[發明專利]搭載于超重力離心機的定向凝固熔鑄系統

有效

• 申請號: 201910853044.1
• 申請日: 2019-09-10
• 公開（公告）號: CN110842168B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發明（設計）人: 韋華;謝亞丹;王江偉;林偉岸;張澤;陳云敏
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B22D13/00
• 分類號: B22D13/00;B22D27/04;C30B11/00;C30B30/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

1.一種搭載于超重力離心機的定向凝固熔鑄系統，其特征在于：所述的定向凝固熔鑄系統包括高溫加熱子系統和坩堝及氣冷系統，高溫加熱子系統固定于超重力試驗艙中，坩堝及氣冷系統置于高溫加熱子系統中；

所述的高溫加熱子系統包括安裝底座(23)和布置在安裝底座(23)上的從上到下依次布置連接的上爐體、中爐體、下爐體以及莫來石保溫層(16)、上加熱腔外體(17)、下加熱腔外體(18)、上加熱爐管(19)、下加熱爐管(20)、坩堝支撐座(21)和發熱體(22)；上爐體主要由上隔熱蓋(1)、上腔體外殼(2)、上腔體中殼(3)、上腔體隔熱層(4)、上腔體下固定蓋(5)組成，上腔體外殼(2)、上腔體中殼(3)、上腔體隔熱層(4)分別從外到內安裝形成上爐三層結構，上隔熱蓋(1)和上腔體下固定蓋(5)分別安裝于上爐三層結構的上端和下端使得上爐三層結構固定連接，上腔體外殼(2)和上腔體中殼(3)之間以及上腔體中殼(3)和上腔體隔熱層(4)之間均有間隙作為空氣隔熱層；中爐體主要由中隔熱蓋(6)、中腔體外殼(7)、中腔體中殼(8)、中腔體隔熱層(9)、中腔體下固定蓋(10)組成，中腔體外殼(7)、中腔體中殼(8)、中腔體隔熱層(9)分別從外到內安裝形成中爐三層結構，中隔熱蓋(6)和中腔體下固定蓋(10)分別安裝于中爐三層結構的上端和下端使得中爐三層結構固定連接，中腔體外殼(7)和中腔體中殼(8)之間以及中腔體中殼(8)和中腔體隔熱層(9)之間均有間隙作為空氣隔熱層；上爐體的上腔體下固定蓋(5)和中爐體的中隔熱蓋(6)之間固定連接；下爐體主要由下隔熱蓋(11)、下腔體外殼(12)、下腔體中殼(13)、下腔體隔熱層(14)、下腔體下固定蓋(15)組成，下腔體外殼(12)、下腔體中殼(13)、下腔體隔熱層(14)分別從外到內安裝形成下爐三層結構，下隔熱蓋(11)和下腔體下固定蓋(15)分別安裝于下爐三層結構的上端和下端使得下爐三層結構固定連接，下腔體下固定蓋(15)底部通過螺栓螺釘固定于安裝底座(23)，安裝底座(23)固定于超重力離心機的超重力實驗艙底座上，下腔體外殼(12)和下腔體中殼(13)之間以及下腔體中殼(13)和下腔體隔熱層(14)之間均有間隙作為空氣隔熱層；中爐體的中腔體下固定蓋(10)和下爐體的下隔熱蓋(11)之間固定連接；

坩堝支撐座(21)置于下爐體的下腔體隔熱層(14)底部，并底部固定于安裝底座(23)，加熱腔體置于坩堝支撐座(21)上，加熱腔體包括上加熱腔外體(17)、下加熱腔外體(18)、上加熱爐管(19)和下加熱爐管(20)，上加熱腔外體(17)和下加熱腔外體(18)均為套筒結構，上加熱腔外體(17)和下加熱腔外體(18)分別位于上下同軸固定對接，上加熱爐管(19)、下加熱爐管(20)分別套裝于上加熱腔外體(17)、下加熱腔外體(18)中，上加熱腔外體(17)、下加熱腔外體(18)在上爐體的上腔體隔熱層(4)、中爐體的中腔體隔熱層(9)、下爐體的下腔體隔熱層(14)之間填充有莫來石保溫層(16)；上加熱爐管(19)和下加熱爐管(20)的外壁均加工有螺旋狀凹槽(22-1)，螺旋狀凹槽(22-1)裝有螺旋狀的發熱體(22)，發熱體(22)產生的熱量均勻輻射到上加熱爐管(19)和下加熱爐管(20)組成的加熱爐管，在加熱爐管中央形成高溫區。

2.根據權利要求1所述的一種搭載于超重力離心機的定向凝固熔鑄系統，其特征在于：工作過程中發熱體(22)產生熱量，通過輻射加熱上加熱爐管(19)和下加熱爐管(20)，在加熱爐管中央形成高溫區，通過改變不同高度位置的螺旋狀凹槽(22-1)螺距進而改變不同高度位置的發熱體(22)在加熱爐管間距，配合坩堝支撐座(21)通氣管道(21-1)通入的冷卻氣體溫度和流量，從坩堝底部開始冷卻，形成一個沿超重力方向的溫度梯度。

3.根據權利要求1所述的一種搭載于超重力離心機的定向凝固熔鑄系統，其特征在于：所述的上加熱爐管(19)和下加熱爐管(20)采用高強度、低導熱系數的陶瓷制作。