[发明专利]真空炉及其视窗清洁装置

说明书

本发明涉及一种真空炉及其视窗清洁装置，真空炉的外侧设有供视窗安装的安装座，清洁装置包括抽拉杆和清洁头。抽拉杆穿设到安装座内，并可向安装座内外抽拉移动；清洁头位于抽拉杆的内端。在抽拉杆抽拉过程中，对视窗的内侧面清洁。清洁装置可实现常温及高温工况下视窗的在线清洁，在视窗内侧被污染遮挡观察后，实时在线对视窗内侧面进行清洁，保证原位测量装置在高温高真空环境中的测量精度，清洁过程操作方便，还保证了炉腔内的真空度。

技术领域

本发明涉及高温真空炉领域，更具体地说，涉及一种真空炉及其视窗清洁装置。

背景技术

目前，视窗清洁装置广泛应用于航空航天、汽车、食品、烟草、户外视频监控设备等行业，常见的清洁装置如：汽车雨刷、异物剔除机视窗清洁装置、监控摄像头光学窗口等，大部分均是在常温、常压工况工作。工业中常采用的清洁方式主要分为接触式和非接触式清洁两种。接触式清洁方式主要是指清洁刷直接作用在视窗，通过机械摆臂运动进行视窗的清洁，以汽车雨刷为例，其主要目的就是防止雨水及其他污染物影响司机视线而安装的简单清洁工具，雨刮胶条材质为耐臭氧和抗紫外线能力强的橡胶材质，具有良好的拨水和除污效果，但该种橡胶无法在高温工况中使用。非接触式清洁方式主要通过气体或液体形成的快速气流或液流对视窗表面进行清洁，该种装置较为复杂，成本较高，以异物剔除机的视窗清洁装置为例，其利用风机提供风力来清洁视窗，但由风机提供的风速不可能很高，加之风速不均匀、静电中和速率低、有效作用距离近等原因，视窗清洁效果不理想。

在航空航天、汽车、能源化工等工业领域，许多构件都是在高温下长期服役，如发动机，锅炉，炼油设备、核燃料包壳管等，它们对材料的耐高温使用性能提出了很高的要求，正确评价材料、合理的使用材料、研究新的耐高温材料，成为上述工业发展和材料科学研究的重要任务之一。以目前核电领域研究热点事故容错燃料(ATF)包壳管为例，其主要目标是研制出一种新型耐高温材料包壳管取代传统锆合金包壳管，在设计基准事故和超设计基准事故工况下能抵御高温、一定时间内可防止裂变产物释放、可燃气体产生量在容许范围内、保持堆芯可冷却能力的高性能燃料系统，降低反应堆发生严重事故风险，缓解严重事故后果，提高核电站抵御超设计基准的极端事件能力，提高反应堆的安全性。

先进耐高温材料是指在高温及一定应力作用下长期工作的一类属材料。先进耐高温材料具有较高的高温强度，良好的抗氧化和抗热腐蚀性能，良好的抗氧化和抗热腐蚀性能，良好的疲劳性能、断裂韧性、塑性等。目前，先进耐高温材料主要包括：高温合金、难熔金属、陶瓷、金属间化合物、金属基复合材料、陶瓷复合材料等。高温炉和原位测量装置相结合是研究先进高温材料在高温复杂恶劣工况下力学性能，如：拉伸、蠕变、疲劳、断裂等行为机理的重要测量方式，其中高温炉已由传统的电阻炉发展到现在的快速升温红外感应炉，原位测量装置由传统的接触式测量，如：引伸计，发展到现在的非接触是测量，如：红外测量，高速摄像等，数据采集速率和准确性不断提高。但在使用过程中发现，原位测量装置对测量视窗通透率的要求较高，测量过程中随着视窗通透率的下降，测量数据会出现漂移，影响测量精度，严重时导致无法测量，这种现象在传统的高温真空电阻炉中尤为明显，主要原因如下：

(1)对于使用温度超过1000℃的电阻炉，尤其是高真空环境下，加热体通常会采用钼丝或石墨加热体，其在使用过程中的微量挥发物会附着在视窗表面，降低视窗通透率；

(2)使用温度超过1000℃时，炉内的结构件，如试件夹具、隔热屏、隔热棉等，甚至某些对氧敏感的试件自身也会产生微量的氧化挥发物附着在视窗表面，降低视窗通透率；

(3)高温炉在清洁过程中很难保证炉腔没有任何污染，这些污染物在高温过程中均会挥发附着在视窗表面，降低视窗通透率；

因此，研制出一种适用于高温真空炉的视窗清洁装置，对推动原位测量装置在先进高温材料性能研究中的进一步应用具有重要意义。