專利名稱：一種密封可視管式爐的制作方法
技術領域：
本發明屬于管式爐實驗裝置技術領域，尤其涉及ー種快速升降溫、密封氣壓可控可調及可原位觀察恒溫區內反應狀態的電阻加熱管式爐。
背景技術：
傳統的管式爐一般采用細長螺線加熱絲，保溫采用厚厚的高鋁纖維保溫棉來保溫。這種保溫方式雖然保溫效果好，但缺點是保溫體積過大，散熱速度慢，加熱溫區溫度差異大，加熱過程完全不可見。人們常用半開式管式爐來解決散熱慢的問題；用多段溫區來解決恒溫區較短問題。但這些方法仍不能滿足大體積保溫和大恒溫區小溫差的要求。高溫管式爐的密封及氣壓控制一直是ー個較難解決的問題。如果采用國外進ロ的 壓強自動控制系統及密封系統，價格高的驚人，一般實驗室或生產單位的采購經費都會有問題，難以推廣滿足大部分實驗室的實驗需求?，F有的管式爐采用的密封方式都不能解決可靠密封、長期使用、方便打開關閉、在正負壓強下均可工作而且加工制作簡單和價格低廉等問題。

發明內容
本發明的目的是制造一種帶有反射紅外輻射功能，升降溫度快，恒溫區長，溫場均勻性好，壓カ可控可調，裝取樣品方便，密封持久可靠，并且可以觀察到加熱樣品整個變化過程的管式爐。本發明的原理是當物體的加熱溫度大于500度以上時，在相對密閉的空間里其熱傳遞的方式主要依靠紅外輻射。由于鍍金膜能對紅外輻射產生很好的反射效果。所以我們在加熱絲外圍加ー個鍍金石英管，這樣就可有效的把熱量集中在管中心。由于鍍金石英管本身的熱容量很小，所以一旦加熱絲停止加熱，溫度也會迅速下降。在氣壓控制方面主要是利用調節抽氣速度來調節壓カ變化。本發明的主要結構包括鍍金石英管、加熱絲、反應管、水冷密封套和尾氣調節控制裝置。在內壁鍍有金膜的石英管通過兩個絕緣隔熱的支架支撐在設備機架上。鍍金石英管內部安裝有螺旋狀的加熱絲。在鍍金石英管的內側同軸設有反應管，反應管是由機架上左右各安裝ー個可以調節高度的法蘭支桿通過雙層水冷密封套支撐，反應管的前端和末端分別安裝有進氣接ロ快卸法蘭和尾氣調節控制裝置。進氣法蘭和尾氣調節控制裝置都是通過水冷密封套內的O形圈與反應管實現密封。在反應管末端連接的尾氣調節控制裝置為ー個六通結構件，六通結構件有六個接ロ，一個與反應管上的水冷密封套的KF對接的接ロ ；一個與真空測量規管的對接的接ロ ；一個接軸向觀察窗接ロ ；一個接系統放氣閥接ロ ；ー個接真空微調閥接ロ ；ー個接粗抽真空角閥接ロ。本發明的優點是利用鍍金石英管作為保溫層，結構簡單升降溫度快。在鍍金管上開有觀察窗還能方便的原位觀察。采用兩端密中間疏的粗螺旋管加熱絲結構能實現恒溫區長，溫場均勻，900度高溫時70%的加熱區的溫差僅為+/_2度；可在正負壓カ環境下做實驗，壓カ可控可調。采用水冷密封快卸法蘭結構能實現系統的密封與快速打開，提高了工作效率。尾氣抽氣速度調節功能能十分經濟的實現在不同壓カ條件下工作。


圖I是本發明的整體結構圖 圖2是左端水冷密封法蘭圖
圖3是尾氣端六通件主視圖 圖4是圖3六通件的側視圖 圖5是尾氣調節氣路圖
具體實施例方式本發明的裝置由機架、鍍金石英管式爐、左右水冷密封組件、真空測量及獲得系統、進排氣系統、電源系統組成。下面結合附圖詳細敘述本發明的結構內容。在機架I上 左右各安裝ー個可以調節高度的法蘭支桿9，見圖I。法蘭支桿9上固定的是雙層水冷密封套3，具體結構見圖2。雙層水冷密封套內部設有循環冷卻水空間12，用來冷卻套內的エ件和O形圈15。O型圈側面設有壓環13是用來擠壓O形圈15使其變形與反應管14形成密封。反應管14前端水冷密封套3通過快卸接ロ 11 (KF接ロ)與進氣法蘭2 (KF接ロ)相連。KF的結構能保證真空的密封和快速打開和封閉，水冷的密封O型圈可以保證系統在高溫下的密封和耐用。末端水冷密封套結構和前端的一祥，只是其快卸接ロ接的是尾氣調節控制裝置為六通結構件8，見圖3。在機架上還有兩個高鋁纖維做成的鍍金石英管支架4，該支架的作用是托起鍍金石英管5，同時固定加熱絲6。鍍金石英管5的特點是在石英管的內壁或者外壁鍍上高反紅外線的金膜，來達到對其內側同軸的反應管14的保溫目的。熱的傳遞方式有三種，一種是熱傳遞，一種是對流，ー種是熱輻射。由于加熱絲和鍍金石英管相對隔離和密封，所以在高溫時熱損耗主要來自紅外輻射，處于外層的鍍金石英管就可以有效的把紅外輻射反射到反應管中間，實現保溫的目的。由于反射膜的多次反射，相比傳統的保溫棉的保溫效果，能實現溫度場更均勻的目的。金膜的特點是可以鍍上反射率更高的不透視膜，并開有未鍍層的可視窗ロ ；金膜亦可以是鍍上反射率相對較低的可透視膜層，兩種膜層方式都可以實現管式爐的實時徑向觀察。加熱元件由一根直徑之間的螺線管形狀加熱絲6實現，其特點是加熱絲直徑相對較粗，兩端匝數的密度高于中間段。由于兩端的熱損耗要大于中間段，所以通過以上的形式可以有效的増加恒溫區的長度；加熱絲相對較粗可以實現低電壓大電流，實現安全電壓加熱。六通結構件8有六個接ロ，上方為與真空測量規管7的對接接ロ 18 ;左端為與反應管上的水冷密封套的KF對接的接ロ 17 ;右端為軸向觀察窗接ロ 19 ;前端為系統放氣閥接ロ 20 ;后端為真空微調閥接ロ 21 ;下方為粗抽真空角閥接ロ 16。機架I是支撐整個系統的框架，機架為ー種板金焊接結構，其特點是將整個系統集成在ー個工作臺內。機架的臺面上端是真空爐和真空管密封操作閥。臺面下端左半部放置是電源及控制面板，右半部一端是放置真空泵10。整個機架有地腳和腳輪。真空控制結構的特點是通過ー個微調閥24，和ー個粗抽閥22來實現壓カ的控制，微調閥24和粗抽閥22通過ー個三通25與抽氣波紋管相連。當系統處于常壓或正壓下工作吋，則可以關閉粗抽閥和微調閥，而開通放氣閥23來實現。
權利要求
1.一種密封可視管式爐，包括鍍金石英管、加熱絲、反應管、水冷密封套和尾氣調節控制裝置，其特征是在內壁鍍有金膜的鍍金石英管通過兩個絕緣隔熱的支架支撐在設備機架上，鍍金石英管內部安裝有螺旋狀的加熱絲；在鍍金石英管的內側同軸設有反應管，反應管是由機架上左右各安裝一個可以調節高度的法蘭支桿通過雙層水冷密封套支撐，反應管的前端和末端分別安裝有進氣接口快卸法蘭和尾氣控制調節裝置，進氣法蘭和尾氣調節控制裝置都是通過水冷密封套內的O形圈與反應管實現密封；在反應管末端連接的尾氣調節控制裝置為一個六通結構件，六通結構件有六個接口，一個與反應管上的水冷密封套的KF對接的接口，一個與真空測量規管的對接的接口，一個接軸向觀察窗接口，一個接系統放氣閥接口，一個接真空微調閥接口，一個接粗抽真空角閥接口。
2.根據權利要求I所述的密封可視管式爐，其特征是所述的鍍金石英管內部的加熱絲的直徑為的螺線管形狀，兩端匝數的密度高于中間段。
3.根據權利要求I所述的密封可視管式爐，其特征是所述的水冷密封套為雙層水冷 密封套(3)，雙層水冷密封套的內部設有循環冷卻水的空間(12)。
4.根據權利要求I或3所述的密封可視管式爐，其特征是所述的水冷密封套內的O形圈(15)側面設有壓環(13)。
5.根據權利要求I所述的密封可視管式爐，其特征是所述的兩個鍍金石英管支架(4)是由高鋁纖維做成的。
6.根據權利要求I所述的密封可視管式爐，其特征是所述的鍍金石英管(5)所鍍的金膜是在石英管的外壁。
7.根據權利要求I或6所述的密封可視管式爐，其特征是所述的鍍金石英管(5)所鍍的金膜是鍍上反射率高的不透視膜，并開有未鍍層的可視窗口，或者所鍍的金膜是鍍上反射率相對較低的可透視膜層。
8.根據權利要求I所述的密封可視管式爐，其特征是所述的微調閥(24)和粗抽閥(22 )通過一個三通(25 )與抽氣波紋管相連，組成真空控制結構；當系統處于常壓或正壓下 工作時，則關閉粗抽閥和微調閥，而開通放氣閥(23 )來實現。
全文摘要
一種密封可視管式爐屬于管式爐實驗裝置技術領域。整個設備由機架、鍍金石英管式爐、左右水冷密封組件、真空測量及獲得系統、進排氣系統、電源系統組成。相對于傳統管式爐，其特點是加熱區域透明可視，可以觀察到被加熱的物體整個的變化過程；升降溫度速度明顯優于普通管式爐，提高工作效率；恒溫區域長，溫度均勻性好，900度高溫時70%的加熱區的溫差僅為+/-2度；可在正負壓力環境下做實驗，壓力可控可調。
文檔編號F27D9/00GK102829631SQ201210361878
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月26日 優先權日2012年9月26日
發明者張盛, 梁峰, 夏元欽 申請人:哈爾濱工業大學