CN216898319U - 一种反应器内部的气体分布管系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种反应器内部的气体分布管系统，包括与外部气源连接的第一进气管路，以及与所述第一进气管路依次连接的伸入反应器内部的第二进气管路、第一接头以及气体分布管，所述气体分布管包括气体支管、第二接头及气体主管；所述气体主管与第一接头连接，所述气体支管表面设置有若干出气孔；所述气体分布管置于反应器内固体物料承载装置的底部，固体物料覆盖在所述气体分布管表面。通过本实用新型气体分布管系统，能够使得气体在反应器内部充分与固体料接触，使反应更充分、效果更好，气体从固体料底部吹扫固体，也使空气更容易置换彻底，减少氧化物产生。

Description

一种反应器内部的气体分布管系统

技术领域

本实用新型涉及加热反应器技术领域，尤其涉及一种反应器内部的气体分布管系统。

背景技术

目前传统的马弗炉或箱式气氛炉中气体都是从顶部或是中间位置吹入到炉体内，当需要气体与加热固体料进行反应时，气体只能接触到坩埚中固体料的表面，而底部的物料无法接触到气体或是只能渗透少量气体进入，这就导致加热反应时表层反应更充分，效果更好，而中间和底部反应效果较差，使表层与中间和底部物料的品质出现差别。现有技术中也对马弗炉的结构进行了一些改进，例如CN200620138115.8提供了一种马弗炉，在马弗炉的炉门上设置有通气孔，炉体的顶部和炉体的后部设有贯穿炉体的出气孔。该马弗炉在炉门上设置有通气孔，可以在对物料完成高温焙烧、熔融、灰化处理，通入各种气体达到加速氧化、腐蚀或保护处理样品的目的，过程产生的损害炉膛及加热元件的气体，可以通过出气口排出，延长加热元件的寿命，但马弗炉的炉门也需要密封以保证炉内温度，开孔之后对加热效率有一定的影响，且其内部的气体大部分还是在物料表面与其接触。

实用新型内容

有鉴于此，针对现有技术炉内气体不能与固体物料充分接触的问题。本实用新型提供一种反应器内部的气体分布管系统，通过其通入的气体能充分与固体物料接触，同时气体也能从底部吹扫固体物料。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种反应器内部的气体分布管系统，包括与外部气源连接的第一进气管路，以及与所述第一进气管路依次连接的伸入反应器内部的第二进气管路、第一接头以及气体分布管，所述气体分布管包括气体支管、第二接头及气体主管，所述第二接头分别连接气体支管及气体主管；所述气体主管另一端与第一接头连接，所述气体支管表面设置有若干出气孔；所述气体分布管置于反应器内固体物料承载装置的底部，固体物料覆盖在所述气体分布管表面。

根据本实用新型的气体分布管系统，还包括气体流量计，设置在第一进气管路及第二进气管路之间，用于控制气体分布管的出气流量，防止气流过大时将物料吹出固体物料承载装置。

根据本实用新型的气体分布管系统，所述第一进气管路从反应器顶部或是侧面进入，止于反应器内壁。

根据本实用新型的气体分布管系统，所述第二进气管路用于连接并延长第一进气管路至反应器内部；优选地，其另一端位于固体物料承载装置上方5～15cm处，该距离比较适合第一接头安装与拆卸，使气体分布管与第二进气管路连接或分离；方便固体物料承载装置和气体分布管装入反应器或从反应器中取出。若该距离过小或过长，则不方便第一接头的安装与拆卸，不方便固体物料承载装置和气体分布管从反应器中取出。

在具体的实施方案中，所述第二进气管路与第一进气管路的连接方式一般为焊接、卡套连接等，所述第二进气管路的材质包括但不限于304不锈钢、316不锈钢或黄铜材质，一般地，其材质根据固体物料属性选择；所述第二管路的规格可选为1/4至1/2英寸的卡套管。

根据本实用新型的气体分布管系统，所述第一接头的两端分别用于连接第二进气管路和气体分布管的气体主管；在具体的实施方案中，所述第一接头为卡套直通接头或卡套弯头或磨砂接头，其材质包括但不限于304不锈钢、316不锈钢或黄铜材质，一般地，其材质根据物料属性选择；所述第一接头的规格为1/4至1/2英寸，其规格与第二进气管路相匹配。在具体的实施方案中，所述第一接头与所述气体分布管的气体主管之间实现可拆卸连接。

根据本实用新型的气体分布管系统，所述气体主管为石英管材质时，气体主管进气口为磨砂接头，所述第一接头与气体主管相连一端为磨砂接头，另一端为卡套接头或焊接接头用于与第二进气管路规格相匹配。所述磨砂接头为互换球形磨砂接头或互换锥形磨砂接头。

根据本实用新型的气体分布管系统，所述气体支管底部表面有0.5～1.5mm的出气孔，所述出气孔尽量分布均匀，优选的间隔距离为10～30mm；进一步优选地，所述出气孔的面积总和是气体主管横截面积的1～1.5倍，该设置可使气孔出气更均匀，并且合理的压降可以降低气孔出气流速，防止流速过大时将物料吹出固体物料承载装置。所述气体支管的尺寸为1/4或3/8英寸，所述气体主管的尺寸为1/4至1/2英寸，所述气体主管的尺寸与第一接头规格相匹配，所述气体支管一端与第二接头连接，另一端为封堵状态。所述气体支管及气体主管的材质为304不锈钢、316不锈钢或石英管等。

根据本实用新型的气体分布管系统，所述第二进气管路及气体分布管中的管道由弯管器弯制或用弯头焊接连接，所述第二进气管路及气体分布管的布局要方便安装及不影响反应器内装填固体物料，具体位置可根据反应器内部实际尺寸决定，本领域技术人员容易调整获得其较佳位置。

根据本实用新型的气体分布管系统，所述石英材质的气体分布管厚度应不小于2mm，厚度过小则气体分布管强度不足，容易破损。

根据本实用新型的气体分布管系统，一个或多个气体支管与气体主管通过分别焊接第二接头相互连接在一起，所述第二接头为一个或多个。

在具体的实施方案中，所述第二接头为三通结构，其一端用于连接气体主管，另两端分别连接两个气体支管，所述气体支管包括连接在一起的多个直管段及弯管段，直管段之间的间距均匀分布，优选的间距为30～60mm，直管段的数量根据固体物料承载装置尺寸合理选择，使气孔更多的覆盖固体物料承载装置的底部。

在具体的实施方案中，所述第二接头一端连接气体主管，另一端连接气体支管，所述气体支管包括多个直管段，每个直管段的一端均连接一第二接头，直管段之间的间距均匀分布，间距为30～60mm。

根据本实用新型的气体分布管系统，所述反应器为马弗炉或箱式气氛炉，所述固体物料承载装置为坩埚。

本实用新型提供的技术方案具有如下有益效果：本实用新型首先提供了可快速安装到反应器内部的气体分布管，并且气体分布管可以埋入固体承载装置底部，固体物料覆盖在气体分布管上，当气体从分布管出来后，均匀的上升，可以快速混合并渗透到固体物料中，并快速排净固体料中存留的空气。因此，通过本实用新型气体分布管系统，能够使得气体在反应器内部充分与固体料接触，使反应更充分、效果更好，气体从固体料底部吹扫固体，也使空气更容易置换彻底，减少氧化物产生。

另外，本实用新型气体分布管可以控制出气流量，防止气流过大时将固体物料吹出物料承载装置；气体分布管可实现可拆卸式连接，方便按需替换或及时清理。

综上，本实用新型气体分布管系统尤其适用于固体与气体加热反应的工况，可快速置换固体物料承载装置及固体物料中残留的空气，减少加热反应时氧化物的产生；可使气体与固体料充分接触，当气体作为催化剂或反应物时，可使反应更快、更充分，反应均匀性好，可提高实验效果和效率。

附图说明

图1为一种实施方式中的使用本实用新型气体分布管系统的马弗炉的结构示意图；

图2为一种实施方式中的气体分布管的结构示意图。

图3为图2中气体支管的结构示意图。

图4为另一种实施方式中的气体分布管的结构示意图。

图5为图4中气体支管的结构示意图。

图中标记如下，1、第一进气管路，2、流量计，3、第二进气管路，4、第一接头，5、气体分布管，6、物料承载装置，5-1、气体支管，5-2、第二接头，5-3、气体主管。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。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实用新型中的具体含义。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

图1示例了一种使用本实用新型气体分布管系统的马弗炉的结构示意图，包括与外部气源连接的第一进气管路1，以及与所述第一进气管路1依次连接的伸入马弗炉内部的第二进气管路3、第一接头4以及气体分布管5；如图2-5所示，所述气体分布管5包括气体支管5-1、第二接头5-2及气体主管5-3；所述气体主管5-3与第一接头4连接，所述气体支管5-1表面均匀设置有若干出气孔。所述气体分布管5置于马弗炉内固体物料承载装置6(坩埚)的底部，固体物料覆盖在所述气体分布管5表面。

较佳地，在进气管路上还包括一气体流量计2，具体设置在第一进气管路1及第二进气管路3之间，用于控制气体分布管5的出气流量，防止气流过大时将物料吹出固体物料承载装置。

较佳地，所述第一进气管路1可从马弗炉顶部或是侧面进入，止于马弗炉内壁，图1中示例从侧面进入。

所述第二进气管路3用于连接并延长第一进气管路1至马弗炉内部；较佳地，其另一端位于固体物料承载装置上方5～15cm处，例如10cm处。在具体的示例中，所述第二进气管路3与第一进气进气管路1的连接方式一般为焊接、卡套连接等，所述第二进气管路3的材质包括但不限于304不锈钢、316不锈钢或黄铜材质，一般地，其材质根据固体物料属性选择；所述第二进气管路3的规格可选为1/4至1/2英寸的卡套管。

所述第一接头4用于连接第二进气管路3和气体分布管5；较佳地，在具体的示例中，所述第一接头4为卡套直通接头、卡套弯头或磨砂接头，其材质包括但不限于304不锈钢、316不锈钢或黄铜材质，一般地，其材质根据物料属性选择；所述第一接头4的规格为1/4至1/2英寸，其规格与第二进气管路3相匹配。

较佳地，所述气体支管5-1底部表面有0.5～1.5mm的出气孔，例如1mm，所述出气孔尽量分布均匀，间隔距离为10～30mm，例如20mm，优选地，所述出气孔的面积总和是气体主管5-3横截面积的1～1.5倍，例如1倍、1.25倍；所述气体支管5-1的尺寸为1/4或3/8英寸，所述气体主管5-3的尺寸为1/4至1/2英寸，所述气体主管5-3的尺寸与第一接头4规格相匹配，所述气体支管5-1一端与第二接头4连接，另一端为封堵状态。所述气体支管5-1及气体主管5-3的材质为304不锈钢、316不锈钢或石英管。在具体的示例中，所述气体主管5-3为石英管材质，气体主管进气口为磨砂接头，所述第一接头4与气体主管5-3相连一端为配套磨砂接头，另一端为卡套接头或焊接接头用于与第二进气管路3规格相匹配。所述磨砂接头为互换球形磨砂接头或互换锥形磨砂接头。

磨砂接头形式参照：

GB/T 21297-2007实验室玻璃仪器互换锥形磨砂接头

GB/T 14149-1993实验室玻璃仪器互换球形磨砂接头。

较佳地，所述第二进气管路3及气体分布管5中的管道由弯管器弯制或用弯头焊接连接，所述第二进气管路3及气体分布管5的布局要方便安装及不影响马弗炉内装填固体物料，具体位置可根据马弗炉内部实际尺寸决定，本领域技术人员容易调整获得其较佳位置，不再赘述。

较佳地，所述第一接头4与所述气体分布管的气体主管5-3之间实现可拆卸连接。

较佳地，所述石英材质的气体分布管5应厚度应不小于2mm，例如3mm。

较佳地，可设置一个或多个气体支管5-1与气体主管5-3通过分别焊接第二接头5-2相互连接在一起，所述第二接头4也可为一个或多个。

如图2-3所示，该示例中第二接头5-2为三通结构，其一端用于连接气体主管5-3，另两端分别连接两个气体支管5-1，所述气体支管5-1包括连接在一起的多个直管段及弯管段，直管段之间的间距均匀分布，优选的间距为30～60mm，直管段的数量根据固体物料承载装置尺寸合理选择，使气孔更多的覆盖固体物料承载装置的底部。例如图1所示的7个直管段，间距可为30mm，50mm，60mm等。

如图4-5所示，另一示例中第二接头5-2一端连接气体主管5-3，另一端连接气体支管5-1，所述气体支管5-1包括多个直管段，每个直管段的一端均连接一个第二接头4，即直管段数量与第二接头5-2数量对应；直管段之间的间距均匀分布，间距为30～60mm。

适用本实用新型的气体分布管系统的反应器还可为箱式气氛炉等其它适于固体与气体加热反应的反应炉。

为了便于理解，下面示例说明本实用新型实施例气体分布管系统的安装及使用方法，但不应理解为本实用新型技术方案仅局限于此：

如图1所示，在第一进气管路1上安装流量计2，从马弗炉内部将第一进气管路1与内部第二进气管路3焊接连接，将第二进气管路3延伸到物料承载装置6(坩埚)上方10cm处，在第二进气管路3的另一端部安装第一接头4。

如图2-3所示，气体分布管5包括气体支管5-1、第二接头5-2(三通接头)、气体主管5-3组成。气体支管5-1由弯管器弯制而成，并在尾部焊接盲板进行封堵，气体支管5-1的底部钻有1mm的出气孔，出气孔的面积总和是主管5-3横截面积的1.25倍。两个气体支管5-1及气体主管5-3通过焊接三通第二接头5-2实现焊接在一起，组成气体分布管5。

如图1所示，气体分布管5的气体主管5-3与第一接头4使用卡套弯头连接在一起，不要过分拧紧，防止加热膨胀后难以拆卸。

如图1所示，第一进气管路1、流量计2、第二进气管路3、第一接头4、气体分布管5组成了所述可使气体与固体充分混合的马弗炉进气分布管系统。

如图1所示，气体分布管5放在物料承载装置6(坩埚)底部，当固体物料装填到物料承载装置6(坩埚)内时，固体物料覆盖在气体分布管5上部。用流量计2调节并逐渐增大流量，使流量调节到工艺需求值，并且此时气体分布管5中出来的气流不会将物料承载装置6(坩埚)内的固体物料吹出，无肉眼可见粉尘云。

关闭炉门，保持气体继续置换马弗炉内气体，置换足够时间后开始加热。加热结束并冷却后，打开炉门，用扳手将第一接头4松开，即可将物料承载装置6(坩埚)连带气体分布管5取出。将固体物料转移后，即可取出气体分布管5。

本领域技术人员可以理解，在本说明书的教导之下，可对本实用新型做出一些修改或调整。这些修改或调整也应当在本实用新型权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种反应器内部的气体分布管系统，其特征在于：包括与外部气源连接的第一进气管路，以及与所述第一进气管路依次连接的伸入反应器内部的第二进气管路、第一接头以及气体分布管，所述气体分布管包括气体支管、第二接头及气体主管，所述第二接头用于分别连接气体支管及气体主管；所述气体主管另一端与第一接头连接，所述气体支管表面设置有若干出气孔；所述气体分布管置于反应器内固体物料承载装置的底部，固体物料覆盖在所述气体分布管表面。

2.根据权利要求1所述的反应器内部的气体分布管系统，其特征在于：还包括气体流量计，设置在第一进气管路及第二进气管路之间，用于控制气体分布管的出气流量。

3.根据权利要求1或2所述的反应器内部的气体分布管系统，其特征在于：所述第一进气管路从反应器顶部或是侧面进入，止于反应器内壁；所述第二进气管路用于连接并延长第一进气管路至反应器内部，其另一端位于固体物料承载装置上方5～15cm处；所述第二进气管路与第一进气管路的连接方式为焊接或卡套连接。

4.根据权利要求1所述的反应器内部的气体分布管系统，其特征在于：所述第一接头的两端分别连接第二进气管路和气体分布管的气体主管，所述第一接头为卡套直通接头或卡套弯头或磨砂接头，所述第一接头与所述气体主管之间实现可拆卸连接。

5.根据权利要求4所述的反应器内部的气体分布管系统，其特征在于：所述气体主管为石英管材质时，气体主管的进气口为磨砂接头，所述第一接头与气体主管相连一端为磨砂接头，另一端为卡套接头或焊接接头用于与第二进气管路配合连接；所述磨砂接头为互换球形磨砂接头或互换锥形磨砂接头。

6.根据权利要求1所述的反应器内部的气体分布管系统，其特征在于：所述气体支管底部表面均匀间隔设置有直径0.5～1.5mm的出气孔，所述出气孔的面积总和是气体主管横截面积的1～1.5倍，所述气体支管一端与第二接头连接，另一端为封堵状态。

7.根据权利要求1或6所述的反应器内部的气体分布管系统，其特征在于：一个或多个气体支管与气体主管通过分别焊接第二接头相互连接在一起，所述第二接头为一个或多个。

8.根据权利要求7所述的反应器内部的气体分布管系统，其特征在于：所述第二接头为三通结构，其一端用于连接气体主管，另两端分别连接两个气体支管，所述气体支管包括连接在一起的多个直管段及弯管段，直管段之间的间距均匀分布，间距为30～60mm。

9.根据权利要求7所述的反应器内部的气体分布管系统，其特征在于：所述第二接头一端连接气体主管，另一端连接气体支管，所述气体支管包括多个直管段，每个直管段的一端均连接一第二接头，直管段之间的间距均匀分布，间距为30～60mm。

10.根据权利要求1所述的反应器内部的气体分布管系统，其特征在于：所述反应器为马弗炉或箱式气氛炉，所述固体物料承载装置为坩埚。

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