[实用新型]加热元件及采用该加热元件的试验熔炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及加热元件及采用该加热元件的试验熔炉。

背景技术

电阻炉是实验室用于材料熔炼、烧结和热处理的装置。常见的种类有井式、升降式、箱式和管式，其加热元件通常选用电阻丝、硅碳棒或硅钼棒。通常退火炉、马弗炉等都采用电阻丝加热，这样炉子的使用温度较低，一般在1000℃以下；小型的井式熔炼炉和升降式电阻炉通常是使用非金属硅碳、硅钼材质作为加热体，按功能将其制成直棒、多发热段直棒、U形棒、W形棒、单双螺纹棒、槽形棒、枪形棒、门形棒等类型，虽然可以将温度上升至1350℃以上，但是由于每一个加热元件个体设计的差异，造成老化程度不一，使炉内温度不均匀，另外这样造成炉膛空间较大，热能损耗高，设备的占地面积相对较大。例如CN95221534.9中公开了一种钟罩式台车电阻炉和CN200910042272.7公开了一种组合式多功能电阻炉就是如此。

尤其在CN200910042272.7公开的组合式多功能电阻炉中，采用了将多个U形硅钼棒加热元件沿炉膛内壁呈环状均匀分布的结构，当多个硅钼棒性能、形状等存在差异时，容易导致在炉膛内周各个方向温度不均的问题，而且每个硅钼棒的安装也很不方便，所占用空间也较大，导致设备的占地面积较大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，克服现有技术的不足，提供一种能够满足高温使用，但是空间设计更合理、使产生的温度场更均匀的加热元件。同时提供一种可有效减小试验熔炉的体积，使炉腔结构更合理并使炉腔内温度分布更均匀的试验熔炉。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种加热元件，该加热元件包括热端与冷端两部分，且冷端与热端连为一体；热端为圆筒形加热体，冷端位于热端的下部，在该圆筒形加热体上，以冷端上部为起点向上形成有两个以上不连通的螺旋槽，该螺旋槽沿圆筒形加热体的径向贯通圆筒形加热体的周壁，该两个以上螺旋槽上端部和圆筒形加热体上端部相隔一定距离。

通过在热端圆筒体上形成螺旋槽，从而将加热元件形成为空心的螺带结构，即将该加热元件形成为多螺旋切割结构。两个以上的螺旋槽末端和圆筒末端相隔一定距离，便于加热元件的连接接线以及形成电流通路，当将这种螺旋状结构的加热元件应用于加热容器内，例如加热炉内时，相较于电阻丝、直棒等结构而言，使用较小的功率就能达到相同的炉内温度。而且，通过这种360°紧密环绕地、以各个角度地对放置于空心内部的待加热物体进行加热，相较于将多个U形加热元件沿炉内壁设置的情况而言，由于单位面积内的加热体更多，因而加热效率更高、空间设计更合理、使产生的温度场更均匀。此外，通过采用这样圆环形的结构环绕被加热物体，可以增大单位面积的电流量，增强抵抗电流冲击对加热元件破坏的能力。

对上述技术方案改进后，所述螺旋槽的数量为偶数，在上述冷端的螺旋槽起点之间沿周向位置处向下各形成有一个头部，所述头部中的至少一个连接电源的正极，其余头部连接电源的负极。此处头部的设置，便于加热元件的安装和接线。

所述热端的螺旋槽为两个，并且该两个螺旋槽的起点在所述圆筒形加热体周向上相隔180°，上述两个螺旋槽相互平行。

对上述方案做进一步改进，所述螺旋槽具有相同的宽度、螺旋角度和长度。这样，能够确保整个加热元件在整体上加热均匀。且该加热元件为一体成形。这样一体成形的结构避免了现有技术中采用多个单个的加热元件，从而出现的老化程度不一、炉内温度不均的问题。

该加热元件材质为碳化硅或二硅化钼。所述头部为分割的半圆筒形或部分环形结构。

一种试验熔炉，包括炉体，该炉体内设有上述的加热元件。

在现有技术中分别设置多个单个加热元件，从而每个加热元件需要配备相应的安装结构，从而导致安装过程复杂，同时安装结构也要占用相当的空间，而采用了本申请的加热元件，则仅需要一套安装结构，安装方便，且占用空间小，从而能够减小炉膛的设计尺寸，使熔炉的结构更为紧凑，空间利用率更高，热效能的利用率更大。此外，由于该加热元件为360°紧密环绕地、以各个角度地对放置于空心内部的待加热物体进行加热，从而使炉腔内温度分布更加均匀。

对上述方案加以改进，则所述炉体还包括内衬层，该内衬层设于所述加热元件内。

这样的内衬层的设计，可以避免热量直接辐射置于试验熔炉内的待加热物体：坩埚，使产生的温度场更加均匀，另外还能够防止坩埚内的玻璃原材料的挥发直接侵蚀到加热元件，从而延长试验熔炉的使用寿命。