一种马弗炉结构的蠕变、持久强度试验用加热炉的制作方法

本发明涉及一种马弗炉结构的蠕变、持久强度试验用加热炉，属于热加工技术领域。

背景技术：

蠕变、持久强度试验是在恒定温度恒定载荷下进行的一种高温拉伸试验。加热炉是蠕变/持久试验系统中的重要组成部分，加热炉炉瓦的设计及炉膛的形状和尺寸、电热元件的布置情况及选用的电热元件的规格等，对加热炉的性能有很大的影响。为了保证炉膛温度分布均匀，要尽量减少电热元件的辐射屏蔽。电热元件安装位置，应使热量容易传给工件，而又不使工件局部过热。电热元件的布置方式及规格是试验机加热炉的主要部分，电热元件的布置方式对炉子的热效率、热稳定性和热损失以及炉子的使用寿命等都有直接影响，并且直接影响着加热系统控温精度和炉温稳定性。

现在蠕变持久试验机普遍所采用的加热炉从炉瓦的设计及电热元件的布置方式来分，主要有敞焰炉和马弗炉两种；敞焰炉为高温加热炉，一般采用热源直接热辐射的方式加热工件，工作温度在一般1000℃以上；马弗炉为中低温加热炉，用炉瓦将热源与加热体隔开，采用间接辐射加热的方式加热工件，工作温度一般在1000℃以下；相比较而言，敞焰炉直接热辐射加热工件，热效率高，升温速度快，但可能会产生局部过热，影响试样的力学测试性能；马弗炉用炉瓦将热源与加热体隔开，避免了加热源直接辐射工件，可以起到保证炉温均匀性的作用，但是马弗炉采用间接加热，热传导效率较差，升温速度很慢。

现在蠕变持久试验机常用的中低温加热炉都是一种热源与试样间完全用炉瓦隔开的马弗炉。电热元件规格选用弹簧丝状的炉丝，采用两组炉丝加热，两组炉丝呈螺旋式密绕于整个炉瓦外壁的凹槽上，由于炉瓦对热源的热辐射有屏蔽作用，加热炉的热传导性较差，加热升温速度很慢，由于炉瓦的屏蔽作用，加热炉的热惯性较大，使得加热炉的恒温效果较差，易温场波动。

技术实现要素：

本发明正是针对上述现有技术中存在的问题而设计提供了一种马弗炉结构的蠕变、持久强度试验用加热炉，其目的是为了提高加热炉的热传导效率，提高升温速度。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

该种马弗炉结构的蠕变、持久强度试验用加热炉从内到外的结构依次为炉瓦(1)、炉丝(2)、保温层(3)、内炉壳(4)、外炉壳(5)，在炉瓦(1)的外壁上加工有呈螺旋状的凹槽(6)，炉丝(2)嵌装在凹槽(6)内，该加热炉的炉壳是由内炉壳(4)和外炉壳(5)构成的双层结构，其特征在于：在炉瓦(1)的外壁中部100～200mm的高度范围为光壁段(8)，不加工嵌装炉丝(2)的凹槽(6)，在光壁段(8)以上和以下炉瓦(1)外壁部分上加工的凹槽(6)内，以5～8mm为间距加工有等间距的通孔(7)，通孔(7)的直径为5～8mm，另外，内炉壳(4)和外炉壳(5)之间的间距为10～15mm。

炉丝(2)为直径1～2.5mm的弹簧丝状。该加热炉的外形尺寸为φ380mm×500～550mm，炉腔内径为80～100mm。

本发明技术方案中，对加热炉的炉瓦结构进行了重新设计，在炉瓦(1)外壁的的凹槽(6)内加工通孔(7)是为了降低炉瓦对热源热辐射的屏蔽，增强炉丝(2)的热传导效率，提高升温速度，降低升温保温功率，提升加热炉的节能性。为了提高加热炉的使用寿命，电热元件选择直径为1～2.5mm的弹簧丝状炉丝(2)，以避免炉瓦(1)因开孔导致升温过程中出现局部过热的现象，炉瓦(1)外壁的中部设计为100～200mm高度范围的光壁段(8)，该高度范围内没有凹槽(6)且不缠绕炉丝(2)，加热炉采用炉瓦(1)上、下两段炉丝(2)进行加热并控温，炉膛均热带通过热平衡达到恒温。为了提高加热炉的保温恒温性，将炉体高度加高，设计为外形尺寸为φ380mm×500～550mm，炉腔内径为80～100mm，增加加热炉均热的范围。为了降低炉壳的表面温度，避免发生烫伤事故，采用双炉壳结构，内炉壳(4)和外炉壳(5)之间的间距为10～15mm。并可以外炉壳(5)上下端周围开散热孔，利用其间空气的流动达到降低外炉壳(5)表面温度。

附图说明

图1为本发明所述加热炉的结构示意图

图2为本发明所述加热炉的炉瓦的结构示意图

以下将结合附图和实施例对本发明技术方案作进一步地描述：

参见附图1～2所示，该种马弗炉结构的蠕变、持久强度试验用加热炉从内到外的结构依次为炉瓦1、炉丝2、保温层3、内炉壳4、外炉壳5，该加热炉的外形尺寸为φ380mm×500～550mm，炉腔内径为80～100mm，在炉瓦1的外壁中部100～200mm的高度范围为光壁段8，光壁段8内没有凹槽6且不缠绕炉丝2，防止升温过程中出现局部过热的现象，影响测试试样的力学性能，在光壁段8的以上和以下的炉瓦1的外壁上加工有呈螺旋状的凹槽6，两组炉丝2嵌装在凹槽6内，并分别引出炉壳外，连接电源，炉丝2为直径1～2.5mm的弹簧丝状，在凹槽6内，以5～8mm为间距加工有等间距的通孔7，通孔7的直径为5～8mm，炉膛内通过热平衡扩散使炉膛温度达到恒温，该加热炉的炉壳是由内炉壳4和外炉壳5构成的双层结构，内炉壳4和外炉壳5之间的间距为10～15mm，有效降低外炉壳表面的温度。

本发明所述加热炉与现有技术相比更加经济、实用。可为1000℃以下的中低温蠕变、持久试验提供稳定，可靠的加热，能真实确保整个试验过程中温度的稳定性。