专利名称：冷顶保护可控气氛高温升降炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电阻炉，具体地是涉及一种带有冷顶保护的可控气氛高温升降式电阻 炉，特别适用于有气氛要求的金属、陶瓷和玻璃材料的高温烧结、熔化与制备。
背景技术：
公知的一种升降炉是由固定的炉膛和可升降的炉底两部分组成。炉膛外是保护炉膛的 炉壳，炉膛与炉壳之间是起保温作用的耐火材料。炉膛下部开口，炉底由可升降平台和平 台上的硬质莫来石砖组成，待烧样品放在硬质莫来石砖上，经炉底升降平台从炉膛的下部 开口处升入炉膛中。硅钼棒电加热元件和温控元件热电偶从炉壳上部伸入炉膛中。温度控 制采用PID高级可编程自动控制。
上述升降炉具有升温速度快、节能、耐温高和寿命长等优点，并具有自动限流、过流 保护、超温保护等功能，可严格控制产品的烧制过程，能够满足多种工艺曲线的烧结，非 常适合于工厂和科研单位的小批量生产和试制。但是，该升降炉密封性较差，且很少有通 气氛功能，无法满足许多实验对炉内通气氛以及炉内气氛主动抽出与连续检测的要求。此 外，炉内废气通过硅钼棒和热电偶插孔直接逸散在空气中，也会对空气造成一定程度的污 染。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种带有冷顶保护的可控气氛高温升降炉， 以克服现有升降炉密封性较差、使用范围受限并不利于环保的缺点。
本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是包括测温热电偶、硅钼棒电加热元件、 炉壳、炉膛、升降装置和进出气系统。在炉壳上部加装一个由冷却密封水套所形成的冷顶， 炉壳和冷顶之间衬有一层耐高温密封垫圈。硅钼棒电加热元件和测温热电偶伸出炉膛的部 分被密封在由冷却密封水套与炉体耐火纤维层所形成的空腔中。在炉底升降平台上的炉门 封闭砖外加一圈砂质密封槽和一圈耐高温密封垫圈。
本实用新型与现有技术相比，具有以下的主要优点
其一.带有炉内气氛主动抽出与连续检测装置,可实现通入气氛的按比例调节与控制， 还可以对炉膛排出的废气进行有效地回收利用，因此具有使用面广、节能环保等优点。
其二.炉膛密封效果好，便于炉内气氛的主动抽出与连续检测，以及炉膛中气氛浓度 的保持和调节。
其三.可同时通入三种不同的气体，并可通入水蒸气。
其四.由于在炉顶发热体连接端上部设计有一冷却水套，因此通过冷却水的降温作用， 可以使炉顶温度控制在6(TC以下，由此可以防止连接端电器元件的高温氧化，增强了设备 的安全性，使其设备可以在高温下长时间使用。
总之，本实用新型具有密封性好、可通多种混合气体、使用方便、节能环保等优点，
特别适用于有气氛要求的金属、陶瓷和玻璃材料的高温烧结、熔化与制备。
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型冷却密封水套27的结构放大示意图。
图中1.测温热电偶；2.硅钼棒电加热元件；3.炉壳；4.炉膛；5.进气通道；
6. 流量控制阀门；7.进气口； 8.流量控制阀门；9.进气UJ ; IO.流量控制阀门；ll.流量控制 阀门；12.进气口； 13.炉体支架及升降平台导轨；14.样品承载砖；15.炉门封闭砖；16.升 降平台；17.耐高温密封垫圈；18.砂质密封槽；19.升降轴；20.出气口；21.出气阀门； 22.出气阔门；23.出气口； 24.出气通道；25.炉体耐火纤维层；26.耐高温密封垫圈； 27.冷却密封水套；28.螺丝；29.冷却水出水阀门；30.冷却水进水阀门。
具体实施方式
以下结合附图和实例对本实用新型进 一 步说明。
本实用新型提供的冷顶保护可控气氛高温升降炉，如图1和图2所示包括测温热电
偶l、硅钼棒电加热兀件2、炉壳3、炉膛4、升降装置和进出气系统。在炉壳上部加装一 个由冷却密封水套27所形成的冷顶，炉壳和冷顶之间衬有一层耐高温密封垫圈26，并用 螺丝2S将炉壳和冷却密封水套27紧密结合在一起，以保证冷却密封水套27与炉壳3之 间的密封性。测温热电偶1和硅钼棒电加热元件2从炉壳3的上部穿入炉膛4中，它们伸 出炉膛的部分被密封在由冷却密封水套27与炉体耐火纤维层25所形成的空腔中，以防止 炉内气体从测温热电偶1和硅钼棒电加热元件2插孔处逸出。同时，在炉底的升降平台 16上的炉门封闭砖15外加一圈砂质密封槽18和一圈耐高温密封垫圈17，以保证炉门的 气密性，从而实现炉膛较高的气密性。
所述的测温热电偶1与PID高级可编程温控器相连。硅钼棒电加热元件2为U型，其 与变压器相连。耐高温密封垫圈17可采用陶瓷纤维质耐高温密封垫圈。炉体耐火纤维层 25为轻质莫来石炉体耐火纤维保温层。
所述的炉膛4，其下部设有进气通道5，可由耐高温刚玉管组成。进气通道5伸出炉 壳外的部分设有流量控制阔门6 (即进气阀)，用于控制和测定进入炉膛4中气体的量； 流量控制阀门6同时与进气口 7、 9、 12连接，进气通道和进气口组成进气系统；进气口
7、 9、 12分别装有流量控制阀门8、 10、 11，以用T分别控制从进气口 7、 9、 12进入炉 膛4中某种气体的量，调节这些阀门，可使三种不同的气体能以工艺要求的比例混合通入
炉膛屮；有些实验需要从炉膛外通入水蒸气，为了防止水蒸气遇冷凝结，在三个进气n中，
将靠进炉膛的一个进气口 12的管口朝下连接水蒸气发生装置，以便于水蒸气尽快的通入 炉中。炉膛4的上部设有出气通道24，出气通道伸出炉壳外的部分连接有出气U 20、 23， 其中，出气口 20用于连接真空泵以便对炉膛气体进行主动抽出，出气口23用于连接冷凝 装置以便对炉膛逸出的废气进行回收处理和实现炉内气体的连续检测，两个出气口分别装 有流量控制阀门(即出气阀门)21、 22;出气通道和出气口组成出气系统。
所述的炉膛4门的开口朝下，样品放在炉底升降系统中的硬质莫来石样品承载砖14 上，通过升降轴19升起升降平台16，由炉膛4的开口处进入炉脾4中。升降平台上炉门 封闭砖15外的砂质密封槽18中装有石英砂，连同耐高温密封垫圈17可以实现炉膛开口 的完全封闭，以便于炉内气体的主动抽出与连续检测，实现炉膛内气氛的稳定，也能防止 炉膛中的废气经过炉门逸散在空气中污染环境。图1中，序号13为炉体支架及升降平台 导轨。
所述的冷却密封水套27由钢材制造，可通过螺丝28固定在炉壳3上，便于拆卸，并 且便于测温热电偶1、硅钼棒电加热元件2的更换。
本实用新型的工作过程是炉子加热前，打开冷却水出水阀门29和冷却水进水阀门 30，在冷却密封水套27中通入冷却水；升起炉底封闭炉门，关闭流量控制阔门6和出气 阀门22，打开出气阀门21，启动真空泵，使炉膛内形成一定的负压，以便于气体的进入。 根据实验需要打开流量控制阀门8、 10、 ll中的一个或几个，可以向炉膛中通入一定浓度 的单组分或多组分气体。当炉内气氛稳定以后，关闭出气阀门21，将出气口23连入冷凝 装置，在炉子加热过程中打开出气阀门22，可以对炉膛逸出的气体进行回收处理。
本实用新型的进气系统和出气系统Bj以互换位置，以适应不同实验对不同气氛环境的需要。
权利要求1.一种冷顶保护可控气氛高温升降炉，包括测温热电偶(1)、硅钼棒电加热元件(2)、炉壳(3)、炉膛(4)、升降装置和进出气系统，其特征是在炉壳上部加装一个由冷却密封水套(27)所形成的冷顶，炉壳和冷顶之间衬有一层耐高温密封垫圈(26)；硅钼棒电加热元件和测温热电偶伸出炉膛的部分被密封在由冷却密封水套与炉体耐火纤维层(25)所形成的空腔中；在炉底升降平台(16)上的炉门封闭砖(15)外加一圈砂质密封槽(18)和一圈耐高温密封垫圈(17)。
2. 根据权利要求1所述的冷顶保护可控气氛高温升降炉，其特征是炉膛(4)下部 设有进气通道(5)，进气通道伸出炉壳外的部分连接三个进气口组成进气系统；炉膛(4) 上部设有出气通道(24)，出气通道伸出炉壳外的部分连接有二个出气口组成出气系统， 两个出气口分别连接冷凝装置、真空泵。
3. 根据权利要求2所述的冷顶保护可控气氛高温升降炉，其特征是在三个进气口 中，将靠进炉膛的一个进气口 (12)的管口朝下连接水蒸气发生装置。
4. 根据权利要求2所述的冷顶保护可控气氛高温升降炉，其特征是进气通道(5) 伸出炉壳外的部分通过流量控制阀门(6)与三个进气口同时连接，每个进气口分别装有 流量控制阀门。
5. 根据权利要求2所述的冷顶保护可控气氛高温升降炉，其特征是出气通道(24) 的二个出气口分别装有流量控制阀门。
6. 根据权利要求1所述的冷顶保护可控气氛高温升降炉，其特征是冷却密封水套 (27)通过边部的螺丝(28)固定在炉壳(3)上。
专利摘要本实用新型是一种冷顶保护可控气氛高温升降炉，包括测温热电偶(1)、硅钼棒电加热元件(2)、炉壳(3)、炉膛(4)、升降装置和进出气系统。在炉壳上部加装一个由冷却密封水套(27)所形成的冷顶，炉壳和冷顶之间衬有一层耐高温密封垫圈(26)；硅钼棒电加热元件和测温热电偶伸出炉膛的部分被密封在由冷却密封水套与炉体耐火纤维层(25)所形成的空腔中；在炉底升降平台(16)上的炉门封闭砖(15)外加一圈砂质密封槽(18)和一圈耐高温密封垫圈(17)。本实用新型具有密封性好、可通多种混合气体、使用方便、节能环保等特点，特别适用于有气氛要求的金属、陶瓷和玻璃材料的高温烧结、熔化与制备。
文档编号F27B3/08GK201187942SQ20082006648
公开日2009年1月28日 申请日期2008年4月15日 优先权日2008年4月15日
发明者峰 何, 刘小青, 梅书霞, 谢峻林 申请人:武汉理工大学