专利名称：高温管式电阻炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电阻炉，尤其是一种高温管式电阻炉。
背景技术：
目前，高温管式炉是实验室对样品进行加热(如热处理、灰化、熔融、干
馏、燃烧等)的主要设备之一。目前使用的管式炉，例如中国专利99245415.8; 200480034046.X等披露的管式炉存在以下不足
1、 工作管两端无冷却设施,不能在高温(160(TC)下进行一些需带气氛的实验。
2、 工作管两端固定，由于高温下工作管的热胀冷縮产生应力损坏工作管。
3、 对一些需带气氛的实验，如果气体流量过大，由于气体的冷却，工作 管恒温区变窄，导致工作管内物料温度不均；其次，工作管两端密封，由于辐 射传热和物体的导热，加上通气后对流传热，当炉膛工作温度达160(TC高温时， 工作管两端温度可能达到400-500°C，使工作管两端的密封圈材质要求苛刻， 成本较高，并且容易老化甚至熔化，最终引起有毒气体或爆炸性气体外泄。
发明内容
为此，本实用新型的目的是提供一种高温管式电阻炉，其能保证工作管的 恒温区、降低工作管两端温度以降低密封圈的材质要求，延长密封圈使用寿命、 以及便于工作管热胀冷縮时伸縮来保护工作管。
为达成上述目的，本实用新型采用的技术方案是提供一种高温管式电阻 炉，包括炉体，以及置于炉体内的工作管和加热元件；其中所述工作管的一端 为与炉体固定的固定端，另一端为利用导轨活动安装的活动端，所述固定端安 装有带观察视镜的旋转式端盖、气体进口以及气体预热段，并与试验气源相连； 所述活动端安装有带温度测量孔的端盖、气体出口以及气体冷却段，所述气体 冷却段与冷却气源相连。
上述的高温管式电阻炉中，所述工作管的固定端的气体进口与气体预热段 经供气导管与至少一个流量计相连，并通过该至少一个流量计与至少一种试验 气源相连；所述工作管的活动端的气体冷却段经供气导管与另一流量计相连， 并通过该流量计与所述冷却气源相连，所述活动端的气体出口经供气导管与直 管式气体洗瓶相连。
4较佳地，上述的高温管式电阻炉中，所述工作管的固定端的气体进口与气 体预热段经供气导管分别与第一流量计和第二流量计相连，并通过该第一和第 二流量计与两种试验气源相连；与所述工作管的活动端的气体冷却段连接的为 第三流量计，并且该冷却气源为空气泵。
上述的高温管式电阻炉中，所述炉体内设有可燃气体检测口和气体置换进 气口，所述可燃气体检测口经供气导管与复合式气体检测仪相连，所述气体置 换进气口与空气泵相连。
较佳地，上述的高温管式电阻炉中，所述空气泵为内置式空气泵。
上述的高温管式电阻炉中，还包括用于控制炉膛工作温度的控温仪；用于 显示工作管中物料温度的数显表；以及与该控温仪和数显表连接进行通信的控 箱。
上述的高温管式电阻炉中，还包括第一热电偶，该第一热电偶的热端通过 活动端的温度测量孔伸入工作管内，冷端与数显表的冷端相连；以及第二热电 偶，该第二热电偶的热端伸入炉体内的炉膛中，冷端与控温仪的冷端相连。
上述的高温管式电阻炉中，还包括正对工作管观察视镜的变焦CCD摄像 机，以摄取工作管内物料变化的图像；以及用于对控温仪、数显表以及气体流 量进行监控的定焦CCD摄像机；所述定焦CCD摄像机和变焦CCD摄像机与
控箱连接，并且将它们的信号通过控箱进行记录并输出到显示器。
本实用新型具有以下有益效果
1. 工作管一端与炉体固定，另一端与炉体箱采用导轨活动连接，便于工作 管热胀冷縮时的伸縮，有效改善了工作管的横向剪切力，有效地保护了工作管， 延长其使用寿命。
2. 通入的气体经预热提温然后进入工作管，可以縮小气氛气流与工作管之 间的温差，从而保证工作管的恒温区，可达到50mm。
3. 通过对工作管两端的冷却降温(固定端利用通入的气体降温，活动端则 利用空气进行降温)，能确保工作管的端口温度小于200°C，降低密封圈的材 质要求，防止工作管两端的密封圈老化甚至熔化所导致的有毒气体或爆炸性气 体外泄。
图1为本实用新型实施例的结构示意图。 附图标记说明
1.炉体 2.工作管
3.加热元件 4.控箱
55.数显表 7.控温仪 9.显示器
ll.定焦CCD摄像机
13.复合式气体检测仪
15.第三流量计
17.第二流量计
19.活动端
21.气体置换进气口
6.第一热电偶
8.第二热电偶
10.变焦CCD摄像机
12.内置式空气泵
14.直管式气体洗瓶
16.第一流量计
18.固定端
20.可燃性气体检测口 22.导轨
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步描述。
高温炉体1内设有工作管2。加热元件3，例如是二硅化钼棒，设置在炉 体1内并位于该工作管2外侧周缘。整个炉体1安置在能定向旋转±30°并能定 位的底台(图中未示)上。工作管2采用99%以上刚玉管，最高工作温度1600°C， 恒温区50mm。工作管2的一端为固定端18，其与炉体1上的支架固定，并安 装有带观察视镜的旋转式端盖、气体进口以及气体预热段(图中未示)，便于 观察内部试样的变化和试样的放置。工作管2的另一端为活动端19，其与炉体 1上的支架采用导轨22活动连接，并安装有带有温度测量孔的端盖、气体出口 以及气体冷却段(图中未示)，便于安装热电偶6。第一热电偶6的热端通过 活动端18的温度测量孔伸入工作管2内，第二热电偶8的热端伸入炉体1内 的炉膛中。
由于工作管2与炉体1连接采取一端与炉体固定，另一端与炉体采用导轨 22活动连接，便于工作管2热胀冷縮时的伸缩，有效改善了工作管的横向剪切 力，有效地保护了工作管2，延长其使用寿命。
温控系统包括控温仪7、数显表5及电流电压表(图中未示)。控温仪7 和数显表5安装在控箱4上，控温仪7用于控制炉膛工作温度，数显表5用于 显示工作管2中的物料温度。
控温仪7的温度控制输出端连接控制器(图中未示)，控制器输出电流控 制炉体1上的加热元件3，控温仪7的冷端连接与第二热电偶8的冷端。数显 表5的冷端连接第一热电偶6的冷端。控温仪7及数显表5与控箱4通信相连。
摄像装置与控箱4通信连接，其信号通过该控箱4进行记录并输出到显示 器9上。所述摄像装置包括变焦CCD摄像机lO和定焦CCD摄像机ll。变焦 CCD摄像机10安装在仪表箱(图中未示)的侧板上，其镜头正对工作管2的 视镜，其焦距可以通过控箱4进行调整。通过控制变焦CCD摄像机10的操作，来摄取工作管2内的物料变化的图像。所述定焦CCD摄像机11置于仪表箱(图
中未示)的斜上方，用于对控温仪7、数显表5以及气体流量的监控。
向工作管2供气并保持其气密性是管内气氛控制的必要条件。本实用新型 通过供气装置向工作管2供气，实现对工作管2内气氛控制。供气装置由供气 导管、气路开关、气源等部分组成。该供气装置为内置或外置，其气源可以是 压縮气瓶、气体压縮机或气泵。至少一种试验气源通过流量计控制后经供气导 管通向工作管2固定端18。本实施例中为两路试验气源通过第一流量计16与 第二流量计17控制后经供气导管通向工作管2固定端18。因为通入固定端18 的气体为常温，所以可以实现对工作管2固定端18的冷却，同时通入的气体 经过固定端后得到预热提温。然后，该气体再进入工作管2进一步提温后，与 试样反应或保护试样。这样使通入的气体经预热提温然后进入工作管2，可以 縮小气氛气流与工作管2之间的温差，从而保证工作管2的恒温区，可达到 50mm。第一和第二流量计16、 17可通入微氧化或还原性气体以及惰性气体进 行分别控制。
反应后的气体从活动端19冷却后由供气导管通入直管式气体洗瓶14，而 后再排至室外。冷却气源(例如空气)由内置式空气泵12供气，第三流量计 15控制冷却气体的供气量，经供气导管通向工作管活动端19的气体冷却段， 不进入工作管2，经吸热后就地排放。通过对工作管2两端的冷却降温(固定 端18利用通入的气体降温，活动端19则利用空气进行降温)，确保工作管2 的两端温度小于20(TC，防止工作管2两端的密封圈，例如是氟橡胶0型圈(未 示出)老化甚至熔化所导致的有毒气体或爆炸性气体外泄。
为了控制可燃气体的泄漏量，炉膛内设有可燃气体检测口 20和气体置换 进气口 21。可燃气体检测口 20和复合式气体检测仪13连接，对从该检测口 20所引出的气体，经空冷后吸入复合式气体检测仪13进行测量分析。气体置 换进气口 21与空气泵12相连接。若复合式气体检测仪13检测到炉膛内的可 燃性气体含量超过某个阈值，例如其爆炸下限的50%，则发出报警，由炉膛内 的气体置换进气口 21通入由内置式空气泵12供给的空气置换可燃性气体。这 样，确保可燃性气体泄漏的含量小于其爆炸下限，杜绝加热元件3在加热时， 因可燃性气体泄漏引起的爆炸危险。
若进行工作管2的气密性检验，应在实验前可向工作管2通入可燃性气体， 在直管式气体洗瓶14的水柱高度在100mm不变时，用复合式气体检测仪13 对系统进行泄漏测试，确保管道、管道连接点和阀门无泄漏，并使工作管内压 保持水柱高度为100mm的情况下，在10分钟内不变。
权利要求1. 一种高温管式电阻炉，包括炉体(1)，以及置于炉体内的工作管(2)和加热元件(3)；其特征在于所述工作管(2)的一端为与炉体固定的固定端(18)，另一端为利用导轨(22)活动安装的活动端(19)，所述固定端(18)安装有带观察视镜的旋转式端盖、气体进口以及气体预热段，并与试验气源相连；所述活动端(19)安装有带温度测量孔的端盖、气体出口以及气体冷却段，所述气体冷却段与冷却气源相连。
2. 如权利要求l所述的高温管式电阻炉，其特征在于所述工作管的固定 端(18)的气体进口与气体预热段经供气导管与至少一个流量计相连，并通过 该至少一个流量计与至少一种试验气源相连；所述工作管的活动端(19)的气 体冷却段经供气导管与另一流量计相连，并通过该流量计与所述冷却气源相 连，所述活动端(19)的气体出口经供气导管与直管式气体洗瓶(14)相连。
3. 如权利要求2所述的高温管式电阻炉，其特征在于所述工作管的固定 端(18)的气体进口与气体预热段经供气导管分别与第一流量计(16)和第二 流量计(17)相连，并通过该第一和第二流量计(16、 17)与两种试验气源相 连；与所述工作管的活动端(19)的气体冷却段连接的为第三流量计(18)， 并且该冷却气源为空气泵(12)。
4. 如权利要求1所述的高温管式电阻炉，其特征在于所述炉体(1)内 设有可燃气体检测口 (20)和气体置换进气口 (21)，所述可燃气体检测口 (20) 经供气导管与复合式气体检测仪(13)相连，所述气体置换进气口 (21)与空 气泵(12)相连。
5. 如权利要求3或4所述的高温管式电阻炉，其特征在于所述空气泵(12) 为内置式空气泵。
6. 如权利要求l所述的高温管式电阻炉，其特征在于还包括用于控制炉膛工作温度的控温仪(7);用于显示工作管(2)中物料温度的数显表(5);以及与该控温仪(7)和数显表(5)连接进行通信的控箱(4)。
7. 如权利要求6所述的高温管式电阻炉，其特征在于还包括第一热电偶(6)，该第一热电偶的热端通过活动端(18)的温度测量孔伸入工作管(2) 内，冷端与数显表(5)的冷端相连；以及第二热电偶(8)，该第二热电偶(8) 的热端伸入炉体内的炉膛中，冷端与控温仪(7)的冷端相连。
8. 如权利要求6或7所述的高温管式电阻炉，其特征在于还包括正对工 作管(2)观察视镜的变焦CCD摄像机(10)，以摄取工作管(2)内物料变 化的图像；以及用于对控温仪(7)、数显表(5)以及气体流量进行监控的定 焦CCD摄像机(11);所述变焦CCD摄像机(10)和定焦CCD摄像机(11)与控箱(4)连接，并且将它们的信号通过控箱(4)进行记录并输出到显示器 (9)。
专利摘要本实用新型是一种高温管式电阻炉，包括炉体，以及置于炉体内的工作管和加热元件。工作管的一端为与炉体固定的固定端，另一端为利用导轨活动安装的活动端。固定端安装有带观察视镜的旋转式端盖、气体进口以及气体预热段，并与试验气源相连。活动端安装有带温度测量孔的端盖、气体出口以及气体冷却段，所述气体冷却段与冷却气源相连。由于工作管一端固定，另一端是活动连接，便于工作管热胀冷缩时的伸缩，保护工作管，延长其使用寿命。通入的气体经固定端预热提温然后进入工作管，可以缩小气体与工作管之间的温差，保证工作管的恒温区，可达到50mm。通过对工作管两端的冷却，确保工作管的两端温度小于200℃，防止密封圈老化导致气体外泄。
文档编号F27B17/00GK201273770SQ200820152499
公开日2009年7月15日 申请日期2008年8月29日 优先权日2008年8月29日
发明者周亚明, 汪文梅, 王志光, 高贵林 申请人:上海焦化有限公司