一種可控結構柱不均勻升溫的加熱爐的製作方法
2023-06-10 10:14:36
專利名稱：一種可控結構柱不均勻升溫的加熱爐的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種可進行不均勻升溫的加熱爐；它主要用於建築結構火 災試驗，可根據試驗或工藝要求形成可控的沿構件軸向和環向不均勻溫度場， 並可進行升降溫控制。
背景技術：
目前，進行建築結構火災試驗升溫都是根據《建築構件耐火試驗方法GB/T 9978-1999》所規定的耐火試驗標準所規定的ISO-834國際標準升溫曲線及試驗 條件進行的，且升溫試驗均需按照耐火試驗標準所規定的爐溫均勻性要求進行 均勻升溫，即目前的建築結構火災試驗大都是按照均勻受火進行的。但在真實 火災下，建築結構室內溫度場都是不均勻的。因此，按照現行《建築構件耐火 試驗方法GB/T 9978-1999》所做的耐火性能試驗，均不能真實反應結構構件在 實際火災下的耐火性能。目前，國內外均在開展性能化結構抗火設計研究，進 行不均勻溫度場下建築結構抗火性能試驗研究，將大大推動我國結構抗火設計 規範在性能化結構抗火設計方面的完善。
實用新型內容
本實用新型要解決的技術問題是，針對現有火災升溫試驗技術及設備存在 的不足，設計一種可控結構柱不均勻升溫的電加熱爐，將加熱爐沿軸向和環向 分成不同的加熱單元，進行單獨升溫控制，可根據性能化結構抗火設計要求， 在建築結構室內火災升溫模化的基礎上，靈活進行結構柱不均勻溫度場升溫試 驗；它還具有安全可靠、裝配方便、方便控制、測控精度高的優點。
本實用新型的技術方案是，所述可控結構柱不均勻升溫的加熱爐的結構為 它有內腔為圓柱形爐膛的圓筒形爐體，該圓筒形爐體的底部有下爐口而爐體頂部有上爐口，其結構特點是，所述圓筒形爐體沿軸向由二至三段組合而成，每 段爐體又由兩個半圓筒體對合組成；每個半圓筒體內壁設有獨立控制的電加熱單元。
以下對本實用新型做出進一步說明。
參見圖l，所述可控結構柱不均勻升溫的加熱爐有內腔為圓柱形爐膛2的圓 筒形爐體l，該圓筒形爐體的底部有下爐口3而爐體頂部有上爐口4，其結構特點 是，所述圓筒形爐體l沿軸向由二至三段組合而成，如圖l所示圓筒形爐體l由下 段爐體9、中段爐體IO、上段爐體ll組合裝配而成，圖2所示圓筒形爐體1由下段 爐體9和上段爐體11組合裝配而成；如圖3所示，每段爐體(即下段爐體9、中段 爐體IO、上段爐體ll)又由兩個半圓筒體14、 15對合組成；每個半圓筒體內壁 設有獨立控制的電加熱單元7 。
半圓筒體14、 15是由一個圓筒體沿軸向分為相同的兩部分後，再對合兩部 分所成爐體。
所述電加熱單元7的電熱元件為電熱絲(電阻絲)。
所述圓筒形爐體l的高度較大時，爐體可採用三段組裝而成；當所述圓筒形 爐體l的高度不大時，爐體可採用二段組裝而成。
本實用新型中，上述爐體結構組成四個或六個獨立控制的電加熱單元，使 每個單元的加熱溫度為獨立可控，以達到使爐內施加不均勻溫度場的目的。
本實用新型在結合利用電爐升溫安全可靠、操作簡便、升溫控制穩定、測 控精度高等特點的基礎上，可靈活設置各個加熱單元的升溫參數，包括升溫和 降溫速度與最大升溫溫度，從而可對結構柱可實施沿構件軸向和徑向可控制的 不均勻溫度場的計算機自動化升降溫控制；''也可利用現代自動化控制原理，採 用可控矽電磁調節器件進行自動化控制。
圖5為採用沿構件縱向進行兩段升降溫控制試驗結果，上爐段按照ISO-834 標準升溫曲線進行升溫和降溫控制，下爐段按照火災升溫模化結果進行升溫和與上爐段相同的降溫控制。圖6為採用沿構件縱向進行三段升溫控制、自然降
溫試驗結果，上爐段按照IS0-834標準升溫曲線進行升溫控制，中、下爐段按 照火災升溫模化結果進行升溫控制，三爐段均按自然降溫進行控制。圖7為採 用同時沿構件縱向和環向進行兩段升溫控制、自然降溫試驗結果，上爐膛左段 按照ISO-834標準升溫曲線進行升溫控制，上爐膛右段和下爐段按照火災升溫 模化結果進行升溫控制，上、下爐段均按自然降溫進行控制。上述三個試驗均 為參照火災模化結果，控制不同節段電爐的溫差為最大的調試結果，若需減小 溫差，可根據實際試驗情況通過控制不同節段爐體的電加熱單元來獲得所要溫 差效果。 '
由以上可知，本實用新型為一種可控結構柱不均勻升溫的加熱爐，它兼具 電爐升溫的優點和組合裝配式爐體結構的簡單、易於裝拆的操作上的優點；它 將加熱爐沿軸向和環向分成不同的加熱單元，進行單獨升溫控制，可根據性能 化結構抗火設計要求，在結構室內火災升溫模化的基礎上，靈活進行結構柱不 均勻溫度場升溫試驗，具有安全可靠、裝配方便、方便控制、測控精度高的優 點；同時，由於可採用自動化控制，使得結構抗火試驗易於實施，大大降低試 驗成本和對環境的汙染，可取得較好的經濟效益。
圖l是本實用新型一種實施例的三段式爐體結構示意圖； 圖2是本實用新型一種實施例的二段式爐體結構示意圖； 圖3是圖l中A—A向剖視結構示意圖r 一 圖4是圖1所示爐子的俯視結構示意圖5、圖6、圖7分別是本實用新型加熱爐採用不同升溫方法時升溫試驗效果圖。
在圖中
l一圓筒形爐體， 2—圓柱形爐,然， 3—下爐口，4一上爐口， 5—排煙孔 6、 12—燃氣噴口，
7—電加熱單元， 8—結構柱， 9一下段爐體，
IO—中段爐體， ll一上段爐體， 13—熱電偶
14、 15—半圓筒體。
具體實施方式
如圖1和圖3、圖4所示，本實用新型，內腔為圓柱形爐膛2的圓筒形爐體1， 該圓筒形爐體的底部有下爐口 3而爐體頂部有上爐口4，所述圓筒形爐體l沿軸向 由三段組成，由下段爐體9、中段爐體IO、上段爐體ll組合裝配而成；如圖3所 示，每段爐體(即下段爐體9、中段爐體IO、上段爐體11)又由兩個半圓筒體14、 15對合組成；每個半圓筒體內壁設有獨立控制的電加熱單元7。所述電加熱單元 7採用現有技術，它的電熱元件為電熱絲(電阻絲)。
參見圖1和圖4，本實用新型的圓筒形爐體1頂部設有至少四個排煙孔5且所 述排煙孔5圍繞上爐口4周邊分布，圓筒形爐體1底部的爐膛周邊設有至少四個燃 氣噴口6。本實用新型設置排煙孔和燃氣噴口的目的是為了能夠使本實用新型可 同時採用發明專利《一種可控複合升溫的加熱爐》(200810030718X)所述的復 合升溫方法，即採用電和燃氣的混合升溫方法進行升溫試驗。
如圖1所示，圓筒形爐體1的下爐口3和上爐口4用於結構柱(試驗用建築結 構構件)8下端和上端的通過；本實用新M加熱爐可採用普通電爐結構形式，還 可在圓筒形爐體1中下部四周增設燃氣噴口12。
權利要求1、一種可控結構柱不均勻升溫的加熱爐，有內腔為圓柱形爐膛(2)的圓筒形爐體(1)，該圓筒形爐體的底部有下爐口(3)而爐體頂部有上爐口(4)，其特徵是，所述圓筒形爐體(1)沿軸向由二至三段組合而成，每段爐體又由兩個半圓筒體(14、15)對合組成；每個半圓筒體內壁設有獨立控制的電加熱單元(7)。
2、 根據權利要求l所述可控結構柱不均勻升溫的加熱爐，其特徵是，所述 電加熱單元(7)的電熱元件為電熱絲。
3、 根據權利要求l所述可控結構柱不均勻升溫的加熱爐，其特徵是，所述 圓筒形爐體(1)頂部設有至少四個排煙孔(5)且所述排煙孔(5)圍繞上爐口 (4) 周邊分布，爐體(1)底部的爐膛周邊設有至少四個燃氣噴口 (6)。
專利摘要一種可控結構柱不均勻升溫的加熱爐，有內腔為圓柱形爐膛(2)的圓筒形爐體(1)，該圓筒形爐體的底部有下爐口(3)而爐體頂部有上爐口(4)，其特徵是，所述圓筒形爐體1沿軸向由二至三段組合而成，每段爐體又由兩個半圓筒體(14、15)對合組成；每個半圓筒體內壁設有獨立控制的電加熱單元(7)。它兼具電爐升溫和自動化控制的優點，可對結構柱實施不均勻升溫，並使升溫試驗控制簡單易於操作，大大降低了火災試驗的難度和試驗成本，也減小了對環境的汙染。
文檔編號F27B17/02GK201377984SQ20092006364
公開日2010年1月6日 申請日期2009年3月16日 優先權日2009年3月16日
發明者吳建新, 翔 曾, 王枝茂, 巖 肖, 霍靜思 申請人:湖南大學