本发明涉及石墨化设备技术领域，特别涉及一种卧式感应加热石墨化炉的绝缘炉膛。本发明还涉及一种卧式感应加热石墨化炉。
背景技术：
碳纤维具有高比强度、高比模量、耐高温、耐腐蚀、导电等优势，是先进的纤维复合材料，广泛应用于宇宙飞船、航天飞行器、卫星等领域。
碳纤维石墨化工艺是将去浆和烘干后的碳纤维在惰性气体的保护下通过热辐射加热的形式于2000℃一3000℃的高温进行高温石墨化处理的过程，该工艺离不开石墨化炉，现有卧式感应加热石墨化炉包括感应线圈、石墨坩埚、绝缘炉膛等部件，碳纤维穿过石墨坩埚，通电后的感应线圈产生高频感应磁场，石墨坩埚的管壁产生感应电流而使石墨坩埚发热，高温下碳纤维通过热辐射加热进行石墨化。
现有的卧式感应加热石墨化炉的绝缘炉膛沿垂直于其轴线方向上的横截面多呈方形，在高温加热的过程中绝缘炉膛在周向方向上存在诸多应力集中现象，易引发感应线圈打火失败、炉壁开裂等问题，导致绝缘炉膛内的温度大幅度变化，因此炉内稳定极不稳定。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种卧式感应加热石墨化炉的绝缘炉膛，使炉内的温度较稳定。本发明的另一目的在于提供一种包含上述绝缘炉膛的卧式感应加热石墨化炉，有利于提升其工作效率。
其具体方案如下：
本发明所提供的一种卧式感应加热石墨化炉的绝缘炉膛，包括至少两层相互嵌套的炉壁，所述炉壁包括：
底侧壁；
分别位于所述底侧壁左右两侧的左侧壁和右侧壁；
分别连接于所述底侧壁与所述左侧壁之间和所述底侧壁与所述右侧壁之间、具有倒圆角状结构的左过渡侧壁和右过渡侧壁；
两侧分别与所述左侧壁远离所述底侧壁的一侧和所述右侧壁远离所述底侧壁的一侧相连且具有拱形结构的顶侧壁。
优选地，所述炉壁具有两层炉壁，具体包括第一炉壁和紧贴于所述第一炉壁外周面设置的第二炉壁，所述第一炉壁包括相互连接的第一底侧壁、第一左侧壁、第一右侧壁、第一左过渡侧壁、第一右过渡侧壁和第一顶侧壁，所述第二炉壁包括相互连接且与所述第一炉壁对应接触的第二底侧壁、第二左侧壁、第二右侧壁、第二左过渡侧壁、第二右过渡侧壁和第二顶侧壁。
优选地，所述第一炉壁和所述第二炉壁分别包括若干首尾依次相接的刚玉砖，所述刚玉砖包括：
用于砌成所述底侧壁、所述左侧壁和所述右侧壁的矩形刚玉砖；
用于砌成所述左过渡侧壁和所述右过渡侧壁的倒圆角形刚玉砖；
用于砌成所述顶侧壁的圆弧形刚玉砖。
优选地，若干用于砌成所述第一炉壁和所述第二炉壁所需的所述刚玉砖相互接触形成贴缝，所述第一炉壁的贴缝和所述第二炉壁的贴缝错开设置。
优选地，任意所述刚玉砖的相对两侧面分别设有安装槽和安装凸块，在任意相连的两个所述刚玉砖的接触面处其中一个所述刚玉砖的安装凸块安插于另一所述刚玉缸的安装槽内。
本发明还提供一种卧式感应加热石墨化炉，包括感应线圈，还包括如上任一项所述的用于容纳所述感应线圈的绝缘炉膛。
相对于背景技术，本发明提供一种卧式感应加热石墨化炉的绝缘炉膛，包括至少两层相互嵌套的炉壁，所述炉壁包括底侧壁和分别位于所述底侧壁左右两侧的左侧壁和右侧壁，还包括分别连接于所述底侧壁与所述左侧壁之间和所述底侧壁与所述右侧壁之间、具有倒圆角状结构的左过渡侧壁和右过渡侧壁，以及分别与所述左侧壁远离所述底侧壁的一侧和所述右侧壁远离所述底侧壁的一侧相连且具有拱形结构的顶侧壁。
具有倒圆角状结构的左过渡侧壁和右过渡侧壁与具有拱形结构的顶侧壁均在一定程度缓解绝缘炉膛的集中应力，有利于降低绝缘炉膛因应力集中引起炉壁破裂的风险，从而有效降低绝缘炉膛内的高温气体过快与外界低温气体进行快速热交换的风险，防止绝缘炉膛内温度大幅度变化，使绝缘炉膛内温度相对较稳定。
进一步地，至少两层相互嵌套的所述炉壁，多层所述炉壁依次逐层隔开绝缘炉膛与外界，从而有利于降低所述绝缘炉膛内气体与外界气体进行热交换的速度，有利于减少绝缘炉膛内热量的散失，从而避免绝缘炉膛内的温度大幅度变化，使绝缘炉膛内的温度相对恒定。
因此，本发明所提供的卧式感应加热石墨化炉的绝缘炉膛，其炉内的温度较稳定。
本发明还提供一种包括上述绝缘炉膛的卧式感应加热石墨化炉，由于绝缘炉膛的温度较稳定，持续工作时间较长，故有利于提升其工作效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所提供的卧式感应加热石墨化炉的绝缘炉膛的横截面示意图；
图2为图1中的a-a向剖面图。
附图标记如下：
第一炉壁1、第二炉壁2、刚玉砖3和贴缝4；
第一底侧壁11、第一左侧壁12、第一右侧壁13、第一左过渡侧壁14、第一右过渡侧壁15和第一顶侧壁16；
第二底侧壁21、第二左侧壁22、第二右侧壁23、第二左过渡侧壁24、第二右过渡侧壁25和第二顶侧壁26；
矩形刚玉砖31、倒圆角形刚玉砖32和圆弧形刚玉砖33。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1和图2，图1为本发明实施例所提供的卧式感应加热石墨化炉的绝缘炉膛的横截面示意图；图2为图1中的a-a的剖面图。
本发明实施例公开了一种卧式感应加热石墨化炉的绝缘炉膛，包括至少两层相互嵌套的炉壁，每层炉壁分别包括底侧壁、左侧壁、右侧壁、左过渡侧壁、右过渡侧壁和顶侧壁。其中，左侧壁和右侧壁分别位于底侧壁的左右两侧，左过渡侧壁具有倒圆角状结构且连接于底侧壁与左侧壁之间，右过渡侧壁具有倒圆角状结构且连接于底侧壁与右侧壁之间，顶侧壁具有向外凸出的拱形结构且其两侧分别连接于左侧壁远离底侧壁的一侧和右侧壁远离底侧壁的一侧，从而使炉壁形成圆润的环层状结构。
在该具体实施例中，优选地，炉壁具体包括第一炉壁1和第二炉壁2，其中，第二炉壁2的内侧面紧贴第一炉壁1的外周面设置。当然，绝缘炉膛所包含的炉壁层数不限于两层。
根据炉壁的结构，相应地，第一炉壁1包括相互连接的第一底侧壁11、第一左侧壁12、第一右侧壁13、第一左过渡侧壁14、第一右过渡侧壁15和第一顶侧壁16。
需要指出的是，第一左侧壁12和第一右侧壁13均优选长条形直壁，当然，二者也可以是长条形弧壁，以便减小集中应力。第一左过渡侧壁14和第一右过渡侧壁15均具有倒圆角状结构，且二者分别连接于第一底侧壁11与第一左侧壁12之间和第一底侧壁11与第一右侧壁13之间，以分别减小第一底侧壁11与第一左侧壁12之间及第一底侧壁11与第一右侧壁13之间的集中应力；第一顶侧壁16具有向外凸出的拱形结构且两侧分别与第一左侧壁12的顶部和第一右侧壁13的顶部相连，有利于进一步减小集中应力。
同样地，第二炉壁2包括相互连接的第二底侧壁21、第二左侧壁22、第二右侧壁23、第二左过渡侧壁24、第二右过渡侧壁25和第二顶侧壁26，各侧壁的连接方式与第一炉壁1的各侧壁的连接方式相同，在此不再赘述。另外，第二炉壁2的各侧壁分别与第一炉壁1的各侧壁对应接触，也即，第二底侧壁21的内侧与第一底侧壁11的外侧相接触，第二左侧壁22的内侧与第一左侧壁12的外侧相接触，第二右侧壁23的内侧与第一右侧壁13的外侧相接触，第二左过渡侧壁24的内侧与第一左过渡侧壁14的外侧相接触，第二右过渡侧壁25的内侧与第一右过渡侧壁15的外侧相接触，第二顶侧壁26的内侧与第一顶侧壁16的外侧相接触，从而使第二炉壁2的内侧面紧贴于第一炉壁1的外侧面，以便提升炉壁的强度，相对于现有利用刚玉泥砌成的方形绝缘炉膛而言，有利于降低炉壁破裂的风险，从而避免绝缘炉膛与外界的热交换速度过快，有效保证绝缘炉膛内的温度。
优选地，第一炉壁1和第二炉壁2包括若干首尾依次相接的刚玉砖3，也即由若干刚玉砖3砌成第一炉壁1和第二炉壁2。相应地，在该具体实施例中，由于第一炉壁1和第二炉壁2的各侧壁均分别包括长条形、倒圆角形和拱形三种结构，故用于砌制第一炉壁1和第二炉壁2的刚玉砖3包括三种类型，具体包括用于砌成底侧壁、左侧壁和右侧壁的矩形刚玉砖31和用于砌成左过渡侧壁和右过渡侧壁的倒圆角形刚玉砖32，以及用于砌成顶侧壁的圆弧形刚玉砖33，也即，用矩形刚玉砖31分别砌制第一底侧壁11、第一左侧壁12、第一右侧壁13、第二底侧壁21、第二左侧壁22和第二右侧壁23，用倒圆角形刚玉砖32分别砌制第一左过渡侧壁14、第一右过渡侧壁15、第二左过渡侧壁24和第二右过渡侧壁25，用圆弧形刚玉砖33分别砌制第一顶侧壁16和第二顶侧壁26。当然，刚玉砖3的结构不限于此，具有依据炉壁的具体结构确定。
值得注意的是，在该具体实施例中，若干刚玉砖3相互接触形成贴缝4，其中，贴缝4具体是指第一炉壁1和第二炉壁2的各刚玉砖3的接触面，且第一炉壁1的贴缝4与第二炉壁2的贴缝4错开设置，以便当第一炉壁1的某一贴缝4出现泄漏现象时，使第二炉壁2的对应位置上的刚玉砖3封堵第一炉壁1的泄漏贴缝4，以防第一炉壁1的贴缝4因泄漏口的过大压力冲击第二炉壁2的对应贴缝4使其泄漏，有利于保证绝缘炉膛的压力恒定，防止绝缘炉膛破裂，从而保证绝缘炉膛内的温度稳定。
另外，在该具体实施例中，任意刚玉砖3的相对两侧面分别设有安装槽和安装凸块，在任意相连的两个刚玉砖3的接触面处其中一个刚玉砖3的安装凸块安插于另一刚玉砖3的安装槽内，以便使相邻两块刚玉砖3之间形成子母连接，以增强刚玉砖3的连接强度，有利于进一步降低贴缝4发生泄漏的风险。在该具体实施例中，两个相连的刚玉砖3的对应相接的安装槽和安装凸块的接触面呈圆弧状，以便减小接触面上的集中应力，有利于进一步有效防止贴缝4泄漏，从而有效防止炉壁破裂。当然，刚玉砖3的结构及连接方式不限于此。
综上所述，本发明所提供的卧式感应加热石墨化炉的绝缘炉膛，左过渡侧壁和右过渡侧壁的倒圆角状结构与顶侧壁的拱形结构，缓解了绝缘炉膛的集中应力，降低了炉壁因局部应力过大而引起破裂的风险，从而防止炉壁泄漏，降低绝缘炉膛与外界热交换的速度，以保证绝缘炉膛内温度；此外，多层炉壁其绝缘炉膛的强度增加，进一步减少绝缘炉膛泄漏的风险，同时也降低了绝缘炉膛与外界的热交换速度，使绝缘炉膛内温度相对恒定。因此，本发明所提供的卧式感应加热石墨化炉的绝缘炉膛的温度较稳定。
本发明所提供的卧式感应加热石墨化炉，包括感应线圈和用于容纳感应线圈的卧式感应加热石墨化炉的绝缘炉膛，因绝缘炉膛的温度较稳定，绝缘炉膛的持续工作时间较长，故有利于提升其工作效率。
以上对本发明所提供的一种卧式感应加热石墨化炉及其绝缘炉膛进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。