一種內部開合式高溫電熱爐及加熱方法
【專利說明】一種內部開合式高溫電熱爐及加熱方法
[0001]
技術領域
[0002]本發(fā)明是涉及一種耐火試驗電熱爐，具體涉及一種內部開合式高溫電熱爐及加熱方法。
【背景技術】
[0003]目前建筑構件的耐火試驗通常采用燃氣升溫的方法，但是燃氣升溫設備復雜、造價高，同時還存在使用成本高和污染等問題。由于構件耐火試驗主要是要使得建筑構件外部溫度滿足IS0-834標準火災升溫曲線的要求，而電阻爐具有安全可靠、測控精度高、操作簡便、升溫控制穩(wěn)定和無污染的特點，因此目前國內外部分構件耐火試驗開始采用了電熱絲加熱替代傳統(tǒng)的燃氣加熱方式。由于IS0-834國際標準升溫曲線在前半小時的升溫速度很快，而電熱絲加熱需要一定的時間，因此直接將建筑構件放在電阻爐中進行試驗時，前半個小時電阻爐的升溫曲線很難達到規(guī)范的要求。雖然通過加大電阻爐功率的方式可以加快升溫過程，但是效果有限，同時還會增加線路和設備的成本。
[0004]

【發(fā)明內容】

[0005]為了解決上述問題，針對現(xiàn)有技術存在的不足本發(fā)明提供的技術方案是:
一種內部開合式高溫電熱爐，包括由耐高溫材料制成的爐體和爐膛，所述爐膛內設有測量溫度的熱電偶，所述爐體內壁上設有用于加熱的電阻絲，所述爐膛內設有可以開合的空腔葉片，所述空腔葉片將爐膛分成蓄熱爐膛和試驗爐膛，所述空腔葉片內設有用于走冷卻水的冷卻水管道。
[0006]作為改進，所述一種內部開合式高溫電熱爐的空腔葉片包括轉軸和葉片，所述葉片可以繞轉軸轉動以實現(xiàn)空腔葉片的開合，類似于百葉窗的原理，所述冷卻水管道位于轉軸內。
[0007]一種電熱爐對建筑構件加熱的方法，其特征在于包括以下步驟:
①將建筑構件置于電熱爐內；
②蓄熱階段，關閉空腔葉片并啟動水循環(huán)，通過電熱絲對蓄熱爐膛加熱并監(jiān)控溫度達至IJ 800°C以上，該溫度值是針對IS0-834標準升溫曲線給定，對于自定義的升溫曲線，可取升溫曲線的溫度最大值；
③升溫階段，通過控制電熱絲的溫度和空腔葉片的葉片開合角度使得建筑構件周圍溫度滿足IS0-834標準升溫曲線或自定義升溫曲線的要求。
[0008]作為改進，通過控制所有位置空腔葉片的開合角度一致來實現(xiàn)試驗爐膛的均勻加熱，通過控制不同位置的空腔葉片的開合角度不同來實現(xiàn)試驗爐膛的不均勻加熱。
[0009]本發(fā)明的有益效果是: 1.可以通過空腔葉片將爐膛隔離成蓄熱爐膛和試驗爐膛兩個區(qū)域，首先對蓄熱爐膛加熱，使其內部溫度達到800°c以上，然后調節(jié)空腔葉片開合的角度，使得蓄熱爐膛的熱能快速傳遞到試驗爐膛，以達到試驗爐膛依據(jù)IS0-834國際標準升溫曲線迅速升溫的目的；
2.通過空腔葉片內部水循環(huán)，降低空腔葉片的溫度并防止其破壞，同時起到隔熱的效果;
3.空腔葉片是開合角度根據(jù)電熱絲的溫度和IS0-834標準火災升溫曲線或自定義的升溫曲線的要求進行控制；
4.采用該結構的電熱爐可以實現(xiàn)試驗爐膛的快速的升溫或降溫，同時通過控制不同位置的空腔葉片開合角度還可以實現(xiàn)不均勻升降溫，滿足各種情況下建筑結構或構件的耐火試驗要求。
[0010]
【附圖說明】
[0011]圖1是IS0-834標準火災升溫曲線；
圖2是一種內部開合式的柱的火災試驗高溫電熱爐俯視結構示意圖；
圖3是一種內部開合式的梁或板的火災試驗高溫電熱爐的主視結構示意圖；
圖4是一種內部開合式高溫電熱爐及加熱方法空腔葉片部分打開時的結構示意圖；
圖5是一種內部開合式高溫電熱爐及加熱方法空腔葉片完全打開時的結構示意圖；
圖6是一種內部開合式高溫電熱爐及加熱方法空腔葉片完全閉合時的結構示意圖；
圖7是一種內部開合式高溫電熱爐及加熱方法空腔葉片的主視結構示意圖；
圖8是一種內部開合式高溫電熱爐及加熱方法耐火試驗操作流程圖。
[0012]圖中I爐體，2蓄熱爐膛，3熱電偶，4電熱絲，5空腔葉片，6冷卻水管道，7轉軸8試驗爐膛，9排氣孔，10柱，11梁或板，12支座。
[0013]
【具體實施方式】
[0014]為了更進一步解釋本發(fā)明的技術方案，下面通過具體實施例來對發(fā)明進行詳細的闡述；
如圖2至圖7所示，一種內部開合式高溫電熱爐，包括由耐高溫材料制成的爐體I和爐膛，所述爐膛內設有測量溫度的熱電偶3，所述爐體I內壁上設有用于加熱的電阻絲4，所述爐體I側壁上設有排氣孔9，所述爐膛內設有可以開合的空腔葉片5，所述空腔葉片5將爐膛分成蓄熱爐膛2和試驗爐膛8，所述空腔葉片5包括轉軸7和葉片，所述葉片可以繞轉軸7轉動以實現(xiàn)空腔葉片5的開合，所述冷卻水管道6位于轉軸7內，所示爐體I外還設有用于放置實驗加熱對象梁或板的支座12。
[0015]如圖8所示，使用本發(fā)明電熱爐進行建筑材料耐火試驗步驟為:
I準備階段
安裝好建筑結構或構件，如梁或板11和電熱爐。
[0016]2蓄熱階段
耐火試驗正式開始前，在試驗爐膛8中架設好試驗對象梁或板11，關閉空腔葉片5并啟動水循環(huán)，通過電熱絲4對蓄熱爐膛2加熱并監(jiān)控溫度達到800°C以上，該溫度值是針對IS0-834標準升溫曲線給定。對于自定義的升溫曲線，可取升溫曲線的溫度最大值。
[0017]3試驗階段
如圖1所示，通過控制電熱絲4的溫度和空腔葉片5的葉片開合角度使得建筑構件周圍溫度滿足IS0-834標準升溫曲線或自定義升溫曲線的要求。判斷構件是否破壞，若構件沒有破壞，則繼續(xù)控制電熱絲4的溫度和空腔葉片5的葉片開合角度以滿足設定的溫度要求；若構件破壞，則停止試驗。
[0018]4試驗結束
實驗對象梁或板11破壞后，停止加熱，通過爐體I上的排氣孔9通氣給加熱爐快速降溫，然后關閉水循環(huán)，結束試驗。
[0019]將實驗對象換成柱10，重復上述實驗步驟即可完成對柱10的耐火試驗。
[0020]作為改進，通過控制所有位置空腔葉片5的開合角度一致來實現(xiàn)試驗爐膛8的均勻加熱，通過控制不同位置的空腔葉片5的開合角度不同來實現(xiàn)試驗爐膛8的不均勻加熱。
【主權項】
1.一種內部開合式高溫電熱爐，包括由耐高溫材料制成的爐體(I)和爐膛，所述爐膛內設有測量溫度的熱電偶(3)，所述爐體(I)內壁上設有用于加熱的電阻絲(4)，其特征在于:所述爐膛內設有可以開合的空腔葉片(5)，所述空腔葉片(5)將爐膛分成蓄熱爐膛(2)和試驗爐膛(8)，所述空腔葉片(5)內設有用于走冷卻水的冷卻水管道(6)。2.根據(jù)權利要求1所述一種內部開合式高溫電熱爐，其特征在于:所述空腔葉片(5)包括轉軸(7)和葉片，所述葉片可以繞轉軸(7)轉動以實現(xiàn)空腔葉片(5)的開合，所述冷卻水管道(6)位于轉軸(7)內。3.利用權力要求I中所述電熱爐對建筑構件加熱的方法，其特征在于包括以下步驟: ①將建筑構件置于電熱爐內； ②蓄熱階段，關閉空腔葉片(5)并啟動水循環(huán)，通過電熱絲(4)對蓄熱爐膛(2)加熱并監(jiān)控溫度達到800°C以上，該溫度值是針對IS0-834標準升溫曲線給定，對于自定義的升溫曲線，可取升溫曲線的溫度最大值； ③升溫階段，通過控制電熱絲(4)的溫度和空腔葉片(5)的葉片開合角度使得建筑構件周圍溫度滿足IS0-834標準升溫曲線或自定義升溫曲線的要求。4.根據(jù)權利要求3所述一種電熱爐對建筑構件升溫的方法，其特征在于:通過控制所有位置空腔葉片(5)的開合角度一致來實現(xiàn)試驗爐膛(8)的均勻加熱，通過控制不同位置的空腔葉片(5)的開合角度不同來實現(xiàn)試驗爐膛(8)的不均勻加熱。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種內部開合式高溫電熱爐及加熱方法，包括由耐高溫材料制成的爐體和爐膛，爐膛內設有測量溫度的熱電偶，爐體內壁上設有用于加熱的電阻絲，爐膛內設有將其分成蓄熱爐膛和試驗爐膛可以開合的空腔葉片，空腔葉片包括轉軸和葉片，所述葉片可以繞轉軸轉動以實現(xiàn)空腔葉片的開合，所述冷卻水管道位于轉軸內，根據(jù)電熱絲的溫度通過提前加熱蓄熱爐膛，然后控制空腔葉片的葉片開合度來控制試驗爐膛的升溫速度，以滿足ISO-834標準火災升溫曲線或自定義的升溫曲線的要求，采用這種結構的電熱爐可以實現(xiàn)試驗爐膛的均勻和非均勻的快速升溫或降溫，滿足各種情況下建筑結構或構件的耐火試驗的要求。
【IPC分類】F27B17/02
【公開號】CN105333734
【申請?zhí)枴緾N201510850895
【發(fā)明人】余敏, 鮑浩, 葉建喬
【申請人】武漢大學
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2015年11月30日