部的加熱裝置，外殼體和底座之間密封連接；其特征在于:
[0005]所述加熱裝置由高溫發(fā)熱元件、熱電偶、保溫包套和頂部擋板組成，其中熱電偶設(shè)于加熱裝置中心位置并豎直插入底座中；高溫發(fā)熱元件由鉭絲、三根或三根以上剛玉管、剛玉環(huán)墊片和兩根鉭材接線柱組成，其中剛玉管均勻分布在熱電偶周圍，且與熱電偶平行，鉭絲螺旋形環(huán)繞在所有剛玉管上，且其兩端分別固定在兩根鉭材接線柱上，相鄰鉭絲線圈間用剛玉環(huán)墊片隔開(kāi)，兩根鉭材接線柱設(shè)于剛玉管外側(cè)，且分別穿過(guò)底座，在使用時(shí)可與外部電源相連；保溫包套設(shè)置在剛玉管外側(cè)，用于保持爐內(nèi)溫度；
[0006]所述外殼體和底座均為雙層不銹鋼中空結(jié)構(gòu)，其中間能注入循環(huán)水進(jìn)行冷卻操作,外殼體設(shè)有通氣口，與真空系統(tǒng)連接可對(duì)外殼體內(nèi)部進(jìn)行抽真空操作。
[0007]本實(shí)用新型所述實(shí)驗(yàn)用高溫真空鉭絲加熱爐，其特征在于:相鄰兩根環(huán)繞有鉭絲的剛玉管中間設(shè)有一根樣品桿(可采用細(xì)的剛玉管做樣品桿)，熱電偶端部靠近樣品桿。
[0008]本實(shí)用新型所述實(shí)驗(yàn)用高溫真空鉭絲加熱爐，其特征在于:所述底座上設(shè)有固定裝置，用于固定加熱裝置。鉭材接線柱與固定裝置之間采用陶瓷絕緣墊片隔開(kāi)，外殼體和底座優(yōu)選采用密封膠圈連接，所述熱電偶采用鉬銠合金，保溫包套優(yōu)選為五層鈮材圓筒。
[0009]作為優(yōu)選方案，所述高溫發(fā)熱元件中設(shè)有四根剛玉管，且剛玉管呈方形排列，相鄰兩根間距為10mm，環(huán)繞其上的鉭絲直徑為1mm，且環(huán)繞圈數(shù)為8圈。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果是:加熱爐發(fā)熱元件電阻約0.5Ω，功率lkW，最高加熱溫度為1500°C，加熱速度為O?5°C /s可控，可以快速升溫且加熱均勻；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小巧，成本低廉，維修容易，循環(huán)使用壽命長(zhǎng)，可以滿足多數(shù)加熱和保溫實(shí)驗(yàn)要求。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1本實(shí)用新型所述實(shí)驗(yàn)用高溫真空鉭絲加熱爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖中:1-外殼體，2-剛玉管，3-頂部擋板，4-剛玉環(huán)墊片，5-樣品桿，6-保溫包套，7-外殼體出水口，8-鉭材接線柱，9-外殼體入水口，10-底座出水口，11-底座入水口，12-底座，13-密封膠圈，14-熱電偶，15-鉭絲，16-外殼體通氣口，17-固定裝置，18-陶瓷絕緣墊片。
[0013]圖2加熱爐高溫發(fā)熱元件的俯視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014]實(shí)施例1
[0015]如圖1、2所示，本實(shí)用新型所述實(shí)驗(yàn)用高溫真空鉭絲加熱爐由外殼體1、底座12和設(shè)置在外殼體I內(nèi)部的加熱裝置組成，其中加熱裝置由高溫發(fā)熱元件、熱電偶14、鈮材保溫包套6和頂部擋板3組成，熱電偶14設(shè)于加熱裝置中心位置并豎直插入底座12中；高溫發(fā)熱元件由鉭絲15、四根剛玉管2、剛玉環(huán)墊片4和兩根鉭材接線柱8組成，其中四根剛玉管2呈方形均勻分布在熱電偶14周圍，且與熱電偶14平行，相鄰兩根間距為10mm，直徑為Imm的鉭絲15螺旋形環(huán)繞在所有剛玉管2上，且其兩端分別固定在兩根鉭材接線柱8上，相鄰鉭絲15線圈間用剛玉環(huán)墊片4隔開(kāi)，兩根鉭材接線柱8設(shè)于剛玉管2外側(cè)，且分別穿過(guò)底座12，在使用時(shí)可與外部電源相連；保溫包套6為五層鈮材圓筒，設(shè)置在所有剛玉管2外側(cè)，用于保持爐內(nèi)溫度；頂部擋板3設(shè)于高溫發(fā)熱元件上面，且只能與一根鉭材接線柱8接觸；鉭材接線柱8與設(shè)于底座12上的固定裝置17之間采用陶瓷絕緣墊片18隔開(kāi)(其中固定裝置17由一圓盤(pán)形固定臺(tái)及設(shè)于固定臺(tái)下與底座12相連的支架組成，圓盤(pán)形固定臺(tái)上設(shè)有三個(gè)圓孔，兩根鉭材接線柱8分別穿過(guò)其中兩個(gè)圓孔，并采用陶瓷絕緣墊片18將鉭材接線柱8與圓孔邊緣隔開(kāi))。相鄰兩根環(huán)繞有鉭絲15的剛玉管2中間插有一根細(xì)剛玉管作為樣品桿5，熱電偶14穿過(guò)圓盤(pán)形固定臺(tái)中心的一個(gè)圓孔，其上端部靠近樣品桿5。
[0016]外殼體I和底座12均為雙層不銹鋼中空結(jié)構(gòu)，且其上分別設(shè)有外殼體入水口 9、外殼體出水口 7、底座入水口 11和底座出水口 10，循環(huán)水注入外殼體I和底座12中可以起到充分冷卻爐體作用。外殼體I還設(shè)有通氣口 16，與真空系統(tǒng)連接可對(duì)外殼體I的內(nèi)部進(jìn)行抽真空操作。外殼體I和底座12間采用密封膠圈連接。
[0017]該加熱爐在工作時(shí)，首先將樣品放在樣品桿5上，合上頂部擋板3，外殼體I和底座12密封連接，然后通過(guò)外殼體通氣口 16與機(jī)械泵及分子泵真空系統(tǒng)連接對(duì)外殼體I的內(nèi)部進(jìn)行抽真空操作。真空達(dá)到要求后，通入循環(huán)水，采用外部控溫裝置接入加熱電流，開(kāi)始加熱。
[0018]最后需要說(shuō)明的是:以上實(shí)施方式僅用以說(shuō)明而非限制本實(shí)用新型的技術(shù)方案，參照上述實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型做了詳盡說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，也依然可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型的精神范圍的任何修改及局部替換，但其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種實(shí)驗(yàn)用高溫真空鉭絲加熱爐，包括外殼體、底座和設(shè)置在外殼體內(nèi)部的加熱裝置，外殼體和底座之間密封連接；其特征在于: 所述加熱裝置由高溫發(fā)熱元件、熱電偶、保溫包套和頂部擋板組成，其中熱電偶設(shè)于加熱裝置中心位置并豎直插入底座中；高溫發(fā)熱元件由鉭絲、三根或三根以上剛玉管、剛玉環(huán)墊片和兩根鉭材接線柱組成，其中剛玉管均勻分布在熱電偶周圍，且與熱電偶平行，鉭絲螺旋形環(huán)繞在所有剛玉管上，且其兩端分別固定在兩根鉭材接線柱上，相鄰鉭絲線圈間用剛玉環(huán)墊片隔開(kāi)，兩根鉭材接線柱設(shè)于剛玉管外側(cè)，且分別穿過(guò)底座，在使用時(shí)可與外部電源相連；保溫包套設(shè)置在剛玉管外側(cè)，用于保持爐內(nèi)溫度； 所述外殼體和底座均為雙層不銹鋼中空結(jié)構(gòu)，其中間能注入循環(huán)水進(jìn)行冷卻操作，夕卜殼體設(shè)有通氣口，與真空系統(tǒng)連接可對(duì)外殼體內(nèi)部進(jìn)行抽真空操作。
2.按照權(quán)利要求1所述實(shí)驗(yàn)用高溫真空鉭絲加熱爐，其特征在于:相鄰兩根環(huán)繞有鉭絲的剛玉管中間設(shè)有一根樣品桿，熱電偶端部靠近樣品桿。
3.按照權(quán)利要求2所述實(shí)驗(yàn)用高溫真空鉭絲加熱爐，其特征在于:采用剛玉管做樣品桿。
4.按照權(quán)利要求1所述實(shí)驗(yàn)用高溫真空鉭絲加熱爐，其特征在于:所述底座上設(shè)有固定裝置，用于固定加熱裝置。
5.按照權(quán)利要求4所述實(shí)驗(yàn)用高溫真空鉭絲加熱爐，其特征在于:鉭材接線柱與所述固定裝置之間采用陶瓷絕緣墊片隔開(kāi)。
6.按照權(quán)利要求1所述實(shí)驗(yàn)用高溫真空鉭絲加熱爐，其特征在于:外殼體和底座采用密封膠圈連接。
7.按照權(quán)利要求1所述實(shí)驗(yàn)用高溫真空鉭絲加熱爐，其特征在于:所述高溫發(fā)熱元件中設(shè)有四根剛玉管，且剛玉管呈方形排列，相鄰兩根間距為10mm，環(huán)繞其上的鉭絲直徑為Imm,且環(huán)繞圈數(shù)為8圈。
8.按照權(quán)利要求1所述實(shí)驗(yàn)用高溫真空鉭絲加熱爐，其特征在于:所述熱電偶采用鉬銠合金。
9.按照權(quán)利要求1所述實(shí)驗(yàn)用高溫真空鉭絲加熱爐，其特征在于:所述保溫包套為五層鈮材圓筒。
【文檔編號(hào)】F27B17/02GK203837485SQ201420168229
【公開(kāi)日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年4月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月8日
【發(fā)明者】張金朝, 葛鵬, 劉實(shí), 其他發(fā)明人請(qǐng)求不公開(kāi)姓名 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院金屬研究所