[发明专利]一种高温高压感应加热装置

说明书

本发明公开了一种高温高压感应加热装置，包括高压罐、隔热内套、螺线管、加热棒、隔热块、高压罐盖板、金属环、绝缘垫、绝缘环和紧固件组成。本发明高温高压加热装置，通过感应加热技术实现中心加热棒的高温，同时在装置内通入气体，实现装置内MPa以上的高压状态。本发明具有加热温度高、清洁高效、加热区域可控性好，装置耐压等级高等特点，可以用来研究材料在高温高压下的力学性能以及材料抗氧化等化学反应特性。

技术领域

本发明涉及一种高温高压感应加热装置，属于感应加热技术领域。

背景技术

感应加热技术与电阻加热、燃油加热、燃气加热相比较，具有高效、节能、环保(无废气排放)、安全(无明火、爆炸风险)、加热速度块、可控性强等优势，因而广泛应用于金属热处理、透热、熔炼、焊接等方面。

感应加热的能量来源是电源，电能具有廉价，便利，清洁等特点，而且易于实现高功率密集，效率高。另外，感应加热的能量传递时以电磁波的形式进行，受外界的干扰小，加热效率高。由于感应加热的热能直接产生于工件内部，热损失少，所以它的效率很高，一般可以达到80％左右；同时感应加热直接实现了材料热渗透的中间过程，故加热速度非常快。在控制方面，感应加热主要对加热的功率和频率进行控制，这些参数可以很方便的转变成电信号并与微机进行接口，所以易于实现加热过程自动化，而且，由于存在“趋肤效应”，控制加热频率便可以实现对加热深度的精确控制，这也是常规的加热方式所无法做到的。感应加热采用非接触加热方式，在对材料进行加热的过程中不会掺入其他杂质。此外，多年来研究人员在设备保护方面也做了大量工作，例如对电源进行过电流保护，断水保护，对周围敏感设施采用电磁屏蔽等保护措施，所以设备的安全性高。感应加热具有清洁，噪声小，对周围环境的热辐射少等优点。例如在金属材料热处理上，完全改变了传统热处理行业工人烟熏火烤的情况。

发明内容

本发明的目的：为克服现有技术的不足，本发明提供一种高温高压感应加热装置，在此装置中可以通过感应加热方式将待考核材料加热至很高的温度(2000K以上)，同时在此装置中可以持续保压(10MPa以上)数小时对材料进行力学性能和抗氧化等性能考核。

为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种高温高压感应加热装置，包括高压罐、隔热内套、螺线管、加热棒、隔热块、高压罐盖板、金属环、绝缘垫、绝缘环和紧固件，

所述隔热内套为一端开口、一端封闭的环状柱形结构，在其封闭端的内部设置有中心圆槽和若干个沿轴向均匀分布的气体通道；

所述螺线管通过浇筑与隔热内套固定在一起，使得螺线管的电感线圈位于隔热内套的环状柱体内部，并且使得线圈的中心轴与隔热内套的中心轴重合，形成一个整体；

所述隔热内套与高压罐同轴安装在一起，并且隔热内套的外径与高压罐的内径大小相等；

所述加热棒同轴安装于高压罐的内部中心轴处，其一端固定于隔热内套的中心圆槽内，另一端通过隔热块和高压罐盖板固定；

所述高压罐盖板和高压罐通过法兰连接在一起；所述高压罐盖板上设置有两个螺线管安装孔、中心进气孔、进气接管嘴、气体出口以及冷却水进出接管嘴。

进一步的，所述隔热内套是采用低导热系数材料制成的一端开口、一端封闭的环状圆柱体，其导热系数≤0.12W/(m·K)，隔热内套的中空部分内径须大于加热棒的外径。

进一步的，所述螺线管的感应线圈部分线圈匝数为匝，整个螺线管为内部空心的铜管，其内部通循环冷却水。

进一步的，所述隔热块设置有若干个均匀分布的进气通道。

进一步的，所述高温高压加热装置设置有测温装置与测压装置。

进一步的，所述高压罐内部的圆形凹槽和隔热内套的外部凸台之间形成一个气室。