分体式热震炉及抗热震性实验装置

摘要

本发明公开了一种分体式热震炉及抗热震性实验装置，所述热震炉包括上炉膛、下炉膛、上样品托盘和下样品托盘，上、下样品托盘上设有用于排出、放置样品的贯通槽孔，上样品托盘能够在下炉膛内转动，使上、下样品托盘上的贯通槽孔对齐或者交叉时。当上、下样品托盘上的贯通槽孔者交叉时，样品放置于上样品托盘上；当上、下样品托盘上的贯通槽孔对齐时，样品排出，落入炉膛下面的冷却介质容器内。所述抗热震性实验装置采用上述热震炉，避免了传统实验装置中热量的散失造成的结果不准确，达到了操作方便，卸料快速，减少操作误差，使实验结果更准确的目的。

说明书

技术领域

本发明设计一种热震炉及抗热震性实验装置，具体是一种分体式热震炉及抗热震 性实验装置，属于抗热震性实验装置技术领域。

背景技术

材料经受温度急剧变化而不破坏的能力称为抗热震性（ThermalShock Resistance），又称抗热冲击性或热稳定性。

抗热震性是无机非金属材料（如：陶瓷、玻璃、耐火材料等）的一个重要性能。当材 料突然受热（或受冷）发生膨胀（或收缩）时，由于其各部分的变形互相受到制约而产生热应 力。当这种热应力超过材料的极限强度时，就会产生崩裂、剥落、断裂而破坏。材料的耐热震 性除受热传递条件影响外，主要取决于其热膨胀系数、导热性、断裂韧性、比热、强度等，同 时也与其组织结构、形状和尺寸等有关。为了防止材料在使用时，因温度急变而破坏，要求 材料具有良好的耐热震性，因此在材料的研究过程中，经常需要对其耐热震性进行试验。

抗热震性能的表示方式和测试方法有很多种。一般以急冷模式测量材料的抗热震 性。常用的表达和测试方式有以下几种：

1.材料升至不同的温度后，淬冷（风冷或水冷），测得试样表面产生开裂的最大温差。 此即以温差表示的抗热震性。

2.材料升至预定温度后，淬冷（风冷或水冷），完成规定次数后，试样残余抗弯强 度与常温热震前抗弯强度的比值，测得强度保持率。此即以强度衰减衡量的抗热震性。

3.材料升至预定温度后，淬冷（风冷或水冷），反复测试直至材料产生宏观裂纹的 次数。此即以急冷急热循环次数衡量的抗热震性。

目前，针对专门做抗热震性实验的设备不多见。传统的做法是：将被测样品放在传 统高温炉中，加热到实验需要的温度后，人工打开炉门，将样品一块一块的从炉膛中取出， 放入冷却介质容器中。由于敞开炉门，炉内的温度降低，被测样品的温度也会跟着降低；取 料过程需要一定时间，且样品与夹具之间接触时还会吸收样品的热量，会使样品的温度进 一步降低，这样就会使实验的温差（高温-低温）降低；对于多个样品的平行试验，则需多次 顺序取出样品，从而使样品放入冷却介质容器时的温度不同，即每个样品的实际经历的温 差不同；每个实验者操作的快慢不同，试验重复性差。因此，由上述传统方法所得的实验结 果的准确性、可比性、可信度大大降低。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供一种分体式热震炉及抗热震性实验装置，使样 品在热震实验时快速、简捷、同步落入恒温冷却介质中，提高实验结果的准确性、可比性与 可信度。

为了解决所述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种分体式热震炉，包括炉 膛、位于炉膛外的加热元件以及位于炉膛内的样品托盘，所述炉膛包括上炉膛和下炉膛，上 炉膛活动插接至下炉膛中部；所述样品托盘包括上样品托盘和下样品托盘，上样品托盘位 于下样品托盘的上方且转动设置于下炉膛内部，上炉膛的下端设有带动上样品托盘在下炉 膛内转动的凸块；上样品托盘和下样品托盘上开有多个用于放置、排出样品的贯通槽孔， 上、下样品托盘上的贯通槽孔的形状、排列方式相同，上样品托盘转动时，上、下样品托盘上 的贯通槽孔对齐或交叉。

进一步的，所述下炉膛的中部内壁上开有两对成上下位置关系的凹槽，上、下样品 托盘的两端均设有1对托耳，上、下样品托盘的托耳分别位于其相应的凹槽内。

进一步的，所述上样品托盘托耳的宽度小于容纳其凹槽的宽度，下样品托盘托耳 的宽度等于容纳其凹槽的宽度。

进一步的，上、下样品托盘的贯通槽孔均为一组平行排列的长方形孔，上样品托盘 贯通槽孔的排列方向垂直于其两个托耳的连线，下样品托盘贯通槽孔的排列方向平行于其 两个托耳的连线；并且上样品托盘贯通槽孔略大于样品，下样品托盘贯通槽孔略大于上样 品托盘贯通槽孔。

进一步的，所述上炉膛的上端密封，下炉膛的下端敞开。上炉膛的上端密封防止炉 内热量散失，下炉膛的下端敞开方便样品的排出。

进一步的，炉膛外设有固定安装层、保护层和保温层，加热元件通过固定安装层安 装在下炉膛外面，保护层和保温层依次包覆在加热元件的外面；加热元件的上下两端套有 保护罩。

进一步的，所述加热元件为电阻丝、硅碳棒、硅钼棒中的一种。

进一步的，所述下炉膛从开有凹槽处分为上下两部分，上下两部分对接在一起。

本发明还公开了一种热震性实验装置，包括热震炉、电器控制箱、热电偶和冷却介 质容器，所述热震炉采用上述的热震炉，所述冷却介质容器位于下炉膛下端开口的下方。

进一步的，所述冷却介质容器中部设置弹性织物网兜。

本发明的有益效果：本发明所述热震炉包括上炉膛、下炉膛、上样品托盘和下样品 托盘，上、下样品托盘上设有用于排出、放置样品的贯通槽孔，上样品托盘能够在下炉膛内 转动，使上、下样品托盘上的贯通槽孔对齐或者交叉时。当上、下样品托盘上的贯通槽孔者 交叉时，样品放置于上样品托盘上；当上、下样品托盘上的贯通槽孔对齐时，样品排出，落入 炉膛下面的冷却介质容器内。避免了传统实验装置中热量的散失造成的结果不准确，达到 了操作方便，卸料快速，减少操作误差，使实验结果更准确的目的。

附图说明

图1为实施例1所述热震炉的结构示意图；

图2为实施例1所述下炉膛的剖视图；

图3为实施例1所述下炉膛的俯视图；

图4为实施例1所述上样品托盘的结构示意图；

图5为实施例1所述下样品托盘的结构示意图；

图6为抗热震性实验装置的示意图；

图中：1、上炉膛，2、上样品托盘，3、固定安装层，4、加热元件，5、保护层，6、保温层，7、 壳体，8、下样品托盘，9、下炉膛，10、保护罩，11、热电偶，12、电器控制箱，13、上样品托盘托 耳，14、上样品托盘贯通槽孔，15、下样品托盘托耳，16、下样品托盘贯通槽孔，17、上样品托 盘凹槽，18、下样品托盘凹槽，19、冷却介质容器，20、凸块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明和限定。

实施例1

如图1所示，一种分体式热震炉，包括炉膛、位于炉膛外的加热元件4以及位于炉膛内的 样品托盘，所述炉膛包括上炉膛1和下炉膛9，上炉膛1活动插接至下炉膛9中部；所述上炉膛 1的上端密封，下炉膛9的下端敞开。上炉膛1的上端密封防止炉内热量散失，下炉膛9的下端 敞开方便样品的排出。炉膛通过壳体7支撑。加热元件4通过固定安装层3安装在炉膛外面， 加热元件4的外层依次包覆有保护层5和保温层6，保护层5是为了防止保温层6与加热元件4 接触，烫伤保温层6。加热元件4的两端套有保护罩10。

所述样品托盘包括上下设置的上样品托盘2和下样品托盘8，所述下炉膛9的中部 内壁上开有两对成上下位置关系的凹槽（17，18），上、下样品托盘的两端均设有1对托耳， 上、下样品托盘的托耳分别位于其相应的凹槽内。上样品托盘托耳13的宽度小于容纳上样 品托盘凹槽17的宽度，下样品托盘托耳15的宽度等于容纳下样品托盘凹槽18的宽度。上炉 膛1的下端设有凸块20，凸块20下端延伸至容纳上样品托盘2的凹槽内。转动上炉膛时，凸块 20拨动上样品托盘托耳13，带动上样品托盘2一起转动。

上样品托盘2和下样品托盘8上开有多个用于放置、排出样品的贯通槽孔，上、下样 品托盘上的贯通槽孔的形状、数量及排列方式相同。本实施例中，上、下样品托盘的贯通槽 孔均为一组平行排列的长方形孔，上样品托盘贯通槽孔14的排列方向垂直于其两个托耳的 连线，下样品托盘贯通槽孔16的排列方向平行于其两个托耳的连线；并且上样品托盘贯通 槽孔14略大于样品，下样品托盘贯通槽孔16略大于上样品托盘贯通槽孔14。上样品托盘2在 炉膛内转动使上、下样品托盘上的贯通槽孔对齐或交叉，上、下样品托盘上的贯通槽孔对齐 时，样品排出；上、下样品托盘上的贯通槽孔交叉时，样品放置于上样品托盘上。

本实施例中，所述加热元件4为为硅碳棒，也可以是硅钼棒或者电阻丝。

如图6所示，本实施例还描述了一种抗热震性实验装置，包括热震炉、电器控制箱 12、热电偶11和冷却介质容器19，热震炉采用上述的热震炉，所述冷却介质容器19位于下炉 膛9下端开口的正下方。为防止样品直接冲击容器底部，在冷却介质容器19中部布置弹性织 物网兜。

使用本抗热震性实验装置做抗热震性实验的方法为：取下上炉膛1，将下样品托盘 托耳15放入下样品托盘凹槽18中，下样品托盘凹槽18刚好能放入下样品托盘托耳15，下样 品托盘8不能转动。再将上样品托盘托耳13，放入上样品托盘凹槽18中，上样品托盘凹槽18 比上样品托盘托耳13的宽度大，上样品托盘2可以自由转动一定的角度，将上样品托盘2逆 时针转动，直至转不动为止，将样品放入上样品托盘贯通槽孔14中，此时由于上下样品托盘 的贯通槽孔成一定角度的交叉，下样品托盘8托住样品，样品不会掉落。装上上炉膛1，使上 炉膛1下端的凸块20在上样品托盘托耳13的一侧，当顺时针旋转上炉膛1时，凸块20能够拨 动上样品托盘托耳13，使其一起转动。设定好温控表，开始加热，达到实验需要的温度时，顺 时针旋转上炉膛1，直到转不动为止，此时上下两个样品托盘的贯通槽孔对齐，样品自动掉 出炉膛，落入炉膛下面的冷却介质容器19中。从而达到操作方便，卸料快速，减少操作误差， 使实验结果更准确的目的。

实施例2

本实施例中，下炉膛9从开有凹槽处分为上下两部分，上下两部分对接在一起。这样易 于加工，且安装方便，上半部分起支撑固定安装层3的作用，其余同实施例1，此处不再累述。