模塊化組裝式遠(yuǎn)紅外熱處理爐的制作方法
【專利摘要】模塊化組裝式遠(yuǎn)紅外熱處理爐，包括由保溫材料的爐壁構(gòu)成具有封閉加熱空間的爐體和在爐體加熱空間中設(shè)置的電加熱單元，爐壁由可拆裝的保溫模塊單元與爐壁外側(cè)的支撐結(jié)構(gòu)相互配合組裝而成，在各相鄰的保溫模塊單元間填置有保溫過渡結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的模塊化組裝式遠(yuǎn)紅外熱處理爐，能夠根據(jù)施工現(xiàn)場的需要快速方便的建造出合適大小的熱處理爐，并且建造部件可以拆除重復(fù)使用，極大的減少了能耗消耗，降低了各項(xiàng)成本，提高了施工工效。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及熱處理爐，具體的講是可用于結(jié)冰風(fēng)洞施工現(xiàn)場的模塊化組裝式 遠(yuǎn)紅外熱處理爐。 模塊化組裝式遠(yuǎn)紅外熱處理爐
【背景技術(shù)】
[0002] 在包括航天等許多研究項(xiàng)目中，都需要有結(jié)冰風(fēng)洞的試驗(yàn)環(huán)境，通過各種數(shù)據(jù)采 集，分析科研項(xiàng)目設(shè)計(jì)的科學(xué)性和使用性能。風(fēng)洞的設(shè)計(jì)多為全金屬結(jié)構(gòu)，試驗(yàn)氣流的溫度 一般為常溫?_40°C，風(fēng)洞內(nèi)為潮濕云霧環(huán)境，主要模擬0?20000m高度時(shí)的空氣壓力。由 于低溫工況的風(fēng)洞會使金屬結(jié)構(gòu)的脆性傾向更大，因此洞體相應(yīng)部段焊接完成后需進(jìn)行消 除焊接殘余應(yīng)力的爐內(nèi)整體熱處理工作，以保證結(jié)構(gòu)的剛度和尺寸的穩(wěn)定，降低結(jié)構(gòu)在低 溫工況下的安全風(fēng)險(xiǎn)。由于洞體部段的外形尺寸大、重量大，大型熱處理爐必須在風(fēng)洞施工 現(xiàn)場建造才能滿足消除部段焊接殘余應(yīng)力的技術(shù)要求。
[0003] 對風(fēng)洞結(jié)構(gòu)需做熱處理部段的位置、材質(zhì)、尺寸等眾多參數(shù)分析后可知，在施工現(xiàn) 場需要設(shè)計(jì)建造多座不同規(guī)格的熱處理爐才能適應(yīng)不同熱處理的需求。如果采用只建造一 座能滿足熱處理部段最大外形尺寸的常規(guī)鋼制或耐火磚混結(jié)構(gòu)的大型爐窯式熱處理爐的 方式，因配電系統(tǒng)要求高，能耗損失太大，非常不經(jīng)濟(jì)；而按照目前傳統(tǒng)方式，根據(jù)熱處理部 段的外形尺寸分別建造多座常規(guī)鋼制或耐火磚混結(jié)構(gòu)的大型爐窯式熱處理爐，也會使建造 成本成倍增加，并且因其機(jī)動性差，在施工場地有限的情況下，多次建造熱處理爐的周期太 長，無法滿足工期要求，而且這種耐火磚混結(jié)構(gòu)爐窯式熱處理爐都為一次性使用，重復(fù)建設(shè) 的次數(shù)多，建設(shè)成本高。此外，這種熱處理爐的爐墻重量大，都還必須要修建熱處理爐底基 礎(chǔ)；由于其是固定不可移動的，還必須修建排水溝渠及排水設(shè)備。其使用完被拆除后，保溫 棉的損失可達(dá)70%以上，并有大量污染環(huán)境的保溫棉需要清理和處理，大量建筑垃圾也需 妥善處置，而且拆除時(shí)大量的保溫材料會散布于空氣中，給拆除人員的身體健康帶來很大 的危害。傳統(tǒng)的鋼制結(jié)構(gòu)爐窯式熱處理爐與耐火磚混結(jié)構(gòu)爐窯式熱處理爐的建造有相似之 處，雖然爐體的鋼結(jié)構(gòu)可被回收，但已無再次使用的價(jià)值。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0004] 本實(shí)用新型提供了一種模塊化組裝式遠(yuǎn)紅外熱處理爐，可以根據(jù)施工現(xiàn)場的需要 快速方便的建造出合適大小的熱處理爐，而且建造所用的組成部件拆除后還可以被重復(fù)使 用，減少能耗消耗和維護(hù)成本，也大大提高了建設(shè)施工工效。
[0005] 本實(shí)用新型的模塊化組裝式遠(yuǎn)紅外熱處理爐的基本結(jié)構(gòu)，包括有由保溫材料的爐 壁構(gòu)成具有封閉加熱空間的爐體和在爐體加熱空間中設(shè)置的電加熱單元，其中該爐壁是由 可拆裝的保溫模塊單元與爐壁外側(cè)的支撐結(jié)構(gòu)相互配合組裝而成，在各相鄰的保溫模塊單 元間填置有保溫過渡結(jié)構(gòu)。由于構(gòu)成整個(gè)爐體的爐壁是由可拆裝的保溫模塊單元組裝成 的，因此整個(gè)爐體的建造比傳統(tǒng)的固定式熱處理爐要快捷許多，使用后的拆除也十分方便， 拆除后的保溫模塊單元等主要建造結(jié)構(gòu)部件都可以被重復(fù)使用，從而大幅度降低了建造成 本。本實(shí)用新型的熱處理爐對建造場地也沒有特表的要求，從而可以盡量選擇在靠近施工 現(xiàn)場配電系統(tǒng)的負(fù)荷中心位置建造，一方面可以減少配電線路的成本，另一方面還有利于 降低線路損耗，同時(shí)還便于控制管理。
[0006] -般情況下，上述用于組成爐壁結(jié)構(gòu)的保溫模塊單元，可優(yōu)選為在具有足夠剛性 并有利于回收和重復(fù)使用的金屬框架結(jié)構(gòu)中填充有柔性保溫材料的結(jié)構(gòu)形式，如填充保溫 棉、具有耐火保溫性能的硅酸鋁耐火纖維氈等形式的結(jié)構(gòu)，在保證和提高保溫效果的同時(shí)， 也有利于減輕該模塊單元的重量。在保溫模塊單元的爐壁外側(cè)面并被覆有防護(hù)結(jié)構(gòu)，可防 止空氣對流，提高保溫效果。除采用所述的填充柔性保溫材料的結(jié)構(gòu)形式外，根據(jù)需要也可 以采用其它結(jié)構(gòu)形式和/或填充其它材料形式的保溫模塊單元。
[0007] 上述保溫模塊單元的金屬框架結(jié)構(gòu)，一種優(yōu)選的簡便方式，是采用由角鋼型材焊 接而成，即可保證和滿足使用需要，并且價(jià)廉易得，有利于降低成本。
[0008] 具體的，所述保溫模塊單元的爐壁外側(cè)面被覆的防護(hù)結(jié)構(gòu)一般情況下可優(yōu)選常用 的鐵皮結(jié)構(gòu)層，或其它金屬結(jié)構(gòu)層即可。
[0009] 為避免組裝成爐壁時(shí)各保溫模塊單元相鄰接縫間的熱量泄漏，在各相鄰保溫模塊 單元間通常都需要作保溫過渡處理，其中可優(yōu)選為填置柔性保溫材料封閉層形式的保溫過 渡結(jié)構(gòu)，例如同樣也可以選擇保溫棉、具有耐火保溫性能的硅酸鋁耐火纖維氈等，并通過與 所述的爐壁外側(cè)的支撐結(jié)構(gòu)配合，使其在各相鄰保溫模塊單元間被壓緊，保證保溫效果。 [0010] 還可以單獨(dú)或與上述結(jié)構(gòu)聯(lián)合采用的另一種有助于防止?fàn)t內(nèi)熱量外泄的方式，是 在組成爐壁的各相鄰保溫模塊單元間的接縫部位設(shè)置有保溫材料的接縫封擋補(bǔ)償模塊。其 中優(yōu)選的方式，是將所述的接縫封擋補(bǔ)償模塊設(shè)置在爐壁內(nèi)側(cè)面的各相鄰保溫模塊單元間 的接縫部位處，能有更好的防止熱量泄漏的效果。所述接縫封擋補(bǔ)償模塊中的保溫材料，同 樣可優(yōu)選如保溫棉、具有耐火保溫性能的硅酸鋁耐火纖維氈等柔性保溫材料。
[0011] 所述在爐體加熱空間中設(shè)置的電加熱單元，根據(jù)需要可以分別設(shè)置在由保溫模塊 單元構(gòu)成的爐壁內(nèi)側(cè)和/或爐體加熱空間的底層部位等適當(dāng)位置。根據(jù)加熱爐內(nèi)的熱空氣 上升，低溫氣體下降的規(guī)律，在爐壁內(nèi)側(cè)的電加熱電源通?？梢栽O(shè)置在爐壁的下半部分，利 用爐體內(nèi)的溫差自動形成爐內(nèi)空氣的對流和循環(huán)，使?fàn)t內(nèi)溫度保持均衡。
[0012] 所述的電加熱單元一般可通過帶有耐高溫陶瓷管的配電引出結(jié)構(gòu)穿過爐壁與供 電配電系統(tǒng)連接。
[0013] 由此可以理解，本實(shí)用新型上述的模塊化組裝式遠(yuǎn)紅外熱處理爐，能夠根據(jù)施工 現(xiàn)場的需要快速、方便的建造出合適大小的熱處理爐；使用后，包括各保溫模塊單元等主要 建造部件都可以拆除被重復(fù)使用，極大的減少了能耗消耗和維護(hù)成本。
[0014] 以下結(jié)合實(shí)施例的【具體實(shí)施方式】，對本實(shí)用新型的上述內(nèi)容再作進(jìn)一步的詳細(xì)說 明。但不應(yīng)將此理解為本實(shí)用新型上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)例。在不脫離本實(shí)用新 型上述技術(shù)思想情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識和慣用手段做出的各種替換或變更，均 應(yīng)包括在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015] 圖1為本實(shí)用新型模塊化組裝式遠(yuǎn)紅外熱處理爐的部分剖開狀的立體結(jié)構(gòu)示意 圖。
[0016] 圖2為圖1中保溫模塊單元的立體狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 如圖1所示本實(shí)用新型的模塊化組裝式遠(yuǎn)紅外熱處理爐，包括由可拆裝的保溫模 塊單元2組合而成的爐壁，形成具有封閉加熱空間的爐體結(jié)構(gòu)，在爐壁的外側(cè)經(jīng)間隔設(shè)置 的由角鋼焊接的立柱型支撐結(jié)構(gòu)5通過帶連接結(jié)構(gòu)8 (見圖2)的金屬框架結(jié)構(gòu)3形式的保 溫模塊單元2,對由保溫模塊單元2組成的爐壁進(jìn)行加固。各相鄰的立柱型支撐結(jié)構(gòu)5間還 可以進(jìn)一步通過鋼纜或鋼架相互連接，提高支撐結(jié)構(gòu)5自身及其對爐壁加固的穩(wěn)定性。在 爐壁內(nèi)側(cè)和爐體加熱空間的底層部位設(shè)置有電加熱單元6,電加熱單元6通過帶有耐高溫 陶瓷管的配電引出棒等形式的結(jié)構(gòu)穿過爐壁與供電配電系統(tǒng)連接。
[0018] 一種組成爐壁結(jié)構(gòu)的保溫模塊單元2可如圖2所示，采用的是在金屬框架結(jié)構(gòu)3 中填充有由外包高溫玻璃絲布的保溫棉或具有耐火保溫性能的硅酸鋁耐火纖維氈等柔性 保溫材料4的結(jié)構(gòu)形式。在保溫模塊單元2的爐壁外側(cè)面并被覆有1mm厚的鐵皮等金屬結(jié) 構(gòu)防護(hù)層7,防止空氣對流，提高保溫效果。將裝填在金屬框架結(jié)構(gòu)3內(nèi)的柔性保溫材料4 用高溫玻璃絲布包住，一方面能防止柔性保溫材料4掉出，同時(shí)也能避免柔性保溫材料4的 纖維絲或顆粒等在高溫條件下漂浮在空氣中，危害人體健康和污染環(huán)境。
[0019] 為了防止組成爐壁結(jié)構(gòu)的各相鄰保溫模塊單元2間的熱量外泄，在組成爐壁的各 相鄰保溫模塊單元2間，可填置有如保溫棉、具有耐火保溫性能的硅酸鋁耐火纖維氈等柔 性保溫材料封閉層的保溫過渡結(jié)構(gòu)，其厚度一般不小于1〇〇_，并可通過保溫模塊單元2與 爐壁外側(cè)的立柱型支撐結(jié)構(gòu)5間的緊固配合，使其在兩保溫模塊單元2間被壓緊，避免爐內(nèi) 熱量外泄。此外，在組成爐壁的各相鄰保溫模塊單元間的接縫部位，特別是在爐壁內(nèi)側(cè)面的 各相鄰保溫模塊單元間的接縫部位處，還可以再設(shè)置有同樣也采用保溫棉、具有耐火保溫 性能的硅酸鋁耐火纖維氈等柔性保溫材料的接縫封擋補(bǔ)償模塊1 (圖中只示意出部分接縫 封擋補(bǔ)償模塊)，能更有利于減少和避免熱處理爐內(nèi)熱量的外泄。爐頂結(jié)構(gòu)與技術(shù)要求與爐 墻基本相同。
[0020] 經(jīng)測試，本實(shí)用新型該熱處理爐的有效加熱區(qū)保溫溫度誤差明顯比目前規(guī)范要求 的誤差值要小，控制精度幾乎提高了一倍。而且通過保溫模塊單元2的重復(fù)使用，建造和拆 除時(shí)方便快捷，大大提高了工效。熱處理爐可以根據(jù)被加熱工件的大小，任意改變熱處理 爐的尺寸，最大化降低能耗，綜合建造成本較傳統(tǒng)方式近乎減少了一半，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效 M〇
【權(quán)利要求】
1. 模塊化組裝式遠(yuǎn)紅外熱處理爐，包括由保溫材料的爐壁構(gòu)成具有封閉加熱空間的爐 體和在爐體加熱空間中設(shè)置的電加熱單元（6)，其特征為：爐壁由可拆裝的保溫模塊單元 (2) 與爐壁外側(cè)的支撐結(jié)構(gòu)（5)相互配合組裝而成，在各相鄰的保溫模塊單元（2)間填置有 保溫過渡結(jié)構(gòu)。
2. 如權(quán)利要求1所述的熱處理爐，其特征為：所述的保溫模塊單元（2)為在金屬框架結(jié) 構(gòu)（3)中填充有柔性保溫材料（4)的結(jié)構(gòu)形式，在保溫模塊單元（2)的爐壁外側(cè)面并被覆有 防護(hù)結(jié)構(gòu)（7)。
3. 如權(quán)利要求2所述的熱處理爐，其特征為：所述保溫模塊單元（2)的金屬框架結(jié)構(gòu) (3) 由角鋼型材構(gòu)成。
4. 如權(quán)利要求2所述的熱處理爐，其特征為：所述保溫模塊單元（2)的爐壁外側(cè)面被覆 的防護(hù)結(jié)構(gòu)（7)為鐵皮結(jié)構(gòu)層。
5. 如權(quán)利要求1所述的熱處理爐，其特征為：在各相鄰保溫模塊單元（2)間填置的保溫 過渡結(jié)構(gòu)為柔性保溫材料封閉層。
6. 如權(quán)利要求1所述的熱處理爐，其特征為：在組成爐壁的各相鄰保溫模塊單元（2)間 的接縫部位設(shè)置有保溫材料的接縫封擋補(bǔ)償模塊（1 )。
7. 如權(quán)利要求6所述的熱處理爐，其特征為：所述的接縫封擋補(bǔ)償模塊（1)設(shè)置在爐壁 內(nèi)側(cè)面的各相鄰保溫模塊單元（2)間的接縫部位處。
8. 如權(quán)利要求1至7之一所述的熱處理爐，其特征為：所述的電加熱單元（6)設(shè)置在由 保溫模塊單元（2)構(gòu)成的爐壁內(nèi)側(cè)和/或爐體加熱空間的底層部位。
9. 如權(quán)利要求8所述的熱處理爐，其特征為：所述的電加熱單元（6)通過帶有耐高溫陶 瓷管的配電引出結(jié)構(gòu)穿過爐壁與供電配電系統(tǒng)連接。
【文檔編號】F27D11/00GK203893666SQ201420337933
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月24日
【發(fā)明者】楊光, 曾道金, 黃平, 馬斌, 帥龍飛, 李子水, 蔣永紅, 涂繼躍, ?？〈? 黃海, 楊震, 陳偉, 張?zhí)? 申請人:四川省工業(yè)設(shè)備安裝公司