1.本实用新型属于气氛实验炉技术领域，特别涉及一种箱式气氛实验炉。

背景技术：

2.目前，市面上的箱式炉多为空气箱式炉，或者是单一的气氛箱式炉，烧结过程中炉体内的压力多为微正压，但是应市场要求有些产品需要带压烧结，炉体在对产品进行烧结过程中的压力需要控制在2kpa左右，并且保证稳压烧结。因此，设计一款能够带压烧结、稳压烧结的箱式炉具有十分重要的意义。

技术实现要素：

3.本实用新型的目的是提供一种箱式气氛实验炉，解决了传统的箱式炉无法带压烧结且在烧结过程中无法实现稳压烧结的问题。

4.本实用新型的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

5.一种箱式气氛实验炉，包括箱体、炉体、真空泵、静态混合器、加湿桶和plc控制器；

6.所述炉体、所述真空泵、所述静态混合器、所述加湿桶均位于所述箱体内部，所述真空泵与所述炉体之间通过管道连接，所述静态混合器与所述加湿桶之间通过管道连接，所述加湿桶与所述炉体之间通过管道连接，所述炉体设置有进气阀、排气阀、氧气分析仪、压力传感器和加热器，所述加热器位于所述炉体内部，所述炉体的顶部设置有排气烟囱；

7.所述炉体用于放置需要烧结的产品，所述真空泵用于抽走所述炉体内部的空气，所述静态混合器用于混合氮气和氢气并将其输送到所述加湿桶中，所述加湿桶用于将干燥的氮气和氢气进行加热、加湿并将其输送到所述炉体内部，所述进气阀和所述排气阀用于平衡所述炉体内部的压力，所述加热器用于对所述炉体进行加热，所述氧气分析仪用于检测所述炉体内部的氧气含量，所述压力传感器用于检测所述炉体内部的压力值，所述排气烟囱用于排放所述炉体内部因烧结产生的废气；

8.所述真空泵、所述静态混合器、所述加湿桶、所述进气阀、所述排气阀、所述加热器、所述氧气分析仪、所述压力传感器、所述排气烟囱分别与所述plc控制器电连接。

9.其中优选方案如下：

10.优选的：所述加热器为硅钼棒，所述硅钼棒位于所述炉体内部的侧壁，所述箱体内部设置有变压器，所述硅钼棒与所述变压器电连接，所述变压器与所述plc控制器电连接。

11.优选的：所述炉体呈立方体，所述加湿桶与所述炉体之间通过四个沿所述炉体四个侧面竖直放置的管道连接。

12.优选的：所述加湿桶与所述炉体之间的管道设置有伴热带和自粘保温棉管，所述伴热带与所述plc控制器电连接。

13.优选的：所述加湿桶位于所述炉体的下方氧气专用气动q341f.com/' target='_blank'>球阀的制作方法，所述加湿桶内部设置有水位计，所述水位计与所述plc控制器电连接。

14.优选的：所述箱体设置有气动电磁阀，所述箱体设置有取样口、压缩空气口、氢气

口、氮气口、纯水口，所述取样口通过管道与所述炉体内部连通，所述压缩空气口通过管道与所述气动电磁阀连接，所述氢气口通过管道与所述静态混合器连通，所述氮气口分别通过管道与所述静态混合器、所述炉体连通，所述纯水口通过管道与所述加湿桶连通，所述气动电磁阀、所述取样口、所述压缩空气口、所述氢气口、所述氮气口、所述纯水口分别与所述plc控制器电连接。

15.优选的：所述静态混合器和所述加湿桶之间的管道、所述加湿桶与所述炉体之间的管道、所述真空泵与所述炉体之间的管道、所述排气烟囱、所述氢气口与所述静态混合器之间的管道、所述氮气口与所述静态混合器之间的管道以及所述氮气口与所述炉体之间的管道均设置有气动球阀，所述气动球阀通过管道与所述气动电磁阀连接，所述氢气口与所述静态混合器连通的管道以及所述氮气口与所述静态混合器连通的管道均设置有单向阀，所述气动球阀与所述plc控制器电连接。

16.优选的：所述氢气口与所述静态混合器之间的管道、所述氮气口与所述静态混合器之间的管道以及所述压缩空气口与所述气动电磁阀之间的管道均设置有减压阀、压力表、过滤器，所述氢气口与所述静态混合器之间的管道以及所述氮气口与所述静态混合器之间的管道分别设置有质量流量控制器，所述氮气口与所述炉体之间的管道设置有流量计，所述质量流量控制器与所述plc控制器电连接。

17.优选的：所述真空泵与所述炉体之间的管道、所述取样口与所述炉体之间的管道分别设置有数显压力表，所述数显压力表与所述plc控制器电连接。

18.优选的：所述排气烟囱包括两个竖向间隔放置的排气管，其中一个所述排气管的上端闭口氧气专用气动球阀的制作方法，下端与所述炉体的内部连通，另一个所述排气管设置有气动球阀和手动阀，两个所述排气管之间设置有水冷管，所述水冷管倾斜放置，所述水冷管的上端设置有出水口，所述水冷管的下端设置有进水口。

19.综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

20.1、通过真空泵将炉体内部的空气抽走，氮气通过氮气口与炉体之间的管道向炉体内部不断通入氮气，实现将炉体内部的空气置换干净，确保炉体对产品进行带压烧结的过程中，不受氧气的干扰，使得烧结过程更加稳定，提高产品的烧结质量。

21.2、炉体在对产品进行烧结的过程中，压力传感器将炉内压力传递给plc控制器，plc控制器通过监测炉内压力，进而调节炉体的进气阀和排气阀，实现炉体内部进气和排气的自动稳压平衡控制，从而实现带压烧结、稳压烧结。该实验炉能够实现高温烧结、带压烧结、稳压烧结，拓宽了设备的应用领域，满足了客户对新材料进行烧结的需求。

22.3、加湿桶能够将自静态混合器输入的干燥气体进行加湿、加热，从而减少气体对炉体内部环境温度的冲击和干扰，提高产品的烧结质量。

23.4、加湿桶与炉体之间设置的四个管道使得加湿桶中的气体沿着炉体的四个侧面进入炉体内部，确保炉体进气更加均匀。

24.5、加湿桶与炉体之间的管道设置的伴热带和自粘保温棉管能够确保加湿桶中的气体向炉体内部输送过程中减少热量散失，也不会影响炉体内部产品的烧结的稳定性。

25.6、排气烟囱设置水冷管进行水冷降温，当炉体内部的高温废气经过排气烟囱进行排气时，能够避免过高的温度烫坏排气管设置的气动球阀和手动阀。

附图说明

26.图1是实施例中的结构示意图；

27.图2是图1的侧视图；

28.图3是图1的俯视图；

29.图4是实施例中的原理示意图。

30.图中，1、箱体；2、炉体；3、真空泵；4、静态混合器；5、加湿桶；6、加热器；7、排气管；8、取样口；9、压缩空气口；10、氢气口；11、氮气口；12、纯水口；13、气动电磁阀；14、气动球阀；15、单向阀；16、减压阀；17、压力表；18、过滤器；19、质量流量控制器；20、数显压力表；21、水冷管；22、进水口；23、出水口；24、变压器；25、流量计；26、手动阀；27、加热管；28、多孔盘。

具体实施方式

31.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅为本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

32.其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“上”、“下”、“内”和“顶部”均指附图中的方向，但是并不加以限定。

33.如图1-图4所示，一种箱式气氛实验炉，包括箱体1、炉体2、真空泵3、静态混合器4、加湿桶5和plc控制器。

34.炉体2、真空泵3、静态混合器4、加湿桶5均位于箱体1内部，真空泵3与炉体2之间通过管道连接，静态混合器4与加湿桶5之间通过管道连接，加湿桶5与炉体2之间通过管道连接，炉体2设置有进气阀、排气阀、氧气分析仪、压力传感器、加热器6，加热器6位于炉体2内部，炉体2的顶部设置有排气烟囱，真空泵3、静态混合器4、加湿桶5、进气阀、排气阀、加热器6、氧气分析仪、压力传感器、排气烟囱分别与plc控制器电连接。

35.炉体2用于放置需要烧结的产品，真空泵3用于抽走炉体2内部的空气，静态混合器4用于混合氮气和氢气并将其输送到加湿桶5中，加湿桶5用于将干燥的氮气和氢气进行加热、加湿并将其输送到炉体2内部，进气阀和排气阀用于平衡炉体2内部的压力，加热器6用于对炉体2进行加热，氧气分析仪用于检测炉体2内部的氧气含量，压力传感器用于检测炉体2内部的压力值，排气烟囱用于排放炉体2内部因烧结产生的废气；

36.加热器6为硅钼棒，硅钼棒位于炉体2内部的侧壁，箱体1内部设置有变压器24，硅钼棒与变压器24电连接，变压器24与plc控制器电连接。

37.炉体2是侧开盖、带加强筋的密封箱体1，耐压，炉体2呈立方体，加湿桶5与炉体2之间分别通过四个沿炉体2四个侧面竖直放置的管道连接。

38.加湿桶5与炉体2之间的管道设置有伴热带和自粘保温棉管，伴热带与plc控制器电连接。

39.加湿桶5位于炉体2的下方，加湿桶5内部设置有水位计，水位计与plc控制器电连接。

40.箱体1设置有气动电磁阀13，箱体1设置有取样口8、压缩空气口9、氢气口10、氮气口11、纯水口12，取样口8通过管道与炉体2内部连通，压缩空气口9通过管道与气动电磁阀

13连接，氢气口10通过管道与静态混合器4连通，氮气口11分别通过管道与静态混合器4、炉体2连通，纯水口12通过管道与加湿桶5连通，气动电磁阀13、取样口8、压缩空气口9、氢气口10、氮气口11、纯水口12分别与plc控制器电连接。氮气口11与炉体2连通的管道通向加湿桶5与炉体之间的四个管道。

41.静态混合器4和加湿桶5之间的管道、加湿桶5与炉体2之间的管道、真空泵3与炉体2之间的管道、排气烟囱、氢气口10与静态混合器4之间的管道、氮气口11与静态混合器4之间的管道以及氮气口11与炉体2之间的管道均设置有气动球阀14，气动球阀14通过管道与气动电磁阀13连接，氢气口10与静态混合器4连通的管道以及氮气口11与静态混合器4连通的管道均设置有单向阀15，气动球阀14与plc控制器电连接。plc控制器通过控制气动球阀14的自动开闭，从而实现相应管道的打开和关闭，单向阀15能够防止气体蹿流。

42.氢气口10与静态混合器4之间的管道、氮气口11与静态混合器4之间的管道以及压缩空气口9与气动电磁阀13之间的管道均设置有减压阀16、压力表17、过滤器18，氢气口10与静态混合器4之间的管道以及氮气口11与静态混合器4之间的管道分别设置有质量流量控制器19，氮气口11与炉体2之间的管道设置有流量计25，质量流量控制器19与plc控制器电连接。

43.真空泵3与炉体2之间的管道、取样口8与炉体2之间的管道分别设置有数显压力表20，数显压力表20与plc控制器电连接。

44.排气烟囱包括两个竖向间隔放置的排气管7，其中一个排气管7的上端闭口，下端与炉体2的内部连通，另一个排气管7设置有气动球阀14和手动阀26，两个排气管7之间设置有水冷管21，水冷管21倾斜放置，水冷管21的上端设置有出水口23，水冷管21的下端设置有进水口22。

45.静态混合器4是市售的现有设备，此处不做过多赘述。加湿桶5中设置有加热管27和多孔盘28，加热管27位于多孔盘28的下方，纯水通过纯水口12与加湿桶5之间的管道进入到加湿桶5中，直到水位漫过加热管27和多孔盘28，加热管27对纯水进行加热，当氮气自氮气口11以及氢气自氢气口10进入到加湿桶5中后，氮气和氢气从多孔盘28进入到纯水中，氮气和氢气能够与纯水充分地接触，使得氮气和氢气能够被充分地加湿、加热。

46.通过真空泵3将炉体2内部的空气抽走，氮气通过氮气口11与炉体2之间的管道向炉体2内部不断通入氮气，实现将炉体2内部的空气置换干净，确保炉体2对产品进行带压烧结的过程中，不受氧气的干扰，使得烧结过程更加稳定，提高产品的烧结质量。

47.炉体2在对产品进行烧结的过程中，压力传感器将炉内压力传递给plc控制器，plc控制器通过监测炉内压力，进而调节炉体2的进气阀和排气阀，实现炉体2内部进气和排气的自动稳压平衡控制，从而实现带压烧结、稳压烧结。该实验炉能够实现高温烧结、带压烧结、稳压烧结，拓宽了设备的应用领域，满足了客户对新材料进行烧结的需求。

48.加湿桶5能够将自静态混合器4输入的干燥气体进行加湿、加热，从而减少气体对炉体2内部环境温度的冲击和干扰，提高产品的烧结质量。

49.加湿桶5与炉体2之间设置的四个管道使得加湿桶5中的气体沿着炉体2的四个侧面进入炉体2内部，确保炉体2进气更加均匀。

50.加湿桶5与炉体2之间的管道设置的伴热带和自粘保温棉管能够确保加湿桶5中的气体向炉体2内部输送过程中减少热量散失，也不会影响炉体2内部产品的烧结的稳定性。

51.排气烟囱设置水冷管21进行水冷降温，当炉体2内部的高温废气经过排气烟囱进行排气时，能够避免过高的温度烫坏排气管7设置的气动球阀14和手动阀26。

52.具体实施过程：

53.将需要烧结的产品放入到炉体2内部后，关上炉门和排气烟囱，plc控制器控制打开真空泵3，将炉体2内部的空气抽走，然后再通过氮气口11与炉体2连通的管道向炉体2内部通入氮气，从而使得氮气进入到炉体2内部进行空气的置换，可以通过打开取样口8取出炉体2内部的部分气体注入到氧气分析仪中进行氧气浓度检测，氧气分析仪将测得的氧气浓度反馈给plc控制器，从而判断炉体2内部的空气是否置换完成。plc控制器通过氧气分析仪检测炉体2内部的氧含量以及控制氮气口11与炉体2连通管道设置的气动球阀14的开闭，从而调节控制通入氮气的次数，实现将炉体2内部的空气全部置换干净。

54.当炉体2内部的空气置换干净后，炉体2进入升温阶段，根据需要烧结的产品的工艺确定向炉体2内部通入确定比例的氮气和氢气，根据需要烧结的产品的工艺要求，plc控制器通过控制两个质量流量控制器19实现氮气和氢气的精密配比，精密配比后的氮气和氢气通过管道进入到静态混合器4中进行混合，混合后的氮气和氢气通过管道进入到加湿桶5中，加湿桶5将干燥的氮气和氢气进行加湿、加热，并将其通过四个不同的管道输送到炉体2内部，此时plc控制伴热带处于加热状态，确保产品在烧结过程中处于稳定的气体环境中，产品在炉体2内部的烧结过程中，plc控制器通过压力传感器监测炉体2内部的压力情况，plc控制器通过控制炉体2的进气阀和出气阀，使得炉体2内部的压力稳定在产品工艺需要的压力值，实现产品的稳压烧结，plc控制器通过变压器24控制炉体2内部硅钼棒的加热温度，从而控制产品的烧结温度，plc控制器通过控制排气烟囱中排气管7中的气动球阀14的打开实现产品烧结后废气的排放，产品稳压烧结后，关闭氢气口10与静态混合器4之间管道的气动球阀14、关闭氮气口11与静态混合器4之间管道的气动球阀14，氮气通过氮气口11与炉体2之间的管道进入到炉体2内部进行冷却降温，此时伴热带不进行加热，流量计25用于检测进入炉体2内部降温的氮气的流量，炉体2内部冷却降温结束后，取出产品。

55.本具体实施例是对本实用新型的说明，但其并不是对本实用新型的限制，在本实用新型的实质范围内做出的变化、改型、添加或替换，都应属于本实用新型的保护范围，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

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