[发明专利]一种用于高温材料的非接触式加热的方法和装置

权利要求书

1.一种用于高温材料的非接触式加热的方法，是通过对可导电的高温材料施加快速交变磁场使材料升温，其特征在于，将被加热材料放在用密封件密封的石英管内，石英管内设有支架，被加热材料放在支架上，支架与石英管的密封件相连接；在石英管外环绕铜管制成的线圈，铜管内通有循环冷却水，用高频振荡磁场发生器通过线圈对材料施加快速交变磁场，使材料升温；用非接触式高温温度计透过装在石英管密封件上的高透光石英板测量被加热材料的温度，采用计算机数据采集和控制系统，根据温度信号调节高频振荡磁场发生器的输入功率，使材料达到设定温度；通过与石英管两端的密封件相连接的进气和压力控制系统调节石英管内的气体和气压。

2.如权利要求1所述的用于高温材料的非接触式加热的方法，其特征在于，石英管的长为300～500mm、外径为40～50mm，铜管制成的线圈匝数为3～10圈、线圈内径为60～70mm、铜管内径为3～8mm、铜管外径为5～15mm，高频振荡磁场发生器采用380V、50～60Hz三相交流电源，输入功率为30～80kW、振荡频率为15～35kHz。

3.如权利要求2所述的用于高温材料的非接触式加热的方法，其特征在于，铜管制成的线圈匝数为4～6圈，线圈内径为62～65mm，铜管内径为6～8mm、外径为8～10mm，高频磁场发生器的输入功率为40～70kW、振荡频率为25～30kHz。

4.如权利要求1或2或3所述的用于高温材料的非接触式加热的方法，其特征在于，石英管两端的密封件分别与进气管路和排气管路相连接，在进气管路上安装一个气体流量控制室，流量控制室的入口和出口均安装一个流量计，在排气管路上安装一个气体压力控制室，压力控制室的入口和出口均安装一个压力表；气体流量控制室和气体压力控制室的构造相同，均为带有入口和出口的密闭腔体，内部装有2～5层与气体管路方向垂直的多孔板，控制室 两端分别装有2～4个管径不同的、各自带有控制阀的入口管和出口管；流量控制室的入口管径∶出口管径＝0.1∶1～0.5∶1；当石英管内实验所需的气压大于一个大气压时，压力控制室的入口管径∶出口管径＝0.1∶1～1∶1；当石英管内实验所需的气压小于或等于一个大气压时，压力控制室的入口管径∶出口管径＝1∶1～10∶1。

5.如权利要求1所述的用于高温材料的非接触式加热方法的装置，其特征在于，包括石英管及其密封件、高频振荡磁场发生器、铜管制成的线圈、非接触式高温温度计、计算机数据采集和控制系统、石英管的进气和压力控制系统、铜管冷却水循环系统；石英管长为300～500mm、外径为40～50mm，石英管一个端口的密封件上装有高透光石英板，另一端口的密封件上装有放置被加热材料的支架；铜管制成的线圈环绕在石英管外，匝数为3～10圈，线圈内径为60～70mm，铜管内径为3～8mm、外径为5～15mm，线圈的两端与高频振荡磁场发生器的输出端以及循环冷却水装置相连接；高频振荡磁场发生器采用380V、50～60Hz三相交流电源，输入功率为30～80kW，振荡频率为15～35kHz；非接触式高温温度计、高频振荡磁场发生器与计算机数据采集和控制系统相连接；石英管的进气和压力控制系统包括：与石英管两端密封件相连接的进气管路和排气管路、进气管路上的气体流量控制阀和流量表、排气管路上的气体压力控制阀和压力表。

6.如权利要求5所述的用于高温材料的非接触式加热的装置，其特征在于，在进气管路上安装一个气体流量控制室，流量控制室的入口和出口均安装一个流量计，在排气管路上安装一个气体压力控制室，压力控制室入口和出口均安装一个压力表；流量控制室和压力控制室的构造相同，均为带有入口和出口的密闭腔体，内部装有2～5层与气体管路方向垂直的多孔板，两端分别装有2～4个管径不同的、各自带有控制阀的入口管和出口管；流量控制室的入口管径∶出口管径＝0.1∶1～0.5∶1；当石英管内实验所需的气压大于一个大气压时，压力控制室的入口管径∶出口管径＝0.1∶1～1∶1；当石英管内实验所需的气 压小于或等于一个大气压时，压力控制室的入口管径∶出口管径＝1∶1～10∶1。

7.如权利要求5或6所述的用于高温材料的非接触式加热的装置，其特征在于，石英管的密封件的结构为：在石英管端口处的外侧套上环形橡胶垫(2)，在橡胶垫外紧卡上金属环(3)，再将密封塞紧密安装在金属环上；其中一端密封件的密封塞(4)上装有支架(9)和排气孔，另一端密封件的金属环上开有进气孔，与之相配的密封塞(5)为中空结构，中空部分密封安装有高透光石英板(7)。