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一种高温气体排出装置

阅读：861发布：2024-02-27

专利汇可以提供一种高温气体排出装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型提供了一种高温气体排出装置，高温气体排出装置用于将热分析仪需要输出的高温废气导出至室外，包括：可调节升降基座；导气管，固定在可调节升降基座上，导气管的一端通过第一连接头与热分析仪器的出气口相连，另一端通过第二连接头与室外相连，第一连接头使用形状记忆合金并利用3D打印结合热处理工艺制备而成，该第一连接头为双层套筒结构，且内外两层套筒之间通过若干个圆周分布的径向连接块相连；散热管路，缠绕在导气管外壁上，散热管路与风机或者散热液体泵相连。本实用新型可以将热分析仪需要输出的高温气体排出到室外，保护室内人员物品的安全，同时对与热分析仪连接的接头做了针对性设计，保证了气密性和耐热效果。(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利，下面是一种高温气体排出装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种高温气体排出装置，其特征在于，所述高温气体排出装置用于将热分析仪需要输出高温气体导出至室外，所述高温气体排出装置包括：
可调节升降基座；
导气管，固定在所述可调节升降基座上，所述导气管的一端通过第一连接头(1)与热同步热分析仪的出气口相连，另一端通过第二连接头(5)与室外相连，所述第一连接头(1)使用形状记忆合金并利用3D打印结合热处理工艺制备而成，该第一连接头(1)为双层套筒结构，且内外两层套筒之间通过若干个圆周分布的径向连接块相连；
散热管路，缠绕在所述导气管外壁上，所述散热管路与风机或者散热液体泵相连。
2.如权利要求1所述的高温气体排出装置，其特征在于，在第一连接头(1)轴线上，设进气方向为X方向；
其中，在所述第一连接头(1)与热同步热分析仪的出气口相连的一端设有喇叭状卡开口，喇叭状卡开口的开口宽度在X方向上逐步递减；
所述第一连接头(1)另一端呈圆台形并在X方向上宽度逐步递减，且所述第一连接头(1)另一端的内层套筒端面设有垂直于轴线并向外延伸的直边，该直边通过圆台形的斜边与外层套筒相连。
3.如权利要求2所述的高温气体排出装置，其特征在于，喇叭状卡开口的斜面与第一连接头(1)内套筒侧壁之间的角度为15°-45°，圆台形的斜面与直边之间的锐角角度为1°-9°。
4.如权利要求1所述的高温气体排出装置，其特征在于，第一连接头(1)内外两层套筒之间的空隙为0.6-1.5mm。
5.如权利要求1所述的高温气体排出装置，其特征在于，所述第一连接头(1)采用Ni-Ti形状记忆合金打印而成，且内壁为粗糙的表面。
6.如权利要求1所述的高温气体排出装置，其特征在于，可调节升降基座包括支撑台以及与该支撑台螺纹配合的若干个螺杆，所述螺杆分布在支撑台的四角，各螺杆采用手动精密调节结构或者由精密伺服电机驱动自转调节。
7.如权利要求1所述的高温气体排出装置，其特征在于，所述散热管路的直径3-8mm，螺旋圈数在5-14圈之间；
所述散热管路与导气管紧密贴合，且在导气管外壁涂覆有导热胶。
8.如权利要求1所述的高温气体排出装置，其特征在于，导气管通过气体传递部件(2)与第二连接头(5)相连，气体传递部件(2)为一内壁经过处理的90°弯管，内径3-10mm，内壁为粗糙的表面。
9.如权利要求8所述的高温气体排出装置，其特征在于，第二连接头(5)采用软管接口与导气管相连接；
导气管采用聚四氟乙烯管或硅胶管。
10.如权利要求1所述的高温气体排出装置，其特征在于，导气管以及散热部件(3)均安装在一外壳内，所述外壳固定在可调节升降基座上。

说明书全文

一种高温气体排出装置

技术领域

[0001] 本实用新型涉及热分析领域，具体涉及到一种高温气体排出装置。

背景技术

[0002] 热重分析法TG(TGA Thermal Gravimetric Analysis)，是在程序控制的温度下，观察样品的质量随温度或时间的函数。TGA技术广泛应用于塑料、橡胶、涂料、药品、催化剂、无机材料、金属材料与复合材料等各领域的研究开发、工艺优化与质量监控。

[0003] 热分析仪一般都是置于室内进行样品的检测，设备的工作温度可达数千度，在工作时会产生高温气体。当前技术下热分析仪产生的高温气体都是直接排到室内，这样会室内环境造成了一定的危害。特别是一些有机样品，化学成分不同燃烧时产生的有毒气体的种类也不相同：(1)以C、H或C、H、O为基础的塑料燃烧产生的有毒气体是一氧化碳；(2)含氮的塑料如三聚氰胺甲醛和聚氨酯等燃烧时，能产生一氧化碳和氧化氮等有毒气体以及剧毒气体氰化氢；(3)含氯的塑料如聚氯乙烯在火焰中或过分加热时，会产生氯化氢气体，在达到中毒浓度时，会使人感到难以忍受直至死亡。而且氯化氢遇水即形成盐酸，对设备有腐蚀性；(4)含氟的塑料如聚四氟乙烯，在火灾条件下过分受热，会放出氟化氢气体，该气体具有腐蚀性、毒害性。同时，由于热分析仪产生的高温气体温度可达数千度，如果需要将其排出到室外，那么对导出装置的耐热能力也提出了一些较高的要求。实用新型内容

[0004] 本实用新型在此提供了一种高温气体排出装置，可以将热分析仪在工作中产生的高度气体排出室外，同时本装置耐高温性能好，能够满足在高温环境下连续工作的使用要求。具体方案如下：

[0005] 一种高温气体排出装置，所述高温气体排出装置用于将热分析仪输出的气体导出至室外，所述高温气体排出装置包括：

[0006] 可调节升降基座；

[0007] 导气管，固定在所述可调节升降基座上，所述导气管的一端通过第一连接头与热同步热分析仪的出气口相连，另一端通过第二连接头与室外相连，所述第一连接头使用形状记忆合金并利用3D打印结合热处理工艺制备而成，该第一连接头为双层套筒结构，且内外两层套筒之间通过若干个圆周分布的径向连接块相连；

[0008] 散热管路，缠绕在所述导气管外壁上，所述散热管路与风机或者散热液体泵相连。

[0009] 进一步的，在第一连接头轴线上，设进气方向为X方向；

[0010] 其中，在所述第一连接头与热同步热分析仪的出气口相连的一端设有喇叭状卡开口，喇叭状卡开口的开口宽度在X方向上逐步递减；

[0011] 所述第一连接头另一端呈圆台形并在X方向上宽度逐步递减，且所述第一连接头另一端的内层套筒端面设有垂直于轴线并向外延伸的直边，该直边通过圆台形的斜边与外层套筒相连。

[0012] 进一步的，喇叭状卡开口的斜面与第一连接头内套筒侧壁之间的角度为15°-45°，圆台形的斜面与直边之间的锐角角度为1°-9°。

[0013] 进一步的，第一连接头内外两层套筒之间的空隙为0.6-1.5mm。

[0014] 进一步的，所述第一连接头采用Ni-Ti形状记忆合金打印而成，且内壁为粗糙的表面。

[0015] 进一步的，可调节升降基座包括支撑台以及与该支撑台螺纹配合的若干个螺杆，所述螺杆分布在支撑台的四角，各螺杆分别由伺服电机驱动自转。

[0016] 进一步的，所述散热管路的直径3-8mm，螺旋圈数在5-14圈之间；

[0017] 所述散热管路与导气管紧密贴合，且在导气管外壁涂覆有导热胶。

[0018] 进一步的，导气管通过气体传递部件与第二连接头相连，气体传递部件为一内壁经过处理的90°弯管，内径3-10mm，内壁为粗糙的表面。

[0019] 进一步的，第二连接头采用软管接口与导气管相连接；

[0020] 导气管采用聚四氟乙烯管或硅胶管。

[0021] 进一步的，导气管以及散热部件均安装在一外壳内，所述外壳固定在可调节升降基座上。

[0022] 本实用新型提供的一种高温气体排出装置具有如下技术优点：

[0023] 1)可以将热分析仪产生的高温气体排出到室外，保护室内人员物品的安全。

[0024] 2)可升降基座的设计可以适配各种高度的仪器；

[0025] 3)采用螺旋散热管道对导气管进行散热，螺旋散热管道内可以通入气体或者液体进行散热，散热效果好；

[0026] 4)第一连接头采用记忆合金制成，同时前端设有喇叭状开口后端设有圆台，保证了前后两端连接的气密性；

[0027] 5)导气管的出气端设有弯管，弯管内壁的表面粗糙，使排气在输送过程更易形成湍流，使换热更均匀。附图说明

[0028] 为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0029] 图1-2为为本实用新型提供的一种高温气体排出装置的立体图；

[0030] 图3为高温气体排出装置的剖视图；

[0031] 图4为第一连接头在长度方向上的剖视图；

[0032] 图5为第一连接头的横截面图。

具体实施方式

[0033] 在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

[0034] 为了彻底理解本实用新型，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本实用新型的技术方案。本实用新型的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式。

[0035] 一种高温气体排出装置，高温气体排出装置用于将热分析仪输出的气体导出至室外，高温气体排出装置包括：

[0036] 可调节升降基座；

[0037] 导气管，固定在可调节升降基座上，导气管的一端通过第一连接头1与热同步热分析仪的出气口相连，另一端通过第二连接头5与室外相连，第一连接头1使用形状记忆合金并利用3D打印结合热处理工艺制备而成，该第一连接头1为双层套筒结构(包括外层套筒10和内层套筒11)，且内外两层套筒之间通过若干个圆周分布的径向连接块15相连；

[0038] 散热管路3，缠绕在导气管外壁上，散热管路与风机或者散热液体泵相连。

[0039] 图5所示为第一连接头1的横截面图，如图可见，第一连接头1可以视为由多个周向分布的工字型结构100构成。该结构由3D金属打印工艺一体制备而成。

[0040] 如图4所示，在第一连接头1轴线上，设进气方向为X方向。其中，在第一连接头1与热同步热分析仪的出气口相连的一端设有喇叭状卡开口20，喇叭状卡开口20的开口宽度在X方向上逐步递减。其中，第一连接头1另一端呈圆台形并在X方向上宽度逐步递减，且第一连接头1另一端的内层套筒端面设有垂直于轴线并向外延伸的直边14，该直边14通过圆台形的斜边13与外层套筒相连。采用这种设计方案，受热膨胀后，使得第一连接头1前端与热同步热分析仪排气口密封连接，同时保证了后端与导气管之间的紧密接触。

[0041] 可选的，喇叭状卡开口20的斜面12与第一连接头1内套筒侧壁之间的角度α为15°-45°(优选为30°)，圆台形的斜面与直边之间的锐角角度β为1°-9°(优选为5°)。

[0042] 第一连接头1内外两层套筒之间的空隙为0.6-1.5mm。第一连接头1采用Ni-Ti形状记忆合金打印而成，且内壁为粗糙的表面，提高了受热膨胀后与热同步热分析仪的陶瓷出口接触的稳定性。

[0043] 在一可选的实施例中，可调节升降基座包括支撑台4a以及与该支撑台4a螺纹配合的若干个螺杆4b，螺杆4b分布在支撑台4a的四角，各螺杆4b分别由伺服电机驱动而转动。通过多点螺杆微调装置，实现装置的上下调整以适配各种高度的仪器。

[0044] 在一可选的实施例中，散热管路3的直径3-8mm，螺旋圈数在5-14圈之间。进一步优选的，散热管路3与导气管6紧密贴合，且在导气管6外壁涂覆有导热胶，增加换热效率。

[0045] 在一可选的实施例中，导气管6通过气体传递部件2与第二连接头5相连，气体传递部件2为一内壁经过处理的90°弯管，内径3-10mm，内壁通过喷粗砂或液体粗打磨获得粗糙度较为均匀的粗糙表面。

[0046] 在一可选的实施例中，第二连接头5采用软管接口(例如宝塔接口)与气体传递部件2相连接。

[0047] 在一可选的实施例中，在一可选的实施例中，导气管6采用聚四氟乙烯管、硅胶管等耐高温材料管材，将气体导出室外。

[0048] 在一可选的实施例中，导气管6以及散热部件3均安装在一外壳7内，外壳固定在可调节升降基座的支撑台4a上。在支撑台4a上设置有托块8，以将外壳7抬高。

[0049] 在使用时，热分析仪的陶瓷出口插在第一连接头1内，第一连接头1另一端插在导气管6内。

[0050] 出口处为了能较好密封，第一连接头1使用形状记忆合金(Ni-Ti)，3d打印+热处理制造而成。该第一连接头1为双层套筒结构(如有必要可以在双层套筒之间添加如石棉等的高温密封填料)。当实验开始，陶瓷管温度升高，马上记忆合金就受热膨胀，工字型结构100撑开，接触到热同步热分析仪的陶瓷出口并紧密配合。工字的中间弹性竖版设计宽度0.6-1.5mm，以保证结构设计伸展量0.1-0.5mm，提供了一个供材料受热膨胀的余量。

[0051] 本实用新型提供的一种高温气体排出装置具有如下技术优点：

[0052] 1)可以将热分析仪产生的高温气体排出到室外，保护室内人员物品的安全。

[0053] 2)可升降基座的设计可以适配各种高度的仪器；

[0054] 3)采用螺旋散热管道对导气管进行散热，螺旋散热管道内可以通入气体或者液体进行散热，散热效果好；

[0055] 4)第一连接头采用记忆合金制成，同时前端设有喇叭状开口后端设有圆台，保证了前后两端连接的气密性；

[0056] 5)导气管的出气端设有弯管，弯管内壁的表面粗糙，使排气在输送过程更易形成湍流，使换热更均匀。

[0057] 以上对本实用新型的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本实用新型的实质内容。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。

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