一种气氛差重炉制造技术

本实用新型专利技术公开了一种气氛差重炉，包括主炉、称重仓、压力缓冲仓、真空泵，主炉设置在称重仓上，压力缓冲仓设置在主炉一侧并通过波纹管与主炉连接，波纹管上设有阀门，压力缓冲仓与真空泵连接；主炉包括双层炉壳、热电偶、观察孔、压力传感器、电极、冷却水进口、冷却水出口、耐火支架、坩埚、电阻式发热体、天平罩，称重仓包括仓体、两台天平，压力缓冲仓侧面设有气体入口，气体入口位于排气阀上方，压力缓冲仓内部设有压力传感器；该气氛差重炉能够精确采集物料在不同的气氛、压强、温度下的质量，设备精度高，结构简单，操作方便。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种气氛差重炉，属于科研设备

技术介绍
物质在升温过程中由于温度的变化，导致物质的状态、结构等发生改变，冶金、材料、化工科研人员在进行基础研究时，常常需要研究物质变化过程中元素在相间的分布规律；研究在不同的气氛条件下，物质在氧化、还原、分解、合成等过程中质量变化规律；此外，通过采集物质在不同气氛中质量的变化数据，研究其挥发、升华、分解特性，但是，现有设备由于结构上的缺陷，要么只能测定5g以下的物质加热质量变化数据，要么测定50g左右但物料挥发量必须小于5g的质量变化；现有设备采集质量随温度变化较大的物料时，存在较大的局限性，不能满足基础科研工作的需求。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种气氛差重炉，包括主炉、称重仓、压力缓冲仓、真空泵，主炉设置在称重仓上，压力缓冲仓设置在主炉一侧并通过波纹管与主炉连接，波纹管上设有阀门，压力缓冲仓与真空泵连接；主炉包括双层炉壳、热电偶、观察孔、压力传感器、电极、冷却水进口、冷却水出口、耐火支架、坩埚、电阻式发热体、天平罩，热电偶、观察孔设置在主炉顶部，观察孔位于坩埚之上，冷却水进口设置在主炉侧面并位于冷却水出口下方，双层炉壳内部为冷却水通道，冷却水进口和冷却水出口分别与冷却水通道连通，两个电极对称设置在主炉侧面，压力传感器、耐火支架、天平罩、坩埚和电阻式发热体设置在主炉内部，电阻式发热体通过导电棒与两个电极连接，坩埚设置在电阻式发热体内部并位于耐火支架一端，耐火支架上设有天平罩；称重仓包括仓体、两台天平，两台天平并列摆放在称重仓内，其中一台天平与耐火支架另一端连接并位于天平罩下方；压力缓冲仓侧面设有气体入口，排气阀位于气体入口下方，压力缓冲仓内部设有压力传感器。所述观察孔正对坩埚内部，便于观察坩埚内物料情况。所述电阻式发热体为笼状结构。所述电阻式发热体为石墨发热体、钽发热体或铌发热体。所述天平罩为伞形、圆柱形或半圆形。所述电极为紫铜电极。所述坩埚为石墨坩埚。所述气氛差重炉称重范围为0.001g-450g，工作温度范围为25-2200℃，工作气氛压强范围为1.0×10-3-5.0×105Pa，质量数据采集速度为10-104次/秒，控制精度为：质量测量精度为±0.01mg，温度控制精度为±1℃，气氛压强控制精度为±0.01%。所述称重仓内的两台天平，一台用于称量坩埚内物料质量，该天平与坩埚通过耐火支架连接；另一台用作采集气氛的通入和排出过程因压差产生的天平读数，两台天平的联用减小了测量的误差，提高测量的精度。使用时，先将物料加入到主炉内，整个气氛差重炉抽真空至炉内压强低于0.001Pa，关闭阀门、真空泵，打开压力缓冲仓上面的气体入口阀门，向压力缓冲仓内通入实验需要的气体，主炉、称重仓、压力缓冲仓内达到所需压强后关闭气体入口阀门，物料在主炉内完成升温、保温过程后开始降温，升温、保温过程是通过电源给电阻式发热体加热完成，降温过程是通冷却水完成，实验过程中如果压力出现变化，则通过压力缓冲仓来调节，确保实验在设定压力下完成，整个过程中物料质量数据由天平进行采集，与坩埚连接的天平称量坩埚内部物料的质量，另外一台天平测出实验过程中因压力波动导致的天平变化的数据，两个天平联合使用得出物料的质量，继而得出该压力下物料在升温、保温、降温过程中的质量变化。本技术的有益效果：本技术提供的气氛差重炉实现了炉内气氛、压强的精确控制；称重仓内放置了两台天平提高了物料质量的精确度，控制精度高；本技术实现了物料质量在升温、保温、降温过程的实时采集，结构简单，操作方便。附图说明图1本技术气氛差重炉结构示意图；图2本技术气氛差重炉结构剖面图；图3本技术坩埚、耐火支架、电阻式发热体的连接示意图；图4本技术电极与电阻式发热体的连接示意图；图中：1-主炉、2-热电偶、3-观察孔、4-冷却水出口、5-阀门、6-波纹管、7-压力缓冲仓、8-气体入口、9-真空泵、10-电极、11-冷却水进口、12-称重仓、13-控制柜、14-电阻式发热体、15-坩埚、16-耐火支架、17-天平、18-排气阀、19-天平罩、20-导电棒。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术做进一步说明，但本技术的保护范围并不限于所述内容。实施例1如图1、2、3、4所示，本实施例所述气氛差重炉包括主炉1、称重仓12、压力缓冲仓7、真空泵9，主炉1通过法兰设置在称重仓12上，压力缓冲仓7通过波纹管6设置在主炉1一侧，波纹管6上设有阀门5，压力缓冲仓7与真空泵9连接；主炉1包括双层炉壳、热电偶2、观察孔3、压力传感器、电极10、冷却水进口11、冷却水出口4、耐火支架16、坩埚15、电阻式发热体14、天平罩19，热电偶2、观察孔3设置在主炉顶部，观察孔3位于坩埚15之上并正对坩埚15内部，偏于观察坩埚15内物料情况，冷却水进口11设置在主炉1侧面并位于冷却水出口4下方，双层炉壳内部设有冷却水通道，冷却水进口11和冷却水出口4与冷却水通道连接，两个电极10对称设置在主炉1侧面，压力传感器、耐火支架16、天平罩19、坩埚15和电阻式发热体14设置在主炉1内部，电阻式发热体14通过导电棒20与两个电极10连接，导电棒20通过螺栓连接在电阻式发热体14上，坩埚设置在笼状的电阻式发热体14内部并位于耐火支架16一端，耐火支架16上设置天平罩19；称重仓12包括仓体、两台天平17，两台天平17并列摆放在称重仓12内，其中一台天平17与耐火支架16另一端连接并位于伞形的天平罩19下方，该天平称量坩埚15内物料质量，另一台天平17作为背景值，测出实验过程中因压力波动导致天平变化的数据，两台天平联用，提高测量精度，减小测量误差；压力缓冲仓7侧面设有气体入口8，气体入口8位于排气阀18上方，压力缓冲仓7内部设有压力传感器；热电偶2、两个压力传感器、电极10通过铜线连接控制柜13；电阻式发热体14为石墨发热体，电极10为紫铜电极，坩埚15为石墨坩埚，气氛差重炉称重范围为0.001g-450g，工作温度范围为25-2200℃，工作气氛压强范围为1.0×10-3-5.0×105Pa，质量数据采集速度为10-104次/秒，质量测量精度达到±0.01mg，温度控制精度达到±1℃，气氛压强控制精度达到±0.01%。采用本实施例所述的气氛差重炉，测量了金属铅在真空为1.0×10-3Pa， 室温至1200℃温度条件下的质量变化，使用时，先将物料放入坩埚15内，再打开阀门5，开启真空泵9，对压力缓冲仓7、主炉1、称重仓12抽真空，待主炉1和缓冲仓7内的压强为0.001Pa时，关闭阀门5，关闭真空泵9，通过控制柜13设置升温速率为10℃/min，控制柜13通过电线给电极10通电，电阻式发热体14升温，热传导给坩埚15，坩埚15给物料加热，物料升温，在升温过程中由于铅挥发造成炉内压强上升，此时开启阀门5和真空泵9，确保主炉1和称重仓12内的压强为1.0×10-3Pa，直至温度达到1200℃，停止加热，得到金属铅在1.0×10-3Pa，升温速率为10℃/min，从室温升温至1200℃条件下的质量变化曲线。实验结束后，关闭电源，停止对电阻式发热体14供电，从冷却水进口11通入冷却水，冷却水出口4流出冷却水，待炉内温本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气氛差重炉，其特征在于：包括主炉、称重仓、压力缓冲仓、真空泵，主炉设置在称重仓上，压力缓冲仓设置在主炉一侧并通过波纹管与主炉连接，波纹管上设有阀门，压力缓冲仓与真空泵连接；主炉包括双层炉壳、热电偶、观察孔、压力传感器、电极、冷却水进口、冷却水出口、耐火支架、坩埚、电阻式发热体、天平罩，热电偶、观察孔设置在主炉顶部，观察孔位于坩埚之上，冷却水进口设置在主炉侧面并位于冷却水出口下方，双层炉壳内部为冷却水通道，冷却水进口和冷却水出口分别与冷却水通道连通，两个电极对称设置在主炉侧面，压力传感器、耐火支架、天平罩、坩埚和电阻式发热体设置在主炉内部，电阻式发热体通过导电棒与两个电极连接，坩埚设置在电阻式发热体内部并位于耐火支架一端，耐火支架上设有天平罩；称重仓包括仓体、两台天平，两台天平并列摆放在称重仓内，其中一台天平与耐火支架另一端连接并位于天平罩下方；压力缓冲仓侧面设有气体入口，排气阀位于气体入口下方，压力缓冲仓内部设有压力传感器。

【技术特征摘要】
1.一种气氛差重炉，其特征在于：包括主炉、称重仓、压力缓冲仓、真空泵，主炉设置在称重仓上，压力缓冲仓设置在主炉一侧并通过波纹管与主炉连接，波纹管上设有阀门，压力缓冲仓与真空泵连接；主炉包括双层炉壳、热电偶、观察孔、压力传感器、电极、冷却水进口、冷却水出口、耐火支架、坩埚、电阻式发热体、天平罩，热电偶、观察孔设置在主炉顶部，观察孔位于坩埚之上，冷却水进口设置在主炉侧面并位于冷却水出口下方，双层炉壳内部为冷却水通道，冷却水进口和冷却水出口分别与冷却水通道连通，两个电极对称设置在主炉侧面，压力传感器、耐火支架、天平罩、坩埚和电阻式发热体设置在主...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋文龙，杨斌，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：新型
国别省市：云南;53