水流量平板法测量耐火材料导热系数的装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种水流量平板法测量耐火材料导热系数的装置，包括外形为长方体的碳钢箱体，箱体前表面安装有面板和前门；箱体内正中间设有固定于顶部的上炉体及在气缸带动作用下实现升降的下炉体，下炉体上升到最顶部时与上炉体底部实现软接触并形成密封的加热炉腔，试样框放置于下炉体正中心上方；箱体内底部设有加热水箱和计量系统，箱体外设有水循环制冷机组，稳流系统固定于框架不锈钢板上，正下方是防震系统。本实用新型具有测试温度范围大，测试精度高，操作方便，外形美观等优点，适于推广应用。
【专利说明】
水流量平板法测量耐火材料导热系数的装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种测导热系数装置，具体地说是一种水流量平板法测量耐火材料导热系数的装置。
【背景技术】
[0002]目前国内生产厂家制造的测量导热系数装置，前开门式炉体，炉腔加热管为碳化硅圆柱形结构，最高温度低于1300°C，此种结构存在以下问题:
[0003]1、在测量导热系数过程中，要求前门关闭后形成封闭的加热炉腔，无热量流失，但是在多次开关前门使用后，前门框周边关闭后与炉体接触的部位发生磨损导致炉体内部热量流失温度不恒定。
[0004]2、传统的圆柱形加热管最高可耐1300°C左右温度，当超过这一温度使用时会大大缩短加热管的使用寿命，同时测量耐火材料的温度范围窄。
【发明内容】
[0005]发明目的:
[0006]针对上述现有技术所存在的问题，本实用新型提供了一种新型测量导热系数装置，此装置采用上下炉体结构，使测量更准确，炉体内部加热温度范围更广。
[0007]技术方案:
[0008]—种水流量平板法测量耐火材料导热系数的装置，包括外形为长方体的碳钢箱体，其特征在于:箱体前表面安装有固定流量计的左下面板和右下面板，操作控制面板置于装置右上方，前门置于装置前表面中间位置，中上面板置于前门上方，左上面板置于装置左上方;箱体内正中间设有固定于顶部的上炉体及在气缸带动作用下实现升降的下炉体，下炉体上升到最顶部时与上炉体底部实现软接触并形成密封的加热炉腔，试样框放置于下炉体正中心上方用来放置试样;该装置的水循环系统包括水循环制冷机组和加热水箱，水循环制冷机组置于装置外部靠近左侧，加热水箱置于装置内部左边计量系统下方，计量系统固定在箱体框架左侧悬空;水循环稳流系统固定于框架不锈钢板上，水循环稳流系统正下方是电机固定架防震系统。
[0009]上炉体水平吊起固定在装置顶部，上炉体外表面由不锈钢304外钣金框包围，不锈钢304外钣金框四周内部包围着耐高温碳硅铝保温板，耐高温碳硅铝保温板内部包围着耐高温陶瓷泡沫板;六根碳化硅加热管分两层水平固定于上炉体内陶瓷泡沫板上，上层两根，下层四根，两层管等距分布，每层管与管之间距离相等;铂铑热电偶穿过上炉体陶瓷泡沫板顶层固定于上炉体腔内上方正中心位置;上炉体通过预埋在陶瓷泡沫板中的四根吊顶块固定于装置正上方框架上;试样框位于下炉体正中心上方，其内部放置试样及均热板，最下层试样下表面紧贴中心量热器和第一热保护装置上表面，最上层试样上表面紧贴位于正上方均热板下表面;热电偶等距安插在试样组正中心的上表面和下表面之间；第一热保护装置、中心量热器与正下方的电木板之间夹着一层娃胶皮垫;冷板被正下方的冷板保温框包围，冷板保温框四周由冷却紫铜管缠绕包围；冷却紫铜管外层由陶瓷泡沫保温框包围，陶瓷泡沫保温框外层四周有耐高温碳硅铝保温板贴敷;下炉体最外层为不锈钢304框架;连接中心量热器水路的有一根中心量热器进水管和一根中心量热器出水管，两管进口和出口都安装有铂电阻温度传感器;连接第一热保护装置水路的有一根第一热保护进水管和一根第一热保护出水管，第一热保护出水管出口处安装有铂电阻温度传感器。
[0010]中心量热器与第一热保护装置之间用胶粘接方式安装固定。
[0011 ]水循环系统包括水循环制冷机组及水循环加热水箱，水循环制冷机组和水循环加热水箱之间由一个进水软管及一出水软管连接形成回路;水循环加热水箱与中心量热器计量栗通过软管与不锈钢水管连接，中心量热器计量栗与第一稳流系统通过软管连接;第一稳流系统与中心量热器之间通过软管连接并安插有铂电阻温度传感器，中心量热器出水口通过不锈钢水管和三通连接铂电阻温度传感器、计量电磁阀和回水电磁阀，计量电磁阀通过软管连接计量系统，从计量系统引出的软管连接计量回水电磁阀，计量回水电磁阀与加热水箱通过紫铜管连接形成回路；回水电磁阀通过软管与加热水箱连接形成回路；同样加热水箱通过不锈钢水管及软管连接第一热保护计量栗，第一热保护计量栗通过软管连接第二稳流系统，第一热保护装置的进水口与第二稳流系统用软管连接，第一热保护装置的出水口通过三通和软管连接铂电阻温度传感器及加热水箱并形成回路;加热水箱的出水口通过不锈钢水管及软管连接自吸栗，自吸栗通过软管连接冷却紫铜管，冷却紫铜管的出水口通过软管连接加热水箱并形成闭合回路。
[0012]优点及效果:
[0013]本实用新型这种维卡软化温度测定试验仪，具有以下优点和有益效果:
[0014]( I)采用上下炉体结构，由于上下炉体结合面贴敷一层耐高温复合板，下炉体在气缸竖直向上推力的作用下与上炉体结合处形成软接触，达到密封炉腔的效果，热量很难流失。
[0015](2)温度范围增大，测试温度不但满足热板的高温，而且冷板的低温_5°C也能适应。
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型结构不意图。
[0017]图2是本实用新型前面板结构图。
[0018]图3是本实用新型炉体部件结构图。
[0019]图4是水循环系统原理示意图。
[0020]图标记说明:
[0021]1.仪器框架、2.下炉体、3.上炉体、4.制冷机组、5.试样框、6.防震系统、7.加热水箱、8.计量系统、9.稳流系统、10.左下面板、11.前门、12.左上面板、13.中上面板、14.操作面板、201.不锈钢304外钣金框、202.耐高温碳硅铝保温板、203.陶瓷泡沫板、204.碳化硅加热管.205.铂铑热电偶、206.吊顶块、208.试样、209.均热板、210.中心量热器、211.热电偶、212.第一热保护装置、213.电木板、214.冷板保温框、215.冷却紫铜管、216.陶瓷泡沫保温框、217.不锈钢304框架、218.第一热保护进水管、219.第一热保护出水管、220.中心量热器进水管、221.中心量热器出水管、222.铂电阻温度传感器、301.中心量热器计量栗、302.第一稳流系统、303.计量电磁阀、304.回水电磁阀、305.计量回水电磁阀、306.第一热保护计量栗、307，第二稳流系统。
【具体实施方式】
[0022]本实用新型
[0023]本实用新型用于依据国标GB/T17911-2006《耐火材料陶瓷纤维制品试验方法》所制造的测量导热系数装置，在不同材料试样规定的炉体温度下测量试样的导热系数。
[0024]本实用新型主要涉及一种水流量平板法测量耐火材料导热系数的装置，包括碳钢喷漆箱体，在箱体内设有控制下炉体自动升降的升降系统、下炉体上升导向机构、上炉体炉腔加热机构，水循环系统，稳流系统，防震系统;炉体内正上方为加热管，加热管对正下方为被试样框包围层叠在一起的均热板进行加热，均热板正下方贴敷着试样对试样均匀输出热量，在试样的正下方为中心量热器和第一热保护装置，装置箱体内底部设有水循环加热系统和计量系统测量流经中心量热器的水流量，装置箱体外设有水循环制冷系统。
[0025]此装置最高可测量1500°C左右时耐火材料的导热系数，操作既简单又方便。试件放置在试样框内，保证试样在中心量热器正上方，并且在下炉体上升与上炉体结合过程中无干涉；中心量热器与第一热保护防护板由物理、化学两种方法连接，既保证两零件间隙在360°方向相同，又保证两零件与试样接触的表面在同一平面上；为保证中心量热器受热均匀，在其四周填充隔热胶放置热量散失，并在隔热胶外周围通过控制第一热保护防护板水道中水流量使中心量热器内水的温度与第一热保护水道内温度相同，在中心量热器进水口设有温度传感器，在中心量热器与第一热保护出水口出各设有一温度传感器，保证中心量热器与第一热保护进出水温差相同。在下炉体四周布置四根导柱，使下炉体在气缸的推动下与上炉体在接合面刚好吻合接触。加热管分两侧等距均匀分布在上炉体腔内每层加热管距试样的距离相同，加热管之间距离也相同，保证均热板上板面受热均匀，传导给试样的热量也成一维温度场分布；加热管外围有耐高温陶瓷泡沫防护板外层还安装不锈钢防护外罩;加热部件、测水温的铂电阻温度传感器可拆卸，可定期校准;不同形态材质的耐火材料试样在均热板的压力下都能保证试样紧实并且与均热板接触面受热均匀；下炉体冷板保温框外层的冷却水管将多余的热量带走，使下炉体钣金外表面温度降低，方便人操作，增加下炉体的使用寿命。
[0026]本实用新型这种水流量平板法测量耐火材料导热系数装置，具体结构如图1和图2中所示，包括外形为长方体碳钢箱体I，箱体I前表面安装有固定流量计的左下面板10和右下面板15，操作控制面板14置于装置右上方方便操作，前门11置于装置前表面中间位置，中上面板13置于前门11上方，左上面板12置于装置左上方。箱体内正中间设有固定于顶部的上炉体3及在气缸带动作用下实现升降的下炉体2，下炉体上升到最顶部时可以于上炉体底部实现软接触并形成密封加热空间的炉腔，试样框5放置于下炉体正中心上方用来装放试样;该装置的水循环系统包括水循环制冷机组4和加热水箱7，水循环制冷机组4置于装置外部靠近装置左侧、加热水箱7置于装置内部左边计量系统8下方，计量系统8固定在箱体框架左侧悬空;水循环稳流系统9固定于框架不锈钢板上，水循环稳流系统9正下方是电机固定架防震系统6。
[0027]如图3所示，水平吊起固定在装置顶部的上炉体3外表面由不锈钢304外钣金框201包围，不锈钢304外钣金框201四周内部包围着耐高温碳硅铝保温板202，耐高温碳硅铝保温板202内部包围着耐高温的陶瓷泡沫板203，陶瓷泡沫板最高可耐1490°C高温，常期使用温度为1440°C;六根碳化硅加热管204分两层水平固定于上炉体内的陶瓷泡沫板203上，上层两根，下层四根，两层管等距分布，每层管与管之间距离相等;铂铑热电偶205穿过上炉体内的陶瓷泡沫板203顶层固定于上炉体腔内上方正中心位置;上炉体通过预埋在陶瓷泡沫板中的四根吊顶块206固定于装置正上方框架上。试样框5位于下炉体正中心上方，其内部放置试样208及均热板209，最下层试样208下表面紧贴中心量热器210和第一热保护装置212上表面，最上层试样208上表面紧贴位于正上方均热板209下表面;热电偶211等距安插在试样组正中心的上表面和下表面之间。第一热保护装置212、中心量热器210与正下方的电木板213之间夹着一层硅胶皮垫;冷板被正下方的冷板保温框214包围，陶瓷泡沫的冷板保温框214四周由冷却紫铜管215缠绕包围；冷却紫铜管215外层由陶瓷泡沫保温框216包围，陶瓷泡沫保温框216外层四周有耐高温碳硅铝保温板贴敷，最后下炉体2最外层为不锈钢304框架217 ;连接中心量热器水路的有一根中心量热器进水管220和一根中心量热器出水管221，两管进口和出口都安装有铂电阻温度传感器222;连接第一热保护装置212水路的有一根第一热保护进水管218和一根第一热保护出水管219，并且第一热保护出水管219出口处安装一铂电阻温度传感器222。
[0028]中心量热器210与第一热保护装置212之间用胶粘接方式安装固定。
[0029]如图4所示，水循环系统包括水循环制冷机组4及水循环加热水箱7，水循环制冷机组4和水循环加热水箱7之间由一个进水软管及一出水软管连接形成回路;水循环加热水箱7与中心量热器计量栗301通过软管和不锈钢水管连接，中心量热器计量栗301与第一稳流系统302通过软管连接;第一稳流系统302与中心量热器210之间通过软管连接并安插有铂电阻温度传感器222，中心量热器210出水口通过不锈钢水管及三通连接铂电阻温度传感器222、计量电磁阀303和回水电磁阀304，计量电磁阀303通过软管连接计量系统8，从计量系统8引出的软管接计量回水电磁阀305，计量回水电磁阀305与加热水箱7通过紫铜管连接形成回路；回水电磁阀304通过软管与水箱连接形成回路；同样加热水箱7通过不锈钢水管及软管连接第一热保护计量栗306，第一热保护计量栗306通过软管连接第二稳流系统307，第一热保护装置212的进水口与第二稳流系统307用软管连接，第一热保护装置212的出水口通过三通及软管连接铂电阻温度传感器222及加热水箱7并形成回路;加热水箱7的出水口通过不锈钢水管及软管连接自吸栗，自吸栗通过软管连接冷却紫铜管215，冷却紫铜管的出水口通过软管连接加热水箱7并形成闭合回路。
[0030]本实用新型这种水流量平板法测量耐火材料导热系数装置冷板部件、上炉体加热部件水平安装，下炉体气缸推动下炉体冷板部件自动升降，当上、下炉体形成密封炉腔后，加热部件水平等距分布在试样及冷板部件正上方，使试样及冷板部件受热均匀；中心量热器及第一热保护进水管前加装带有压力传感器、背压阀及脉冲阻尼器的稳流系统控制进入中心量热器及第一热保护的水流平稳无波动，同时通过安装在中心量热器和第一热保护进出水管的铂电阻温度传感器控制两个计量栗脉冲调频分别调节进入中心量热器和第一热保护水路水流量最终使中心量热器和第一热保护的进出水口的温度相同，最终保证中心量热器受热均匀;压力传感器、铂电阻温度传感器为可拆卸式，可随时进行校准;水循环系统由水箱加热系统和制冷机组组成，能有效调节进入中心量热器及第一热保护装置的水温恒定不变，使中心量热器及第一热保护装置温度场更加均匀;加热水箱、制冷系统及其管路附件外表面做保温保温处理，使水路内水温稳定。
[0031]测量耐火材料导热系数时，热电偶放置在每层试样的正中心位置，这个位置温度场更均匀稳定，测量的每层温度更为准确，每层试样在放置使用力按压一下保证每层试样紧密接触，试样的外形尺寸与均热板外形尺寸相同，厚度为20?100mm。
[0032]本实用新型使用时:
[0033]1、将第一支热电偶装在中心量热器的中心位置，然后安放第一层试样，并用一块长，宽相同尺寸与试样相同的木板或其它工具将其压在试样的正上方，使试样与量热器紧密接触。取出木板，将第二支热电偶放置在第一层试样的正上方中心位置，第一支热电偶正上方。以此类推，安放第二层试样和第三支热电偶，直至所需层数。用尺寸与试样长、宽尺寸相同的均热板按压在最后一层试样和热电偶之上，这块均热板与该层试样及其上面的热电偶保持接触。如果试样仅有一层或两层，热电偶应插入试样中，且尽可能安插5支热电偶;然后按上升按钮使下炉体上升至与上炉体形成封闭的炉腔，启动加热系统直至炉体内加热到指定温度，然后开始调节计量栗频率改变，带有一套双循环的冷媒加热、制冷平衡系统的方形冷板部件水平固定在校准装置内中间位置上，在热板部件下方;冷板侧面、下面做保温处理;冷板的温度测量由可拆卸的高精度铂电阻实现。
[0034]结论:本实用新型可用于测量耐火材料导热系数的范围为:0.03?2w/Cm.k)o
【主权项】
1.一种水流量平板法测量耐火材料导热系数的装置，包括外形为长方体的碳钢箱体(1)，其特征在于:箱体(I)前表面安装有固定流量计的左下面板(10)和右下面板(15)，操作控制面板(14)置于装置右上方，前门(11)置于装置前表面中间位置，中上面板(13)置于前门(11)上方，左上面板(12)置于装置左上方;箱体内正中间设有固定于顶部的上炉体(3)及在气缸带动作用下实现升降的下炉体(2)，下炉体上升到最顶部时与上炉体底部实现软接触并形成密封的加热炉腔，试样框(5)放置于下炉体正中心上方用来放置试样;该装置的水循环系统包括水循环制冷机组(4)和加热水箱(7)，水循环制冷机组(4)置于装置外部靠近左侧，加热水箱(7)置于装置内部左边计量系统(8)下方，计量系统(8)固定在箱体框架左侧悬空;水循环稳流系统(9)固定于框架不锈钢板上，水循环稳流系统(9)正下方是电机固定架防震系统(6)。2.根据权利要求1所述的水流量平板法测量耐火材料导热系数的装置，其特征在于:上炉体(3)水平吊起固定在装置顶部，上炉体(3)外表面由不锈钢304外钣金框(201)包围，不锈钢304外钣金框(201)四周内部包围着耐高温碳硅铝保温板(202)，耐高温碳硅铝保温板(202)内部包围着耐高温陶瓷泡沫板(203);六根碳化硅加热管(204)分两层水平固定于上炉体内陶瓷泡沫板(203)上，上层两根，下层四根，两层管等距分布，每层管与管之间距离相等；铂铑热电偶(205)穿过上炉体陶瓷泡沫板(203)顶层固定于上炉体腔内上方正中心位置;上炉体通过预埋在陶瓷泡沫板中的四根吊顶块固定于装置正上方框架上;试样框(5)位于下炉体正中心上方，其内部放置试样(208)及均热板(209)，最下层试样(208)下表面紧贴中心量热器(210)和第一热保护装置(212)上表面，最上层试样(208)上表面紧贴位于正上方均热板(209)下表面;热电偶(211)等距安插在试样组正中心的上表面和下表面之间；第一热保护装置(212)、中心量热器(210)与正下方的电木板(213 )之间夹着一层娃胶皮垫;冷板被正下方的冷板保温框(214)包围，冷板保温框(214)四周由冷却紫铜管(215)缠绕包围；冷却紫铜管(215)外层由陶瓷泡沫保温框(216)包围，陶瓷泡沫保温框(216)外层四周有耐高温碳硅铝保温板贴敷;下炉体(2)最外层为不锈钢304框架(217);连接中心量热器水路的有一根中心量热器进水管(220)和一根中心量热器出水管(221)，两管进口和出口都安装有铂电阻温度传感器(222);连接第一热保护装置(212)水路的有一根第一热保护进水管(218)和一根第一热保护出水管(219)，第一热保护出水管(219)出口处安装有铂电阻温度传感器(222)。3.根据权利要求2所述的水流量平板法测量耐火材料导热系数的装置，其特征在于:中心量热器(210)与第一热保护装置(212)之间用胶粘接方式安装固定。4.根据权利要求1所述的水流量平板法测量耐火材料导热系数的装置，其特征在于:水循环系统包括水循环制冷机组(4)及水循环加热水箱(7)，水循环制冷机组(4)和水循环加热水箱(7)之间由一个进水软管及一出水软管连接形成回路;水循环加热水箱(7)与中心量热器计量栗(301)通过软管与不锈钢水管连接，中心量热器计量栗(301)与第一稳流系统(302)通过软管连接;第一稳流系统(302)与中心量热器(210)之间通过软管连接并安插有铂电阻温度传感器(222)，中心量热器(210)出水口通过不锈钢水管和三通连接铂电阻温度传感器(222)、计量电磁阀(303)和回水电磁阀(304)，计量电磁阀(303)通过软管连接计量系统(8)，从计量系统(8)引出的软管连接计量回水电磁阀(305)，计量回水电磁阀(305)与加热水箱(7)通过紫铜管连接形成回路；回水电磁阀(304)通过软管与加热水箱连接形成回路；同样加热水箱(7)通过不锈钢水管及软管连接第一热保护计量栗(306)，第一热保护计量栗(306)通过软管连接第二稳流系统(307)，第一热保护装置(212)的进水口与第二稳流系统(307)用软管连接，第一热保护装置(212)的出水口通过三通和软管连接铂电阻温度传感器(222)及加热水箱(7)并形成回路;加热水箱(7)的出水口通过不锈钢水管及软管连接自吸栗，自吸栗通过软管连接冷却紫铜管(215)，冷却紫铜管(215)的出水口通过软管连接加热水箱(7)并形成闭合回路。
【文档编号】G01N25/20GK205620333SQ201620131297
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2016年2月22日
【发明人】李攀, 马进, 师振铎, 温静馨
【申请人】沈阳紫微机电设备有限公司