[發(fā)明專利]可精確控制溫度和氣氛并快速冷淬樣品的高溫反應管式爐

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110337773.9
• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN113008033B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發(fā)明（設計）人: 趙寶軍;廖金發(fā);許立強
• 申請（專利權）人: 江西理工大學
• 主分類號: F27B17/02
• 分類號: F27B17/02;F27D9/00;F27D21/02;F27D99/00
• 代理公司: 北京清控智云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11919
• 代理人: 馬肅

本申請涉及一種可精確控制溫度和氣氛并快速冷淬樣品的高溫反應管式爐，其包括爐體、爐體內的加熱元件以及爐管,所述爐管內設有測溫單元，所述爐管豎向且上端設置有頂部密封組、下端設置有底部密封組；所述頂部密封組穿設有兩端開口的保護套，所述保護套的上端伸出頂部密封組且下端位于爐管內，所述保護套內滑移連接有可變形且適配的提拉絲，所述提拉絲的下端伸出保護套的下端并用于成型掛鉤；所述底部密封組包括可拆卸連接于爐管下端的端頭封筒，所述端頭封筒設置有透明結構的觀察窗。本申請可改善樣品冷淬效果并且可以精確控制氣氛以及樣品的實際溫度。

技術領域

本申請涉及管式爐實驗裝置技術領域，尤其是涉及一種可精確控制溫度和氣氛并快速冷淬樣品的高溫反應管式爐。

背景技術

研究高溫化學反應平衡和反應記錄需要精確控制反應溫度和反應氣氛并將高溫反應體系的狀態(tài)“冷凍”下來在室溫下進行準確測量。淬冷法是應用很廣的一類材料制備的方法，也用來測定材料相圖或者研究高溫反應機理，其主要原理是將試樣在所需要的溫度及氣氛下保溫一定時間，然后使樣品直接落入淬冷介質使之快速冷卻。由于冷卻速度很快，淬冷后的試樣保持了高溫下的結構和成分，可以利用各種分析測試技術分析樣品，得到這些樣品在高溫下的結構和成分。具體應用：

1)、材料相圖測定。氧化物樣品高溫下可能有液相和固相，快速冷卻時液相轉變?yōu)椴Ａ?，固相的形狀和成分都保留下來。用電子顯微鏡、光學顯微鏡、電子探針顯微分析、X-射線衍射等方法對淬冷試樣進行分析，就可以確定目標體系中所含物相及成分，從而得到相組成與溫度的關系，繪制出相圖。

2)、反應機理研究。耐火材料和渣的相互作用可以通過“冷凍”反應系統(tǒng)在室溫下進行研究。控制不同的反應氣氛，反應溫度和反應時間，將反應后的樣品直接落入淬冷介質中止反應，用電子顯微鏡分析耐火材料和渣的界面，可以確定反應的進行程度，為耐火材料的選擇提供依據(jù)。

3)、火法冶金工藝研究。可模擬各種火法冶金工藝，如煉鐵，煉鋼，煉銅等高溫反應系統(tǒng)，研究反應最佳條件，包括氣氛，溫度，時間，渣的成分和還原劑選擇等對產品回收率和質量的影響。只有研究高溫下體系內各相的結構和成分，才能直接為生產工藝提供有用的數(shù)據(jù)。

使用淬冷法進行上述研究時，溫度的準確性、樣品冷淬時的速度以及氣氛的控制尤為重要。傳統(tǒng)高溫冷淬爐使用過程中，一般認為溫控器數(shù)顯溫度即為試樣反應的實際溫度，但是實際操作過程中，爐管內部試樣反應的實際溫度和溫控數(shù)顯的溫度存在著較大的差異。

專利CN101403026B發(fā)明了一種新型的臥式結構淬火裝置，雖然該裝置將熱電偶靠近樣品上方實現(xiàn)了精準控溫，但是其通過使用推樣桿將樣品推到爐膛通孔處進行冷淬的方法所需冷淬的時間至少也需幾秒，且不能觀察被加熱體的變化情況，為此本申請?zhí)岢鲆环N新的技術方案。

發(fā)明內容

為了改善樣品冷淬時效果，提高實驗精度，本申請?zhí)峁┮环N可精確控制溫度和氣氛并快速冷淬樣品的高溫反應管式爐。

本申請?zhí)峁┑囊环N可精確控制溫度和氣氛并快速冷淬樣品的高溫反應管式爐采用如下的技術方案：

一種可精確控制溫度和氣氛并快速冷淬樣品的高溫反應管式爐，包括爐體、爐體內的加熱元件以及爐管，所述爐管內設有測溫單元，所述爐管豎向設置且上端設置有頂部密封組、下端設置有底部密封組；

所述頂部密封組穿設有兩端開口的保護套，所述保護套的上端伸出頂部密封組且下端位于爐管內，所述保護套內滑移連接有可變形且適配的提拉絲，所述提拉絲的下端伸出保護套的下端并用于成型掛鉤；

所述底部密封組包括可拆卸連接于爐管下端的端頭封筒，所述端頭封筒設置有透明結構的觀察窗。

可選的，所述提拉絲包括金屬絲。

可選的，所述頂部密封組包括相互固定的上法蘭一和上法蘭二，所述上法蘭一固定于爐管的上端，所述上法蘭二遠離上法蘭一的一面為密封結構；