一种高温热场石墨支撑装置的制作方法

1.本实用新型涉及高温生产辅助设施技术领域，尤其涉及一种高温热场石墨支撑装置。


背景技术：

2.高温热场支撑装置是用于支撑热场中的发热体，需要同时满足支撑结构强度和绝缘两个要求。高温热场一般均在2000℃左右，国内耐高温的绝缘材料比如三氧化二铝、氮化硼等最高烧结温度一般在1700℃左右，由于这个原因，要想同时实现高温下绝缘，确实较为困难。


技术实现要素：

3.为解决上述问题，本实用新型从材料过渡角度，模拟不同部位温度梯度，进行相应的材料变化，引入空间绝缘的设计思路，辅助冷却系统，较为巧妙的解决国内绝缘材料耐高温方面受限的问题，本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
4.提供一种高温热场石墨支撑装置，包括高温热场壁板、保温硬毡、管口、绝缘陶瓷筒、支撑管；所述的保温硬毡设在高温热场壁板的内侧；所述的高温热场壁板与保温硬毡同一位置处均设有相等直径的管口；所述的绝缘陶瓷筒内嵌于高温热场壁板与保温硬毡的管口中；所述的支撑管套设在绝缘陶瓷筒的尾端外并与高温热场壁板焊接连接。
5.优选的，所述的保温硬毡为石墨硬毡。
6.优选的，所述的绝缘陶瓷筒为耐高温绝缘陶瓷筒，可耐1700℃。
7.进一步的，还包括法兰；所述的法兰与支撑管焊接连接，所述的法兰的端面中心设有与支撑管相配合的通孔，法兰的端面外侧边缘上设有多个均匀分布的第一螺栓孔。
8.进一步的，还包括法兰盖；所述的法兰盖设置在法兰远离高温热场壁板的一侧，法兰盖的端面外侧边缘上设有多个均匀分布的第二螺栓孔。
9.进一步的，还包括固定套管、石墨杆；所述的固定套管与法兰盖垂直焊接连接；所述的石墨杆的尾端与固定套管可拆卸连接。
10.进一步的，所述的石墨杆的尾端设有外螺纹，所述的固定套管设有内螺纹，石墨杆的尾端套设在固定套管中，石墨杆的外螺纹与固定套管的内螺纹相配合。
11.进一步的，所述的高温热场壁板的内侧设有高温热场；所述的石墨杆套设在绝缘陶瓷筒中，石墨杆与绝缘陶瓷筒之间存在间隙；所述的石墨杆的尾端通过固定套管的内螺纹固定于高温热场外，石墨杆的前端贯穿绝缘陶瓷筒延伸至高温热场中。
12.优选的，所述的石墨杆为采用等静压石墨材料制成的部件。
13.优选的，所述的石墨杆与绝缘陶瓷筒之间的间隙根据材料热膨胀系数设置。
14.优选的，所述的石墨杆与绝缘陶瓷筒之间的间隙小于石墨杆高温挂壁的形变。
15.优选的，所述的石墨杆与法兰盖之间存在间隙。
16.进一步的，还包括螺栓、六角螺母，所述的螺栓与第一螺栓孔、第二螺栓孔相配合，
所述的六角螺母与螺栓的顶端相配合，所述的法兰和法兰盖通过螺栓紧固。
17.进一步的，还包括绝缘套管、密封垫；所述的密封垫设置在法兰的端面与法兰盖的端面之间，法兰与法兰盖通过密封垫紧固密封；所述的绝缘套管套设在螺栓外。
18.进一步的，还包括水夹套、水夹层，所述的水夹套设置在支撑管的外侧，所述的水夹层设置在高温热场壁板的外侧，所述的水夹层与水夹套独立设置冷却水回路。
19.进一步的，所述的密封垫与绝缘套管均采用绝缘ptfe(ptfe：聚四氟乙烯)材质。
20.本实用新型的一种高温热场石墨支撑装置通过引入空间绝缘的设计思路，将石墨杆套设在绝缘陶瓷筒中，石墨杆与绝缘陶瓷筒之间存在间隙，该间隙根据材料热膨胀系数设置，石墨杆的前部设在高温热场内，石墨杆的尾部设在高温热场外，高温热场中的温度可使石墨杆发生形变，当石墨杆接触到绝缘陶瓷筒时即更换变形的石墨杆，保证高温热场长周期的稳定运行。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本实用新型高温热场石墨支撑装置的侧视结构局部示意图；
23.图2为本实用新型高温热场石墨支撑装置的正视结构局部示意图；
24.图3为图2的剖面示意图；
25.图4为本实用新型高温热场石墨支撑装置的法兰结构示意图；
26.图5为本实用新型高温热场石墨支撑装置的法兰盖结构示意图。
27.图中标识说明：
28.1-高温热场壁板；2-绝缘陶瓷筒；3-石墨杆；4-支撑管；5-水夹套；6-固定套管；7-法兰；8-法兰盖；9-通孔；10-第一螺栓孔；11-第二螺栓孔；12-保温硬毡；13-高温热场；14-水夹层；15-螺栓；16-六角螺母；17-绝缘套管；18-密封垫。
具体实施方式
29.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。
30.应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
31.还应当理解，在此本实用新型说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本实用新型。如在本实用新型说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
32.还应当进一步理解，在本实用新型说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
33.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
34.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
35.术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
36.请参阅图1-5所示的高温热场石墨支撑装置，包括高温热场壁板1、保温硬毡12、管口、绝缘陶瓷筒2、支撑管4。高温热场壁板1的内侧设有保温硬毡 12，保温硬毡12紧贴于高温热场壁板1的内侧；保温硬毡12可防止高温热场内的热能外传，降低高温热场的热效率。保温硬毡12为石墨硬毡。高温热场壁板1与保温硬毡12同一位置处设有相等直径的管口；所述的绝缘陶瓷筒2内嵌于高温热场壁板1与保温硬毡12的管口中并部分插入支撑管4。绝缘陶瓷筒2 具有良好的绝缘。高温热场壁板1的外侧设有水夹层14，水夹层14可以使得该处的温度不高于1000℃。支撑管4套设在绝缘陶瓷筒2的尾端并与高温热场壁板1、法兰7焊接连接。支撑管4的一端与高温热场壁板1的管口处焊接连接，另一端与法兰7焊接连接。水夹套5设置在支撑管4外侧，水夹套5与水夹层14独立设置冷却水回路，水夹套5与法兰7连接。法兰7的端面中心设有与支撑管4相配合的通孔9，法兰盖8设置在法兰7远离高温壁板1的一侧，法兰盖 8与固定套管6垂直焊接连接。
37.固定套管6设有内螺纹，石墨杆3的尾端套设在固定套管6中，石墨杆3 的尾端与固定套管6可拆卸连接。石墨杆3的尾端设有外螺纹，石墨杆3的抗折强度大于40mpa，石墨杆3的外螺纹与固定套管6的内螺纹相配合。高温热场壁板1的内侧设有高温热场13。石墨杆3套设在绝缘陶瓷筒2中，石墨杆3 与绝缘陶瓷筒2中存在间隙。该间隙根据材料热膨胀系数设置，小于石墨杆3 高温挂壁的形变。石墨杆3的尾端穿过绝缘陶瓷筒2，通过固定套管6的内螺纹固定于高温热场13外，石墨杆3的前端贯穿绝缘陶瓷筒2延伸至高温热场13 中，在高温热场13中提供一个耐高温的绝缘支撑点。
38.石墨杆3与法兰盖8之间存在间隙。法兰7的端面外侧边缘上设有多个均匀分布的第一螺栓孔10，法兰盖8的端面外侧边缘上设有多个均匀分布的第二螺栓孔11。螺栓15与第一螺栓孔10、第二螺栓孔12相配合，螺栓15的顶端与六角螺母16配合进行固定，法兰7与法兰盖8通过螺栓15紧固。螺栓15外套设有绝缘套管17，可防止螺栓孔损坏而导致法兰7、法兰盖8与螺栓15无法正常连接。绝缘套管17为绝缘ptfe绝缘套管，可有效绝缘。法兰7的端面与法兰盖8的端面之间设有密封垫18，法兰7与法兰盖8通过密封垫18紧固密封。密封垫18为绝缘密封ptfe垫，有着抗老化耐腐蚀绝缘等优良性能。绝缘套管 17与密封垫18之间形成良好
绝缘。螺栓15与六角螺母16之间设有螺栓垫，螺栓垫为绝缘ptfe螺栓垫，绝缘性能稳定并且通过螺栓垫可增大螺栓15和六角螺母16与法兰7、法兰盖8的表面的接触面积，防止接触面磨损。
39.本实用新型提供一种高温热场石墨支撑装置，从材料过渡角度，模拟不同部位温度梯度，进行相应的材料变化，通过引入空间绝缘的设计思路，辅助水夹层和水夹套等冷却夹套作为冷却系统，通过设置绝缘陶瓷筒与石墨杆，绝缘陶瓷筒与石墨杆之间保证一定的空间间隙，此间隙略小于石墨杆因高温挂壁产生的形变，当高温热场计划性检修时，可检查石墨杆是否与绝缘陶瓷筒套筒接触，如接触则更换变形的石墨杆，以保证热场长周期稳定运行。
40.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。