CN201803594U - 用于高温高压流变仪的加热炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了用于高温高压流变仪的加热炉，包括通过炉膛连通的上密封腔和下加热腔，上密封腔和炉膛的连通处设置有流变仪的安装支架，下加热腔从外往内依次包括加热棒、保温层、下密封盖；安装支架下半部分延伸于炉膛中间，安装支架的底端高于加热棒；炉膛底部中间设置有坩埚支架；本实用新型采用高温加热系统对炉膛进行加温，通过温度传感器检测炉膛温度，使炉膛内被加热物质能够达到1600℃；采用充压系统及压力传感器对炉膛进行充压，通过调整充气阀门使炉膛内部压力能达到4.0MPa；特殊的炉膛结构可通过圆柱间隙将加热炉膛和测量仪器进行分离，使在圆柱间隙内部产生较小的自然对流，满足测量仪器在温度不超标的前提下正常工作。
Description
技术领域
本实用新型涉及流变仪的加热技术，特别是一种用于高温高压流变仪的加热炉。
背景技术
流变仪是用于测定聚合物熔体、聚合物溶液、悬浮液、乳液、涂料、油墨和食品等流变性质的仪器。现有的流变仪包括旋转流变仪、毛细管流变仪、转矩流变仪、界面流变仪。已有针对上述流变仪的加热炉型，一般可以在较低温温范围内(室温-300℃)实现对炉膛温度的控制，某些具有较高熔点的物质，需要在大于1000℃的条件下，测量物质在液体状态下的流变特性，现有流变仪测量系统无法满足温度要求。
特别对于某些物质(如煤灰等)，需要在较高的压力(3.0MPa)和一定的气体氛围(如还原性氛围CO、H2)下测量流体的流变特性。由于需要将探头深入到测量样品中，同时探头和流变仪之间必须用连接导杆连接以便于间接测量流变应力，此时不能够采用常温常压下的流变仪系统测量高压及一定气体氛围下流体的流变特性，所以需要一种能适用于高温高压的加热炉系统。
实用新型内容
本实用新型为解决上述技术问题提供了用于高温高压流变仪的加热炉系统，能在一定的特殊环境下，可以对测量物质进行加热加压，适用于高温高压流变仪对高熔点物质流变特性进行测量。
本实用新型的技术方案如下：
用于高温高压流变仪的加热炉，其特征在于：包括通过炉膛连通的上密封腔和下加热腔，上密封腔和炉膛的连通处设置有安装流变仪的安装支架，下加热腔从外往内依次包括加热棒、保温层、下密封盖；所述安装支架的下半部分延伸于炉膛的中间，安装支架的底端高于加热棒；所述炉膛底部的中间设置有坩埚支架。
所述安装之间与加热棒之间的炉膛处设置有温度传感器和压力传感器。
所述加热棒采用硅钼棒，保温层为氧化铝绝热耐火材料；加热炉外壳为压力壳，最大耐压为4.0MPa。
所述炉膛中间底部还可以连接有压力控制系统，压力控制系统采用带流量调节器的储气罐构成。
所述安装支架与炉膛之间设置有环绕的冷却水管，冷却水管的两端经过加热炉上端穿过下密封盖与位于加热炉下方的换热器、循环水泵连接形成闭式循环冷却系统；所述温度传感器和压力传感器则位于炉膛壁的冷却水管下方。
在炉膛下方设置泄压口，用于测量完成时洗掉炉膛内高压。
所述下加热室还设置有手动进料的开门把手，在下加热室的下方设置用于支撑的支架。
本实用新型的有益效果如下：
(1)采用高温加热系统对炉膛进行加温，同时通过温度传感器检测炉膛的温度，使炉膛内被加热物质温度能够达到上限1600℃；
(2)采用充压系统及压力传感器对密封炉膛进行充压，通过调整充气阀门，使炉膛炉膛内部压力能够达到上限压力4.0Mpa；
(3)采用特殊炉膛系统通过圆柱间隙将加热炉膛和测量仪器进行分离，使得在圆柱间隙内部产生较小的自然对流，同时采用冷却系统对圆柱空隙外表面进行冷却，满足测量仪器在温度不超标的前提下，能够正常工作。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图
其中，附图标记为：1-安装支架，2-上密封腔，3-下密封盖，4-温度传感器，5-保温层，6-加热棒，7-支架，8-循环水泵，9-冷却水管，10-压力传感器，11-坩埚支架，12-开门把手，13-泄压口，14-换热器，15-流量调节器，16-储气罐。
具体实施方式
如图1所示，用于高温高压流变仪的加热炉，包括通过炉膛连通的上密封腔2和下加热腔，上密封腔2和炉膛的连通处设置有安装流变仪的安装支架1，下加热腔从外往内依次包括加热棒6、保温层5、下密封盖3；所述安装支架1的下半部分延伸于炉膛的中间，安装支架1的底端高于加热棒6；所述炉膛底部的中间设置有坩埚支架11。
所述安装之间与加热棒6之间的炉膛处设置有温度传感器4和压力传感器10。温度传感器4采用铂铑-铂热电偶，短时工作温度为1700℃，长期工作温度为1500℃，精度为千分之零点五。在进行试验时，通过压力传感器10测量的温度来控制输入电流的大小，直到炉内温度达到预先设置的温度为止。
所述加热棒6采用硅钼棒，其外接交流电源，采用控制系统对电源电流进行调节，以改变炉内温度，使之达到所设定的温度。
保温层5为氧化铝绝热耐火材料；加热炉外壳为压力壳，最大耐压为4.0MPa。
所述炉膛中间底部还可以连接有压力控制系统，压力控制系统采用带流量调节器15的储气罐16构成。压力控制系统用于控制被测流体所处的外界气氛，包括压力和气体组分，通过储气罐16和流量调节器15对压力进行控制；采用不同的储气罐16配气对被测流体所处的外界气体组分进行控制。为了保证炉内压力恒定，所以上密封腔2设置有上密封盖，同时下部坩埚的进料口增加密封螺纹。
所述安装支架1与炉膛之间设置有环绕的冷却水管9，冷却水管9的两端经过加热炉上端穿过下密封盖3与位于加热炉下方的换热器14、循环水泵8连接形成闭式循环冷却系统；所述温度传感器4和压力传感器10则位于炉膛壁的冷却水管9下方。
在炉膛下方设置泄压口13，用于测量完成时洗掉炉膛内高压。在流变仪工作过程中，导杆进行旋转，为了保证连接杆不与加热炉炉体进行摩擦，在连接杆与加热炉之间要预留出一定的间隙，同时为了避免下部被加热的气体通过对流方式流入上部密封空间，从而损害流变仪工作工况，预留的空隙不宜过大，应该以不产生对流流动为标准。同时，此处设计闭式循环水冷却系统，通过在流变仪密封空间设置环绕闭式冷却水管9，达到降低流变仪工作温度的目的，使试验更加安全，并对流变仪起到了很好的保护作用，为进一步保证工况稳定安全，在流变仪密封空间设置温度传感器4，检测该空间的温度，在流变仪工作温度超标时，停止加热系统工作。
所述下加热室还设置有手动进料的开门把手12，下加热室的下方设置用于支撑的支架7。
本实用新型特有的炉体结构特别适用于实现加热炉的保温、密封及保证所需要的实验空间等。
Claims (10)
1.用于高温高压流变仪的加热炉，其特征在于：包括通过炉膛连通的上密封腔和下加热腔，上密封腔和炉膛的连通处设置有安装流变仪的安装支架，下加热腔从外往内依次包括加热棒、保温层、下密封盖；所述安装支架的下半部分延伸于炉膛的中间，安装支架的底端高于加热棒；所述炉膛底部的中间设置有坩埚支架。
2.根据权利要求1所述的用于高温高压流变仪的加热炉，其特征在于：所述安装之间与加热棒之间的炉膛处设置有温度传感器和压力传感器。
3.根据权利要求1或2所述的用于高温高压流变仪的加热炉，其特征在于：所述加热棒采用硅钼棒。
4.根据权利要求1或2所述的用于高温高压流变仪的加热炉，其特征在于：，保温层为氧化铝绝热耐火材料。
5.根据权利要求1或2所述的用于高温高压流变仪的加热炉，其特征在于：加热炉外壳为压力壳。
6.根据权利要求1或2所述的用于高温高压流变仪的加热炉，其特征在于：所述炉膛中间底部还连接有压力控制系统，压力控制系统采用带流量调节器的储气罐构成。
7.根据权利要求1或2所述的用于高温高压流变仪的加热炉，其特征在于：所述安装支架与炉膛之间设置有环绕的冷却水管，冷却水管的两端经过加热炉上端穿过下密封盖与位于加热炉下方的换热器、循环水泵连接形成闭式循环冷却系统；所述温度传感器和压力传感器则位于炉膛壁的冷却水管下方。
8.根据权利要求1或2所述的用于高温高压流变仪的加热炉，其特征在于：在炉膛下方设置用于测量完成时洗掉炉膛内高压的泄压口。
9.根据权利要求8所述的用于高温高压流变仪的加热炉，其特征在于：在下加热室的下方设置用于支撑的支架。
10.根据权利要求9所述的用于高温高压流变仪的加热炉，其特征在于：所述下加热室还设置有手动进料的开门把手。
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| CN111380765A (zh) * | 2020-04-10 | 2020-07-07 | 兰州华汇仪器科技有限公司 | 一种高温摩擦磨损实验仪加热炉组件及其使用方法 |
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