CN217953106U - 一种管式炉内胆 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于管式炉技术领域，尤其涉及一种管式炉内胆。其包括热管反应装置、加热丝及密封件，热管反应装置包括相互嵌套的外管壁和内管壁，内管壁内用于放置试验品，内管壁与外管壁之间形成环形真空腔，环形真空腔中充有循环工质；加热丝螺旋缠绕于热管反应装置外管壁，加热丝连接有控制器；密封件封堵于热管反应装置两端，密封件上开设有与内管壁内部连通的气孔。本实用新型用于解决水平管式炉升温加热不均匀的问题。

Description

一种管式炉内胆

技术领域

本实用新型属于管式炉技术领域，尤其涉及一种管式炉内胆。

背景技术

在今后相当长的时间内，燃煤发电仍然占据主导地位，生物质能源在能源利用上逐渐占据越来越大的比重，在燃煤和生物质燃烧作为能源的同时产生大量污染物，因此控制燃烧产生的污染物势在必行，污染物中氮氧化物和硫化物为含量高，危害大。控制氮氧化物和硫化物生成，因此要掌握其生成特性，研究其生成机理，才能从源头上控制减少其生成。研究其生成特性和生成机理的实验通常水平管式炉中进行。因此实验水平管式炉对实验有很大影响，保证实验结果的真实性和准确性。

现有实验室水平管式炉，主要采用石英管作为反应管，石英管两端采用法兰和橡胶塞密封，加热采用电阻丝加热，升温缓慢。现有耐高温密封垫圈能承受温度范围不超过400摄氏度，实验工作温度达到1000多摄氏度，因此密封效果不好需此采取水冷却保持端头温度在密封垫圈工作温度范围内，操作复杂，容易密封垫圈造成老化，密封变差混入空气影响实验结果。采用电阻丝加热缓慢，且工作温度高，因此耗费时间，不能立即进行实验，采用电阻丝加热，由于电阻丝缠绕在反应管外管壁，会导致石英管加热不均匀状况，出现温度差引起实验结果的真实性和准确性。

实用新型内容

本申请实施例要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种管式炉内胆，用于解决水平管式炉升温加热不均匀的问题。

本申请实施例解决上述技术问题的技术方案如下：一种管式炉内胆，其包括：

热管反应装置，包括相互嵌套的外管壁和内管壁，所述内管壁内用于放置试验品，所述内管壁与外管壁之间形成环形真空腔，所述环形真空腔中充有循环工质；

加热丝，螺旋缠绕于所述热管反应装置外管壁，所述加热丝连接有控制器；

密封件，封堵于所述热管反应装置两端，所述密封件上开设有与所述内管壁内部连通的气孔。

相较于现有技术，以上技术方案具有如下有益效果：

通过在内管壁和外管壁之间形成的换热真空腔，再在真空腔中填充适量循环工质，利用循环工质传递热量，通过电阻丝加热外管内工质，通过工质相变换热不断将热量传递到热管内管壁，保证热管内管壁温度一致，从而形成良好的实验环境。

进一步地，还包括连接所述内管壁外侧与所述外管壁内侧的毛细吸液芯，用于将所述内管壁外侧液化的循环工质回流至所述外管壁内侧上。

进一步地，还包括若干间隔设置于所述内管壁外侧的内安装环及所述外管壁内侧的外安装环，所述内安装环和所述外安装环中分别安装有连接所述毛细吸液芯两端的吸液芯。

进一步地，所述毛细吸液芯绕所述热管反应装置的轴心线方向间隔布置，所述毛细吸液芯由内向外呈辐射状设置。

进一步地，所述内管壁内侧设置有测温头，所述测温头连接所述控制器。

进一步地，所述外管壁外侧与所述加热丝之间包覆有保温棉。

本申请实施例中提供的一种或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

1、与传统的电阻丝直接加热相比，通过热管工质蒸气加热反应管的加热方式，保证了反应管内管壁处处温度一致，出现温差的可能性极小，且由于采用相变换热，热阻很小，相变化热效果好，效率高，反应管温升很快，极大地减少了实验热管升温时间，提高了实验效率。

2、热管内管壁内侧装有测温头，测温头与控制器连接，通过测温头反馈的温度与控制器中设置的温度预设值进行比较，来调节控制器的加热进行和停止，从而保证热管内管壁的温度达到实验要求，确保实验温度的精确性。

3、热管外管壁采用电阻丝加热，通过将保温棉包覆在热管外管壁，将电阻丝按照一定规律缠绕在热管外管壁保温棉上，电阻丝连接在温度控制器，通过温度控制器控制电阻丝加热速率，电阻丝加热启动和停止。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型的横截面示意图。

附图标记：

1、电阻丝；2、进气管；3、出气管；4、密封件；5控制器；6、吸液芯；7、毛细吸液芯；8、外安装环；9、循环工质；10、内安装环；11、测温头；12、内管壁；13、外管壁。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，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；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。

如图1-2所示，本实用新型实施例所提供的一种管式炉内胆，其包括：热管反应装置、加热丝及两密封件4，热管反应装置包括相互嵌套的外管壁13和内管壁12，所述内管壁12内用于放置试验品，所述内管壁12与外管壁13之间形成环形真空腔，所述环形真空腔中充有循环工质9；加热丝螺旋缠绕于所述热管反应装置外管壁13，所述加热丝连接有控制器5，加热丝可采用电阻丝1等实现，控制器5控制电阻丝1加热的温升及温度控制；两密封件4分别封堵于所述热管反应装置两端，所述密封件4上开设有与所述内管壁12内部连通的气孔，其中密封件4采用不锈钢法兰，两端法兰片中间开设的气孔分别连接有进气管2和出气管3的接头，用来通入实验反应的气体以及排出实验产生的烟气。

本实施例中，还包括连接所述内管壁12外侧与所述外管壁13内侧的毛细吸液芯7，用于将所述内管壁12外侧液化的循环工质9回流至所述外管壁13内侧上。

进一步地，还包括若干间隔设置于所述内管壁12外侧的内安装环10及所述外管壁13内侧的外安装环8，所述内安装环10和所述外安装环8中分别安装有连接所述毛细吸液芯7两端的吸液芯6。

其中，所述毛细吸液芯7绕所述热管反应装置的轴心线方向间隔布置，所述毛细吸液芯7由内向外呈辐射状设置。

所述内管壁12内侧设置有测温头11，所述测温头11连接所述控制器5，具体地，测温头11设置有若干个，本实施例中，测温头11绕内管壁12轴心线方向间隔布置有四个。

所述外管壁13外侧与所述加热丝之间包覆有保温棉，采用电阻丝1直接缠绕在保温棉上加热的方式，一定程度避免了电阻丝1直接缠绕在热管外壁上造成的加热不均匀的情况，减少了对实验数据的真实性和准确性的影响。

由于实验要求反应管温度需加热到1000摄氏度，根据热管工质选择要求，选用金属锂作为循环工质9，金属锂工作的温度范围是727～1527摄氏度，满足实验要求，由于金属工质必须与热管金属外壳不相容，因此选用耐熔金属的材质铌或钼作为内管壁12和外管壁13。

具体地，通过环形空腔内部充有适量热管换热的循环工质9并抽成真空，环形空腔外管壁13内侧和内管壁12外侧每隔一定距离安装有安装环，安装环内部安装有吸液芯6，用来吸收液态工质，环形空腔外管壁13内侧和内管壁12外侧之间的吸液芯6通过毛细吸液芯7连接，当热管外管壁13外侧受到电阻丝1加热时，热管外管壁13温度快速升高，液态工质开始吸收热量，当温度达到工质的启动温度后，液态工质吸热蒸发变为汽态脱离吸液芯6，在压力作用下工质蒸气在热管环形空腔内流向冷侧(即内管壁12外侧)，在内管壁12外侧冷凝放热，工质释放热量后变为液态吸附在内管壁12外侧安装环内的吸液芯6上，液态工质通过毛细吸液芯7回流到外管壁13内侧的吸液芯6上，同时将蒸汽工质吸收的热量不断传递至热管内管壁12，加热热管内管壁12，如此循环，热管内管壁12温度不断升高直至达到实验要求。通过在内管壁12和外管壁13之间形成的换热真空腔，再在真空腔中填充适量循环工质9，利用循环工质9传递热量，通过电阻丝1加热外管内工质，通过工质相变换热不断将热量传递到热管内管壁12，保证热管内管壁12温度一致，从而形成良好的实验环境。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种管式炉内胆，其特征在于，包括：

热管反应装置，包括相互嵌套的外管壁和内管壁，所述内管壁内用于放置试验品，所述内管壁与外管壁之间形成环形真空腔，所述环形真空腔中充有循环工质；

加热丝，螺旋缠绕于所述热管反应装置外管壁，所述加热丝连接有控制器；

密封件，封堵于所述热管反应装置两端，所述密封件上开设有与所述内管壁内部连通的气孔。

2.根据权利要求1所述的管式炉内胆，其特征在于，还包括连接所述内管壁外侧与所述外管壁内侧的毛细吸液芯，用于将所述内管壁外侧液化的循环工质回流至所述外管壁内侧上。

3.根据权利要求2所述的管式炉内胆，其特征在于，还包括若干间隔设置于所述内管壁外侧的内安装环及所述外管壁内侧的外安装环，所述内安装环和所述外安装环中分别安装有连接所述毛细吸液芯两端的吸液芯。

4.根据权利要求2所述的管式炉内胆，其特征在于，所述毛细吸液芯绕所述热管反应装置的轴心线方向间隔布置，所述毛细吸液芯由内向外呈辐射状设置。

5.根据权利要求1所述的管式炉内胆，其特征在于，所述内管壁内侧设置有测温头，所述测温头连接所述控制器。

6.根据权利要求1所述的管式炉内胆，其特征在于，所述外管壁外侧与所述加热丝之间包覆有保温棉。

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