[发明专利]一种主动冷却棱镜折射式石英灯高温加热装置及方法

权利要求书

1.一种主动冷却棱镜折射式石英灯高温加热装置，其特征在于，包括机架(1)，以及顺次固定在机架(1)上的辐照加热模块(2)、可调冷却棱镜折射模块(3)和工件固定模块(4)。

2.根据权利要求1所述的一种主动冷却棱镜折射式石英灯高温加热装置，其特征在于，机架(1)包括机架主体(101)，加工在机架主体(101)内部的机架冷却流道(102)，固定在机架主体(101)上的辐照加热模块挂载架(103)和冷却棱镜折射模块固定架(104)，辐照加热模块(2)通过辐照加热模块挂载架(103)固定在机架(1)上，可调冷却棱镜折射模块(3)通过冷却棱镜折射模块固定架(104)固定在机架(1)上。

3.根据权利要求2所述的一种主动冷却棱镜折射式石英灯高温加热装置，其特征在于，辐照加热模块(2)包括固定在辐照加模块挂载架(103)上的石英灯夹头(201)，固定在石英灯夹头(201)上的若干石英灯管道(202)，以及贯通固定在石英灯管道(202)内的石英灯(203)。

4.根据权利要求3所述的一种主动冷却棱镜折射式石英灯高温加热装置，其特征在于，可调冷却棱镜折射模块(3)包括固定在可调冷却棱镜折射模块挂载架(104)上的棱镜调整底座(301)，球铰连接在棱镜调整底座(301)上的一级调节臂(302)，滑动副连接并能够通过拧紧螺丝变成固定在一级调节臂(302)上的二级调节臂(303)，通过球铰连接在二级调节臂(303)上的棱镜纵擒夹(304)，由2个棱镜纵擒夹(304)固定的冷却折射棱镜(305)，加工在冷却折射棱镜(305)内的棱镜冷却流道(306)，以及固定在棱镜冷却流道(306)外部的管路接头(307)。

5.根据权利要求4所述的一种主动冷却棱镜折射式石英灯高温加热装置，其特征在于，通过向棱镜内部的棱镜冷却流道(306)通入气体或液体冷却介质，使得棱镜在高温的环境下始终保持较低的温度，使得棱镜保持强度与通透，进一步使得棱镜能在超过1000℃的极端高温环境下始终保持良好的折射特性。

6.根据权利要求4所述的一种主动冷却棱镜折射式石英灯高温加热装置，其特征在于，工件固定模块(4)包括固定在机架主体(101)上的夹具(401)，以及加工在夹具(401)内部的冷却流道(402)，试验工件(403)装夹在夹具(401)上，试验工件(403)上固定有测温传感器(404)。

7.一种主动冷却棱镜折射式石英灯高温加热方法，其特征在于，该方法基于权利要求6所述的一种主动冷却棱镜折射式石英灯高温加热装置，包括以下步骤：

步骤一、将需要加热的试验工件(403)固定在夹具(401)上，并将测温传感器(404)布置在试验工件(403)上，若试验工件(403)需要冷却，则将夹具(401)上的冷却流道(402)连接到需要加热的试验工件(403)上，若试验工件(403)不需要冷却，则将夹具(401)上的冷却流道外部接口封闭，用于夹具(401)内部的流体冷却；

步骤二、根据任务需求，计算石英灯辐照的区域与强度，并考虑棱镜中通入气体或液体冷却介质后，依据计算结果，调整辐照加热模块(2)的排布位置与调节可调棱镜折射模块(3)的空间位置，当棱镜能实现对石英灯辐照区域的指定目标时，固定一级调节臂(302)与二级调节臂(303)以固定棱镜位置；

步骤三、对石英灯管道(202)中通入对石英灯(203)进行冷却的气体，对机架(1)与固定模块(4)中通入气体或液体冷却流质，用于对装置进行冷却，对冷却折射棱镜(305)内部通入冷却介质；

步骤四、开启石英灯的电源与控制系统，对试验工件进行热加载任务；

步骤五、完成热加载任务后，关闭电源，待石英灯关闭完成五分钟后冷却，关闭石英灯冷却管道的冷却流道内的供气、关闭石英灯灯座内部的冷却流质、试验结束。