CN207936759U - 管式气氛炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种管式气氛炉，包括炉管、进气管、导气件、排气件、出气管及加热件。炉管具有相对的进气端及出气端，进气管靠近进气端设置，一端伸入炉管的内部，另一端位于炉管的外部。导气件位于炉管的内部，导气件的一端与进气管的一端相连通，导气件包括弯曲管及弯折管，进气管通过弯曲管与弯折管相连通。排气件通过弯折管与弯曲管相连通，排气件位于炉管的内部，排气件上开设有排气口，排气口朝向于弯折管设置。出气管靠近出气端设置，一端与炉管相连通，另一端位于炉管的外部，加热件设置于炉管的外部，加热件与导气件相对应。该管式气氛炉可使在工作时通入炉管内的气体充分预热，从而达到使恒温区的温度均匀的目的。

Description

管式气氛炉

技术领域

本实用新型涉及气氛炉技术领域，特别是涉及一种管式气氛炉。

背景技术

管式气氛炉是一种用于在一定气氛条件下进行材料的相关实验的设备，通常包括炉管、进气管及出气管。炉管的内部划分有恒温区，恒温区一般位于炉管的中部，且样品在恒温区进行实验。

在传统的管式气氛炉中，常温气体达到恒温区时温度较低，导致离进气管较近的恒温区的温度降低，甚至会形成热场的温度梯度反转，使得恒温区不能达到设定温度，导致实验结果存在较大偏差。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种能使恒温区的温度场均匀的管式气氛炉。

一种管式气氛炉，包括：

炉管，具有相对的进气端及出气端；

进气管，靠近所述进气端设置，一端伸入所述炉管的内部，另一端位于所述炉管的外部；

导气件，位于所述炉管的内部，所述导气件的一端与所述进气管的一端相连通，所述导气件包括弯曲管及弯折管，所述进气管通过所述弯曲管与所述弯折管相连通；

排气件，通过所述弯折管与所述弯曲管相连通，所述排气件位于所述炉管的内部，所述排气件上开设有排气口，所述排气口朝向于所述弯折管设置；

出气管，靠近所述出气端设置，一端与所述炉管相连通，另一端位于所述炉管的外部；及

加热件，设置于所述炉管的外部，所述加热件与所述导气件相对应。

上述管式气氛炉至少具有以下优点：

工作时，外部气体由进气管进入导气件，由于炉管的外部设置有与导气件相对应的加热件，故外部气体在通过导气件的时候能在加热件的作用下被预热至设定温度。导气件包括弯曲管及弯折管，进气管通过弯曲管与弯折管相连通，由于弯曲管存在较多的弯道，延长了气体流出弯曲管所需要经过的路程，使得气体在弯曲管中沿炉管的轴向上前进单位长度消耗的时间相对较多，可起到充分预热的目的。

从弯曲管出来的气体进入弯折管，先沿从进气端至出气端的方向前进一段时间后折返至排气件所在位置，充分利用了炉管的内部的有限的空间，延长了气体在弯折管内停留的时间，使得预热更加充分。

排气件通过弯折管与弯曲管相连通，排气件上开设有排气口，排气口朝向于弯折管设置，空间布局合理，充分利用了炉管的内部的有限的空间。气体从弯折管进入排气件，并通过排气口排入到炉管的内部，由于气体在导气件内经过充分的预热后已达到恒温区的设定温度，故进入恒温区后能使恒温区的温度场均匀。

下面进一步对技术方案进行说明：

在其中一个实施例中，所述弯折管包括第一导气段、第二导气段及第三导气段，所述第一导气段与所述第三导气段间隔相对设置，所述第二导气段通过所述第一导气段与所述弯曲管相连通，所述第三导气段通过所述第二导气段与所述第一导气段相连通，所述排气口朝向于所述第一导气段设置。

在其中一个实施例中，所述弯折管的外壁设置有发热丝，所述发热丝位于所述炉管的内部。

在其中一个实施例中，所述炉管的内部划分有第一加热区、恒温区及第二加热区，所述第一加热区靠近所述进气端，所述恒温区位于所述第一加热区与所述第二加热区之间，所述弯折管位于所述恒温区内。

在其中一个实施例中，所述弯曲管至少有一部分位于所述第一加热区内。

在其中一个实施例中，所述排气件开设有至少两个排气口，所述至少两个排气口沿所述炉管的轴向间隔分布。

在其中一个实施例中，还包括设置于所述进气管上的流量控制阀，所述流量控制阀用于控制导入所述进气管的内部的气体的流量。

在其中一个实施例中，还包括废气处理装置，所述废气处理装置用于处理所述出气管导出的废气。

在其中一个实施例中，还包括法兰及连接件，所述炉管的进气端及出气端的外壁上均设置有所述连接件，所述法兰与所述连接件相连。

在其中一个实施例中，，还包括密封圈，所述密封圈位于所述法兰与所述连接件之间。

附图说明

图1为一实施方式中管式气氛炉的结构示意图；

图2为图1中炉管的局部示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

请参阅图1，一实施方式中的管式气氛炉10，包括炉管100、进气管200、导气件300、排气件400、出气管500及加热件600。该管式气氛炉10可使在工作时通入炉管100内的气体充分预热，从而达到使恒温区的温场度均匀的目的。

炉管100的内部可放置实验的样品20，炉管100的材质可为刚玉或石英，炉管100具有相对的进气端110及出气端120。炉管100的外部设置有加热件600，加热件600与导气件300相对应，加热件600用于加热导气件300的内部的气体，在本实施方式中，加热件600为电热丝。

进气管200用于向炉管100的内部导入气体，进气管200靠近炉管100的进气端110设置，进气管200具有相对的两端，一端伸入炉管100的内部，另一端位于炉管100的外部，用于与气源相连通。管式气氛炉10还包括设置于进气管200上的流量控制阀210，流量控制阀210用于控制导入进气管200的内部的气体的流量。

导气件300的内部的气体可在加热件600的作用下被预热，使得通过导气件300的气体的温度能达到恒温区的设定温度，以保证恒温区的温度场均匀，从而保证实验结果的准确性。导气件300位于炉管100的内部，导气件300的一端与进气管200的一端相连通。导气件300包括弯曲管310及弯折管320，进气管200通过弯曲管310与弯折管320相连通。导气件300的材质可为石英或不锈钢。

弯曲管310可以呈螺旋状或蛇形，以增加从进气管200通入弯曲管310的气体在弯曲管310的内部行进的路程，从而延长气体流过弯曲管310的时间，使得气体被预热的时间变长，达到充分预热的效果。在本实施方式中，弯曲管310为螺旋管。

请一并参阅图2，弯折管320包括第一导气段321、第二导气段322及第三导气段323，第一导气段321与第三导气段323间隔相对设置，第二导气段322通过第一导气段321与弯曲管310相连通，第三导气段323通过第二导气段322与第一导气段321相连通，排气口朝向于第一导气段321设置。在本实施方式中，第一导气段321的长度大于第三导气段323的长度，且第一导气段321位于第三导气段323的下方，第一导气段321与第三导气段323之间设置有样品放置位。

从弯曲管310内流出的气体先进入第一导气段321，经第二导气段322上升一段距离后进入第三导气段323，这种折返式的设置方式，充分地利用了炉管100的内部的有限空间，延长了气体流过弯折管320的路程，使得气体的预热时间变长，以达到充分预热的效果。

弯折管320的外壁设置有发热丝，发热丝位于炉管100的内部，发热丝用于使弯折管320的内部的气体的温度保持恒定。在本实施方式中，第一导气段321、第二导气段322及第三导气段323均为直管，发热丝以缠绕的方式设置于第一导气段321、第二导气段322及第三导气段323的外壁，以进一步保证从弯折管320流出的气体的温度可达到恒温区的设定温度。此外，第一导气段321、第二导气段322及第三导气段323均为直管的设计有利于提高相关的实验操作的便利性，例如，可以方便取样和放样。

排气件400通过弯折管320与弯曲管310相连通，排气件400位于炉管100的内部，排气件400上开设有排气口，排气口朝向于弯折管320设置。具体地，在本实施方式中，由于样品放置位位于第一导气段321与第三导气段323之间，且排气口朝向第一导气段321。排气件400的材质可为石英或不锈钢。

进一步地，排气件400开设有至少两个排气口，至少两个排气口沿炉管100的长度方向间隔分布，可以使已经导气件300预热的气体均匀地进入恒温区，以减少恒温区的温度场的波动。

更进一步地，排气件400包括一根连接管410及至少两根引导管420，至少两根引导管420的一端均与连接管410相连通，另一端形成排气口。引导管420将气体引至靠近样品20的位置后才使气体通过排气口排出，引导管420的存在可以保证样品放置位附近的气体浓度较高，有利于提高实验结果的准确性。

在本实施方式中，引导管420的数量为三根，三根引导管420在恒温区内沿炉管100的轴向均匀分布，在保证样品放置位的气体浓度的前提下，使得预热后的气体均匀的进入恒温区。

炉管100的内部沿气体在进气管200的内部的流动方向(见图2中箭头a所指方向)依次划分有第一加热区101、恒温区102及第二加热区103，弯折管320位于恒温区102内。一方面可以充分利用恒温区102的空间，以使弯折管320的内部的气体充分预热，另一方面，由于弯折管320的外壁设置有发热丝，发热丝的存在可减少恒温区102的温度场的波动。

弯曲管310至少有一部分位于第一加热区101内，一方面可以来利用第一加热区101的热量对弯曲管310的内部的气体进行预热，另一方面，弯曲管310靠近进气管200的内部的气体的温度相对较低，这样的设置方式可以在一定程度上避免温度相对较低的气体对恒温区102的温度场的影响。可以理解地，弯曲管310可全部位于第一加热区101内。

恒温区102位于第一加热区101与第二加热区103之间，更容易使恒温区102的温度保持恒定，在一定程度上避免外部环境的影响，第二加热区103的存在有利于保证炉管100的内部的流动气氛的均匀性。

请再次参阅图1，出气管500用于将炉管100的内部的废气导出，出气管500靠近出气端120设置，出气管500的一端与炉管100相连通，另一端位于炉管100的外部。

管式气氛炉10还包括废气处理装置510，废气处理装置510用于处理出气管500导出的气体。在本实施方式中，废气处理装置510内盛有废气处理液，出气管500具有相对的两端，一端伸入炉管100的内部，另一端伸至废气处理液的液面以下。

管式气氛炉10还包括法兰130及连接件，炉管100的进气端110及出气端120的外壁上均设置有连接件，法兰130与连接件相连。在本实施方式中，以进气端110的法兰130与连接件为例，法兰130扣至炉管100的进气端110的开口处，且与连接件固定连接。可选地，法兰130上开设有通孔，连接件的对应位置上开设有螺纹孔，法兰130可经由螺钉固定于连接件上。此外，法兰130上还开设有进气孔，进气管200穿设于进气孔中。出气端120的法兰130与连接件的设置方式与进气端110类似，在此不再赘述。

进一步地，管式气氛炉10还包括密封圈，密封圈位于法兰130与连接件之间。在本实施方式中，密封圈为O型密封圈，法兰130压紧O型密封圈，以防止炉管100内部的气体从进气端110与出气端120泄出。此外，在加热过程中，由于密封圈受热后会膨胀，可进一步提高密封性。

上述管式气氛炉10的具体工作原理如下：

以测定钢铁的防腐蚀性能实验为例，实验时，将钢铁分为三段置于样品放置位，以便进行比较分析。外部气体由进气管200进入导气件300，可通过调节流量控制阀210来控制导入进气管200的内部的气体的流量。由于炉管100的外部设置有加热件600，故外部气体在通过导气件300的时候可在加热件600的作用下被预热至设定温度。

导气件300包括弯曲管310及弯折管320，进气管200通过弯曲管310与弯折管320相连通，气体可在导气件300中被缓慢均匀加热。具体地，由于弯曲管310存在较多的弯道，延长了气体流出弯曲管310所需要经过的路程，使得气体沿炉管100的轴向上前进单位长度消耗的时间相对较多，可起到充分预热的目的。

弯折管320包括第一导气段321、第二导气段322及第三导气段323，其中，第三导气段323采用折回式设计，在有限的空间内，延长了气体流出弯折管320所需要经过的路程，从而增加了气体在弯折管320内停留的时间，可以使得弯折管320内部的气体被充分预热。此外，弯折管320的外部还缠绕有发热丝，可以进一步保证从弯折管320流出的气体的温度可达到恒温区102的设定温度。

排气件400通过弯折管320与弯曲管310相连通，排气件400包括一根连接管410及至少两根引导管420，至少两根引导管420的一端均与连接管410相连通，另一端形成排气口。至少两根引导管420在恒温区102内沿炉管100的轴向均匀分布，在保证样品放置位的气体浓度的前提下，使得预热后的气体均匀的进入恒温区102。

由于气体在导气件300内经过充分的预热后已达到恒温区102的设定温度，故进入恒温区102后能使恒温区102的温度场均匀。炉管100的内部的废气可通过出气管500排至废气处理装置510，经废气处理装置510处理后的废气排入大气中，以避免对环境产生污染。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种管式气氛炉，其特征在于，包括：

炉管，具有相对的进气端及出气端；

进气管，靠近所述进气端设置，一端伸入所述炉管的内部，另一端位于所述炉管的外部；

导气件，位于所述炉管的内部，所述导气件的一端与所述进气管的一端相连通，所述导气件包括弯曲管及弯折管，所述进气管通过所述弯曲管与所述弯折管相连通；

排气件，通过所述弯折管与所述弯曲管相连通，所述排气件位于所述炉管的内部，所述排气件上开设有排气口，所述排气口朝向于所述弯折管设置；

出气管，靠近所述出气端设置，一端与所述炉管相连通，另一端位于所述炉管的外部；及

加热件，设置于所述炉管的外部，所述加热件与所述导气件相对应。

2.根据权利要求1所述的管式气氛炉，其特征在于，所述弯折管包括第一导气段、第二导气段及第三导气段，所述第一导气段与所述第三导气段间隔相对设置，所述第二导气段通过所述第一导气段与所述弯曲管相连通，所述第三导气段通过所述第二导气段与所述第一导气段相连通，所述排气口朝向于所述第一导气段设置。

3.根据权利要求2所述的管式气氛炉，其特征在于，所述弯折管的外壁设置有发热丝，所述发热丝位于所述炉管的内部。

4.根据权利要求1所述的管式气氛炉，其特征在于，所述炉管的内部划分有第一加热区、恒温区及第二加热区，所述第一加热区靠近所述进气端，所述恒温区位于所述第一加热区与所述第二加热区之间，所述弯折管位于所述恒温区内。

5.根据权利要求4所述的管式气氛炉，其特征在于，所述弯曲管至少有一部分位于所述第一加热区内。

6.根据权利要求1所述的管式气氛炉，其特征在于，所述排气件开设有至少两个排气口，所述至少两个排气口沿所述炉管的轴向间隔分布。

7.根据权利要求1至6任一项所述的管式气氛炉，其特征在于，还包括设置于所述进气管上的流量控制阀，所述流量控制阀用于控制导入所述进气管的内部的气体的流量。

8.根据权利要求1至6任一项所述的管式气氛炉，其特征在于，还包括废气处理装置，所述废气处理装置用于处理所述出气管导出的废气。

9.根据权利要求1至6任一项所述的管式气氛炉，其特征在于，还包括法兰及连接件，所述炉管的进气端及出气端的外壁上均设置有所述连接件，所述法兰与所述连接件相连。

10.根据权利要求9所述的管式气氛炉，其特征在于，还包括密封圈，所述密封圈位于所述法兰与所述连接件之间。