[發明專利]一種獲得高溫稀有氣體的電磁感應加熱裝置

有效

• 申請號: 202011443218.6
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112533311B
• 公開（公告）日: 2021-10-19
• 發明（設計）人: 陳榮華;蔡慶航;董春輝;張鵬輝;夏斌卓;蘇光輝;田文喜;秋穗正
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H05B6/10
• 分類號: H05B6/10;H05B6/36
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

1.一種獲得高溫稀有氣體的電磁感應加熱裝置，其特征在于：該加熱裝置包括：金屬加熱管（A）、電磁感應線圈（B）、電磁感應加熱電源正極（C1）、電磁感應加熱電源負極（C2）、安全殼圓筒（R）、陶瓷纖維隔熱層（T）、筒體內出口第一法蘭（F1）和筒體內出口第二法蘭（F2）、筒體內進口第一法蘭（F3）和筒體內進口第二法蘭（F4）、筒體外出口第一法蘭（F5）和筒體外出口第二法蘭（F6）、筒體外進口第一法蘭（F7）和筒體外進口第二法蘭（F8）、筒體內第一墊圈（D1）和筒體內第二墊圈（D2）、筒體外墊圈（D3）、耐火填充材料（N）、出口壓蓋（G1）和進口壓蓋（G2）、出口管道（I1）、進口管道（I2）以及惰性氣體腔室（O）；金屬加熱管（A）中部位置套著電磁感應線圈（B），電磁感應線圈（B）在電磁感應加熱電源的作用下產生交變磁場，使得金屬加熱管（A）內產生交變電流，從而被加熱至高溫狀態，高溫的金屬加熱管（A）會加熱金屬加熱管內的稀有氣體，從而獲得高溫稀有氣體；金屬加熱管（A）出口端通過筒體內出口第一法蘭（F1）和筒體內出口第二法蘭（F2）與出口管道（I1）相連，筒體內出口第一法蘭（F1）和筒體內出口第二法蘭（F2）間采用筒體內第一墊圈（D1）密封；金屬加熱管（A）進口端通過筒體內進口第一法蘭（F3）和筒體內進口第二法蘭（F4）與進口管道（I2）相連，筒體內進口第一法蘭（F3）和筒體內進口第二法蘭（F4）間采用筒體內第二墊圈（D2）密封；進出口處均填充耐火填充材料（N），防止高溫稀有氣體直接對進出口管道截面變化處造成熱沖擊或腐蝕；金屬加熱管（A）、電磁感應線圈（B）、電磁感應加熱電源正極（C1）、電磁感應加熱電源負極（C2）、筒體內進出口法蘭形成的整個加熱段被安全殼圓筒（R）包容，安全殼圓筒（R）內嵌有陶瓷纖維隔熱層（T），安全殼圓筒（R）的空腔內充惰性氣體，形成惰性氣體腔室（O），防止金屬加熱管（A）在高溫下被氧化；安全殼圓筒（R）出口連接筒體外出口第一法蘭（F5）和筒體外出口第二法蘭（F6），安全殼圓筒（R）進口連接筒體外進口第一法蘭（F7）和筒體外進口第二法蘭（F8），安全殼圓筒（R）進出口均采用筒體外墊圈（D3）密封；出口管道（I1）通過出口壓蓋（G1）與筒體外出口第一法蘭（F5）緊密連接，其間采用石墨填料（S）壓實；進口管道（I2）通過進口壓蓋（G2）與筒體外進口第一法蘭（F7）緊密連接，其間采用石墨填料（S）壓實。

2.根據權利要求1所述的一種獲得高溫稀有氣體的電磁感應加熱裝置，其特征在于：稀有氣體由進口管道（I2）流入，經過金屬加熱管（A）被加熱至高溫狀態，高溫稀有氣體在金屬加熱管（A）出口端沖擊耐火填充材料（N），隨后由出口管道（I1）流出；耐火填充材料（N）防止出口管道（I1）和筒體內出口第二法蘭（F2）的高溫失效。

3.根據權利要求1所述的一種獲得高溫稀有氣體的電磁感應加熱裝置，其特征在于：金屬加熱管（A）為多根并聯排布的金屬圓管構成的棒束結構；金屬加熱管（A）的材料由所需加熱的氣體溫度決定，長度由材料的加工性能決定；金屬圓管的排布密集度和數量由所需加熱的氣體溫度決定，當要求獲得的稀有氣體溫度越高，則金屬圓管的數量更多，排布更加密集。

4.根據權利要求1所述的一種獲得高溫稀有氣體的電磁感應加熱裝置，其特征在于：金屬加熱管（A）外側包裹一層隔熱材料，將其與電磁感應線圈（B）隔開，阻礙金屬加熱管（A）向電磁感應線圈（B）的傳熱，防止電磁感應線圈（B）溫度過高而失效。

5.根據權利要求1所述的一種獲得高溫稀有氣體的電磁感應加熱裝置，其特征在于：當要求獲得的稀有氣體溫度較高時，筒體內出口第一法蘭（F1）與金屬加熱管（A）直接緊密接觸，需要采用和金屬加熱管（A）相同的耐高溫材料，筒體內出口第二法蘭（F2）和出口管道（I1）以焊接形式連接，需要采用材料加工性能好的金屬材料，出口管道（I1）內填充的耐火填充材料（N）防止筒體內出口第二法蘭（F2）和出口管道（I1）溫度過高而發生失效。

6.根據權利要求1所述的一種獲得高溫稀有氣體的電磁感應加熱裝置，其特征在于：由于入口氣體溫度相對出口氣體溫度較低，對法蘭的耐高溫性能要求較低，筒體內進口第一法蘭（F3）和筒體內進口第二法蘭（F4）均采用加工性能好的金屬材料。