專利名稱：一種炭素材料與CO₂反應(yīng)性的測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及材料與氣體反應(yīng)性測量裝置，特別是一種炭素材料與CO2反應(yīng)性的測
量裝置。
背景技術(shù)：
在電解鋁行業(yè)中，使用到炭陽極為原料或耗材，電極的殘極率、脫落度、反應(yīng)損失 比的大小影響電解過程的質(zhì)量及效率，所以殘極率、脫落度、反應(yīng)損失比是電解過程重要的物理量。炭電極生產(chǎn)企業(yè)檢測其產(chǎn)品與CO2的反應(yīng)性參數(shù)用于改善生產(chǎn)工藝、質(zhì)量控制或改變電解參數(shù)。中國鋁用炭塊CO2反應(yīng)性測定的標(biāo)準(zhǔn)是YST63. 12-2006鋁用炭素材料檢測方法第12部分預(yù)焙陽極CO2反應(yīng)性測定質(zhì)量損失法，用重復(fù)性和再現(xiàn)性表示檢測結(jié)果的精度。以此標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)的設(shè)備生產(chǎn)廠商主要有瑞士 R&D Carbon公司，其加熱爐均采用傳統(tǒng)的陶瓷纖維內(nèi)嵌加熱絲的結(jié)構(gòu)，在加熱絲與試驗樣件之間用耐熱鋼做成的爐膛內(nèi)膽，這種方法存在加熱慢、加熱不均勻的缺點；且爐絲與金屬內(nèi)膽、容易短路和爐絲易受腐蝕，爐絲腐蝕或斷裂后需要更換整個爐芯；此外，現(xiàn)有技術(shù)爐蓋的提升采用剎車電機(jī)，存在爐蓋下滑、爐蓋與爐體之間密封不好的缺點，對試驗精度及重復(fù)性以及操作的便捷性產(chǎn)生影響。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種提高測試精度及操作方便的裝置，以解決上述技術(shù)的不足，本發(fā)明能提高測量精度，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，能更好的為生產(chǎn)服務(wù)。本發(fā)明是一種炭素材料與CO2反應(yīng)性的測量裝置，其特征是包括電控箱部分、爐蓋部分、設(shè)備本體部分組成，設(shè)備本體部分內(nèi)裝有加熱爐部分、提升部分，爐蓋部分位于加熱爐部分頂部。爐蓋部分包括以下零件爐蓋、爐蓋殼、壓板、爐蓋固定板、小導(dǎo)柱、爐蓋外殼固定板、壓縮彈簧、熱電偶、掛鉤，壓板與爐蓋固定板用螺釘連接將爐蓋壓在兩者中間，小導(dǎo)柱從爐蓋固定板上的孔穿過與爐蓋外殼固定板用螺釘連接，在小導(dǎo)柱上裝有壓縮彈簧，爐蓋固定板與爐蓋殼用螺釘固定，熱電偶和掛鉤固定在爐蓋殼上。加熱爐部分包括以下零件一體式陶瓷加熱裝置、爐芯保溫層、石英進(jìn)氣管、預(yù)熱管，一體式陶瓷加熱裝置裝在爐芯保溫層內(nèi)，預(yù)熱管位于爐膛底部，石英進(jìn)氣管從一體式陶瓷加熱裝置、爐芯保溫層的底部伸入到爐膛內(nèi)的預(yù)熱管中。提升部分包括以下零件直線導(dǎo)軌、導(dǎo)軌固定板、滑板、支撐桿、頂板、氣缸、托板，直線導(dǎo)軌固定在導(dǎo)軌固定板上，滑板用螺釘固定在導(dǎo)軌滑塊上，支撐桿和頂板固定在滑板上，氣缸與氣缸支架連接后固定在導(dǎo)軌固定板上，氣缸的頂桿穿過頂板上的孔后用螺母將氣缸與滑板的連接，在支撐桿的頂端連接托板，托板與爐蓋部分的爐蓋外殼固定板用螺紋連接。一體式加熱裝置包括加熱絲和陶瓷內(nèi)膽，所述的陶瓷內(nèi)膽為筒形件，在內(nèi)膽外表面上具有螺旋環(huán)槽，加熱絲環(huán)繞在所述的螺旋環(huán)槽中。本發(fā)明中的加熱爐采用我公司的一體式陶瓷加熱裝置，具有加熱快、加熱均勻的優(yōu)點；還具有整體式結(jié)構(gòu)、安裝更換方便；爐絲不易受到腐蝕，爐絲與內(nèi)膽不易短路和爐絲不易受腐蝕等優(yōu)點。爐蓋的提升采用氣缸驅(qū)動，運行平穩(wěn)、運行速度可自由調(diào)節(jié)，機(jī)構(gòu)簡單可靠，爐蓋內(nèi)加彈簧使?fàn)t蓋與爐體密封嚴(yán)實，防止空氣進(jìn)入對試驗造成影響，設(shè)備外殼材料采用優(yōu)質(zhì)條紋不銹鋼制成，美觀大方、經(jīng)濟(jì)適用。綜上所述，本發(fā)明能提高測量精度，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，操作便捷。

圖I為設(shè)備效果圖。圖2為加熱爐部分機(jī)構(gòu)圖。圖3為圖2中的爐蓋部分機(jī)構(gòu)放大圖。圖4為提升部分機(jī)構(gòu)圖。圖5為一體式陶瓷加熱裝置圖?！D號名稱對照表I為電控箱,2為爐蓋部分,3為設(shè)備主體,4為陶瓷纖維爐蓋,5為熱電偶,6為掛鉤，7為試樣,8為料盤,9為一體式陶瓷加熱裝置，10為預(yù)熱器11為進(jìn)氣管，12為爐芯保溫層，13為爐蓋外殼，14為爐蓋外殼固定板，15為調(diào)節(jié)螺母，16為爐蓋固定板，17為壓縮彈簧，18為小導(dǎo)柱,19為壓板,20為導(dǎo)軌固定板,21為直線導(dǎo)軌,22為托板,23為支撐桿,24為頂板，25為滑板，26為鎖緊螺母，27為氣缸，28為氣缸支架。
具體實施方式
本裝置(圖I)主要由電控箱部分I、爐蓋部分2、設(shè)備本體部分3組成，設(shè)備本體部分3內(nèi)裝有加熱爐部分、提升部分，爐蓋部分2位于加熱爐部分頂部。加熱爐部分(圖2)包括以下零件一體式陶瓷加熱裝置9、爐芯保溫層12、石英進(jìn)氣管11、預(yù)熱管10，一體式陶瓷加熱裝置9裝在爐芯保溫層12內(nèi)，預(yù)熱管10位于爐膛底部，石英進(jìn)氣管11從一體式陶瓷加熱裝置9、爐芯保溫層12的底部伸入到爐膛內(nèi)的預(yù)熱管10中。一體式陶瓷加熱裝置9下方的兩根引線與電源連接構(gòu)成回路可達(dá)到加熱的效果，掛鉤6從爐蓋4穿過伸入爐膛內(nèi)，料盤8掛與掛鉤6上，試樣7放在料盤8上，將熱電偶5從爐蓋4上伸進(jìn)爐膛試樣上方IOmm處，二氧化碳?xì)怏w通過石英進(jìn)氣管11進(jìn)入預(yù)熱管10經(jīng)預(yù)熱后進(jìn)入爐膛與試樣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。爐蓋部分2 (圖3)包括以下零件爐蓋4、爐蓋殼13、壓板19、爐蓋固定板16、小導(dǎo)柱18、爐蓋外殼固定板14、壓縮彈簧17、熱電偶5、掛鉤6，壓板19與爐蓋固定板16用螺釘連接將爐蓋4壓在兩者中間，小導(dǎo)柱18從爐蓋固定板16上的孔穿過與爐蓋外殼固定板14用螺釘連接，在小導(dǎo)柱18上裝有壓縮彈簧17，給爐蓋4施加向上的壓力時，彈簧壓縮，爐蓋固定板16與爐蓋殼13用螺釘固定，熱電偶5和掛鉤6固定在爐蓋殼上。提升部分(圖4)位于設(shè)備箱體內(nèi)部后側(cè)，在爐蓋部分2的下方，包括以下零件直線導(dǎo)軌21、導(dǎo)軌固定板20、滑板25、支撐桿23、頂板24、氣缸27、托板22，直線導(dǎo)軌21固定在導(dǎo)軌固定板20上，滑板25用螺釘固定在導(dǎo)軌滑塊上，支撐桿23和頂板24固定在滑板25上，氣缸27與氣缸支架28連接后固定在導(dǎo)軌固定板20上，氣缸27的頂桿穿過頂板24上的孔后用螺母26固定實現(xiàn)氣缸與滑板的連接，在支撐桿23的頂端連接托板22，氣缸27頂出與縮回可帶動托板22的上下運動，托板22與爐蓋部分的爐蓋外殼固定板14用螺紋連接。一體式加熱裝置(圖5)包括加熱絲30和陶瓷內(nèi)膽29，所述的陶瓷內(nèi)膽29為筒形件，在內(nèi)膽29外表面上具有螺旋環(huán)槽，加熱絲30環(huán)繞在所述的螺旋環(huán)槽中。本裝置使用方法給設(shè)備通電加熱，當(dāng)加熱爐升溫到960°C，設(shè)備提示放樣，點擊氣缸“上行”按鈕，提升機(jī)構(gòu)上行，升至頂端后將試樣放到料盤內(nèi)，放好試樣后點擊氣缸“下行”按鈕，爐蓋自動下降關(guān)閉，放入試樣的同時，儀器自動啟動進(jìn)氣電磁閥，手動調(diào)節(jié)流量計使CO2氣體流量穩(wěn)定在200L/h，同時，確保壓力表為O. 2MPa，爐溫控制系統(tǒng)控制爐溫在9600C ±1°C，恒溫7小時后，自動停止加熱，自然降溫約2小時，自動關(guān)閉進(jìn)氣系統(tǒng)。打開爐蓋取出掛盤，放至干燥器，待冷卻至室溫時進(jìn)行稱量計算。本裝置的優(yōu)點是1.加熱爐部分采用了一體式加熱裝置，該裝置爐絲30與內(nèi)膽29腔體之間距離小，可僅為5_，顯著提高了熱量輻射效率，熱量通過陶瓷輻射產(chǎn)生熱量，使?fàn)t膛內(nèi)溫度更加均勻，解決了現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)品存在的加熱慢、加熱不均勻的問題；本產(chǎn)品發(fā)熱器件與爐膛為一體式，方便安裝、拆卸；爐絲30與內(nèi)膽29腔體之間由陶瓷隔開，防止?fàn)t絲受到腐蝕、爐絲與金屬內(nèi)膽短路和爐絲易受腐蝕等缺點，經(jīng)濟(jì)耐用。2.爐蓋(圖3)部分在爐蓋殼固定板與爐蓋固定板之間裝有壓縮彈簧，當(dāng)爐蓋部分下降后，爐蓋4的端面與爐芯保溫層12的端面在彈簧作用力下壓緊，起到密封的作用，因為是彈性連接具有自適應(yīng)性，降低了對爐芯保溫層上端面和爐蓋下端面的平行性的要求。3.提升機(jī)構(gòu)采用氣缸方式，可通過對氣壓和節(jié)流閥調(diào)節(jié)上行下降的速度。4.外觀部分外殼部分采用優(yōu)質(zhì)條紋不銹鋼加工制成，整體布局合理、美觀。
權(quán)利要求1.一種炭素材料與CO2反應(yīng)性的測量裝置，其特征是包括電控箱部分(I)、爐蓋部分(2)、設(shè)備本體部分(3)組成,設(shè)備本體部分(3)內(nèi)裝有加熱爐部分、提升部分,爐蓋部分位于加熱爐部分頂部。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的測量裝置，其特征是加熱爐部分包括以下零件一體式陶瓷加熱裝置(9)、爐芯保溫層(12)、石英進(jìn)氣管(11)、預(yù)熱管(10)，一體式陶瓷加熱裝置裝在爐芯保溫層內(nèi)，預(yù)熱管位于爐膛底部，石英進(jìn)氣管從一體式陶瓷加熱裝置、爐芯保溫層的底部伸入到爐膛內(nèi)的預(yù)熱管中。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的測量裝置，其特征是爐蓋部分(2)包括以下零件爐蓋(4)、爐蓋殼(13)、壓板(19)、爐蓋固定板(16)、小導(dǎo)柱(18)、爐蓋外殼固定板(14)、壓縮彈簧(17)、熱電偶(5)、掛鉤(6)，壓板與爐蓋固定板用螺釘連接將爐蓋壓在兩者中間，小導(dǎo)柱從爐蓋固定板上的孔穿過與爐蓋外殼固定板用螺釘連接，在小導(dǎo)柱上裝有壓縮彈簧，爐蓋固定板與爐蓋殼用螺釘固定，熱電偶和掛鉤固定在爐蓋殼上。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的測量裝置，其特征是提升部分包括以下零件直線導(dǎo)軌(21)、導(dǎo)軌固定板(20)、滑板(25)、支撐桿(23)、頂板(24)、氣缸(27)、托板(22)，直線導(dǎo)軌固定在導(dǎo)軌固定板上，滑板用螺釘固定在導(dǎo)軌滑塊上，支撐桿和頂板固定在滑板上，氣缸與氣缸支架連接后固定在導(dǎo)軌固定板上，氣缸的頂桿穿過頂板上的孔后用螺母將氣缸與滑板的連接，在支撐桿的頂端連接托板，托板(22)與爐蓋部分的爐蓋外殼固定板(14)用螺紋連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測量裝置，其特征是一體式陶瓷加熱裝置包括加熱絲(30)和陶瓷內(nèi)膽(29)，所述的陶瓷內(nèi)膽為筒形件，在內(nèi)膽外表面上具有螺旋環(huán)槽，加熱絲環(huán)繞在所述的螺旋環(huán)槽中。
專利摘要一種炭素材料與CO2反應(yīng)性的測量裝置，其特征是包括電控箱部分(1)、爐蓋部分(2)、設(shè)備本體部分(3)組成，設(shè)備本體部分(3)內(nèi)裝有加熱爐部分、提升部分，爐蓋部分位于加熱爐部分頂部。加熱爐部分包括以下零件一體式陶瓷加熱裝置(9)、爐芯保溫層(12)、石英進(jìn)氣管(11)、預(yù)熱管(10)，一體式陶瓷加熱裝置裝在爐芯保溫層內(nèi)，預(yù)熱管位于爐膛底部，石英進(jìn)氣管從一體式陶瓷加熱裝置、爐芯保溫層的底部伸入到爐膛內(nèi)的預(yù)熱管中。提升部分包括以下零件直線導(dǎo)軌(21)、導(dǎo)軌固定板(20)、滑板(25)、支撐桿(23)、頂板(24)、氣缸(27)、托板(22)。本實用新型能提高測量精度，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，操作便捷。
文檔編號G01N5/04GK202770726SQ20122022868
公開日2013年3月6日 申請日期2012年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月21日
發(fā)明者辛瑞峰, 孫璞, 馮紹杰, 陳洪, 韓超光, 于明超, 曹功武 申請人:北京英斯派克科技有限公司