CN107655929A - 一种多温区管式炉 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种多温区管式炉，所述管式炉为卧式管式炉，包括：温控系统、水平方向贯通所述管式炉两端的加热管、与所述加热管同轴心且部分位于所述加热管内的样品拉杆和驱动所述样品拉杆水平方向移动的驱动系统。本发明提供的多温区管式炉节省人力，测试准确性高，实现了传蓄热材料或其他材料在工况下全自动高低温循环测试的难题。
Description
技术领域
本发明涉及一种多温区管式炉，具体讲涉及一种自动滑轨式多温区管式炉，用于传蓄热材料热稳定性的自动化循环测试。
背景技术
储热技术是提高能源利用效率和保护环境的重要技术，可用于解决热能供给与需求失配的矛盾，在太阳能光热利用、电力“削峰填谷”、废热余热利用以及工业与民用建筑和空调节能等领域具有重要的应用前景。这其中传蓄热材料的储热性能是储热技术的技术关键，而在传蓄热材料的工况下循环热稳定性的测试是传蓄热材料基本性能测试中的难点。
现今的传蓄热材料循环热稳定性测试多依赖于人工完成传蓄热材料在高温和室温间转换，而对于次数动辄上千次的循环测试，该方法显然不够经济快捷，且室温对于熔融盐类材料也不是其工况温度，该测试对于理论研究具有一定意义，但对实际应用不够准确；另外也可以用DSC等设备自动循环测试，但是次数有限且材料多为粉末，且不适用于具有一定结构的固体相变复合材料。
现有的滑轨式多温区管式炉多为管式炉在滑轨之上，目的是有利于材料的气相结晶生长，对于样品在不同温区的转换速度，频率，次数要求不高，如采用此类管式炉，传蓄热材料循环稳定性测试依然需要耗费大量人力进行材料的温区调控，且不如自动控制下时间均匀度高。
现有的管式炉由于其具有的单温区结构，当某些原材料的烧结量较少时，加热管内的大部分位置被闲置，造成产能的浪费和资源的无谓消耗；或者当加热管被用来对某些原材料进行烧结实验时，必须一次次的进行烧结得出实验结论，而无法一次完成不同温控下的烧结。在科研和生产中管式炉是对样品进行热处理、灼烧和还原的主要设备之一。管式炉工作时，炉内会产生较大的热应力，散热不及时会缩短炉体的使用寿命。另外，由于普通管式炉的结构限制，导致一些材料无法在高温高压下试验。
因此，需要提供一种具备自动循环功能的多温区管式炉，以便实现多种传蓄热材料的工况下的热循环性能测试。
发明内容
为了解决上述问题，针对现有热循环测试设备的不足，本发明提供一种具有自动滑轨式多温区管式炉。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种多温区管式炉，所述管式炉为卧式管式炉，其特征在于：所述管式炉包括：温控系统、水平方向贯通所述管式炉两端的加热管(6)、与所述加热管(6)同轴心且部分位于所述加热管内的样品拉杆(4)和驱动所述样品拉杆(4)水平方向移动的驱动系统。
优选地，所述驱动系统包括：一端与所述样品拉杆(4)可拆卸式连接另一端与滑动机构(3)连接的连接杆(12)、与所述滑动机构(3)连接并与所述连接杆(12)垂直设置的步进滑轨(2)和与步进滑轨(2)相连的计时控制器(1)。
优选地，所述管式炉设有将炉体的水平方向分割为不同加热区的竖直隔热板(8)。
优选地，所述管式炉包括内外炉壁，和设于两壁间的耐热保温材料。
优选地，所述管式炉的上侧设有盖；保温区与对应的温度控制器(10)连接。
优选地，所述加热管(6)的两端分别设有法兰，被所述样品拉杆(4)贯通的一端的法兰(5)设有轴承，另一端的法兰(11)设有与真空泵连接的出气孔。
优选地，所述加热管(6)的两端采用不锈钢法兰。所述法兰由下述组份的材质制得：1Cr18Ni9。
所述加热管(6)材质采用石英管或氧化铝管，分别适用于中低温和高温测试。
优选地，所述样品拉杆(4)的另一端设有样品存放皿，存放皿(9)分为样品料舟或料夹，所述料舟用以粉末类样品，所述料夹用以块状样品。
优选地，所述样品拉杆(4)由下述组份的材质制成得：2Cr20Mn9Ni2Si2N，所述样品拉杆(4)采用实心或中空，实心拉杆适用于无气氛要求样品，中空样品拉杆适用于有气氛要求的样品。
优选地，所述连接杆的(12)材质采用多晶莫来石纤维材质制得。
与最接近的现有技术比，本发明具有如下有益效果：
本发明提供的技术方案，通过滑动机构与样品拉杆相连，使样品拉杆可以在驱动系统的作用下在加热管中前后移动，使样品拉杆一端的存放皿能够在不同温区内移动，通过对驱动系统的计时控制，可以使样品在不同温区内以一定的时间间隔做循环往复运动，从而实现对材料热循环性能的测试，所测得的数据准确率高。
本发明的管式炉的上侧设有盖可以快速降温，加热管采用耐高温耐腐蚀的石英管或氧化铝管，可在高压氧气或高压惰性气体中对特殊材料进行试验，法兰和样品拉杆采用奥氏体耐热钢材料制得，具有良好的高温强度和组织稳定性，连接杆采用多晶莫来石纤维制得，具有良好的绝热效果。
本发明具有操作简单，设置方便等优点，可用于块体、熔盐、粉体材料相关性能的，适用性广，是科研和工厂材料性能检测的理想产品。
本发明通过在管式炉设有将炉体的水平方向分割为不同加热区的竖直隔热板，满足了一炉多用的需求，且具有温场均衡、表面温度低、升降温度速率快、节能等优点，是高校、科研院所、工矿企业做高温气氛烧结、气氛还原、CVD实验、真空退火用的理想产品。
附图说明
图1：本发明结构示意图。
其中：1，计时控制器；2，步进滑轨；3，滑动机构；4，样品拉杆；5，法兰；6，加热管；7，保温外壳；8，隔热板；9，存放皿；10，控制器；11，法兰；12，连接杆。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
本实施例以多温区管式炉为例，如图1所示，本发明实施例提供的多温区管式炉包括具有计时控制器1，步进滑轨2，通过计时控制器1对步进滑轨2进行移动控制，而步进电机操控滑动机构3进行前后移动，样品拉杆4与滑动机构3相连，通过计时控制器1的控制，实现样品拉杆4端头存放皿9在两个或多个不同温区间以一定时间间隔循环往复运动其中样品拉杆4可以是中空管，通过连接气瓶为存放皿9提供气氛，与样品拉杆通过轴承相连的不锈钢法兰5配有轴承方便样品拉杆4进出流畅，加热管6的另一端不锈钢法兰11配有出气孔，以便气氛排出；同时也可以与样品拉杆4通过轴承相连的不锈钢法兰5和加热管6的另一端不锈钢法兰11利用硅胶密封圈密封，加热管6的另一端不锈钢法兰11上出气孔可连接真空泵，用于形成真空环境；加热管6可以为石英材质或氧化铝陶瓷材质，适用于不同温度范围的测试；隔热板8可以为1个或者多个，形成两个或以上的多温区；每个温区对应一个温区控制器10，可以实现温度升降及维持的程序控制。
工作时，将与样品拉杆4通过轴承相连的不锈钢法兰5打开，将待测样品将样品放入存放皿9内，关闭与样品拉杆4通过轴承相连的不锈钢法兰5将存放皿9推入加热管6中。打开电源与气瓶阀门，通过管式炉的温区控制器10，设置高低温区温度及维持时间，通过自动滑动系统的自动计时控制器1设置步进滑轨2运行时间间隔及其循环次数，实现样品在两个或以上的温区中以一定的时间间隔进行不同温度的循环往复升降温。待完成设定的热处理程序之后，若要求快速降温，可以将保温外壳7向上掀开，待温度降为室温后，关闭气瓶阀门和电源，打开与样品拉杆通过轴承相连的不锈钢法兰5，取出样品进行后续测试。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员应当理解，参照上述实施例可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换均在申请待批的权利要求保护范围之内。
Claims (11)
1.一种多温区管式炉，所述管式炉为卧式管式炉，其特征在于：所述管式炉包括：温控系统、水平方向贯通所述管式炉两端的加热管(6)、与所述加热管(6)同轴心且部分位于所述加热管内的样品拉杆(4)和驱动所述样品拉杆(4)水平方向移动的驱动系统。
2.如权利要求1所述的多温区管式炉，其特征在于，所述驱动系统包括：
一端与所述样品拉杆(4)可拆卸式连接另一端与滑动机构(3)连接的连接杆(12)、与所述滑动机构(3)连接并与所述连接杆(12)垂直设置的步进滑轨(2)、和与步进滑轨(2)相连的计时控制器(1)。
3.如权利要求1所述的多温区管式炉，其特征在于，所述管式炉设有将炉体的水平方向分割为不同加热区的竖直隔热板(8)。
4.如权利要求1所述的多温区管式炉，其特征在于，所述管式炉包括内外炉壁，和设于两壁间的耐热保温材料层。
5.如权利要求1所述的多温区管式炉，其特征在于，所述管式炉的上侧设有盖；保温区与对应的温度控制器(10)连接。
6.如权利要求1所述的多温区管式炉，其特征在于，所述加热管(6)的两端分别设有法兰，被所述样品拉杆(4)贯通的一端的法兰(5)设有轴承，另一端的法兰(11)设有与真空泵连接的出气孔。
7.如权利要求6所述的多温区管式炉，其特征在于，所述法兰由下述材质制得：1Cr18Ni9。
8.如权利要求1所述的多温区管式炉，其特征在于，所述加热管(6)包括石英管或氧化铝管。
9.如权利要求1所述的多温区管式炉，其特征在于，所述样品拉杆(4)的一端设有样品存放皿(9)。
10.如权利要求1所述的多温区管式炉，其特征在于，所述样品拉杆(4)由下述材质制得：2Cr20Mn9Ni2Si2N。
11.如权利要求2所述的多温区管式炉，其特征在于，所述连接杆(12)由多晶莫来石纤维材质制得。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20180202 |