CN116951989A - 一种非金属管式炉密封保护气氛系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非金属管式炉密封保护气氛系统，本发明涉及管式炉技术领域，包括：设置在密封加热室内的非金属炉管，所述密封加热室连通的气氛循环系统，所述密封加热室设置有泄漏保护和检测系统，用于检测所述非金属炉管是否存在反应气氛泄漏的情况，以及在反应气氛泄漏时阻止反应气氛向所述密封加热室内泄漏。本发明通过密封加热室对非金属炉管进行密封，防止高温烧结的时候，气氛从非金属炉管向密封加热室内泄漏，同时通过密封过渡件将非金属炉管的两端进行密封，防止反应气氛外泄。密封过渡件位于密封加热室的外部，可以有效减少烧结时温度对密封效果的影响。

Description

一种非金属管式炉密封保护气氛系统

技术领域

本发明涉及管式炉技术领域，更具体地说，本发明涉及一种非金属管式炉密封保护气氛系统。

背景技术

锂电池材料烧结超高温管式炉，工作时对物料进行高温烧结，有时需要打入特殊反应气氛(包括易燃易、爆炸、剧毒等危险气体)，十分考验密封性能。

锂电池材料高温烧结反应对气氛纯度要求分非常高，炉内气氛中不能有空气和氧气等活性气体，必要时需要打入惰性保护气体，反应气氛和保护气氛根据比例打入炉内，在高温的条件下反应气氛与物料进行高温烧结反应。

保护性气氛为氮气、氩气等惰性气体，保护气氛不产生反应，打入炉内后被抽出，会造成浪费，因此需要设计一个循环气氛系统将保护气氛重复利用，以降低生产成本。

锂电池材料高温管式炉，打入气体后炉内压力会比外界压力大一些，危险气体泄漏会造成严重后果，对密封要求非常高，普通密封结构在非金属材质上很难进行密封，且炉管温度非常高，密封性好的橡胶材质密封无法承受高温，而能承受高温的密封材质密封性较差，高温的非金属炉管可分为一体式和多段拼接式，非金属炉管在高温环境下，气氛会从非金属炉管漏出，因此如何使超高温的非金属炉管实现完全密封也是本发明要解决的技术问题。

因此，有必要提出一种非金属管式炉密封保护气氛系统，以至少部分地解决现有技术中存在的问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为至少部分地解决上述问题，本发明提供了一种非金属管式炉密封保护气氛系统，包括：设置在密封加热室内的非金属炉管，所述非金属炉管的两端贯穿所述密封加热室，并且所述非金属炉管的两端均通过密封过渡件与所述密封加热室连接，所述非金属炉管的出料口设置有用于回收物料的收料装置；

通过密封过渡件与所述非金属炉管的两端连通，同时与所述密封加热室连通的气氛循环系统，所述气氛循环系统用于向所述非金属炉管的进料口供应反应气氛和保护气氛，并回收或处理出料口的尾气，向所述密封加热室内供应保护气氛；

所述密封加热室设置有泄漏保护和检测系统，用于检测所述非金属炉管是否存在反应气氛泄漏的情况，以及在反应气氛泄漏时阻止反应气氛向所述密封加热室内泄漏。

优选的是，所述非金属炉管为一体式或多段拼接式，并且由非金属耐高温材质制成。

优选的是，所述气氛循环系统由提供反应气氛的反应气氛供应端、提供保护气氛的保护气氛供应端、用于气体循环利用的循环装置，以及用于排放尾气的尾气处理装置；

所述反应气氛供应端通过第一气氛控制阀与所述非金属炉管的进料口连通；

所述保护气氛供应端通过第一保护气氛控制阀与所述非金属炉管的进料口连通；

所述非金属炉管的进料口处设置有第一压力监测器；

所述循环装置通过第一废气控制阀与所述非金属炉管的出料口连通；

所述尾气处理装置通过第二废气控制阀与所述非金属炉管的出料口连通。

优选的是，所述循环装置由通过所述第一废气控制阀与所述非金属炉管的出料口连通的冷却器、连接所述冷却器与气氛回收罐的气氛过滤装置，以及通过第二气氛控制阀与所述非金属炉管的进料口连通的所述气氛回收罐。

优选的是，所述保护气氛供应端通过第二保护气氛控制阀与所述密封加热室的内顶部连通，所述密封加热室的内顶部还设置有第二压力检测器，所述密封加热室的底部设置有第一排气阀和第二排气阀，所述第二保护气氛控制阀、所述第二压力检测器、所述第一排气阀和所述第二排气阀构成所述泄漏保护和检测系统，所述密封加热室内的气压不小于所述所述非金属炉管内的气压。

优选的是，所述密封过渡件由设置在所述非金属炉管两端的过渡件，以及套设在所述非金属炉管的外壁上，用于将所述过渡件与所述非金属炉管之间密封的第一密封件。

优选的是，所述第一密封件由至少两个分体密封扣环组成，两个所述分体扣环均设置在所述非金属炉管的外壁上，所述分体扣环的外壁设置有耐高温的弹性密封层，两个所述分体扣环之间可拆卸连接，两个所述分体密封扣环分别为靠近所述密封加热室一侧的厚扣环和远离所述密封加热室的薄扣环，厚扣环的轴向长度大于薄扣环的轴向长度，厚扣环和薄扣环的扣合接缝处相互错开。

优选的是，所述分体密封扣环由两个结构对称的半环组成，两个所述半环之间通过螺钉可拆卸连接，所述半环的外侧壁设置有耐高温的弹性密封层，内侧壁选择性的设置耐高温的弹性密封层，所述半环的一侧端面设置有第一螺纹孔，第一限位孔，以及沿轴向贯穿至另一侧端面的定位通孔，所述第一螺纹孔、所述第一限位孔和所述定位通孔为一组，所述半环的端面上至少设置有三组；另一侧端面设置有第二螺纹孔、第二限位孔和可拆卸的定位柱，以及由另一侧贯穿的所述定位通孔，所述第二螺纹孔、所述第二限位孔、所述定位柱和所述定位通孔为一组，所述半环的该端面上至少设置三组，所述定位柱选择性的与所述第一限位孔或第二限位孔插接，轴向相邻的两个所述半环之间，螺钉穿过其中一个半环的定位通孔后与另一个半环的第一螺纹孔或第二螺纹孔螺纹连接，所述半环的两个端面上也设置有由耐高温的弹性密封材料制成的端面密封环。

优选的是，所述密封过渡件还包括第二密封件，所述第二密封件位于所述密封加热室内，并呈管状贴合设置在所述非金属炉管的外壁上，所述第二密封件的端部设置有连接环和插入式封环，所述第二密封件通过所述连接环选择性的与所述密封加热室的内壁连接，所述插入式密封环位于所述非金属炉管的外壁和所述密封加热室的侧壁之间。

优选的是，所述第二密封件为由受热可产生形变的外管壁、贴合在所述非金属炉管外壁上的内管壁、固定所述插入式封环的形变端，以及所述连接环构成的中空结构，所述外管壁的一端与所述连接环连接，另一端与所述内管壁的一端连接，所述内管壁的另一端与所述形变端的一端连接，所述形变端的另一端与所述连接环连接，所述形变端与所述外管壁之间预留有空隙，所述形变端上设置有贴合在所述非金属炉管外壁上的插入端，所述插入端与所述形变端的连接处位于所述形变端与所述内管壁的连接处上，所述插入端上设置有所述插入式封环，所述插入端与所述形变端之间具有夹角。

相比现有技术，本发明至少包括以下有益效果：

本发明通过密封加热室对非金属炉管进行密封，防止高温烧结的时候，气氛从非金属炉管向密封加热室内泄漏，同时通过密封过渡件将非金属炉管的两端进行密封，防止反应气氛外泄。密封过渡件位于密封加热室的外部，可以有效减少烧结时温度对密封效果的影响。

工作时，需要先通过气氛循环系统向非金属炉管内打入保护气氛和反应气氛，同时气氛循环系统也会向密封加热室内供应保护气氛，并使密封加热室内的气压高于非金属炉管内的气压，并配合泄露保护和监测系统进行密封加热室内的压力调控，从而在高温烧结的时候，非金属炉管内的反应气氛不会外泄至密封加热室内，从而起到密封的效果。

反应后的物料送至收料装置进行回收，同时反应后的气体会经由气氛循环系统的检测，如果废气中的成分可回收，则对废气进行回收处理，从而实现反应气氛和保护气氛的循环使用，以降低生产成本，如果过废气中的成分不值得进行回收，则对废气进行处理后排放。

通过上述结构的设计，可以应用于一体式或多段拼接式的有非金属耐高温材质制成的非金属炉管。

本发明所述的非金属管式炉密封保护气氛系统，本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明所述的非金属管式炉密封保护气氛系统的结构示意图。

图2为图1中非金属炉管进料口处的局部放大图。

图3为第一密封件的爆炸图(薄扣环示出了半环的一侧端面结构，厚扣环示出了另一侧端面结构)。

图4为分体密封扣环扣合后的示意图(薄扣环未示出)。

图5为本发明所述的非金属管式炉密封保护气氛系统中第二密封件位置示意图。

图6为图5中第二密封件的结构示意图。

图7为图6中第二密封件的内部结构示意图。

图8为图5中第二密封件安装的示意图。

图中：1密封加热室、11第二压力检测器、12第一排气阀、13第二排气阀、2非金属炉管、21第一压力监测器、3收料装置、4反应气氛供应端、41第一气氛控制阀、5保护气氛供应端、51第一保护气氛控制阀、52第二保护气氛控制阀、6循环装置、61第一废气控制阀、62冷却器、63气氛回收罐、64气氛过滤装置、65第二气氛控制阀、7尾气处理装置、71第二废气控制阀、8过渡件、9第一密封件、91半环、92弹性密封层、93第一螺纹孔、94第一限位孔、95定位通孔、96第二螺纹孔、97第二限位孔、98定位柱、99端面密封环、10第二密封件、101外管壁、102内管壁、103形变端、104连接环、105插入端、106插入式封环。

具体实施方式

下面结合附图以及实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1-图8所示，本发明提供了一种非金属管式炉密封保护气氛系统，包括：设置在密封加热室1内的非金属炉管2，所述非金属炉管2的两端贯穿所述密封加热室1，并且所述非金属炉管2的两端均通过密封过渡件与所述密封加热室1连接，所述非金属炉管2的出料口设置有用于回收物料的收料装置3；

通过密封过渡件与所述非金属炉管2的两端连通，同时与所述密封加热室1连通的气氛循环系统，所述气氛循环系统用于向所述非金属炉管2的进料口供应反应气氛和保护气氛，并回收或处理出料口的尾气，向所述密封加热室1内供应保护气氛；

所述密封加热室1设置有泄漏保护和检测系统，用于检测所述非金属炉管2是否存在反应气氛泄漏的情况，以及在反应气氛泄漏时阻止反应气氛向所述密封加热室1内泄漏。所述非金属炉管2为一体式或多段拼接式，并且由非金属耐高温材质制成。

上述技术方案的工作原理及有益效果：本发明通过密封加热室1对非金属炉管2进行密封，防止高温烧结的时候，气氛从非金属炉管2向密封加热室1内泄漏，同时通过密封过渡件将非金属炉管2的两端进行密封，防止反应气氛外泄。密封过渡件位于密封加热室1的外部，可以有效减少烧结时温度对密封效果的影响。

工作时，需要先通过气氛循环系统向非金属炉管2内打入保护气氛和反应气氛，同时气氛循环系统也会向密封加热室1内供应保护气氛，并使密封加热室1内的气压高于非金属炉管2内的气压，并配合泄露保护和监测系统进行密封加热室1内的压力调控，从而在高温烧结的时候，非金属炉管2内的反应气氛不会外泄至密封加热室1内，从而起到密封的效果。

反应后的物料送至收料装置3进行回收，同时反应后的气体会经由气氛循环系统的检测，如果废气中的成分可回收，则对废气进行回收处理，从而实现反应气氛和保护气氛的循环使用，以降低生产成本，如果过废气中的成分不值得进行回收，则对废气进行处理后排放。

通过上述结构的设计，可以应用于一体式或多段拼接式的有非金属耐高温材质制成的非金属炉管2。

在一个实施例中，所述气氛循环系统由提供反应气氛的反应气氛供应端4、提供保护气氛的保护气氛供应端5、用于气体循环利用的循环装置6，以及用于排放尾气的尾气处理装置7；

所述反应气氛供应端4通过第一气氛控制阀41与所述非金属炉管2的进料口连通；

所述保护气氛供应端5通过第一保护气氛控制阀51与所述非金属炉管2的进料口连通；

所述非金属炉管2的进料口处设置有第一压力监测器21；

所述循环装置6通过第一废气控制阀61与所述非金属炉管2的出料口连通；

所述尾气处理装置7通过第二废气控制阀71与所述非金属炉管2的出料口连通。

所述循环装置6由通过所述第一废气控制阀61与所述非金属炉管2的出料口连通的冷却器62、连接所述冷却器62与气氛回收罐63的气氛过滤装置64，以及通过第二气氛控制阀65与所述非金属炉管2的进料口连通的所述气氛回收罐63。

所述保护气氛供应端5通过第二保护气氛控制阀52与所述密封加热室1的内顶部连通，所述密封加热室1的内顶部还设置有第二压力检测器11，所述密封加热室1的底部设置有第一排气阀12和第二排气阀13，所述第二保护气氛控制阀52、所述第二压力检测器11、所述第一排气阀12和所述第二排气阀13构成所述泄漏保护和检测系统，所述密封加热室1内的气压不小于所述所述非金属炉管2内的气压。

所述密封过渡件由设置在所述非金属炉管2两端的过渡件8，以及套设在所述非金属炉管2的外壁上，用于将所述过渡件8与所述非金属炉管2之间密封的第一密封件9。

上述技术方案的工作原理及有益效果：

上述技术方案的通过上述结构的设计，本技术是针对超高温气氛管式炉的工作情况，对其气氛系统和气氛泄漏问题进行改进设计，本发明由密封加热室1、非金属炉管2、收料装置3、过渡件8、第一密封件9组成，其中非金属炉管2可分为一体式和多段拼接式，非金属炉管2水平放置在密封加热室1中，炉管前后端通过过渡件8和第一密封件9进行密封，炉管前侧设置有进料口、气氛口和第一压力监测器21，后侧连接有收料装置3；气氛系统由反应气氛供应端4和保护气氛供应端5组成，气氛之间通过管道连接；反应气氛供应端4和保护气氛供应端5分别通过第一气氛控制阀41和第一保护气氛控制阀51控制，混合后通过气氛口打入非金属炉管2，在非金属炉管2内与进料口打入的物料进行高温反应，然后反应产生的废气和混合气氛(剩余的反应气氛和保护气氛)从尾部排出，通过收料装置3将物料收集，气体则通过气管排出，排出的废气通过第一废气控制阀61、第二废气控制阀71控制气体进入循环装置6或者尾气处理装置7，尾气处理装置7处理废气后排放，循环的气体则通过冷却器62和气氛过滤装置64后进入气氛回收罐63，通过第二气氛控制阀65控制气氛回收罐63的气体打入炉内，以实现气氛的循环利用；密封加热室1的上方连接着保护气氛供应端5，通过第二保护气氛控制阀52控制保护气氛进入密封加热室1内部，密封加热室1下方设置有第一排气阀12和第二排气阀13，上方还设置有第二压力检测器11。

工作时打开第一排气阀12和第二排气阀13，第二保护气氛控制阀52控制气氛进入密封加热室1内部，将密封加热室1内部的空气排净后关闭第一排气阀12和第二排气阀13，使得密封加热室1内部充满高纯度的保护气氛，非金属炉管2(可分为一体式和多段拼接式)为陶瓷，碳化硅、刚玉等耐高温材质，在高温时材料分子间隙会增大，多段拼接式拼接处可能会存在缝隙，部分气体会从间隙透过炉管造成泄漏，而在密封加热室1和非金属炉管2之间打入保护气氛，通过第二压力检测器11控制打入的保护气氛压力比炉管内的反应气氛压力大一些，这样反应气氛就无法泄漏出非金属炉管2；非金属炉管2两端的第一密封件9能够避免密封加热室1里的保护气氛直接泄漏到炉管内影响反应，也能够对炉管内的气氛进行密封。

在上述实施例中，第一密封件9可以采用密封圈进行密封，虽然密封圈能够实现密封，但是在长时间使用的时候，随着高温侵蚀很容易损坏。另外，如果采用密封圈作为第一密封件9的话，则在其安装的时候，需要将其括撑至与所述非金属炉管2外径至少相同的大小，对于大型设备而言，安装所需的人力、物力也是比较大的，所以为方便第一密封件9的安装、更换和维保，本实施例提供了另外一种实施方式，所述第一密封件9由至少两个分体密封扣环组成，两个所述分体扣环均设置在所述非金属炉管2的外壁上，所述分体扣环的外壁设置有耐高温的弹性密封层92，两个所述分体扣环之间可拆卸连接，两个所述分体密封扣环分别为靠近所述密封加热室1一侧的厚扣环和远离所述密封加热室1的薄扣环，厚扣环的轴向长度大于薄扣环的轴向长度，厚扣环和薄扣环的扣合接缝处相互错开。

所述分体密封扣环由两个结构对称的半环91组成，两个所述半环91之间通过螺钉可拆卸连接，所述半环91的外侧壁设置有耐高温的弹性密封层92，内侧壁选择性的设置耐高温的弹性密封层92，所述半环91的一侧端面设置有第一螺纹孔93，第一限位孔94，以及沿轴向贯穿至另一侧端面的定位通孔95，所述第一螺纹孔93、所述第一限位孔94和所述定位通孔95为一组，所述半环91的端面上至少设置有三组；另一侧端面设置有第二螺纹孔96、第二限位孔97和可拆卸的定位柱98，以及由另一侧贯穿的所述定位通孔95，所述第二螺纹孔96、所述第二限位孔97、所述定位柱98和所述定位通孔95为一组，所述半环91的该端面上至少设置三组，所述定位柱98选择性的与所述第一限位孔94或第二限位孔97插接，轴向相邻的两个所述半环91之间，螺钉穿过其中一个半环91的定位通孔95后与另一个半环91的第一螺纹孔93或第二螺纹孔96螺纹连接，所述半环91的两个端面上也设置有由耐高温的弹性密封材料制成的端面密封环99。

上述技术方案的工作原理及有益效果：在本实施方式中，第一密封件9采用分体式错位密封的结构设计，因此至少要由两个分体密封扣环组成，以只设置两个分体密封扣环为例，两个分体密封扣环分别为厚扣环和薄扣环，厚扣环靠近密封加热室1设置，薄扣环靠近非金属炉管2的端部设置。

在组装第一密封件9的时候，先组装两个分体密封扣环，然后再将两个分体密封扣环组装在一起。

以组装厚扣环为例，厚扣环的两个半环91扣在非金属炉管2的外壁上，因为厚扣环的轴向长度较大，为方便连接可以在半环91的端面上设置插槽和插扣，用于快速连接，如图3所示，在半环91的端面上设置有贯穿的螺纹孔，当两个半环91扣在一起之后，两个半环91端面上的贯穿的螺纹孔相对应，并通过螺钉进行连接，由此将两个半环91组合在一起之后便形成了一个分体密封扣环，在半环91的内表面也可以设置耐高温的弹性密封层92(增加密封性的同时，增加了半环91可适用的非金属炉管2的外径范围，因为扣合后可以通过螺钉调整两个半环91之间的距离，进而调整半环91内壁的耐高温的弹性密封层92与非金属炉管2之间的密封性)，在厚扣环组装在非金属炉管2的外壁上之后，再组装薄扣环。需要注意的是，为方便薄厚两扣环之间的组装，用于连接两个半环91的螺钉可以先不拧紧，等最后两个扣环组装完之后同步拧紧即可。也可以先拧紧厚扣环，然后将薄扣环与厚扣环拼装好之后，再将薄扣环的两个半环91拧紧固定。

在组装薄、厚两个扣环的时候(以厚扣环的两个半环91已经拧紧，薄扣环的两个半环91组装好后螺钉未拧紧为例)，将薄扣环沿非金属炉管2向厚扣环方向推，直至厚扣环的定位柱98与薄扣环的第一限位孔94插接(根据薄扣环与厚扣环插接面不同，也可以是薄扣环的定位柱98与厚扣环的第一限位孔94插接，也可以是厚扣环的定位柱98与薄扣环的第一限位孔插接，同时薄扣环的定位柱98与厚扣环的第二限位孔97插接，无论哪个扣环的定位柱98与哪个限位孔插接，其根本目的在于通过定位柱98进行限位，防止两个分体密封扣环相互转动)，在将薄、厚扣环通过定位柱98进行限位的时候，需要保证厚扣环的两个半环91的接缝与薄扣环的两个半环91的接缝错开，从而使两个扣环之间可以相互为对方起到密封的作用。

因为半环91的外侧壁设置有弹性密封层92，所以拼接后的分体密封扣环能够实现非金属炉管2与过渡件8之间的密封，拼接后的分体密封扣环唯一有可能存在泄漏的地方便是两个半环91的接缝处，以及用于穿过螺钉的定位通孔95，因此至少需要两个分体密封扣环，在半环91的端面上设置端面密封环99，并使薄厚扣环的接缝错开，由此接缝处可以相互错位密封，同时因为接缝错位，所以端面密封环99可以将厚扣环的定位通孔95密封，从而通过两个分体密封扣环实现相互密封。之后将螺钉从薄扣环的定位通孔95穿过，并与厚扣环的第一螺纹孔93(或第二螺纹孔96)连接即可。螺钉从厚扣环的定位通孔95穿过与薄扣环连接也可以。

因为分体密封扣环是由半环91相互拼接而成的，所以在设备安装、更换、维保的时候操作方便、简单，能够实现一人在无括撑设备的情况下安装、更换，并且根据各个半环91的损坏程度进行单独更换，大量节省了人力、物力、财力。

本发明通过在非金属炉管2外罩设密封加热室1，并向密封加热室1内进行保护气氛的加压，以避免非金属炉管2内的反应气氛泄漏，虽然有效解决了反应气氛的密封问题，但是因为非金属炉管2的两端需要贯穿密封加热室1，由图1可以明确看出，密封过渡件所起的作用是防止反应气氛进入密封加热室1内，因此如何使密封加热室1与贯穿的非金属炉管2之间实现密封，以减少保护气氛从密封加热室1和非金属炉管2之间，流向密封加热室1与过渡件8的连接处，从而减少保护气氛的泄漏，也是需要考虑的问题。为此，提供了一种额外的实施方式，即所述密封过渡件还包括第二密封件10，所述第二密封件10位于所述密封加热室1内，并呈管状贴合设置在所述非金属炉管2的外壁上，所述第二密封件10的端部设置有连接环104和插入式封环106，所述第二密封件10通过所述连接环104选择性的与所述密封加热室1的内壁连接(需要注意的是，连接环104上可以设置通孔，并用铆钉或螺钉等将连接环104固定安装在密封加热室1的内壁上，如图8所示。也可以不进行固定连接，依据非金属管式炉的使用方式确定，例如，如果过将本实施例应用于可以转动的回转炉，则可以固定连接环104，使第二密封件10静止，非金属炉管2转动。同样也可以不固定连接环104，在非金属炉管2转动的时候，带动第二密封件10一起转动，连接环104需要按需设置)，所述插入式密封环位于所述非金属炉管2的外壁和所述密封加热室1的侧壁之间。

所述第二密封件10为由受热可产生形变的外管壁101(外管壁101为暴露在密封加热室1内的部分，外管壁101沿轴向设置有凸起，凸起可以为波浪形或任何形制，其作用在于，当密封加热室1内的温度升高之后，外管壁101可以受热产生形变，凸起可以使外管壁101具有比内管壁102更大的形变量，进而使得内管壁102形变的伸长方向向插入式封环106的方向延展)、贴合在所述非金属炉管2外壁上的内管壁102、固定所述插入式封环106的形变端103，以及所述连接环104构成的中空结构，所述外管壁101的一端与所述连接环104连接，另一端与所述内管壁102的一端连接，所述内管壁102的另一端与所述形变端103的一端连接，所述形变端103的另一端与所述连接环104连接，所述形变端103与所述外管壁101之间预留有空隙，所述形变端103上设置有贴合在所述非金属炉管2外壁上的插入端105，所述插入端105与所述形变端103的连接处位于所述形变端103与所述内管壁102的连接处上，所述插入端105上设置有所述插入式封环106，所述插入端105与所述形变端103之间具有夹角，该夹角与(形变端103与外管壁101之间的)预留空隙可以保证形变端103具有一定的形变空间。同时如图8所示，在密封加热室1与非金属炉管2的接口处可以向内延伸出固定用的凸环，凸环可以卡在插入端105与形变端103的夹角内，从而起到固定第二密封件10的作用，由此即便连接环104选择不固定在密封加热室1上，依旧可以保持第二密封件10可以安装在密封加热室1上不脱落，当加热密封室1内充满高压保护气氛的时候，高温使外管壁101形变，推动内管壁102，内管壁102推动插入端105，使插入式封环106能够更加深入的插入至密封加热室1与非金属炉管2之间的缝隙，从而确保密封性。同时形变端103形变受力，在对第二密封件10进行更换的时候，可以辅助将插入式封环106从缝隙中拔出，同时形变端103在变形的时候，其活动空间只有其与外管壁101之间的空隙和插入端105与形变端103之间的夹角，所以受限的变形范围可以为插入端105提供限位，避免插入端105和插入式封环106插入过深。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节与这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种非金属管式炉密封保护气氛系统，其特征在于，包括：设置在密封加热室(1)内的非金属炉管(2)，所述非金属炉管(2)的两端贯穿所述密封加热室(1)，并且所述非金属炉管(2)的两端均通过密封过渡件与所述密封加热室(1)连接，所述非金属炉管(2)的出料口设置有用于回收物料的收料装置(3)；

通过密封过渡件与所述非金属炉管(2)的两端连通，同时与所述密封加热室(1)连通的气氛循环系统，所述气氛循环系统用于向所述非金属炉管(2)的进料口供应反应气氛和保护气氛，并回收或处理出料口的尾气，向所述密封加热室(1)内供应保护气氛；

所述密封加热室(1)设置有泄漏保护和检测系统，用于检测所述非金属炉管(2)是否存在反应气氛泄漏的情况，以及在反应气氛泄漏时阻止反应气氛向所述密封加热室(1)内泄漏。

2.根据权利要求1所述的非金属管式炉密封保护气氛系统，其特征在于，所述非金属炉管(2)为一体式或多段拼接式，并且由非金属耐高温材质制成。

3.根据权利要求1所述的非金属管式炉密封保护气氛系统，其特征在于，所述气氛循环系统由提供反应气氛的反应气氛供应端(4)、提供保护气氛的保护气氛供应端(5)、用于气体循环利用的循环装置(6)，以及用于排放尾气的尾气处理装置(7)；

所述反应气氛供应端(4)通过第一气氛控制阀(41)与所述非金属炉管(2)的进料口连通；

所述保护气氛供应端(5)通过第一保护气氛控制阀(51)与所述非金属炉管(2)的进料口连通；

所述非金属炉管(2)的进料口处设置有第一压力监测器(21)；

所述循环装置(6)通过第一废气控制阀(61)与所述非金属炉管(2)的出料口连通；

所述尾气处理装置(7)通过第二废气控制阀(71)与所述非金属炉管(2)的出料口连通。

4.根据权利要求3所述的非金属管式炉密封保护气氛系统，其特征在于，所述循环装置(6)由通过所述第一废气控制阀(61)与所述非金属炉管(2)的出料口连通的冷却器(62)、连接所述冷却器(62)与气氛回收罐(63)的气氛过滤装置(64)，以及通过第二气氛控制阀(65)与所述非金属炉管(2)的进料口连通的所述气氛回收罐(63)。

5.根据权利要求1所述的非金属管式炉密封保护气氛系统，其特征在于，所述保护气氛供应端(5)通过第二保护气氛控制阀(52)与所述密封加热室(1)的内顶部连通，所述密封加热室(1)的内顶部还设置有第二压力检测器(11)，所述密封加热室(1)的底部设置有第一排气阀(12)和第二排气阀(13)，所述第二保护气氛控制阀(52)、所述第二压力检测器(11)、所述第一排气阀(12)和所述第二排气阀(13)构成所述泄漏保护和检测系统，所述密封加热室(1)内的气压不小于所述所述非金属炉管(2)内的气压。

6.根据权利要求1所述的非金属管式炉密封保护气氛系统，其特征在于，所述密封过渡件由设置在所述非金属炉管(2)两端的过渡件(8)，以及套设在所述非金属炉管(2)的外壁上，用于将所述过渡件(8)与所述非金属炉管(2)之间密封的第一密封件(9)。

7.根据权利要求6所述的非金属管式炉密封保护气氛系统，其特征在于，所述第一密封件(9)由至少两个分体密封扣环组成，两个所述分体扣环均设置在所述非金属炉管(2)的外壁上，所述分体扣环的外壁设置有耐高温的弹性密封层(92)，两个所述分体扣环之间可拆卸连接，两个所述分体密封扣环分别为靠近所述密封加热室(1)一侧的厚扣环和远离所述密封加热室(1)的薄扣环，厚扣环的轴向长度大于薄扣环的轴向长度，厚扣环和薄扣环的扣合接缝处相互错开。

8.根据权利要求7所述的非金属管式炉密封保护气氛系统，其特征在于，所述分体密封扣环由两个结构对称的半环(91)组成，两个所述半环(91)之间通过螺钉可拆卸连接，所述半环(91)的外侧壁设置有耐高温的弹性密封层(92)，内侧壁选择性的设置耐高温的弹性密封层(92)，所述半环(91)的一侧端面设置有第一螺纹孔(93)，第一限位孔(94)，以及沿轴向贯穿至另一侧端面的定位通孔(95)，所述第一螺纹孔(93)、所述第一限位孔(94)和所述定位通孔(95)为一组，所述半环(91)的端面上至少设置有三组；另一侧端面设置有第二螺纹孔(96)、第二限位孔(97)和可拆卸的定位柱(98)，以及由另一侧贯穿的所述定位通孔(95)，所述第二螺纹孔(96)、所述第二限位孔(97)、所述定位柱(98)和所述定位通孔(95)为一组，所述半环(91)的该端面上至少设置三组，所述定位柱(98)选择性的与所述第一限位孔(94)或第二限位孔(97)插接，轴向相邻的两个所述半环(91)之间，螺钉穿过其中一个半环(91)的定位通孔(95)后与另一个半环(91)的第一螺纹孔(93)或第二螺纹孔(96)螺纹连接，所述半环(91)的两个端面上也设置有由耐高温的弹性密封材料制成的端面密封环(99)。

9.根据权利要求6所述的非金属管式炉密封保护气氛系统，其特征在于，所述密封过渡件还包括第二密封件(10)，所述第二密封件(10)位于所述密封加热室(1)内，并呈管状贴合设置在所述非金属炉管(2)的外壁上，所述第二密封件(10)的端部设置有连接环(104)和插入式封环(106)，所述第二密封件(10)通过所述连接环(104)选择性的与所述密封加热室(1)的内壁连接，所述插入式密封环位于所述非金属炉管(2)的外壁和所述密封加热室(1)的侧壁之间。

10.根据权利要求9所述的非金属管式炉密封保护气氛系统，其特征在于，所述第二密封件(10)为由受热可产生形变的外管壁(101)、贴合在所述非金属炉管(2)外壁上的内管壁(102)、固定所述插入式封环(106)的形变端(103)，以及所述连接环(104)构成的中空结构，所述外管壁(101)的一端与所述连接环(104)连接，另一端与所述内管壁(102)的一端连接，所述内管壁(102)的另一端与所述形变端(103)的一端连接，所述形变端(103)的另一端与所述连接环(104)连接，所述形变端(103)与所述外管壁(101)之间预留有空隙，所述形变端(103)上设置有贴合在所述非金属炉管(2)外壁上的插入端(105)，所述插入端(105)与所述形变端(103)的连接处位于所述形变端(103)与所述内管壁(102)的连接处上，所述插入端(105)上设置有所述插入式封环(106)，所述插入端(105)与所述形变端(103)之间具有夹角。