一種管式爐裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種管式爐裝置，包括爐體，爐體中設有沿左右方向延伸的爐管，爐體中于爐管外側設有作為熱光源的點光源，爐體中于所述點光源的遠離所述爐管的外側設有外側凹球面鏡，外側凹球面鏡的凹反射面朝向所述爐管，所述點光源位于所述外側凹球面鏡的焦點位置處。由于鏡外側凹球面鏡反射后得到平行光，光線均勻的照射在爐管上，可以均勻的加熱爐管。而由于采用點光源作為熱光源，可有效減小整個管式爐裝置的外形體積，有利于裝置的小型化設計。
【專利說明】
一種管式爐裝置
技術領域
[0001 ]本實用新型涉及一種管式爐裝置。
【背景技術】
[0002]管式爐是碳纖維、石墨烯、炭塊、鋰離子電池電極材料等的實驗以及生產領域的必不可少的設備，可用于預氧化、炭化等工序，對樣品的性能產生著至關重要的作用。目前，該類設備按加熱方式主要有四種:
[0003]1、電阻絲加熱式:該類型的管式爐依靠電阻絲通電發熱對樣品進行加熱，電阻絲主要為合金材料，加熱溫度高，但效率低，加熱不均勻。
[0004]2、石墨材料加熱式:該類型的管式爐是對石墨材料如石墨板通電，產生熱能，進而對樣品進行加熱。但在有氧條件下石墨材料會氧化加速，影響加熱器使用壽命并且也易加熱不均勻。
[0005]3、導熱油加熱式:該類型的管式爐加熱導熱油，通過導熱油對樣品進行加熱。但導熱油在高溫條件下易分解，產生積碳及氧化問題，不能長時間使用并且加熱區間不均勻。
[0006]4、熔鹽加熱式:加熱溫度高，但對設備腐蝕性大，操作復雜，加熱過程中也容易出現不均勻的問題。
[0007]這些加熱方式大多存在熱效率不高、升溫慢的問題。在申請公布號為CN104320868A的中國發明專利申請中公開了一種橢圓面聚焦型管式加熱裝置，其包括爐體，爐體中設有紅外電熱管、爐管和橢圓鏡面發射面，紅外電熱管布置在爐管旁側并與爐管并行延伸。由于紅外線電熱管位于橢圓反射面的第一焦點位置處，故反射后的紅外光聚焦到實驗爐管的表面即第二焦點處并對其進行快速加熱，因此，可采用多支紅外電熱管同時發光，因此，可以對試件進行快速加熱。但這種管式加熱裝置中紅外電熱管與爐管并行布置，占用空間較小，導致整個加熱裝置空間過大。
【發明內容】
[0008]本實用新型提供一種管式爐裝置，以解決現有技術中采用與爐管并行布置的紅外電熱管導致整個管式加熱裝置體積較大的技術問題。
[0009]本實用新型所提供的管式爐裝置的技術方案是:一種管式爐裝置，包括爐體，爐體中設有沿左右方向延伸的爐管，所述的爐體中于爐管外側設有作為熱光源的點光源，爐體中于所述點光源的遠離所述爐管的外側設有外側凹球面鏡，外側凹球面鏡的凹反射面朝向所述爐管，所述點光源位于所述外側凹球面鏡的焦點位置處。
[0010]所述的點光源對應爐管中心位置處布置。
[0011]所述的點光源與所述爐管之間設有用于遮擋點光源發出的直接照射在所述爐管上的光線的反射鏡，反射鏡的反射面朝向所述的點光源。
[0012]所述的反射鏡為內側凹球面鏡。
[0013]所述的爐體中于所述外側凹球面鏡外側設有保溫材料層。
[0014]所述的爐體中繞所述爐管間隔均布有至少兩個所述的點光源，各點光源外側分別設有一個所述的外側凹球面鏡。
[0015]所述的點光源上下相對的布置有兩個，所述的爐體包括對應兩點光源的爐體上蓋和爐體下蓋，爐體上蓋和爐體下蓋通過鉸接結構對應扣合在一起。
[0016]所述的爐管為透明爐管。
[0017]所述的透明爐管的兩端分別延伸出所述的爐體。
[0018]管式爐裝置還包括用于根據爐管內部溫度控制所述點光源輸出功率的溫控儀。
[0019]本實用新型的有益效果是:本實用新型所提供的管式爐裝置中，采用點光源作為熱光源來照射爐管，由于點光源位于外側凹球面鏡的焦點位置處，點光源發出的光源照射在外側凹球面鏡時反射后得到平行光，照射在爐管上，以對爐管中的待加熱件進行加熱。由于鏡外側凹球面鏡反射后得到平行光，光線均勻的照射在爐管上，可以均勻的加熱爐管。而且，由于采用點光源作為熱光源，可有效減小整個管式爐裝置的外形體積，有利于裝置的小型化設計。
[0020]進一步地，在點光源與爐管之間設置內側凹球面鏡，這樣可以將點光源發出的內側光線被內側凹球面鏡反射至外側凹球面鏡的凹反射面上，這樣可以充分利用點光源發出的熱量。
[0021]進一步地，在爐體中設置保溫材料層可以保證整個爐體的保溫性能，提高加熱效果O
[0022]進一步地，繞爐管間隔均布有至少兩個點光源，各點光源外側分別設有外側凹球面鏡，這樣可以使得各點光源發射的光經過多次反射相互加強，能量充分利用，實現快速加熱。
【附圖說明】
[0023]圖1是本實用新型所提供的管式爐裝置的一種實施例的結構示意圖；
[0024]圖2是圖1的左側示意圖。
【具體實施方式】
[0025]如圖1、圖2所示，一種管式爐裝置的實施例，該實施例中的管式爐裝置包括爐體，爐體中設有沿左右方向延伸的爐管5，此處的爐管為透明爐管，且透明爐管的兩端分別延伸出爐體外部。
[0026]在爐體中對應爐管中心位置處設有作為熱光源的點光源4，此處的點光源位于爐管外側，并且，點光源繞爐管5周向間隔均布有兩個，每個點光源4的遠離爐管5的外側分別設有一個外側凹球面鏡3，該外側凹球面鏡3的凹反射面朝向爐管5，點光源4位于對應的外側凹球面鏡的焦點位置處。
[0027]為提高點光源的熱量利用率，在各點光源4與爐管5之間分別設有用于遮擋點光源4發出的直接照射在所述爐管上的光線的內側凹球面鏡7，內側凹球面鏡7的凹反射面朝向對應的點光源4。
[0028]實際上，爐體包括對應兩點光源的爐體上蓋I和爐體下蓋6，爐體上蓋I和爐體下蓋6通過鉸接結構對應的扣合在一起。而且，在爐體中于外側凹球面鏡3外側設有保溫材料層 2。
[0029]本實施例所提供的管式爐裝置在工作時，如樣品的煅燒，為便于觀察樣品位置，可以開啟爐體上蓋I，把樣品放入到爐管5內，設備通電，點光源4發光發熱，經過內側凹球面鏡
7、外側凹球面鏡3發射后得到平行光照射在爐管上，對樣品進行加熱。樣品附近配備有熱電偶，爐管兩端可設定為氣體入口和出口，根據需要收集或者送入尾氣處理裝置，最終實現樣品的煅燒過程。
[0030]本實施例中，溫度的控制采用溫控系統，具體在爐管內的中心位置設置溫度采集點，可用熱電偶或紅外測溫，將采集到的溫度反饋到可編程溫控儀，溫控儀自動調節點光源的輸出功率，實現精確控溫。
[0031]當使用本實施例所提供的管式爐裝置對連續纖維進行加熱時，打開兩側爐管的封口，使纖維束通過整個爐管，設備通電，點光源4發光發熱，經過內側凹球面鏡7、外側凹球面鏡7反射得到平行光照射在爐管上，對爐管5內部的連續纖維束進行加熱。根據工藝條件的設定選擇合適的前進速度以及合適的氣體保護等，管內溫度均勻，使得纖維連續穩定化得以實現。
[0032]上述實施例中，在點光源的內側設置內側凹球面鏡作為反射鏡，以將點光源直接照向爐管的光線反射向外側凹球面鏡。在其他實施例中，也可以省去內側凹球面鏡。當然，也可以采用其他類型如平面反射鏡，將平面反射鏡布置在點光源與爐管之間作為反射鏡以將點光源照向爐管的光反射給外側凹球面鏡，以提高能量利用效率。
[0033]上述實施例中，在爐體中對應布置有兩個點光源，在其他實施例中，也可以根據實際加熱爐管的需要，布置三個以上的點光源，三個以上的點光源需繞爐管周向間隔布置，并且，需要對應每個點光源分別設置外側凹球面鏡，點光源對應位于相應外側凹球面鏡的焦點位置處，以得到反射后的平行光束。
[0034]上述實施例所提供的管式爐裝置可以對樣品進行煅燒，此時，需要使爐體可以打開，以便于觀察樣品在爐管內的位置。當不需要對樣品進行煅燒，而只需要對連續的纖維束進行加工時，可以不打開爐體，而是將連續的纖維束正常的引入爐管中即可。
【主權項】
1.一種管式爐裝置，包括爐體，爐體中設有沿左右方向延伸的爐管，其特征在于:所述的爐體中于爐管外側設有作為熱光源的點光源，爐體中于所述點光源的遠離所述爐管的外側設有外側凹球面鏡，外側凹球面鏡的凹反射面朝向所述爐管，所述點光源位于所述外側凹球面鏡的焦點位置處。2.根據權利要求1所述的管式爐裝置，其特征在于:所述的點光源對應爐管中心位置處布置。3.根據權利要求1所述的管式爐裝置，其特征在于:所述的點光源與所述爐管之間設有用于遮擋點光源發出的直接照射在所述爐管上的光線的反射鏡，反射鏡的反射面朝向所述的點光源。4.根據權利要求3所述的管式爐裝置，其特征在于:所述的反射鏡為內側凹球面鏡。5.根據權利要求1所述的管式爐裝置，其特征在于:所述的爐體中于所述外側凹球面鏡外側設有保溫材料層。6.根據權利要求1至5中任意一項所述的管式爐裝置，其特征在于:所述的爐體中繞所述爐管間隔均布有至少兩個所述的點光源，各點光源外側分別設有一個所述的外側凹球面Ho7.根據權利要求6所述的管式爐裝置，其特征在于:所述的點光源上下相對的布置有兩個，所述的爐體包括對應兩點光源的爐體上蓋和爐體下蓋，爐體上蓋和爐體下蓋通過鉸接結構對應扣合在一起。8.根據權利要求1至5中任意一項所述的管式爐裝置，其特征在于:所述的爐管為透明爐管。9.根據權利要求8所述的管式爐裝置，其特征在于:所述的透明爐管的兩端分別延伸出所述的爐體。10.根據權利要求1至5中任意一項所述的管式爐裝置，其特征在于:管式爐裝置還包括用于根據爐管內部溫度控制所述點光源輸出功率的溫控儀。
【文檔編號】F27D19/00GK205537127SQ201620329094
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月19日
【發明人】宋前前, 賈進盈, 耿麗, 普海寶, 王勝斌, 劉國庫, 趙新強
【申請人】鄭州四維特種材料有限責任公司