专利名称:一种实验用真空炉的制作方法
技术领域:
真空设备。
背景技术:
常用的真空设备,一般是先将试样加在固定好的坩埚中,再抽真空加热,在实验过程中能維持系统的恒定压力,但对反应的反应温度和时间的控制的精确方面相对较弱。在进行理论研究,特别是对反应时间和反应温度的控制有要求,如动力学方面的研究,常用的真空设备不能满足此类实验的需要。
发明内容
本实验用真空炉由实验炉体、温控仪、真空获得和检测仪器以及充气系统组成,其特征是1)实验炉体中的反应器具有良好的密封性,一般是石英管或高纯刚玉管。2)反应器中的送样器由铁制手柄、坩埚、连杆以及管外的磁铁组成,连杆连接坩埚和铁质手柄,它是由耐高温、有刚性的非磁性材料加工而成的长条形板,宽度略小于反应器的直径。磁铁对铁质手柄产生的磁力,能准确地将坩埚放置在实验所需要的位置,以确保反应温度的恒定和提高反应时间的精确性。3)反应器中冷凝器由几个较薄的石墨片组成的冷凝器,石墨片为圆形,直径略小于反应器的直径,姆个石墨片上各有三小孔,一个孔在石墨片中心,为固定石墨片用,在其相对称的位置上的两个小孔为通气孔,在固定石墨片时使相邻的两石墨片上的通气孔呈“十”字交叉状,且相邻的两个石墨片相隔5mm左右的距离,这样既增加了冷凝区的冷凝面积,又有利于热挥发性物质的充分冷凝,防止热挥发性物质在设备狭窄部位冷凝而堵塞管道,影响炉内气压;冷凝器需安装在反应器中适宜位置,以确保热挥发性物质较完全冷凝;收集到产品便于分析检测。4)热电偶安装在实验炉体的正中间,底端紧靠反应器,以便准确测定和控制反应温度。5)充气系统由储气罐和流量计组成,流量计配置有两级玻璃转子,对充入炉内的气体流量进行粗细调节,以利于维持实验所需的恒定的压力。在实验的过程中,实验炉体的中心位置有一恒温区,恒温区的大小与实验温度相关,实验温度越高,恒温区越小。反应器各部位的温度以恒温区温度最高,以其为中心左右两侧温度不断降低,越靠近炉ロ,温度越低。为了提高实验的准确性,減少实验误差,对于不同的反应温度,需对反应器的不同部位进行温度測定,以确定恒温区、预热区和冷却区的具体位置。本实验用真空炉具有以下优点1、在反应器中安装有冷凝器,防止热挥发性物质在管道内冷凝而堵塞管道,有利于维持体系的恒定压力,同时也有利于对产品进行分析检測。2、利用磁力,在密封系统外进行送样操作不影响系统的压力和温度,有利于维持系统恒定的压カ和温度。3、反应器中各部位的温度不一,在炉体中部有一恒温区(温度最高,便于试样进行反应),离炉ロ距离越近温度越低,当恒温区温度750-1200°C,炉ロ处温度为250-400°C,反应器端部的温度不高于50°C,这样在反应器内有试样进行反应的恒温区,试样反应前的预热区和试样反应后的冷却区,有利于较精确地控制反应的“开始”和“結束”,減少实验误差。4、充气系统配备有粗细调节的流量计,便于对系统压强的精确调控。5、设备结构简单,加工精度要求不高,造价低。6、操作方便,每次实验完毕,只要依次打开反应器,取出送样器和冷凝器,从坩埚中将反应残渣取出,从冷凝器中取出产品即可;如果开始新的实验,可按相反的次序安装好设备。四
图I是实验装置示意图,图中I是实验炉体、2是温控仪、3是真空泵、4是储气罐、5是流量计、6是压カ计、7是连杆、8是相'锅、9是铁制手柄、10是磁铁、11是热电偶、12是冷凝器、13是恒温区、14是预热区、15是锌收集区、16是冷却区、17是反应器。五具体实施例方式 以下结合附图对本设备作进ー步详细描述。
本实施例包括由实验炉体、温控仪、真空获得和检测仪器以及充气系统组成见图
I。包括实验炉体I、温控仪2、真空泵3、储气罐4、流量计5、压カ计6、连杆7、坩锅8、铁制手柄9、磁铁10、热电偶11、冷凝器12、恒温区13、预热区14、锌收集区15、冷却区16和反应器17。实验用真空炉实验步骤如下
如图I所示,打开反应器17,取出送样器的中连接在一起的铁制手柄9、连杆7和坩埚8,将原料放入坩埚8内,将其放入反应器内,靠近反应器末端,从另一端将冷凝器固定在适宜位置,密封好反应器,再抽真空加热至实验所需温度,通过流量计5的调节控制系统压强至实验所需压强,利用磁铁的磁力移动坩埚,将试样送到预热区预热一定时间后,再送至恒温区,即刻记为反应的零时刻。当反应经过了所需要的一定时间,利用磁铁的磁力将试样推至低温区冷却,反应结束,同时停止实验炉加热。待实验炉冷却后开炉,取下反应后的试样渣称量和分析检测;并从冷凝器上取下产品称量和分析检测。本实验用真空炉是ー种既能維持体系的恒定温度、恒定的低压又能较精确地控制反应时间的真空设备,适于真空下热力学和动力学方面的研究实验。
权利要求
1.一种实验用真空炉由实验炉体(I)、温控仪(2)、真空获得和检测仪器(3和6)以及充气系统(4和5)组成,其特征是 (1)实验炉体中的反应器(17)要求具有良好的密封性,一般是石英管或高纯刚玉管,管长约为炉体的3倍; (2)反应器中的送样器由铁制手柄(9)、坩埚(8)、连杆(7)以及管外的磁铁(10)组成;连杆(7)连接坩埚(8)和铁质手柄(9),它是由耐高温、有刚性的非磁性材料加工而成的长条形板,宽度略小于反应器的直径;磁铁(10)对铁质手柄(9)产生的磁力,能准确地将坩埚放置在实验所需要的位置; (3)反应器中冷凝器(12)由几个较薄的石墨片组成,石墨片为圆形,直径略小于反应器的直径,每个石墨片上各有二小孔,一个孔在石墨片中心,为固定石墨片用,在其相对称的位置上的两个小孔为通气孔,在固定石墨片时使相邻的两石墨片上的通气孔呈“十”字交叉状,且相邻的两个石墨片相隔5mm左右的距离;冷凝器需安装在反应器中适宜位置,以确保热挥发性物质较完全冷凝; (4)热电偶(11)安装在实验炉体的正中间,底端紧靠反应器。
2.权利要求I所述的试验用真空炉,其充气系统由储气罐(4)和流量计(5)组成,它的特征是流量计(5)配置有两级玻璃转子,对充入炉内的气体流量进行粗细调节,以维持实验所需的恒定的压力。
全文摘要
本实验用真空炉由实验炉体、温控仪、真空获得和检测仪器以及充气系统组成。实验炉体中的反应器具有良好的密封性,反应器内有送样器和冷凝器。送样器由铁制手柄、石墨坩埚、连杆以及管外的磁铁组成。在实验过程中,利用磁铁的磁力将试样送至指定区,以确保试样在恒定的温度、相对恒定的压力下反应,同时也有利于较精确地控制反应时间。在实验炉体的适宜部位安装冷凝器,使反应产生热挥发性物质的蒸气在收集器上充分冷凝,避免其在管道狭窄部位冷凝而堵塞管道影响实验。本实验用真空炉是一种既能维持体系的恒定温度、恒定的低压又能较精确地控制反应时间的真空设备。
文档编号F27B17/02GK102853668SQ20121034442
公开日2013年1月2日 申请日期2012年9月18日 优先权日2012年9月18日
发明者熊利芝, 何则强, 刘志雄 申请人:吉首大学