CN109883200A - 一种多管管式炉加热装置 - Google Patents

Abstract

一种多管管式炉加热装置，属于管式炉领域，包括箱体、石英管和底座，箱体位于底座上，箱体上设有贯穿箱体的通孔，石英管穿过通孔，石英管与通孔滑动配合，通孔的内壁为耐火砖材料层，通孔的外侧设有缠绕通孔的加热电阻丝，通孔的外侧壁中心设有热电偶温控探头，箱体的下端设有控制系统，控制系统包括主继电器、PLC控制器、继电器组和控制面板，PLC控制器的输出端Ⅰ与主继电器的输入端连接，PLC控制器的输出端Ⅱ与继电器组的输入端连接，继电器组的输出端与控制面板连接，主继电器的输出端Ⅰ与加热电阻丝连接，主继电器的输出端Ⅱ与热电偶温控探头的输入端连接。本发明为高效实验和解决实验空间资源，及量产提供了一种可行的解决方案。

Description

一种多管管式炉加热装置

技术领域

本发明属于管式炉技术领域，具体涉及一种可用于小批量并行加热、一次性参数梯度对比及快速正交实验的多管管式炉加热装置。

背景技术

导轨式管式炉是一种常用的可用于快速升温降温的加热退火实验装置，市面最常见的管式炉大多采用单管加热，很少有双管或多管加热装置，对于经常用管式炉加热和小批量样品加热的场合，就需要多台加热实验装置才能在相对较短的时间完成制样，而且需要更大的实验场地和更多的购买资金，对有严格时间要求的平行制样缺乏系统性和整体性。

发明内容

本发明针对现有管式炉单管加热方式在应用时存在的问题，提供一种多管管式炉加热装置。

本发明采用如下技术方案：

一种多管管式炉加热装置，包括箱体、石英管和底座，箱体位于底座上，其中，箱体上设有若干贯穿箱体的通孔，石英管穿过通孔，石英管与通孔滑动配合，通孔的内壁为耐火砖材料层，通孔的外侧设有缠绕通孔的加热电阻丝，通孔的外侧壁中心设有热电偶温控探头，箱体的下端设有控制系统，所述控制系统包括主继电器、PLC控制器、继电器组和控制面板，PLC控制器的输出端Ⅰ与主继电器的输入端连接，PLC控制器的输出端Ⅱ与继电器组的输入端连接，继电器组的输出端通过I/O接线端子与控制面板连接，主继电器的输出端Ⅰ通过I/O接线端子与加热电阻丝连接，主继电器的输出端Ⅱ通过I/O接线端子与热电偶温控探头的输入端连接。

所述通孔呈圆周等间距布置。

所述石英管的两端分别设有连接头，石英管和连接头之间设有橡胶密封圈。

所述连接头包括两个相互连接的法兰，法兰的连接端设有O型密封圈。

所述石英管的两端分别设有支撑石英管的圆盘，圆盘上设有若干与石英管匹配的圆孔，石英管穿过圆孔，圆盘上设有支腿，支腿的一端与圆盘的中心连接，另一端与底座连接。

所述箱体的底部设有穿过箱体的导轨，导轨的两端分别与支腿连接，箱体与导轨滑动配合。

所述底座的底部设有若干用于调平的螺栓。

本发明的有益效果如下：

本发明具有可控加热模式，多个通孔的电阻丝单独工作互不影响，可以单独完成不同材料的不同实验要求的加热处理，也可单独完成平行样品单次加热处理，每根管能实现0-1100℃的温度可调，而且该装置加热箱体具有可沿导轨滑动，空冷加热的制样或者实行分段加热处理样品，大大提高了加热效率。该装置结构简单，占地面积小，为高效实验和解决实验空间资源，及量产提供了一种可行的解决方案。

附图说明

图1为本发明实施例1的主视结构示意图；

图2为本发明实施例1的侧视结构示意图；

图3为图1的A-A向剖视图；

图4为本发明实施例2的主视结构示意图；

图5为本发明实施例2的侧视结构示意图；

图6为本发明的控制系统的原理示意图；

其中：1-箱体；2-石英管；3-底座；4-加热电阻丝；5-热电偶温控探头；6-控制面板；7-I/O接线端子；8-连接头；9-圆盘；10-支腿；11-导轨；12-螺栓。

具体实施方式

结合附图，对本发明做进一步说明。

一种多管管式炉加热装置，包括箱体1、石英管2和底座3，箱体1位于底座3上，其中，箱体1上设有若干贯穿箱体1的通孔，石英管2穿过通孔，石英管2与通孔滑动配合，通孔的内壁为耐火砖材料层，通孔的外侧设有缠绕通孔的加热电阻丝4，通孔的外侧壁中心设有热电偶温控探头5，箱体1的下端设有控制系统，所述控制系统包括主继电器、PLC控制器、继电器组和控制面板6，PLC控制器的输出端Ⅰ与主继电器的输入端连接，PLC控制器的输出端Ⅱ与继电器组的输入端连接，继电器组的输出端通过I/O接线端子7与控制面板6连接，主继电器的输出端Ⅰ通过I/O接线端子7与加热电阻丝4连接，主继电器的输出端Ⅱ通过I/O接线端子7与热电偶温控探头5的输入端连接。

所述通孔呈圆周等间距布置。

所述石英管2的两端分别设有连接头8，石英管2和连接头8之间设有橡胶密封圈。

所述连接头8包括两个相互连接的法兰，法兰的连接端设有O型密封圈。

所述石英管2的两端分别设有支撑石英管2的圆盘9，圆盘9上设有若干与石英管2匹配的圆孔，石英管2穿过圆孔，圆盘9上设有支腿10，支腿10的一端与圆盘9的中心连接，另一端与底座3连接。

所述箱体1的底部设有穿过箱体1的导轨11，导轨11的两端分别与支腿10连接，箱体1与导轨11滑动配合。

所述底座3的底部设有若干用于调平的螺栓12。

实施例1

箱体上设有沿圆周等间距布置的5个通孔，通孔分别内设有穿过通孔的石英管，石英管长2-10m，内径20-100mm，壁厚1-10mm。导轨为直径30mm的实心圆柱体，箱体滑动时，导轨其导向作用。底座的底部设有8个用于调平的螺栓。

控制系统中主电源与主继电器连接，主继电器由PLC控制实现热电偶组和加热电阻组的信号采集和加热。PLC控制器由电源盒子供电，PLC通过控制继电器组实现控制面板的功能。控制面板硬件动作通过PLC可编程控制器编程实现。

面板上硬件组成由6位LED循环温度显示窗口、5个状态显示二极管、模式选择和编程功能组合键（方向键、启停键、设置键）、液晶导读显示窗口、电源启动按钮、电源停止按钮、电源状态灯。6位LED组成的温度显示窗口，最高位显示当前工作石英管编码（编码为1-5），后5位LED组合为当前测试温度，6位LED循环显示当前工作管路以及对应的实时测试温度。5个状态显示二极管（编码为1-5）对应编码为1-5石英管是否工作。模式选择和编程功能组合键（方向键、启停键、设置键）可以设置、保存工作管路以及加热温度程序，在进行组合键设置时，液晶导读显示窗口界面会出现提示设置功能。电源启动、电源停止及电源状态管理控制面板的电源输入。

选择合适的工作模式单管或多管加热，设定石英管加热温控程序，启动加热程序，根据需要进行箱体移位操作，实行空气冷却或者进行分段加热操作。

本发明的使用步骤如下：

首先应确定好工作模式，将盛有试样的坩埚推入石英管适当位置，外部气源通过流量计接入石英管一端，法兰连接。石英管另一端接排气管，法兰连接。

启动工作电源，加热箱体控制面板电源指示灯亮，若遇到紧急情况可选择关闭电源。

开启系统电源后，启动模式选择和编程功能组合键的设置按钮，在控制面板上选择（1-5管路）设置对应工作管路，选定了工作管路之后，对应的6位LED开始工作，对应的二极管状态灯亮，液晶导读显示窗口界面点亮，提示设置对应编码的温控程序。温控程序设置包括上升温度设定升温时间设定、保温温度设定、保温时间设定、下降温度设定、下降时间设定。依次设定完工作管路之后，保存程序。

设定好程序无误之后，按下启动模式选择和编程功能组合键的启停按钮开始程序加热。当需要快速冷却时，移动箱体，对石英管实行空气冷却。

实施例2

箱体上设有沿圆周等间距布置的两个通孔，通孔内分别设有穿过通孔的石英管。控制原理及使用步骤同实施例1。

Claims (7)

1.一种多管管式炉加热装置，其特征在于：包括箱体（1）、石英管（2）和底座（3），箱体（1）位于底座（3）上，其中，箱体（1）上设有若干贯穿箱体（1）的通孔，石英管（2）穿过通孔，石英管（2）与通孔滑动配合，通孔的内壁为耐火砖材料层，通孔的外侧设有缠绕通孔的加热电阻丝（4），通孔的外侧壁中心设有热电偶温控探头（5），箱体（1）的下端设有控制系统，所述控制系统包括主继电器、PLC控制器、继电器组和控制面板（6），PLC控制器的输出端Ⅰ与主继电器的输入端连接，PLC控制器的输出端Ⅱ与继电器组的输入端连接，继电器组的输出端通过I/O接线端子（7）与控制面板（6）连接，主继电器的输出端Ⅰ通过I/O接线端子（7）与加热电阻丝（4）连接，主继电器的输出端Ⅱ通过I/O接线端子（7）与热电偶温控探头（5）的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种多管管式炉加热装置，其特征在于：所述通孔呈圆周等间距布置。

3.根据权利要求1所述的一种多管管式炉加热装置，其特征在于：所述石英管（2）的两端分别设有连接头（8），石英管（2）和连接头（8）之间设有橡胶密封圈。

4.根据权利要求3所述的一种多管管式炉加热装置，其特征在于：所述连接头（8）包括两个相互连接的法兰，法兰的连接端设有O型密封圈。

5.根据权利要求1所述的一种多管管式炉加热装置，其特征在于：所述石英管（2）的两端分别设有支撑石英管（2）的圆盘（9），圆盘（9）上设有若干与石英管（2）匹配的圆孔，石英管（2）穿过圆孔，圆盘（9）上设有支腿（10），支腿（10）的一端与圆盘（9）的中心连接，另一端与底座（3）连接。

6.根据权利要求1所述的一种多管管式炉加热装置，其特征在于：所述箱体（1）的底部设有穿过箱体（1）的导轨（11），导轨（11）的两端分别与支腿（10）连接，箱体（1）与导轨（11）滑动配合。

7.根据权利要求1所述的一种多管管式炉加热装置，其特征在于：所述底座（3）的底部设有若干用于调平的螺栓（12）。