CN110252441A - 一种油浴锅与管式炉组合加热装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于加热装置领域，并具体公开了一种油浴锅与管式炉组合加热装置，其包括加热单元和反应单元，其中加热单元的加热电阻设置在油浴锅的底部，用于对油浴锅内的导热油进行加热，测温探头与控制器连接，工作时将测温探头置于油浴锅的内部，控制器根据设定的反应温度以及测温探头反馈的信息控制加热电阻的工作状态，从而实现对导热油温度的调节；反应单元的石英管贯穿油浴锅，并利用油浴锅中的导热油对其进行加热，从而精确调节反应温度，气氛调节机构与石英管连接，用于调节石英管内的反应气氛。本发明能够在低温下对管式炉进行精确控温，同时利用气氛调节机构控制石英管内的反应气氛，从而满足不同气氛下对样品进行处理的要求。

Description

一种油浴锅与管式炉组合加热装置

技术领域

本发明属于加热装置领域，更具体地，涉及一种油浴锅与管式炉组合加热装置。

背景技术

油浴锅和管式炉均为实验室中常用的加热装置。前者具有控温精确，操作简单的优点，广泛用于蒸馏、干燥、浓缩及浸渍化学药品或生物制品；后者则满足了不同氛围下对样品进行处理的要求，主要运用于冶金，玻璃，热处理，锂电正负极材料处理等。

然而，现有管式炉的控温精度区间多在200℃以上，并且由于石英管较长，样品的放入和取出也不便。此外现有管式炉占用空间大，通常不能放入通风橱中，废气需通过气管通过窗户排入大气。因此，针对现有管式炉不能满足200℃以下特定氛围下的精确控温热处理，且存在操作不便，占用空间大，价格高等问题，需要研发一种新型的加热装置。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种油浴锅与管式炉组合加热装置，其中结合油浴锅与管式炉自身的特征，相应设计了加热单元和反应单元，并对其关键组件如油浴锅和石英管的结构及其具体设置方式进行研究和设计，相应的可有效解决管式炉低温下控温不精确的问题，同时还能够满足在不同气氛下进行反应的要求，因而尤其适用于加热处理的应用场合。

为实现上述目的，本发明提出了一种油浴锅与管式炉组合加热装置，包括加热单元和反应单元，其中：

所述加热单元包括油浴锅、加热电阻、测温探头和控制器，所述加热电阻设置在所述油浴锅的底部，用于对所述油浴锅内的导热油进行加热，所述测温探头与所述控制器连接，工作时将所述测温探头置于所述油浴锅的内部，用于检测所述导热油的温度并将信息传递给所述控制器，所述控制器根据设定的反应温度以及所述测温探头反馈的信息控制所述加热电阻的工作状态，从而实现对所述导热油温度的调节；

所述反应单元包括石英管和设置在所述石英管两侧的气氛调节机构，所述石英管贯穿所述油浴锅，并利用所述油浴锅中的导热油对其进行加热，从而精确调节反应温度，所述气氛调节机构用于调节所述石英管内的反应气氛。

作为进一步优选地，所述油浴锅与管式炉组合加热装置还包括设置在所述油浴锅内壁的油位监测单元，用于监测所述油浴锅内导热油的油位。

作为进一步优选地，所述气氛调节机构包括进气端密封法兰、出气端密封法兰、进气管和出气管，所述进气端密封法兰和出气端密封法兰分别与所述石英管的两端连接，所述进气管与所述进气端密封法兰连接，用于向所述石英管内通入反应气体，同时所述进气管上还设置有进气管开关和压力表，分别用于调节该进气管的开闭和读取进气压力，所述出气管与所述出气端密封法兰连接，用于将所述石英管中的反应气体排出，同时该出气管上还设置有真空泵接口和出气管开关，分别用于与真空泵连接和调节所述出气管的开闭。

作为进一步优选地，所述油浴锅设置有向锅内延伸的套筒，所述石英管穿过该套筒并通过耐高温胶水进行粘结，同时所述套筒与石英管之间填充有防漏油材料，用于防止所述导热油渗出。

作为进一步优选地，所述石英管的数量优选为1个～4个。

作为进一步优选地，所述石英管关于所述油浴锅的中心对称分布，从而保证温度分布均匀。

作为进一步优选地，所述油浴锅、进气端密封法兰、进气管、出气端密封法兰和出气管采用不锈钢材料制成。

作为进一步优选地，所述油浴锅与管式炉组合加热装置的反应温度为30℃～300℃。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：

1.本发明将油浴锅与管式炉相结合，利用控制器、加热电阻和测温探头精确控制导热油的温度，并利用导热油对石英管进行加热，从而能够在低温下对管式炉进行精确控温，同时利用气氛调节机构控制石英管内的反应气氛，能够满足不同气氛下对样品进行处理的要求，从而在不影响油浴锅传统功能的基础上实现管式炉的用途，并且占用空间小，使用灵活，极大地提高了空间利用率；

2.同时，本发明通过设置油位监测单元，能够实时监测油浴锅中导热油的油位，当其低于石英管的高度时停止加热，防止出现干烧等危险情况；

3.尤其是，本发明对气氛调节机构、油浴锅的构造以及制造材料进行优化，并对石英管的数量和布局进行设计，能够保证本发明提供的油浴锅与管式炉组合加热装置具有较好的反应效果，提高热能利用效率和空间利用率，可用于实验室或工业生产。

附图说明

图1是按照本发明优选实施例构建的油浴锅与管式炉组合加热装置的立体结构示意图；

图2是按照本发明优选实施例构建的油浴锅与管式炉组合加热装置的俯视图；

图3是按照本发明优选实施例构建的油浴锅与管式炉组合加热装置中石英管与油浴锅连接方式示意图；

图4是当石英管的数量为2个时油浴锅与管式炉组合加热装置的俯视图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：

1-加热电阻，2-油浴锅，3-出气端密封法兰，4-真空泵接口，5-出气管，6-出气管开关，7-油位监测单元，8-进气端密封法兰，9-压力表，10-进气管开关，11-进气管，12-控制器，13-防漏油材料，14-石英管，15-测温探头。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1～3所示，本发明提出了一种油浴锅与管式炉组合加热装置，包括加热单元和反应单元，其中：

加热单元包括油浴锅2、加热电阻1、测温探头15和控制器12，加热电阻1设置在油浴锅2的底部，用于对油浴锅2内的导热油进行加热，测温探头15与控制器12连接，工作时将测温探头15置于油浴锅2的内部，用于检测导热油的温度并将信息传递给控制器12，控制器12根据设定的反应温度以及测温探头15反馈的信息控制加热电阻1的工作状态，从而实现对导热油温度的调节；

反应单元包括石英管14和设置在石英管14两侧的气氛调节机构，石英管14贯穿油浴锅2，并利用油浴锅2中的导热油对其进行加热，从而精确调节反应温度，气氛调节机构用于调节石英管14内的反应气氛，其包括进气端密封法兰8、出气端密封法兰3、进气管11和出气管5，上述部件优选采用不锈钢材料制成，进气端密封法兰8和出气端密封法兰3分别与石英管14的两端连接，并利用密封胶垫提高密封性，进气管11与进气端密封法兰8连接，用于向石英管14内通入反应气体，同时进气管11上还设置有进气管开关10和压力表9，分别用于调节该进气管11的开闭和读取进气压力，出气管5与出气端密封法兰3连接，用于将石英管14中的反应气体排出，同时该出气管5上还设置有真空泵接口4和出气管开关6，分别用于与真空泵连接和调节出气管5的开闭。

进一步，油浴锅与管式炉组合加热装置还包括设置在油浴锅2内壁的油位监测单元7，用于监测油浴锅2内导热油的油位，当油位低于石英管的高度时自动切断电源。

进一步，油浴锅2采用不锈钢材料制成，并且其内部设置有向锅内延伸的套筒，石英管14穿过该套筒并通过耐高温胶水进行粘结，同时套筒与石英管14之间填充有防漏油材料13，用于防止导热油渗出，同时油浴锅2的直径和深度可根据石英管14的直径和数量进行调节，需要保证导热油能够淹没所有石英管，并且油浴锅1的高度还需要保证能够在石英管14上方放入烧杯，从而作为传统油浴锅使用。

进一步，石英管14采用耐压、耐高温石英制成，可以承受0.1Mpa以上压力，此外，石英管14的数量优选为1个～4个，并且石英管14关于油浴锅2的中心对称分布，保证温度分布均匀，当石英管14的数量为2个时，其分布示意图如图4所示。

进一步，油浴锅与管式炉组合加热装置的反应温度为30℃～300℃，从而实现300℃以下特定气氛下的精确控温热处理，同时本发明还能够作为传统油浴锅使用。

下面对本发明提供的油浴锅与管式炉组合加热装置的工作过程作具体介绍。

使用前，将本发明提供的油浴锅与管式炉组合加热装置放入已打开的通风橱中，拆下与石英管14连接的进气端密封法兰8，将试样放入石英管14的中间位置并再次将进气端密封法兰8装上；根据所需气氛在进气管11中通入相应成分的气体，然后打开真空泵和出气管开关6进行抽真空，结束后关闭出气管开关6并打开进气管开关10进行充气，重复三次后关闭真空泵，利用控制器12设定加热温度，从而控制加热电阻1对油浴锅2进行加热，并根据所需气氛通入相应成分的气体或在真空中加热，若在连续气流中加热则将进气管开关10和出气管开关6同时打开即可，待反应结束后结束加热并冷却至室温，然后停止通入气体(若在真空中加热则打开进气管开关10和出气管开关6)，拆下进气端密封法兰8取出试样即可。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种油浴锅与管式炉组合加热装置，其特征在于，包括加热单元和反应单元，其中：

所述加热单元包括油浴锅(2)、加热电阻(1)、测温探头(15)和控制器(12)，所述加热电阻(1)设置在所述油浴锅(2)的底部，用于对所述油浴锅(2)内的导热油进行加热，所述测温探头(15)与所述控制器(12)连接，工作时将所述测温探头(15)置于所述油浴锅(2)的内部，用于检测所述导热油的温度并将信息传递给所述控制器(12)，所述控制器(12)根据设定的反应温度以及所述测温探头(15)反馈的信息控制所述加热电阻(1)的工作状态，从而实现对所述导热油温度的调节；

所述反应单元包括石英管(14)和设置在所述石英管(14)两侧的气氛调节机构，所述石英管(14)贯穿所述油浴锅(2)，并利用所述油浴锅(2)中的导热油对其进行加热，从而精确调节反应温度，所述气氛调节机构用于调节所述石英管(14)内的反应气氛。

2.如权利要求1所述的油浴锅与管式炉组合加热装置，其特征在于，所述油浴锅与管式炉组合加热装置还包括设置在所述油浴锅(2)内壁的油位监测单元(7)，用于监测所述油浴锅(2)内导热油的油位。

3.如权利要求1或2所述的油浴锅与管式炉组合加热装置，其特征在于，所述气氛调节机构包括进气端密封法兰(8)、出气端密封法兰(3)、进气管(11)和出气管(5)，所述进气端密封法兰(8)和出气端密封法兰(3)分别与所述石英管(14)的两端连接，所述进气管(11)与所述进气端密封法兰(8)连接，用于向所述石英管(14)内通入反应气体，同时所述进气管(11)上还设置有进气管开关(10)和压力表(9)，分别用于调节该进气管(11)的开闭和读取进气压力，所述出气管(5)与所述出气端密封法兰(3)连接，用于将所述石英管(14)中的反应气体排出，同时该出气管(5)上还设置有真空泵接口(4)和出气管开关(6)，分别用于与真空泵连接和调节所述出气管(5)的开闭。

4.如权利要求1～3任一项所述的油浴锅与管式炉组合加热装置，其特征在于，所述油浴锅(2)设置有向锅内延伸的套筒，所述石英管(14)穿过该套筒并通过耐高温胶水进行粘结，同时所述套筒与石英管(14)之间填充有防漏油材料(13)，用于防止所述导热油渗出。

5.如权利要求1所述的油浴锅与管式炉组合加热装置，其特征在于，所述石英管(14)的数量优选为1个～4个。

6.如权利要求1所述的油浴锅与管式炉组合加热装置，其特征在于，所述石英管(14)关于所述油浴锅(2)的中心对称分布，从而保证温度分布均匀。

7.如权利要求3所述的油浴锅与管式炉组合加热装置，其特征在于，所述油浴锅(2)、进气端密封法兰(8)、进气管(11)、出气端密封法兰(3)和出气管(5)采用不锈钢材料制成。

8.如权利要求5～7任一项所述的油浴锅与管式炉组合加热装置，其特征在于，所述油浴锅与管式炉组合加热装置的反应温度为30℃～300℃。