[發明專利]一種用于熱重分析儀的液封連接裝置

有效

• 申請號: 201210551495.8
• 申請日: 2012-12-18
• 公開（公告）號: CN103018126A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 侯新梅;陳志遠;虞自由;李富燊;周國治
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: G01N5/00
• 分類號: G01N5/00
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

技術領域

本發明屬于實驗設備領域，涉及一種液封連接裝置，提供了一種適用于特殊氣氛條件下較大重量樣品的熱重測量分析儀器的關鍵保護部件。

背景技術

熱重分析儀是一種用天平在線監測反應過程樣品重量變化值的儀器。現有商品化精密熱重分析儀的量程較小(一般為0-200mg或多至0-5g)，并且對樣品和反應氣氛條件要求苛刻。工程技術實驗要求實驗條件接近工業實際，所用的實驗樣品尺寸和質量都比較大，如質量可達數百克（鐵礦石還原性能測試樣品量為500g±1粒鐵礦石）；且實驗環境與精密熱重分析儀相比，要求設備對原料和氣氛的適應性更廣。通常工程技術實驗采用天平在豎式管式加熱爐上方安裝支架并通過天平吊絲掛載樣品來進行大樣品熱重分析實驗，這樣的裝置降低了實驗成本，并且對樣品要求不高，便于開展相關工作。如果大樣品熱重分析實驗條件為空氣氣氛，則設備搭建和操作都較為簡單，可以在一般高溫反應實驗室開展。然而在工程中存在另一類情況，要求在非空氣氣氛條件下進行大樣品熱重實驗，為實際生產提供實驗數據。非空氣氣氛主要分為三類：氯氣，二氧化硫等腐蝕性氣體；一氧化碳、氫氣等還原性氣體；以及氬氣、氧氣等其它非大氣組成的氣體。進行這類實驗的關鍵是保證爐內氣氛的可控性和天平的正常操作，同時保證爐內反應氣氛如腐蝕性氣體和還原性氣體等對外界不造成損害。這一類工程技術實驗裝置中也有少量商品化產品，比如鐵礦石綜合性能測試儀。但是由于上爐口采用敞口設計，通常有煤氣等有害氣體泄露的情況，從而造成較大的安全隱患；同時外界空氣有可能進入反應爐內改變氣氛條件，使得實驗誤差增大。現有的解決方案主要有以下幾種：（1）減小吊絲孔面積以減少爐內氣體泄露；（2）增加爐口抽風系統，盡量多的抽出爐內泄露氣體到室外；（3）將樣品放入爐管內，直接稱量整個爐管質量；（4）將稱量天平和爐膛密封為一體。前兩種途徑不能保證煤氣完全不泄露，而方案（3）由于爐管及附屬部件總重達幾公斤至十幾公斤，需要大幅度增加天平量程，并且不能避免爐管外接氣路拖拽造成的誤差，這兩個方面都大大降低了天平的稱量精度；方案（4）由于天平與外部的信號、電源線路連接以及基于開關設計、天平調平維修的考慮等會造成密封難度和成本增加；另外，天平與爐膛處于同一封閉空間內會造成實驗前趕氣的困難；同時，當爐內使用氯氣、含水氣體等時對天平設備的正常運行有損害，因此這一方案并不能完全保護稱量儀器的準確性和安全性。

因此，開展相關的工程實驗中，裝備一套能夠用于保護特殊氣氛?下大樣品熱重儀的密封和測量裝置是必要的。

?

發明內容

本發明的目的在于發明一種用于特殊氣氛下大樣品熱重儀密封和測量的裝置，此裝置用于密封爐膛，同時保證天平能較精確地稱量爐膛內樣品的質量變化。這一裝置為保護特殊氣氛下大樣品熱重儀在線測量樣品質量變化的關鍵部件。通過本發明采用的液封技術，避免了現有技術的缺點。

本發明裝置既可以有效的密封爐內氣氛，并且同時保證了樣品質量測量的精度，還可以有效地用于一般高溫實驗室設備改造，經濟易行。

本發明的目的是通過如下手段實現的：

本發明提供一種用于熱重分析儀的液封連接裝置，實現在特殊氣氛下大樣品熱重分析儀的密封和測量功能，所述裝置由三部分組成：?????

一密封罩，包括上掛鉤和下掛鉤；一密封上蓋，包括油槽、氣嘴、耐火塞吊鉤和螺紋；以及一密封螺紋外環。

進一步地，所述上掛鉤與天平下端的吊絲相連，下掛鉤通過高溫合金絲或陶瓷連桿吊住待測樣品或盛裝待測樣品的坩鍋。

進一步地，所述密封上蓋通過螺紋與內有硅膠密封圈的密封螺紋外環結合，用于密封爐膛，并固定在爐管上口。

進一步地，密封上蓋上部的油槽中盛放液體至1/3高度處；密封罩底部應浸入液體中，但與油槽兩側及底部的距離保持一定距離。

進一步地，所述耐火塞吊鉤用于吊裝耐火材料制隔熱組片或耐火材料塞。

進一步地，所述氣嘴共有兩個，對稱布置在密封上蓋兩側，用于連接外部氣路；其中一個氣嘴與一根氣管連接，通入與進氣管中相同成分的冷卻氣體；另一個氣嘴與另一根氣管連接導出氣體。

??本發明還提供一種大樣品的熱重測量分析儀，包括天平、熱電偶、進氣管、待測樣品、高溫管式爐及爐膛，該分析儀包括上述裝置。

本發明具有以下主要特點：

1、該裝置提供一種工程實驗用大樣品熱重儀密封和測量的裝

置，可以用于特殊氣氛下對大樣品試樣質量變化的在線測量，同時提高實驗裝置的安全性。

2、該裝置在大樣品稱重過程中，通過液封能確保爐膛的密封。