一种电加热嵌入式炉膛管的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种仪器设备用电加热嵌入式炉膛管，所述的炉膛管内侧设有沟槽结构，在沟槽结构中嵌入电加热元件。将这种炉膛管结构应用到焦炭反应性或冶金还原炉等具有垂直或水平加热形式的电阻炉中，可实现完全符合工艺标准要求，能够满足更高要求热稳定性及恒温区炉膛的要求，同时提高炉膛横向温度的一致性及对被加热的物体的电气绝缘的防护性。
【专利说明】一种电加热嵌入式炉膛管
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及焦化、冶金领域仪器设备中电阻加热炉膛的内部结构。
【背景技术】
[0002]随焦化、冶金行业实验室仪器设备在技术上的不断更新和发展，符合工艺性能要求的电加热结构形式的电阻炉发展虽然也有不同结构形式的变化，但经过实际应用的验证均没有很好符合工艺标准要求或甚至根本是不符合要求的。特别在针对焦炭反应性(块焦反应性)、冶金性能还原炉等设备中，炉膛结构上没有实质性的突破。
[0003]由于常规应用中多数采用电阻丝螺旋缠绕方式的炉丝管形成加热炉膛，但由于电阻丝寿命较短，所以使用频繁的电炉需经常更换炉丝管或电阻丝，这给日常实验室的生产工作带来了较为麻烦的问题，同时也增加了备件消耗费用。
[0004]而近几年为了提高加热元件寿命，逐渐开始采用硅碳棒或硅钥棒等加热元件进行改进炉膛，但由于这种棒形的加热元件在炉膛中的物理结构限制相对于电阻丝缠绕方式而言具有很大的离散性，特别在要求有一定垂直长度恒温区的电加热炉中，近几年在市场上所常见要求具有一定长度的恒温区电加热炉根本没有建立起恒温区，即便某个时刻看似有恒温区，但经过一定时间稳定加热后恒温区便消失无存。那么这些主因就是炉膛结构与电加热元件在组合应用时没有掌握炉膛设计中的热特性所致。在相关此类炉膛的GB中虽给出了某种结构形式，但事实依据这种不严谨的结构形式根本无法获得符合此GB所要求的工艺特性，反而使在依据此GB的应用中造成了无法获得的结果。
【发明内容】
[0005]本实用新型提供一种电加热嵌入式炉膛管，将这种炉膛管应用到焦炭反应性或冶金还原炉等具有垂直或水平加热形式的电阻炉中，可实现完全符合工艺标准要求，能够满足更高要求热稳定性及恒温区炉膛的要求，同时提高炉膛横向温度的一致性及对被加热的物体的电气绝缘的防护性。
[0006]为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现:
[0007]一种电加热嵌入式炉膛管，所述的炉膛管内侧设有沟槽结构，在沟槽结构中嵌入电加热元件。
[0008]所述的炉膛管内部设有炉膛衬管，所述的炉膛衬管由具有一定壁厚的耐火材料制成。所述的炉膛衬管的形状为与其外部炉膛管相匹配的形状。所述的炉膛衬管分为以下两种形式:
[0009]I)所述的炉膛衬管管壁纵向上开有孔状结构，该孔状结构为连续的或不连续的孔；所述的炉膛衬管管壁未开孔的部位遮挡在内炉膛管嵌入加热元件的沟槽上，而炉膛衬管管壁的开孔部位与嵌入电加热元件的沟槽错开。所述的炉膛衬管与炉膛管为分体结构，或一体结构。
[0010]2)所述的炉膛衬管外壁设有沟槽，该沟槽形状与炉膛管内壁沟槽相配合，电加热元件嵌入炉膛衬管外壁沟槽与内炉膛管内壁沟槽组成的槽孔内。所述的炉膛衬管与炉膛管为分体结构，或一体结构。
[0011]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0012]本实用新型应用到焦炭反应性或冶金还原炉等具有垂直或水平加热形式的电阻炉中，可实现完全符合工艺标准要求，可满足更高要求热稳定性及恒温区炉膛的要求，同时提高炉膛横向温度的一致性及对被加热的物体的电气绝缘的防护性。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是炉膛管的结构图。
[0014]图2是炉膛衬管的结构剖视图。
[0015]图2-1是炉膛衬管的平面展开图。
[0016]图3是实施例2分体结构嵌入电加热元件炉膛管的结构图。
[0017]图4是实施例2整体结构嵌入电加热元件炉膛管的结构图。
[0018]图5是实施例1炉膛管内设有炉膛衬管的结构图。
[0019]图中:1-炉膛管2-管壁3-沟槽4-电加热元件5-炉膛衬管6_孔7_炉膛衬管沟槽8-炉膛管通孔
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图详细叙述本实用新型电加热元件嵌入式的炉膛构造的具体实施例。
[0021]本实用新型炉膛管的基本结构:如图1所示，将耐火材料用模具成型，制成炉膛管1，炉膛管截面形状可为圆形或方形或呈具有对称结构的四边形及多边形。在炉膛管管壁2的内侧均布沟槽3(附图中给出了圆形沟槽，但沟槽形状不限于圆形，也可为方形、梯形或其它与电加热元件可配合的形状)。将电加热元件4 (硅碳棒、硅钥棒或石英管)嵌入到各个沟槽3中即形成基本的嵌入式管状加热炉膛。
[0022]实施例1:如图2、图2-1、图5所示，为满足更高要求热稳定性及恒温区炉膛的要求，同时提高炉膛圆周方向(横向)温度的一致性及对被加热的物体的电气绝缘的防护性，在这种基本构造炉膛管I的基础上，在管状的加热炉膛中再内嵌用耐火材料制成的具有一定壁厚的且外形与炉膛管能配合在一起的炉膛衬管5，从而组合成性能更高的符合工艺性能要求的电加热炉膛。见图2、图2-1，炉膛衬管管壁纵向上开有孔状结构，该孔状结构为连续的或不连续的孔(图2-1中所示为纵向不连续的孔，孔的形状可为长条形、圆形或其它形状)；见图5，炉膛衬管管壁未开孔的部位遮挡在内炉膛管I嵌入电加热元件4的沟槽上，而炉膛衬管管壁的开孔部位6与嵌入电加热元件的沟槽错开。所述的炉膛衬管与炉膛管为分体结构，或一体结构(图5所示为分体结构)。
[0023]实施例2:如图3所示，炉膛衬管5制成与炉膛管I对称式的同样沟槽的结构，炉膛衬管5的外沟槽7开在管的外侧，炉膛衬管5与炉膛管I的构造结构上就是对称的里外相互配合的构造，电加热元件4嵌入炉膛衬管外壁沟槽7与内炉膛管内壁沟槽3组成的槽孔内。基于图3的这种结构形式(炉膛衬管与炉膛管为分体结构)，也可以选择直接将炉膛管I与炉膛衬管5制作成一体，然后在管壁2的纵向上开通孔8从而实现一个整体式的炉膛管结构(如图4所示)。[0024]为了使炉膛能更好的适宜安装在加热电炉中，内炉膛管I及炉膛衬管5的两端均可以根据需要进行结构形式的变化以便与其外部的其他物理构造结合而成为有机的组合体。
[0025]根据图1所示的基本构造或其延伸的如图4的结构形式，炉膛管可根据实际电加热炉炉膛大小可以选择不同的沟槽3或外购槽7的数量，也就决定了所嵌入的电加热元件4棒数(根数)的多少。图1所示为12棒的典型结构，可以采用硅碳棒、硅钥棒或石英管等电加热元件，只要发热部件能从沟槽3或外沟槽7的开口处嵌入或穿过炉膛管I就构成了发热元件4的嵌入式结构。而针对不同类型电加热器件4在电气连接上可根据炉体的结构形式或安装需要将冷端制作成各种灵活的连接形式。
[0026]下面对本实用新型的具体实施方法作进一步详细描述:图1、图2、图3或图4所示内炉膛管及炉膛衬管采用材质适宜的耐火材料，经过模具成型后经干燥、高温炉窑烧制后定型。根据需要所用的成型模具可以选择圆形或四边形或多边形来成型出所需要的结构形式。耐火材料要求具有耐急冷急热的特性，同时也要具备良好的导热系数材料制做。除图4的结构形式外，其余结构形式的内炉膛管和炉膛衬管可采用不同材质的耐火材料制做，当然根据需要也可以采用同种材质的耐火材料制成。当采用侧壁开孔炉膛衬管时，侧壁所开孔的边缘不能有毛刺。炉膛衬管与内炉膛管最终要进行组合配装，所以二者之间的间隙越小越好，由于烧制完成后耐火材料可能会有一定程度的收缩，所以需要测试材料的收缩率，在配装过程中使间隙均匀且没有相互卡阻的现象。
[0027]当采用图4形式结构的一体式炉膛管时，所采用的加热元件发热部的棒体则直接穿过侧壁上的内孔。而当采用图1、图2或图3结构形式时，加热元件不仅可以采用穿过沟槽形式还可以可采用U型或L型等结构形式直接由沟槽的侧向嵌入其中。
[0028]上面所述仅是本实用新型的基本原理，凡是依据本实用新型技术原理对其进行等同变化或替换，均在本实用新型权利保护范围之内。
【权利要求】
1.一种电加热嵌入式炉膛管，其特征在于，所述的炉膛管内侧设有沟槽结构，在沟槽结构中嵌入电加热元件。
2.根据权利要求1所述的一种电加热嵌入式炉膛管，其特征在于，所述的炉膛管内部设有炉膛衬管，所述的炉膛衬管由具有一定壁厚的耐火材料制成。
3.根据权利要求2所述的一种电加热嵌入式炉膛管，其特征在于，所述的炉膛衬管管壁纵向上开有孔状结构，该孔状结构为连续的或不连续的孔；所述的炉膛衬管管壁未开孔的部位遮挡在内炉膛管嵌入加热元件的沟槽上，而炉膛衬管管壁的开孔部位与嵌入电加热元件的沟槽错开。
4.根据权利要求3所述的一种电加热嵌入式炉膛管，其特征在于，所述的炉膛衬管与炉膛管为分体结构，或一体结构。
5.根据权利要求2所述的一种电加热嵌入式炉膛管，其特征在于，所述的炉膛衬管外壁设有沟槽，该沟槽形状与炉膛管内壁沟槽相配合，电加热元件嵌入炉膛衬管外壁沟槽与内炉膛管内壁沟槽组成的槽孔内。
6.根据权利要求5所述的一种电加热嵌入式炉膛管，其特征在于，所述的炉膛衬管与炉膛管为分体结构，或一体结构。
7.根据权利要求1所述的一种电加热嵌入式炉膛管，其特征在于，所述的炉膛管及炉膛衬管的两端构造与其外部的炉膛物理构造结合成为组合体。
【文档编号】F27D1/00GK203798175SQ201420161163
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年4月3日 优先权日:2014年4月3日
【发明者】项恩广 申请人:鞍山星源达科技有限公司