一种可视化高温热成形工艺试验系统技术方案

本发明专利技术涉及一种可视化高温热成形工艺试验系统，其包括密闭金属外壳，密闭金属外壳两端分别设置有观察口，观察口处设置有石英玻璃观察窗；位于密闭金属外壳内设置有高温腔室，高温腔室均热区域处设置有保温腔室，保温腔室两端分别设置有观察孔，观察孔与密闭金属外壳上的两观察口对应设置；位于高温腔室底部设置有升降平台，在高温腔室顶部设置有耐高温金属管，耐高温金属管下端位于高温腔室内部匀热区域，且下端螺纹连接有耐高温滴头；耐高温金属管上端依次穿过高温腔室和密闭金属外壳顶部通过连接阀门与储气瓶连通；位于高温腔室内还设置有加热电极，加热电极加热端位于高温腔室内，加热电极控制端穿过高温腔室和密闭金属外壳与外部已有温度控制器连接。

Visual high-temperature hot forming process test system

The invention relates to a hot forming process visualization test system, which comprises a closed metal shell, sealed metal shell are arranged at both ends of the observation, observation port is provided with a quartz glass window; in the enclosed metal shell is arranged in a high temperature chamber, high temperature chamber heat region is arranged at the insulation chamber, two chamber insulation provided with an observation hole, two observation hole and sealed metal shell opening on the corresponding set; in high temperature chamber is arranged at the bottom of the lifting platform, in the high temperature chamber is arranged on the top of high temperature resistant metal tube, high temperature resistant metal tube in high temperature chamber internal uniform heat area, and is in threaded connection with a high temperature drop; high temperature resistance the metal pipe passes through the upper chamber and the high temperature sealed metal shell top communicated through connecting the valve and gas cylinders; in the high temperature chamber. The heating electrode is arranged in the high temperature chamber, and the heating electrode control end passes through the high temperature chamber and the closed metal casing and is connected with an external temperature controller.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种工艺试验系统，特别是关于一种可视化高温热成形工艺试验系统。
技术介绍
玻璃是一种特殊的固体物质，没有固定熔点且各向同性，广泛用于建筑、日用、医疗、化学、电子、仪表、核工程等领域。玻璃材料在进入成形模或成形装置一瞬间的物态，既具有完整固体形状的性质，又具有一些熔融黏流的非定形性质(主要指加工过程中)，宏观上呈定形或半定形状态。定性和半定形玻璃是通过成形模，在一定的工艺参数(如温度、压力)下，由定形状态和半定形状态成为定形的固定状态而成形。在玻璃行业中，把定形状态和半定形状态玻璃材料通过成形模具或不通过模具，而变形制成的玻璃制品工艺叫“成形”。玻璃态物质从熔融状态冷却(或加热)的过程中，其物理化学性质产生连续可逆的变化。玻璃原料的热成形过程除与原料性质、配比等内因相关外，还与温度、气压差、反应时间、气体氛围及原料的混合或接触程度等外因密切相关，其中机械作用和热作用具有重要的意义。玻璃制品成形同时涉及玻璃熔体(玻璃液)流动和传热。流动通常取决于玻璃液的牛顿行为，即可假设流动与所受应力成正比。然而，在成形期间，考虑到玻璃的温度、黏度变化，以及复杂几何尺寸等，对玻璃成形的分析变得十分困难。在传统热成形设备中，受限于设备条件，无法精确控制工艺参数(温度、气压、环境氛围等)，导致无法对玻璃成形过程开展定量研究。因此，如何设计具备观察窗的小形高温炉，通过控制不同工艺参数，对成形过程进行测试及标定成为目前亟待解决的技术问题。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种可视化高温热成形工艺试验系统，该系统可以精确控制工艺参数，实现对玻璃成形过程进行定量研究以及成型工艺参数标定。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：一种可视化高温热成形工艺试验系统，其特征在于：该试验系统包括密闭金属外壳、石英玻璃观察窗、高温腔室、保温层、观察孔、耐高温金属管、耐高温滴头、气压控制阀门和加热电极；所述密闭金属外壳两端分别设置有一观察口，两所述观察口处都密封设置有所述石英玻璃观察窗；位于所述密闭金属外壳内设置有所述高温腔室，位于所述高温腔室均热区域处设置有能够承受负压的所述保温层；位于所述保温层两端分别设置有所述观察孔，所述观察孔与所述密闭金属外壳上的两观察口对应设置；在所述高温腔室顶部设置有所述耐高温金属管，所述耐高温金属管下端位于所述高温腔室内部匀热区域，且下端螺纹连接有所述耐高温滴头，且两侧所述观察孔对准于所述耐高温滴头；所述耐高温金属管上端依次穿过所述保温层和密闭金属外壳顶部通过所述气压控制阀门与外部的储气瓶连通；位于所述密闭金属外壳内还设置有所述加热电极，所述加热电极加热端位于所述高温腔室内，所述加热电极控制端穿过所述高温腔室和密闭金属外壳与外部已有温度控制器连接；所述密闭金属外壳两端的观察口中心线、高温腔室两端的观察孔中心线与所述耐高温滴头位于同一水平线上。进一步，位于所述密闭金属外壳内，在每个所述观察口附近位于所述石英玻璃观察窗内侧、观察孔外侧都设置有一旋转盖板，该旋转盖板紧贴所述观察孔。进一步，所述旋转盖板上还设置有一旋转盖板手柄，该旋转盖板手柄位于所述密闭金属外壳外部。进一步，所述密闭金属外壳一侧还设置有抽气阀门，所述抽气阀门与外部的真空泵连接；所述高温腔室另一侧设置有放气阀门。进一步，位于其中一所述石英玻璃观察窗外侧设置有带有散射镜片的蓝光激光发生器；位于另一所述石英玻璃观察窗外侧由内到外依次活动设置有红光阻止滤光片和蓝光通过滤光片，所述蓝光通过滤光片外设置有成像CCD进行捕捉成像。进一步，位于所述高温腔室底部设置有升降平台，所述升降平台与两所述观察孔对准，所述升降平台中央放置积液盒或载物台。进一步，所述高温腔室内还设置有温度传感器和压力传感器。进一步，所述加热电极采用石墨电极，所述保温腔室采用包裹有石墨毡的石墨板制成。进一步，所述耐高温金属管采用钨或钼制成。进一步，所述耐高温滴头顶端与所述耐高温金属管螺纹连接；所述耐高温滴头中段设置有填料腔，末端为锥形并设置有开口。本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本专利技术采用内置温度传感器及外部的温度控制器实现高温腔室温度控制，通过抽气阀门、放气阀门和压力传感器实现高温腔室压力控制；高温腔室底部设置有升降平台，可实现样品的换料及在加热过程中样品上下位置的移动，以及耐高温滴头、载物台位置微调。2、本专利技术的高温腔室上部安装有耐高温金属管及带有一定容积的耐高温滴头，能够实现对于滴头位置的精确控温，控制滴管两侧压力可实现压差控制。3、本专利技术的高温腔室侧边对开两扇石英玻璃观察窗，石英玻璃观察窗带有隔温用金属挡板，当关闭金属挡板时可以避免热量从石英玻璃观察窗辐射散热，进而保证高温腔室匀热；在石英玻璃观察窗一侧，安装有蓝色激光器可发出蓝光，另一侧安装有红色滤光片，可以过滤红外光干扰；蓝色激光器和红色滤光片可拆卸。附图说明图1是本专利技术的整体结构剖视图，为玻璃态流体的表面张力测量进行配备；图2是本专利技术的剖视图，为三维热成型工艺参数标定实验进行配备。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细的描述。如图1所示，本专利技术提供一种可视化高温热成形工艺测试系统，主要用于玻璃热成形工艺参数测试及标定，为单腔室构造。本专利技术包括密闭金属外壳1、石英玻璃观察窗2、高温腔室3、保温层4、观察孔5、耐高温金属管6、耐高温滴头7、气压控制阀门8和加热电极9。密闭金属外壳1两端分别设置有一观察口，两观察口处都密封设置有石英玻璃观察窗2。位于密闭金属外壳1内设置有高温腔室3，高温腔室3可耐温1800℃以上，并能在该温度下稳定工作超过24小时。位于高温腔室3均热区域处设置有保温层4，保温层4能够承受负压；位于保温层4两端分别设置有观察孔5，观察孔5与密闭金属外壳1上的两观察口对应设置。在高温腔室3顶部设置有耐高温金属管6，耐高温金属管6下端位于高温腔室3内部匀热区域，且下端螺纹连接有耐高温滴头7，且两侧观察孔5对准于耐高温滴头7；耐高温金属管6上端依次穿过保温层4和密闭金属外壳1顶部通过气压控制阀门8与储气瓶连通，储气瓶位于可视化高温热成形工艺测试系统外部，通过气压控制阀门8可以控制气压，通过调节该气压值，可保证耐高温金属管6两端具有可控压差。位于密闭金属外壳1内还设置有加热电极9，加热电极9加热端位于高温腔室3内，加热电极9控制端穿过高温腔室3和密闭金属外壳1与外部已有温度控制器连接，实现高温腔室温度控制；由加热电极9、温度控制器和保温层4实现高温获得功能。其中，加热电极9与密闭金属外壳1之间设置有绝缘接口。上述实施例中，密闭金属外壳1采用双层结构，位于双层结构内设置有循环冷却水20，以保证高温腔室3正常工作。上述各实施例中，位于密闭金属外壳1内，在每个观察口附近位于石英玻璃观察窗2内侧、观察孔5外侧都设置有一旋转盖板12，该旋转盖板12紧贴观察孔5，以起到保温隔热作用。当关闭旋转盖板12时可以有效避免热量从观察口辐射散热，进而保证高温腔室3热场均匀。旋转盖板12上还设置有一旋转盖板手柄，该旋转盖板手柄位于密闭金属外壳1外部，通过该手柄可控制两个旋转盖板12进行独立开合操作。上述各实施例中，密闭金属外壳1两端的观察口中心线、高温腔室3两端的观察孔5中心线与耐高温滴头7位于同一水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可视化高温热成形工艺试验系统，其特征在于：该试验系统包括密闭金属外壳、石英玻璃观察窗、高温腔室、保温层、观察孔、耐高温金属管、耐高温滴头、气压控制阀门和加热电极；所述密闭金属外壳两端分别设置有一观察口，两所述观察口处都密封设置有所述石英玻璃观察窗；位于所述密闭金属外壳内设置有所述高温腔室，位于所述高温腔室均热区域处设置有能够承受负压的所述保温层；位于所述保温层两端分别设置有所述观察孔，所述观察孔与所述密闭金属外壳上的两观察口对应设置；在所述高温腔室顶部设置有所述耐高温金属管，所述耐高温金属管下端位于所述高温腔室内部匀热区域，且下端螺纹连接有所述耐高温滴头，且两侧所述观察孔对准于所述耐高温滴头；所述耐高温金属管上端依次穿过所述保温层和密闭金属外壳顶部通过所述气压控制阀门与外部的储气瓶连通；位于所述密闭金属外壳内还设置有所述加热电极，所述加热电极加热端位于所述高温腔室内，所述加热电极控制端穿过所述高温腔室和密闭金属外壳与外部已有温度控制器连接；所述密闭金属外壳两端的观察口中心线、高温腔室两端的观察孔中心线与所述耐高温滴头位于同一水平线上。

【技术特征摘要】
1.一种可视化高温热成形工艺试验系统，其特征在于：该试验系统包括密闭金属外壳、石英玻璃观察窗、高温腔室、保温层、观察孔、耐高温金属管、耐高温滴头、气压控制阀门和加热电极；所述密闭金属外壳两端分别设置有一观察口，两所述观察口处都密封设置有所述石英玻璃观察窗；位于所述密闭金属外壳内设置有所述高温腔室，位于所述高温腔室均热区域处设置有能够承受负压的所述保温层；位于所述保温层两端分别设置有所述观察孔，所述观察孔与所述密闭金属外壳上的两观察口对应设置；在所述高温腔室顶部设置有所述耐高温金属管，所述耐高温金属管下端位于所述高温腔室内部匀热区域，且下端螺纹连接有所述耐高温滴头，且两侧所述观察孔对准于所述耐高温滴头；所述耐高温金属管上端依次穿过所述保温层和密闭金属外壳顶部通过所述气压控制阀门与外部的储气瓶连通；位于所述密闭金属外壳内还设置有所述加热电极，所述加热电极加热端位于所述高温腔室内，所述加热电极控制端穿过所述高温腔室和密闭金属外壳与外部已有温度控制器连接；所述密闭金属外壳两端的观察口中心线、高温腔室两端的观察孔中心线与所述耐高温滴头位于同一水平线上。2.如权利要求1所述的一种可视化高温热成形工艺试验系统，其特征在于：位于所述密闭金属外壳内，在每个所述观察口附近位于所述石英玻璃观察窗内侧、观察孔外侧都设置有一旋转盖板，该旋转盖板紧贴所述观察孔。3.如权利要求2所述的一种可视化高温热成形工艺试验系统，其特征在于：所述旋转盖板上还设置有一旋转盖板...

【专利技术属性】
技术研发人员：周斌，张嵘，张天，李思维，王秋来，黄文符，陈志勇，
申请(专利权)人：清华大学，沈阳市超高真空应用技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11