技术领域
[0001] 本
发明涉及实验仪器技术领域，特别是涉及一种马弗炉及其使用方法。
背景技术
[0002] 马弗炉是一种常用的
煅烧设备，广泛应用于各个行业中。传统马弗炉为一种箱式结构，内炉衬与
炉壳之间为耐火
纤维保温层，在内炉衬的上下左右凹槽中，有加热棒，在
箱体的一侧设置马弗炉的
门，门内侧设置有对应大小的炉门砖。随着各领域对马弗炉的不断改进升级，马弗炉的性能也在不断提升，如快速加热
散热系统、溢流冲洗装置系统等。但传统由于传统马弗炉的密闭性较差，导致煅烧腔内，
温度分布不均匀，
炉膛内温差大，靠近煅烧区域内部地方与门口处有时温差达50度，对煅烧样品的
质量有很大影响。同时，传统的马弗炉均为一个煅烧腔，不能同时对多个不同煅烧条件的样品进行煅烧，影响实验或研究进展，另外，随着网络技术的发展，远程智能控制的应用，如果与马弗炉结合，不仅可以提高马弗炉的工作效率，还可大大提升设备操作的安全系数，因此需要对马弗炉进行改善。
发明内容
[0003] 本发明的目的是针对
现有技术中马弗炉内温不均匀、煅烧效率低且智能化程度不高的
缺陷，而提供一种马弗炉，该马弗炉包括
外壳、和外壳内的多个煅烧区域，每一煅烧区域分别控制温度，可实现多种物质同时煅烧，提高煅烧效率。
[0004] 本发明的另一方面，是提供一种马弗炉的使用方法。
[0005] 为实现本发明的目的所采用的技术方案是：
[0006] 一种马弗炉，包括外壳、受驱动在所述外壳内轴心旋转的
转轴和固定在所述转轴上的至少两个竖直的隔板，所述隔板将所述外壳的内部空腔分隔成至少两个煅烧区域，所述外壳的
侧壁上开设有外壳门，所述转轴顶端穿出所述外壳形成手动旋转部；
[0007] 每一所述煅烧区域包括分别固定于所述转轴上的扇形顶部保温层与扇形底部保温层、包覆于所述转轴侧壁上的第一保温层、与所述外壳内侧壁
接触的第二保温层，所述扇形顶部保温层、扇形底部保温层、第一保温层、第二保温层和两个隔板围合形成一个内部空腔，所述内部空腔填充有内部保温层，所述内部保温层为中空结构，中心的空腔为煅烧腔，所述煅烧腔的内壁设置有加热丝，所述内部保温层为拼接在一起的固定和移动部，所述移动部取出后可开启所述煅烧腔；
[0008] 每一所述煅烧腔设置有进气口和出气口，所述进气口和出气口分别通过进
风管和出风管与外界连通。
[0009] 在上述技术方案中，所述转轴为空心转轴，每一所述煅烧腔连接的进风管和出风管分别在所述转轴的空心区域汇合与进风总管和出风总管连通。
[0010] 在上述技术方案中，所述进风总管和出风总管上连接有控制
阀门，所述进风总管与可燃气氛连接，所述出风总管与
通风设备连接，所述可燃气氛包括
氧气或空气。
[0011] 在上述技术方案中，所述固定部和所述移动部的接触面为折线型。
[0012] 在上述技术方案中，所述固定部内固定有至少两根伸缩杆，每一所述伸缩杆的顶端与所述加热丝固定连接，底端与所述煅烧腔的内壁固定连接，所述伸缩杆通过伸缩
电机控制伸缩从而带动所述加热丝上下移动。
[0013] 在上述技术方案中，还包括
支架，所述支架包括三根
支撑腿和三叉板，每一所述支撑腿的顶部与所述外壳固定连接，所述三叉板的三个端部分别固定在三根支撑腿的中部。
[0014] 在上述技术方案中，所述转轴的底端穿出所述外壳并与所述三叉板滑动接触形成第二手动旋转部。
[0015] 在上述技术方案中，所述三叉板下方设置有
抽屉。
[0016] 在上述技术方案中，还包括智能控制系统，所述智能控制系统包括用于采集各煅烧腔内温度和气氛的
数据采集模
块、用于接收所述数据采集模块的数据并进行分析处理的主控模块、
控制器模块和安全警报模块；所述数据采集模块与所述主控模块的输入端通讯连接，所述控
制模块和安全警报模块与所述主控模块的输出端通讯连接；
[0017] 所述数据采集模块包括固定在每一所述煅烧腔内设的温度
传感器和气氛传感器；
[0018] 所述控制器模块包括数据采集控制器、加热丝控制器和旋转
主轴控制器。
[0019] 本发明的另一个目的，上述马弗炉的使用方法，包括以下步骤：
[0020] 步骤1：打开外壳门，旋转转轴至煅烧区域与外壳门对齐，将第二保温层和移动部依次取出；
[0021] 步骤2：将加热丝调整至煅烧腔的顶部，将盛有待煅烧物的
坩埚放入煅烧腔内；
[0022] 步骤3：调整加热丝的
位置至最佳煅烧位置，将移动部和第二保温层依次安装；
[0023] 步骤4：重复步骤1-3，在另一煅烧腔内放入另一盛有待煅烧物的坩埚；
[0024] 步骤4：关闭外壳门开启加热，开始煅烧。
[0025] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0026] 1.本发明提供的马弗炉，采用“双外部保温层+内部保温层”和折线型门沿设计，结合精密控温器，在减少
热损失，提高马弗炉的保温效果的同时，降低煅烧腔内的温度差异，保障样品的煅烧效果。
[0027] 2.本发明提供的马弗炉，每一煅烧腔的加热丝可上下调整位置，既方便物料的取放又可根据物料实际高度进行加热丝高度调整，提高煅烧效率。
[0028] 3.本发明提供的马弗炉，通过多个煅烧区域的扇环设计，结合进气管和排气管的可控阀门控制，可满足不同样品、不同煅烧条件的实验研究同时进行，提高了工作效率和设备利用效率，实现了一次性多批量煅烧实验的进行。
[0029] 4.利用4G网络远程控制和语音控制系统，提高了设备使用的安全性，结合数据采集模块和主控模块，可实现对马弗炉的远程智能控制，同时大量数据的统计与分析处理，为此马弗炉的使用提供了服务质量保障。
附图说明
[0030] 图1所示为马弗炉的整体结构示意图。
[0031] 图2所示为马弗炉的俯视剖面图。
[0032] 图3所示为煅烧区域的结构示意图。
[0033] 图4所示为内部保温层的结构示意图以及管路连接示意图。
[0034] 图5所示为加热丝移动示意图。
[0035] 图6所示为智能控制系统的模块连接示意图。
[0036] 图7所示为用户端的示意图。
[0037] 图中：1-外壳，2-转轴，3-第一保温层，4-第二保温层，5-煅烧区域，6-隔板，7-煅烧腔，8-内部保温层，8-1-固定部，8-2-移动部，9-加热丝，10-外壳门，11-，12-进风总管，13-出风总管，14-进气口，15-出气口，16-进风管，17-出风管，18-扇形顶部保温层，19-扇形底部保温层，20-伸缩杆，21-
控制阀门，22-支撑腿，23-三叉板，24-抽屉。
具体实施方式
[0038] 以下结合具体
实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0039] 实施例1
[0040] 一种马弗炉，如图1、图2所示，包括外壳1、受驱动在所述外壳1内轴心旋转的转轴2和固定在所述转轴2上的至少两个隔板6，所述隔板6将所述外壳1的内部空腔分隔成至少两个煅烧区域5，所述外壳1的侧壁上开设有外壳门10，所述转轴2顶端穿出所述外壳1形成手动旋转部，所述外壳门10为弧形门，与最大的煅烧区域5大小一致，保证每一煅烧区域5顺利打开。
[0041] 每一所述煅烧区域5，如图2、图3所示，包括分别固定于所述转轴2上的扇形顶部保温层18与扇形底部保温层19、包覆于所述转轴2侧壁上的第一保温层3、与所述外壳1内侧壁接触的第二保温层4(图3中未画出)，所述扇形顶部保温层18、扇形底部保温层19、第一保温层3、第二保温层4和两个隔板6围合形成一个内部空腔，所述内部空腔填充有内部保温层8，如图2所示，所述内部保温层8为中空结构，中心的空腔为煅烧腔7，所述煅烧腔7为圆柱体，其高度可根据实际需求进行设置，内壁设置有加热丝9，所述加
热管8由外围控制
电路控制加热温度，所述内部保温层8如图4所示，为拼接在一起的固定部8-1和移动部8-2，所述移动部8-2取出后可开启所述煅烧腔7；每一煅烧区域的
温度控制与温度设定与现有技术中马弗炉的温度控制与设定方法相同，在此不再赘述，每一煅烧区域的电路管线均穿过第一保温层3在转轴的空心腔内汇集后从顶端穿出以简化线路。
[0042] 如图4所示，每一所述煅烧腔7设置有进气口14和出气口15，所述进气口14和出气口15分别通过进风管16和出风管17与外界连通。
[0043] 使用时，打开外壳门10，旋转主轴2，将某一煅烧区域5与外壳门10对齐，依次取出该煅烧区域5的第二保温层4和移动部8-2从而打开煅烧腔7，将待煅烧物料放入煅烧腔7后依次将移动部8-2和第二保温层4并关闭外壳门10，打开加热丝9加热开始煅烧。
[0044] 上述马弗炉内部分为多个煅烧区域5并对每一煅烧区域5内部的煅烧腔7分别控制加热温度，可实现多种物料在不同温度下同时煅烧且互相不影响，大大提高了马弗炉的空间利用率和煅烧效率，缩短了实验研究周期。
[0045] 实施例2
[0046] 本实施例是在实施例1的
基础上介绍其优选结构。
[0047] 作为优选方式，如图4所示，所述转轴2为空心转轴，每一所述煅烧腔7连接的进风管16和出风管17分别在所述转轴2的空心区域汇合与进风总管12和出风总管13连通。选用空心转轴并将进风总管12和出风总管13设置在其空心部分，可以简化管路，使整体结构更加简洁。
[0048] 作为优选方式，所述进风总管12和出风总管13上连接有控制阀门21，所述进风总管12与可燃气氛连接，所述出风总管13与通风设备连接。可燃气氛可促进煅烧，提高煅烧效率；出风总管13与通风设备连接可防止煅烧产生的有害气体污染实验室。
[0049] 作为优选方式，所述固定部8-1和所述移动部8-2的接触面为折线型。折线型设计可有效降低煅烧腔7的热损失。
[0050] 作为优选方式，如图5所示，所述固定部8-1内固定有至少两根伸缩杆20，每一所述伸缩杆20的顶端与所述加热丝9固定连接，底端与所述煅烧腔7的内壁固定连接，所述伸缩杆20通过伸缩电机(伸缩电机位于固定部8-1内部的一个空腔内，图中未画出)控制伸缩从而带动所述加热丝9上下移动。伸缩杆20为耐高温且绝热材质。
[0051] 加热丝9可上下移动，当取放待煅烧物料时，加热丝9移动至煅烧腔7的顶部，方便取放，当煅烧时，加热丝下移至与物料相当的位置。加热丝9可随着物料高度不同进行上下调整，提高煅烧效率。
[0052] 作为优选方式，还包括支架，如图1所示，所述支架包括三根支撑腿22和三叉板23，每一所述支撑腿22的顶部与所述外壳1的底部固定连接，所述三叉板23的三个端部分别固定在三根支撑腿22的中部。支架将马弗炉支撑起一定的高度，方便操作。三条支撑腿22加一个三叉板23的设计使支架稳固。
[0053] 作为优选方式，所述转轴2的底端穿出所述外壳1并与所述三叉板23滑动接触形成第二手动旋转部。手动旋转部和第二手动旋转部的双重操作设置方便站立或蹲着操作，无需特意蹲下或站立起来。
[0054] 作为优选方式，所述三叉板23下方设置有抽屉24，可放置试验所用长把
钳子和防护手套以及坩埚等用品。
[0055] 实施例3
[0056] 本实施例是在实施例1和实施例2的基础上介绍其智能控制系统。
[0057] 所述智能控制系统如图6所示，包括用于采集各煅烧腔7内温度和气氛的数据采集模块、用于接收所述数据采集模块的数据并进行分析处理的主控模块、控制器模块和安全警报模块；所述数据采集模块与所述主控模块的输入端通讯连接，所述控制器模块和安全警报模块与所述主控模块的输出端通讯连接；
[0058] 所述数据采集模块包括固定在每一所述煅烧腔7内设的温度传感器和气氛传感器；
[0059] 所述主控模块为STM32F101系列
单片机；
[0060] 所述控制器模块包括加热丝控制器、转轴控制器、电源控制器和外壳门控制器。
[0061] 加热丝控制器控制加热丝的开启或关闭；转轴控制器控制转轴2的自动旋转将煅烧区域与外壳门对齐；电源控制器和外壳门控制器上连接有语音控制器，可通过语音控制电源或外壳门的开启或关闭。
[0062] 上述马弗炉的使用方法，当数据采集模块采集到某一煅烧腔7内的温度超过或低于设定温度范围时，主控模块接收该信息向控制器模块中的加热丝控制器发送关闭或启动加热管的命令，加热管关闭或启动。同时，主控模块接收该信息并对升温速度、降温速度、煅烧时间等进行分析，当分析结果异常且超出预设范围时，向所述安全警报模块发送报警
信号，安全警报模块通过连接的报警器发出警报。
[0063] 上述马弗炉的
人机交互主要通过控制面板和用户端完成。
[0064] 控制面板为
触摸屏，设置在外壳门上，可设置每个煅烧区域所对应的煅烧条件，正常气氛范围调整，马弗炉的升温速度、保温时间，网络信号，马弗炉的电源
开关和各煅烧区的加热丝控制。
[0065] 用户端通过4G无线网络与主控模块通讯连接，实现马弗炉的远程控制，如图7所示，如煅烧温度、保温时间、煅烧气氛情况，同时将用户端和马弗炉设备与实验室内监控视频连接，实现对马弗炉的远程智能控制。
[0066] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
