1.本實用新型屬于氣氛實驗爐技術領域，特別涉及一種箱式氣氛實驗爐。

背景技術：

2.目前，市面上的箱式爐多為空氣箱式爐，或者是單一的氣氛箱式爐，燒結過程中爐體內的壓力多為微正壓，但是應市場要求有些產品需要帶壓燒結，爐體在對產品進行燒結過程中的壓力需要控制在2kpa左右，并且保證穩壓燒結。因此，設計一款能夠帶壓燒結、穩壓燒結的箱式爐具有十分重要的意義。

技術實現要素：

3.本實用新型的目的是提供一種箱式氣氛實驗爐，解決了傳統的箱式爐無法帶壓燒結且在燒結過程中無法實現穩壓燒結的問題。

4.本實用新型的上述目的是通過以下技術方案得以實現的：

5.一種箱式氣氛實驗爐，包括箱體、爐體、真空泵、靜態混合器、加濕桶和plc控制器；

6.所述爐體、所述真空泵、所述靜態混合器、所述加濕桶均位于所述箱體內部，所述真空泵與所述爐體之間通過管道連接，所述靜態混合器與所述加濕桶之間通過管道連接，所述加濕桶與所述爐體之間通過管道連接，所述爐體設置有進氣閥、排氣閥、氧氣分析儀、壓力傳感器和加熱器，所述加熱器位于所述爐體內部，所述爐體的頂部設置有排氣煙囪；

7.所述爐體用于放置需要燒結的產品，所述真空泵用于抽走所述爐體內部的空氣，所述靜態混合器用于混合氮氣和氫氣并將其輸送到所述加濕桶中，所述加濕桶用于將干燥的氮氣和氫氣進行加熱、加濕并將其輸送到所述爐體內部，所述進氣閥和所述排氣閥用于平衡所述爐體內部的壓力，所述加熱器用于對所述爐體進行加熱，所述氧氣分析儀用于檢測所述爐體內部的氧氣含量，所述壓力傳感器用于檢測所述爐體內部的壓力值，所述排氣煙囪用于排放所述爐體內部因燒結產生的廢氣；

8.所述真空泵、所述靜態混合器、所述加濕桶、所述進氣閥、所述排氣閥、所述加熱器、所述氧氣分析儀、所述壓力傳感器、所述排氣煙囪分別與所述plc控制器電連接。

9.其中優選方案如下：

10.優選的：所述加熱器為硅鉬棒，所述硅鉬棒位于所述爐體內部的側壁，所述箱體內部設置有變壓器，所述硅鉬棒與所述變壓器電連接，所述變壓器與所述plc控制器電連接。

11.優選的：所述爐體呈立方體，所述加濕桶與所述爐體之間通過四個沿所述爐體四個側面豎直放置的管道連接。

12.優選的：所述加濕桶與所述爐體之間的管道設置有伴熱帶和自粘保溫棉管，所述伴熱帶與所述plc控制器電連接。

13.優選的：所述加濕桶位于所述爐體的下方氧氣專用氣動q341f.com/' target='_blank'>球閥的制作方法，所述加濕桶內部設置有水位計，所述水位計與所述plc控制器電連接。

14.優選的：所述箱體設置有氣動電磁閥，所述箱體設置有取樣口、壓縮空氣口、氫氣

口、氮氣口、純水口，所述取樣口通過管道與所述爐體內部連通，所述壓縮空氣口通過管道與所述氣動電磁閥連接，所述氫氣口通過管道與所述靜態混合器連通，所述氮氣口分別通過管道與所述靜態混合器、所述爐體連通，所述純水口通過管道與所述加濕桶連通，所述氣動電磁閥、所述取樣口、所述壓縮空氣口、所述氫氣口、所述氮氣口、所述純水口分別與所述plc控制器電連接。

15.優選的：所述靜態混合器和所述加濕桶之間的管道、所述加濕桶與所述爐體之間的管道、所述真空泵與所述爐體之間的管道、所述排氣煙囪、所述氫氣口與所述靜態混合器之間的管道、所述氮氣口與所述靜態混合器之間的管道以及所述氮氣口與所述爐體之間的管道均設置有氣動球閥，所述氣動球閥通過管道與所述氣動電磁閥連接，所述氫氣口與所述靜態混合器連通的管道以及所述氮氣口與所述靜態混合器連通的管道均設置有單向閥，所述氣動球閥與所述plc控制器電連接。

16.優選的：所述氫氣口與所述靜態混合器之間的管道、所述氮氣口與所述靜態混合器之間的管道以及所述壓縮空氣口與所述氣動電磁閥之間的管道均設置有減壓閥、壓力表、過濾器，所述氫氣口與所述靜態混合器之間的管道以及所述氮氣口與所述靜態混合器之間的管道分別設置有質量流量控制器，所述氮氣口與所述爐體之間的管道設置有流量計，所述質量流量控制器與所述plc控制器電連接。

17.優選的：所述真空泵與所述爐體之間的管道、所述取樣口與所述爐體之間的管道分別設置有數顯壓力表，所述數顯壓力表與所述plc控制器電連接。

18.優選的：所述排氣煙囪包括兩個豎向間隔放置的排氣管，其中一個所述排氣管的上端閉口氧氣專用氣動球閥的制作方法，下端與所述爐體的內部連通，另一個所述排氣管設置有氣動球閥和手動閥，兩個所述排氣管之間設置有水冷管，所述水冷管傾斜放置，所述水冷管的上端設置有出水口，所述水冷管的下端設置有進水口。

19.綜上所述，本實用新型具有以下有益效果：

20.1、通過真空泵將爐體內部的空氣抽走，氮氣通過氮氣口與爐體之間的管道向爐體內部不斷通入氮氣，實現將爐體內部的空氣置換干凈，確保爐體對產品進行帶壓燒結的過程中，不受氧氣的干擾，使得燒結過程更加穩定，提高產品的燒結質量。

21.2、爐體在對產品進行燒結的過程中，壓力傳感器將爐內壓力傳遞給plc控制器，plc控制器通過監測爐內壓力，進而調節爐體的進氣閥和排氣閥，實現爐體內部進氣和排氣的自動穩壓平衡控制，從而實現帶壓燒結、穩壓燒結。該實驗爐能夠實現高溫燒結、帶壓燒結、穩壓燒結，拓寬了設備的應用領域，滿足了客戶對新材料進行燒結的需求。

22.3、加濕桶能夠將自靜態混合器輸入的干燥氣體進行加濕、加熱，從而減少氣體對爐體內部環境溫度的沖擊和干擾，提高產品的燒結質量。

23.4、加濕桶與爐體之間設置的四個管道使得加濕桶中的氣體沿著爐體的四個側面進入爐體內部，確保爐體進氣更加均勻。

24.5、加濕桶與爐體之間的管道設置的伴熱帶和自粘保溫棉管能夠確保加濕桶中的氣體向爐體內部輸送過程中減少熱量散失，也不會影響爐體內部產品的燒結的穩定性。

25.6、排氣煙囪設置水冷管進行水冷降溫，當爐體內部的高溫廢氣經過排氣煙囪進行排氣時，能夠避免過高的溫度燙壞排氣管設置的氣動球閥和手動閥。

附圖說明

26.圖1是實施例中的結構示意圖；

27.圖2是圖1的側視圖；

28.圖3是圖1的俯視圖；

29.圖4是實施例中的原理示意圖。

30.圖中，1、箱體；2、爐體；3、真空泵；4、靜態混合器；5、加濕桶；6、加熱器；7、排氣管；8、取樣口；9、壓縮空氣口；10、氫氣口；11、氮氣口；12、純水口；13、氣動電磁閥；14、氣動球閥；15、單向閥；16、減壓閥；17、壓力表；18、過濾器；19、質量流量控制器；20、數顯壓力表；21、水冷管；22、進水口；23、出水口；24、變壓器；25、流量計；26、手動閥；27、加熱管；28、多孔盤。

具體實施方式

31.下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅為本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。

32.其中相同的零部件用相同的附圖標記表示。需要說明的是，下面描述中使用的詞語“上”、“下”、“內”和“頂部”均指附圖中的方向，但是并不加以限定。

33.如圖1-圖4所示，一種箱式氣氛實驗爐，包括箱體1、爐體2、真空泵3、靜態混合器4、加濕桶5和plc控制器。

34.爐體2、真空泵3、靜態混合器4、加濕桶5均位于箱體1內部，真空泵3與爐體2之間通過管道連接，靜態混合器4與加濕桶5之間通過管道連接，加濕桶5與爐體2之間通過管道連接，爐體2設置有進氣閥、排氣閥、氧氣分析儀、壓力傳感器、加熱器6，加熱器6位于爐體2內部，爐體2的頂部設置有排氣煙囪，真空泵3、靜態混合器4、加濕桶5、進氣閥、排氣閥、加熱器6、氧氣分析儀、壓力傳感器、排氣煙囪分別與plc控制器電連接。

35.爐體2用于放置需要燒結的產品，真空泵3用于抽走爐體2內部的空氣，靜態混合器4用于混合氮氣和氫氣并將其輸送到加濕桶5中，加濕桶5用于將干燥的氮氣和氫氣進行加熱、加濕并將其輸送到爐體2內部，進氣閥和排氣閥用于平衡爐體2內部的壓力，加熱器6用于對爐體2進行加熱，氧氣分析儀用于檢測爐體2內部的氧氣含量，壓力傳感器用于檢測爐體2內部的壓力值，排氣煙囪用于排放爐體2內部因燒結產生的廢氣；

36.加熱器6為硅鉬棒，硅鉬棒位于爐體2內部的側壁，箱體1內部設置有變壓器24，硅鉬棒與變壓器24電連接，變壓器24與plc控制器電連接。

37.爐體2是側開蓋、帶加強筋的密封箱體1，耐壓，爐體2呈立方體，加濕桶5與爐體2之間分別通過四個沿爐體2四個側面豎直放置的管道連接。

38.加濕桶5與爐體2之間的管道設置有伴熱帶和自粘保溫棉管，伴熱帶與plc控制器電連接。

39.加濕桶5位于爐體2的下方，加濕桶5內部設置有水位計，水位計與plc控制器電連接。

40.箱體1設置有氣動電磁閥13，箱體1設置有取樣口8、壓縮空氣口9、氫氣口10、氮氣口11、純水口12，取樣口8通過管道與爐體2內部連通，壓縮空氣口9通過管道與氣動電磁閥

13連接，氫氣口10通過管道與靜態混合器4連通，氮氣口11分別通過管道與靜態混合器4、爐體2連通，純水口12通過管道與加濕桶5連通，氣動電磁閥13、取樣口8、壓縮空氣口9、氫氣口10、氮氣口11、純水口12分別與plc控制器電連接。氮氣口11與爐體2連通的管道通向加濕桶5與爐體之間的四個管道。

41.靜態混合器4和加濕桶5之間的管道、加濕桶5與爐體2之間的管道、真空泵3與爐體2之間的管道、排氣煙囪、氫氣口10與靜態混合器4之間的管道、氮氣口11與靜態混合器4之間的管道以及氮氣口11與爐體2之間的管道均設置有氣動球閥14，氣動球閥14通過管道與氣動電磁閥13連接，氫氣口10與靜態混合器4連通的管道以及氮氣口11與靜態混合器4連通的管道均設置有單向閥15，氣動球閥14與plc控制器電連接。plc控制器通過控制氣動球閥14的自動開閉，從而實現相應管道的打開和關閉，單向閥15能夠防止氣體躥流。

42.氫氣口10與靜態混合器4之間的管道、氮氣口11與靜態混合器4之間的管道以及壓縮空氣口9與氣動電磁閥13之間的管道均設置有減壓閥16、壓力表17、過濾器18，氫氣口10與靜態混合器4之間的管道以及氮氣口11與靜態混合器4之間的管道分別設置有質量流量控制器19，氮氣口11與爐體2之間的管道設置有流量計25，質量流量控制器19與plc控制器電連接。

43.真空泵3與爐體2之間的管道、取樣口8與爐體2之間的管道分別設置有數顯壓力表20，數顯壓力表20與plc控制器電連接。

44.排氣煙囪包括兩個豎向間隔放置的排氣管7，其中一個排氣管7的上端閉口，下端與爐體2的內部連通，另一個排氣管7設置有氣動球閥14和手動閥26，兩個排氣管7之間設置有水冷管21，水冷管21傾斜放置，水冷管21的上端設置有出水口23，水冷管21的下端設置有進水口22。

45.靜態混合器4是市售的現有設備，此處不做過多贅述。加濕桶5中設置有加熱管27和多孔盤28，加熱管27位于多孔盤28的下方，純水通過純水口12與加濕桶5之間的管道進入到加濕桶5中，直到水位漫過加熱管27和多孔盤28，加熱管27對純水進行加熱，當氮氣自氮氣口11以及氫氣自氫氣口10進入到加濕桶5中后，氮氣和氫氣從多孔盤28進入到純水中，氮氣和氫氣能夠與純水充分地接觸，使得氮氣和氫氣能夠被充分地加濕、加熱。

46.通過真空泵3將爐體2內部的空氣抽走，氮氣通過氮氣口11與爐體2之間的管道向爐體2內部不斷通入氮氣，實現將爐體2內部的空氣置換干凈，確保爐體2對產品進行帶壓燒結的過程中，不受氧氣的干擾，使得燒結過程更加穩定，提高產品的燒結質量。

47.爐體2在對產品進行燒結的過程中，壓力傳感器將爐內壓力傳遞給plc控制器，plc控制器通過監測爐內壓力，進而調節爐體2的進氣閥和排氣閥，實現爐體2內部進氣和排氣的自動穩壓平衡控制，從而實現帶壓燒結、穩壓燒結。該實驗爐能夠實現高溫燒結、帶壓燒結、穩壓燒結，拓寬了設備的應用領域，滿足了客戶對新材料進行燒結的需求。

48.加濕桶5能夠將自靜態混合器4輸入的干燥氣體進行加濕、加熱，從而減少氣體對爐體2內部環境溫度的沖擊和干擾，提高產品的燒結質量。

49.加濕桶5與爐體2之間設置的四個管道使得加濕桶5中的氣體沿著爐體2的四個側面進入爐體2內部，確保爐體2進氣更加均勻。

50.加濕桶5與爐體2之間的管道設置的伴熱帶和自粘保溫棉管能夠確保加濕桶5中的氣體向爐體2內部輸送過程中減少熱量散失，也不會影響爐體2內部產品的燒結的穩定性。

51.排氣煙囪設置水冷管21進行水冷降溫，當爐體2內部的高溫廢氣經過排氣煙囪進行排氣時，能夠避免過高的溫度燙壞排氣管7設置的氣動球閥14和手動閥26。

52.具體實施過程：

53.將需要燒結的產品放入到爐體2內部后，關上爐門和排氣煙囪，plc控制器控制打開真空泵3，將爐體2內部的空氣抽走，然后再通過氮氣口11與爐體2連通的管道向爐體2內部通入氮氣，從而使得氮氣進入到爐體2內部進行空氣的置換，可以通過打開取樣口8取出爐體2內部的部分氣體注入到氧氣分析儀中進行氧氣濃度檢測，氧氣分析儀將測得的氧氣濃度反饋給plc控制器，從而判斷爐體2內部的空氣是否置換完成。plc控制器通過氧氣分析儀檢測爐體2內部的氧含量以及控制氮氣口11與爐體2連通管道設置的氣動球閥14的開閉，從而調節控制通入氮氣的次數，實現將爐體2內部的空氣全部置換干凈。

54.當爐體2內部的空氣置換干凈后，爐體2進入升溫階段，根據需要燒結的產品的工藝確定向爐體2內部通入確定比例的氮氣和氫氣，根據需要燒結的產品的工藝要求，plc控制器通過控制兩個質量流量控制器19實現氮氣和氫氣的精密配比，精密配比后的氮氣和氫氣通過管道進入到靜態混合器4中進行混合，混合后的氮氣和氫氣通過管道進入到加濕桶5中，加濕桶5將干燥的氮氣和氫氣進行加濕、加熱，并將其通過四個不同的管道輸送到爐體2內部，此時plc控制伴熱帶處于加熱狀態，確保產品在燒結過程中處于穩定的氣體環境中，產品在爐體2內部的燒結過程中，plc控制器通過壓力傳感器監測爐體2內部的壓力情況，plc控制器通過控制爐體2的進氣閥和出氣閥，使得爐體2內部的壓力穩定在產品工藝需要的壓力值，實現產品的穩壓燒結，plc控制器通過變壓器24控制爐體2內部硅鉬棒的加熱溫度，從而控制產品的燒結溫度，plc控制器通過控制排氣煙囪中排氣管7中的氣動球閥14的打開實現產品燒結后廢氣的排放，產品穩壓燒結后，關閉氫氣口10與靜態混合器4之間管道的氣動球閥14、關閉氮氣口11與靜態混合器4之間管道的氣動球閥14，氮氣通過氮氣口11與爐體2之間的管道進入到爐體2內部進行冷卻降溫，此時伴熱帶不進行加熱，流量計25用于檢測進入爐體2內部降溫的氮氣的流量，爐體2內部冷卻降溫結束后，取出產品。

55.本具體實施例是對本實用新型的說明，但其并不是對本實用新型的限制，在本實用新型的實質范圍內做出的變化、改型、添加或替換，都應屬于本實用新型的保護范圍，本領域技術人員在閱讀完本說明書后可以根據需要對本實施例做出沒有創造性貢獻的修改，但只要在本實用新型的權利要求范圍內都受到專利法的保護。

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