一种热镀锌模拟实验机红外加热装置的制作方法

1.本实用新型属于热镀锌模拟实验机技术领域，尤其涉及一种热镀锌模拟实验机红外加热装置。


背景技术：

2.随着汽车行业的发展，对白车身的表面质量以及防腐性能有了更高的要求，热镀锌钢板被大量应用在白车身上。作为目前使用量仍占主导地位的高强钢产品，其镀锌可镀性以及锌层质量研究是汽车行业以及钢铁行业共同关注的项目。传统的镀锌可镀性以及锌层质量研究依靠实际生产线完成，需要消耗大量的板材并且重复性很差，经济性低下。热镀锌模拟实验机的出现，为钢铁企业提供了热镀锌实验研究的重要中试设备。
3.热镀锌模拟实验机可实现批量化实验，并且试样尺寸灵活、重复性好，为钢铁企业提供了热镀锌钢板工业生产的技术支持，缩短热镀锌钢板的研发周期。加热装置是热镀锌模拟实验机必不可少的装置，加热装置实现试样的加热以及保温过程，传统的热镀锌模拟实验机的加热装置是采用电阻加热的模式，试样两端被加持在电阻加热头，之后对试样通电进行电阻加热；这种电阻加热方式的不足之处是极易产生温度不均匀的现象，实验重复性很差，后续导致钢板组织性能的不均匀性，影响镀锌钢板的研发工作；并且电阻加热夹头设备复杂，成本高，维修难度大。


技术实现要素：

4.为克服现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种热镀锌模拟实验机红外加热装置，采用非接触式红外加热方式，实现加热均匀，重复性好的效果；增加冷却装置防止设备过热以及红外加热光线泄漏，保护操作人员。
5.为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：
6.一种热镀锌模拟实验机红外加热装置，包括加热腔、红外加热单元、前冷却装置、后冷却装置、侧冷却装置；所述的加热腔由上密封挡板、中间试样腔、下密封挡板构成，中间试样腔为圆柱形结构，中间试样腔上下两端分别通过上密封挡板、下密封挡板封闭形成密封环境，加热腔外部由前冷却装置、后冷却装置、侧冷却装置形成四周冷却结构，前冷却装置、后冷却装置、侧冷却装置之间通过连接板连接固定；加热腔与侧冷却装置之间设有红外加热单元，红外加热单元上固定连接有红外加热灯丝；所述的红外加热灯丝与中间试样腔相对设置。
7.所述的中间试样腔为石英玻璃。
8.所述的连接板为几字形，连接板中间与红外加热单元固定连接，两端分别与侧冷却装置、前冷却装置或后冷却装置连接。
9.所述的红外加热单元表面为镜面弧形结构。
10.所述的镜面弧形结构内带有镀层。
11.所述的红外加热单元分为多个小单元，每个小单元上固定有三个红外加热灯丝，
每个小单元通过加热控制模块实现加热功率的单独控制。
12.所述的红外加热灯丝是由钨丝伸入充有惰性气体的石英管中构成。
13.所述的前冷却装置、后冷却装置、侧冷却装置均为腔体结构，腔体结构上部设有冷却液入口，下部设有冷却液出口。
14.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
15.1、由于采用了非接触式红外加热方式，加热均匀，避免了接触式电阻加热试样受热不均匀的缺陷；
16.2、中间试样腔采用石英玻璃材料，具有耐高温、耐腐蚀、热稳定性好、透光性好的特点，可承受剧烈的温度变化，并且对红外加热的辐射光有良好的透光性能；
17.3、红外加热单元表面为镀层处理的镜面弧形结构，增加了镜面反射率。镀层镜面弧形可将红外加热光反射至中间试样腔内部，提高加热效率，避免能源浪费；每个小单元可通过加热控制模块实现加热功率的单独控制，温度控制更为精确，同时也达到了更好的节能效果；
18.4、加热腔四周分布冷却装置，可根据实验要求进行快速加热、冷却，可实现温度的剧烈变化功能，满足不同的实验要求；并且有效防止红外加热光线泄漏，保护操作人员；
19.5、加热腔内部中间试样腔、上密封挡板、下密封挡板可形成密闭环境，可以实现抽真空、通还原性或保护性气体的功能；
20.6、本实用新型的装置结构简单，安装方便，并且红外加热灯丝更换方便。
附图说明
21.图1是本实用新型的内部结构示意图。
22.图2是本实用新型的结构示意图。
23.图3是红外加热单元的结构示意图。
24.图4是红外加热灯丝的结构示意图。
25.图中：1-上密封挡板2-中间试样腔3-下密封挡板4-红外加热单元5-红外加热灯丝6-侧冷却装置7-冷却液入口8-冷却液出口9-前冷却装置10-连接板11-控制模块。
具体实施方式
26.下面结合说明书附图对本实用新型进行详细地描述，但是应该指出本实用新型的实施不限于以下的实施方式。
27.见图1、图2，热镀锌模拟实验机红外加热装置，包括加热腔、红外加热单元4、前冷却装置9、后冷却装置、侧冷却装置6；加热腔由上密封挡板1、中间试样腔2、下密封挡板3构成，中间试样腔2为圆柱形结构，中间试样腔2上下两端分别通过上密封挡板1、下密封挡板3封闭形成密封环境，可以实现抽真空，通还原性或保护性气体的功能。上密封挡板1、下密封挡板3带有驱动装置，带动上密封挡板1、下密封挡板3左右横移，试样是挂在试样杆上，试样杆能够从顶部进入中间试样腔2。加热腔外部由前冷却装置9、后冷却装置、侧冷却装置6形成四周冷却结构，前冷却装置9、后冷却装置、侧冷却装置6之间通过连接板10连接固定；加热腔与侧冷却装置6之间设有红外加热单元4，红外加热单元4上固定连接有红外加热灯丝5；所述的红外加热灯丝5与中间试样腔2相对设置。
28.其中，中间试样腔2为石英玻璃，具有耐高温、耐腐蚀、热稳定性好、透光性好的特点，可承受剧烈的温度变化，并且对红外加热的辐射光有良好的透光性能。连接板10为几字形，连接板10中间与红外加热单元4固定连接，两端分别与侧冷却装置6、前冷却装置9或后冷却装置连接。连接板10上设有通孔，用来固定红外加热灯丝5。
29.见图3、图4，红外加热单元4表面为镜面弧形结构，镜面弧形结构内带有镀层，以增加镜面反射率。镜面弧形结构可将红外加热光反射至中间试样腔2内部，提高加热效率，避免能源浪费，并且提高了加热的均匀性。红外加热灯丝5是由钨丝伸入充有惰性气体的石英管中构成，钨丝通电后发热并加热石英管中的气体，由此产生红外线电磁波，红外线向外辐射，可以用来加热。红外加热灯丝5可以与下密封挡板3平行布置，也可以垂直布置。红外加热灯丝5之间可相互平行设置。
30.见图1-图4，红外加热单元4分为多个小单元，每个小单元上固定有三个红外加热灯丝5，每个小单元通过加热控制模块11实现加热功率的单独控制，温度控制更为精确，同时也达到了更好的节能效果。前冷却装置9、后冷却装置、侧冷却装置6均为腔体结构，腔体结构上部设有冷却液入口7，下部设有冷却液出口8。具体的，中间试样腔2左右两侧均匀分布六个小单元，每个小单元设置三个红外加热灯丝5，红外加热单元4与侧冷却装置6连接，侧冷却装置6内部通有冷却液，对红外加热单元4起到良好的冷却保护作用。三个红外加热灯丝5经连接板10汇总至红外加热控制模块11。加热腔正面可与两块前冷却装置9连接，二者之间设有加热单元。加热腔背面与加热腔正面相同，加热腔背面与两块后冷却装置连接，且二者之间设有加热单元。前冷却装置9、后冷却装置以及侧冷却装置6均通入冷却液，一方面起到良好的冷却效果，保护实验设备和操作人员，以及有效防止红外光线泄漏；另一方面可以根据实验要求，实现快速的、准确的温度变化，使得实验结果更接近于实验生产。
31.工作原理：本实用新型在热镀锌模拟实验机中使用，在实际使用中，前期准备阶段，表面焊接有测温电偶的实验试样放置在试样杆上，测温电偶连接到设备的温度控制模块11。实验阶段，上密封挡板1打开，试样进入中间试样腔2；之后红外加热单元4中的红外加热灯丝5通电，进行红外加热。对红外加热灯丝5的功率进行调节，以达到试样加热温度、加热速度的精准控制。加热到达设定的温度后，下密封挡板3打开，试样进入热镀锌模拟实验机的镀锌坩埚进行镀锌处理。镀锌完毕后，试样返回中间试样腔2，下密封挡板3关闭。试样返回中间试样腔2之后，再次对红外加热单元4中的红外加热灯丝5的功率进行调节，完成试样快速、准确的保温或再加热过程。最后，试样离开中间试样腔2，上密封挡板1关闭。
32.本实用新型采用非接触式红外加热方式，加热均匀，重复性好；整体结构简单，安装方便，并且红外加热灯丝5更换方便。加热腔内部形成密闭环境，可实现抽真空功能，亦可通入还原性或保护性气体；同时，加热腔的四周分布冷却装置，一方面防止设备过热以及红外加热光线泄漏，保护操作人员；另一方面，可根据实验要求，快速、准确的实现温度的变化，使实验过程更接近于实际生产。