專利名稱：一種加熱爐爐芯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于分析測試領(lǐng)域，尤其涉及一種加熱爐的爐芯。主要應(yīng)用于油氣地球化學(xué)土壤分析、環(huán)境分析等領(lǐng)域中的改變控溫條件和分析測試系統(tǒng)中。
背景技術(shù)：
在油氣地球化學(xué)勘探中，往往應(yīng)用ΔC分析方法進行測試樣品。測試中所要求分析爐的溫區(qū)在500--600℃范圍內(nèi)。在這種測試方法中，溫度控制精確性越高，樣品溫度誤差就越小，分析準(zhǔn)確率也就越高，從而提取出與油氣化探有關(guān)的信息可能性就越大。因此，為了滿足高精確度的分析測試要求，研制出一種符合該測試溫度條件的分析裝置是必要的。
對于分析爐來講，爐芯的材材質(zhì)是很重要的?，F(xiàn)有技術(shù)中爐芯的種類較多，主要有以耐火材料為主制造的，如用珍珠巖、耐高溫石棉、石墨膨化等材料做成的爐芯。但是，對于要求一次能分析多個樣品的多通道分析爐而言，特別是同時還要達到各個通道的溫度偏差較小、溫度均勻的要求，用上述的材料做爐芯，很難達到這一技術(shù)要求。
現(xiàn)有技術(shù)中申請?zhí)枮?0218253，發(fā)明名稱為小直徑鍛坯中頻感應(yīng)透熱的多通道爐膛襯套的實用新型專利中，雖然引入了多通道的概念，但是其發(fā)明在于多通道爐膛襯套。是一種由非導(dǎo)電導(dǎo)磁材料或耐熱不銹鋼制成的可使被加熱坯料互相隔離又互相絕緣的多通道爐膛襯套，設(shè)置于爐體的隔熱耐火纖維氈里層。
另外，申請?zhí)枮?6242354，發(fā)明名稱為石墨膨化爐爐膛的實用新型專利中，公開了一種石墨膨化爐爐膛，它包括石墨圓筒，在其內(nèi)外圓柱面及兩端面分別有一層隔斷大氣與石墨圓筒直接接觸的隔離層，還可在石墨圓筒內(nèi)圓柱面與內(nèi)隔離層之間和石墨圓筒的外圓柱面與外隔離層之間分別設(shè)置填充層。以上兩篇專利均沒有解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的下述技術(shù)問題。
現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題主要為1.爐芯采用以耐火材料為主鑄造的，應(yīng)用珍珠巖、耐高溫石棉、石墨膨化等材料在耐用和堅固性上較差，且多數(shù)采用單通道結(jié)構(gòu)。
2.應(yīng)用上述材料制造成的爐芯(膛)，尤其是多通道分析爐芯，各個通道的溫度偏差較大，溫度分布不均勻，做實驗分析時誤差較大。而對于物探領(lǐng)域，精度的要求是十分嚴(yán)格的。
綜上，現(xiàn)有技術(shù)中爐芯能經(jīng)受很高的爐溫，絕熱性也較好，但堅固性較差、爐溫控溫精度也比較差。同時，在許多領(lǐng)域如油氣化學(xué)勘探技術(shù)領(lǐng)域，分析爐測樣量大，往往需要在一次測試中能測多種樣品；且為了更準(zhǔn)確的提取與油氣化學(xué)勘探有關(guān)的信息，要求分析爐爐溫度控制精確。

發(fā)明內(nèi)容
由于現(xiàn)有技術(shù)的爐芯不能很好的解決上述技術(shù)問題。需要研制一種多通道分析爐及爐芯。發(fā)明人經(jīng)過多年的研究，為了解決現(xiàn)有技術(shù)中爐芯存在的耐用和堅固性較差、爐溫控溫精度差、各個通道的爐溫不均勻以及單一孔徑通道分析實體過大，造成分析樣品時數(shù)據(jù)平行性、重現(xiàn)性偏差都較大等問題，本發(fā)明提供一種異孔不銹鋼爐芯。
具體的發(fā)明內(nèi)容如下一種加熱爐爐芯，所述的爐芯主體為圓柱形空心體，所述的圓柱形空心體包括沿其軸線方向貫通的多個直孔通道。所述的圓柱形空心體為異孔徑對稱結(jié)構(gòu)，即所述的每一個直孔通道均由對稱的兩段孔徑不同、且通道軸線重合的部分組成。
在具體的應(yīng)用中，所述的圓柱形空心體為分體結(jié)構(gòu)，即異孔徑對稱結(jié)構(gòu)由同心對稱的2個中空子圓柱形空心體鑲接構(gòu)成。
所述的每個子圓柱形空心體內(nèi)部沿軸線方向分別設(shè)置有一組孔徑相同的直孔通道，所述兩個子圓柱形空心體的兩組直孔通道對稱同軸、孔徑不同；所述兩個子圓柱形空心體連接形成一體中空圓柱體爐芯。
在所述的加熱爐爐芯的兩個子圓柱形空心體的相接部位分別設(shè)置相互適配的圓形環(huán)臺和環(huán)槽，再經(jīng)外部焊接加固，形成一個爐芯體；在所述的爐芯體外套有碳化硅的電加熱體。
所述中空圓柱體中的直孔通道以圓柱形空心體橫截面的圓心為中心等距離均勻分布；所述的直孔通道的數(shù)量為12個。
在應(yīng)用中，所述的圓柱形空心體還可以為一體結(jié)構(gòu)，即軸線重合、孔徑不同的兩組直孔通道由一個整體的圓柱形空心體構(gòu)成。
所述中空圓柱體中的直孔通道以圓柱形空心體橫截面的圓心為中心等距離均勻分布；所述的直孔通道的數(shù)量為12個。
在具體的應(yīng)用中，所述的圓柱形空心體采用不銹鋼材質(zhì)。在每個子圓柱形空心體鑲接的柱面上設(shè)置有熱偶孔。
爐芯長度為220mm～320mm；端面外圓直徑φ140；內(nèi)圓空心直徑φ80；所述兩段子圓柱形空心體鑲接而成，且分別在每個子圓柱形空心體內(nèi)部沿軸線方向設(shè)置有12個直孔通道，且每一組中直孔通道的孔徑相同；所述兩個子圓柱形空心體的兩組直孔通道的孔徑不同；其中大孔徑為φ12～φ16，孔深120mm～180mm；小孔徑為φ8～φ12，孔深100mm～140mm；且兩組直孔通道的孔徑軸線重合。
本發(fā)明為異孔不銹鋼爐芯，其主體是由同心對稱的兩個中空子圓柱形空心體鑲接構(gòu)成。沿軸向方向分布著4×n個異孔，每個異孔的大、小孔圓心軸在一條直線上，每組大孔孔徑相同，每組小孔孔徑相同，且每個孔在各自相限內(nèi)均勻分布，孔徑大的通道長度長于孔徑小的通道。優(yōu)選的，沿縱向方向在柱體中段有三個熱偶孔，熱偶孔與圓柱體中間空心相連，且中軸線兩兩垂直。異孔不銹鋼爐芯可放入碳化硅電加熱體內(nèi)加熱。
分析樣品時一般載氣通道越細，分析實體越小，分析數(shù)據(jù)越精確。異孔既可以方便的放入樣品，又不至于因為分析實體過大而使得分析不精確。采用多通道結(jié)構(gòu)，一次同時能分析多個樣品，提高了效率。
該爐芯具有傳熱快及熱效率高、工藝精良、結(jié)構(gòu)合理、經(jīng)久耐用、不易損壞的優(yōu)點。各個孔徑通道均在各個孔徑的軸線上，操作方便?？販鼐雀撸瑴夭罘秶?，溫度控制顯示低于1℃；各個孔徑通道內(nèi)溫度均勻，溫差小于1℃；并根據(jù)實際工作的需要，改變控溫條件，溫區(qū)的控制范圍比較廣。


圖1為本發(fā)明加熱爐芯的徑向剖視示意圖。
圖2為本發(fā)明加熱爐芯得到軸向剖視示意圖。
下面將具體結(jié)合以上附圖在實施方式中進行說明。
具體實施例方式圖1為本發(fā)明加熱爐芯的徑向剖視示意圖、圖2為本發(fā)明加熱爐芯得到軸向剖視示意圖。
圖中所示未一種加熱爐爐芯，所述的爐芯主體為圓柱形空心體，所述的圓柱形空心體包括沿其軸線方向貫通的多個直孔通道。所述的圓柱形空心體為異孔徑對稱結(jié)構(gòu)，即所述的每一個直孔通道均由對稱的兩段孔徑不同、且通道軸線重合的部分組成。
所述的圓柱形空心體為分體結(jié)構(gòu)，即異孔徑對稱結(jié)構(gòu)由同心對稱的兩個中空子圓柱形空心體鑲接構(gòu)成。
所述的每個子圓柱形空心體內(nèi)部沿軸線方向分別設(shè)置有一組孔徑相同的直孔通道，所述兩個子圓柱形空心體的兩組直孔通道對稱同軸、孔徑不同；所述兩個子圓柱形空心體連接形成一體中空圓柱體爐芯。
在所述的加熱爐爐芯的兩個子圓柱形空心體的相接部位分別設(shè)置相互適配的圓形環(huán)臺和環(huán)槽，再經(jīng)外部焊接加固，形成一個爐芯體；在所述的爐芯體外套有碳化硅的電加熱體。
所述中空圓柱體中的直孔通道以圓柱形空心體橫截面的圓心為中心等距離均勻分布；所述的直孔通道的數(shù)量為12個。
在具體的應(yīng)用中，所述的圓柱形空心體采用不銹鋼材質(zhì)。在每個子圓柱形空心體鑲接的柱面上設(shè)置有熱偶孔。
爐芯長度為220mm～320mm；端面外圓直徑φ140；內(nèi)圓空心直徑φ80；所述兩段子圓柱形空心體鑲接而成，且分別在每個子圓柱形空心體內(nèi)部沿軸線方向設(shè)置有12個直孔通道，且每一組中直孔通道的孔徑相同；所述兩個子圓柱形空心體的兩組直孔通道的孔徑不同；其中大孔徑為φ12～φ16，孔深120mm～180mm；小孔徑為φ8～φ12，孔深100mm～140mm；且兩組直孔通道的孔徑軸線重合。
具體的制作采用取一段300-φ140的不銹鋼圓柱體，沿軸向方向鉆成一個內(nèi)圓直徑為φ80的圓柱形空心體，且并截成兩段，一段長160mm，另一段長140mm，在較長的一段沿端面φ110的圓周上鉆12個φ14的直孔，孔的排列如圖1所示，在較短的一段沿截面φ110的圓周上鉆12個φ8的直孔，排列方式同上述的大孔，在較長的一段圓柱空心體端面上深10mm寬3mm的圓環(huán)形槽，在較短的一段圓柱空心體端面上刨一個高10mm寬3.1mm的圓環(huán)形臺，位置關(guān)系如如圖2所示，保證12個大小直孔各自的孔徑軸線重合的前提下，將兩段圓柱形空心體鑲接，沿著環(huán)形鑲接處，用焊接加固，形成有一段大孔一段小孔(異孔)的不銹鋼爐芯體，外套為碳化硅的電加熱體。該爐芯也可以按圖1和圖2所示，在爐芯中段分布著一個通向截面圓心的φ8的圓孔，且(在每個)圓孔上開有一個φ8-φ17的熱偶孔和圓孔徑軸向重合。
或者異孔結(jié)構(gòu)采用一體結(jié)構(gòu)，按以下工藝進行取一段290-φ140的不銹鋼圓柱體，沿軸向方向鉆成一個內(nèi)圓直徑為φ80的圓柱形空心體，在圓柱形空心體的一個端面上按圖1所示鉆12個160-φ14的大直孔，再沿著這12個孔的軸向鉆12個130-φ8的小直孔，12個大小直孔各自的孔徑軸線重合，形成有一段大孔一段小孔(異孔)的不銹鋼爐芯體，外套為碳化硅的電加熱體。該爐芯也可以按圖1和圖2所示，在爐芯中段分布著一個通向截面圓心的φ8的圓孔，且在每個圓孔上開有一個8-φ17的沉孔，沉孔和圓孔徑軸向重合。
權(quán)利要求
1.一種加熱爐爐芯，所述的爐芯主體為圓柱形空心體，所述的圓柱形空心體包括沿其軸線方向貫通的多個直孔通道，其特征在于所述的圓柱形空心體為異孔徑對稱結(jié)構(gòu)，即所述的每一個直孔通道均由對稱的兩段孔徑不同、且通道軸線重合的部分組成；所述的圓柱形空心體采用不銹鋼材質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱爐爐芯，其特征在于所述的圓柱形空心體為分體結(jié)構(gòu)，即異孔徑對稱結(jié)構(gòu)由同心對稱的兩個中空子圓柱形空心體鑲接構(gòu)成；所述的每個子圓柱形空心體內(nèi)部沿軸線方向分別設(shè)置有一組孔徑相同的直孔通道，所述兩個子圓柱形空心體的兩組直孔通道對稱同軸、孔徑不同；所述兩個子圓柱形空心體連接形成一體中空圓柱體爐芯。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的加熱爐爐芯，其特征在于在所述的加熱爐爐芯的兩個子圓柱形空心體的相接部位分別設(shè)置相互適配的圓形環(huán)臺和環(huán)槽，再經(jīng)外部焊接加固，形成一個爐芯體；在所述的爐芯體外套有碳化硅的電加熱體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱爐爐芯，其特征在于所述的圓柱形空心體為一體結(jié)構(gòu)，即軸線重合、孔徑不同的兩組直孔通道由一個整體的圓柱形空心體構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱爐爐芯，其特征在于所述中空圓柱體中的直孔通道以圓柱形空心體橫截面的圓心為中心等距離均勻分布；所述的直孔通道的數(shù)量為12個。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的加熱爐爐芯，其特征在于在每個子圓柱形空心體鑲接的柱面上設(shè)置有熱偶孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4-6之一所述的加熱爐爐芯，其特征在于爐芯長度為220mm～320mm；端面外圓直徑φ140；內(nèi)圓空心直徑φ80；所述兩段子圓柱形空心體鑲接而成，且分別在每個子圓柱形空心體內(nèi)部沿軸線方向設(shè)置有12個直孔通道，且每一組中直孔通道的孔徑相同；所述兩個子圓柱形空心體的兩組直孔通道的孔徑不同；其中大孔徑為φ12～φ16，孔深120mm～180mm；小孔徑為φ8～φ12，孔深100mm～140mm；且兩組直孔通道的孔徑軸線重合。
全文摘要
本發(fā)明提供一種加熱爐芯，采用不銹鋼圓柱體，爐芯主體為圓柱形空心體，所述的中空圓柱體為異孔結(jié)構(gòu)，所述的異孔結(jié)構(gòu)由兩組孔徑不同的直孔通道組成，且兩組直孔通道的孔徑軸線重合。異孔結(jié)構(gòu)保證了前端細后端粗的石英玻璃管插入后不會折斷，外套為碳化硅的電加熱體。其特點是各個孔的溫度均勻，各個通道的溫度之差?。划惪准缺ＷC了樣品的放入，又解決了分析實體過大的問題，提高了分析數(shù)據(jù)的精確度；多孔爐芯一次能分析多個樣品，提高了工作效率。
文檔編號F27D11/00GK1933684SQ20051010312
公開日2007年3月21日 申請日期2005年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月16日
發(fā)明者黃建軍, 李武, 吳向華 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油勘探開發(fā)研究院