技术领域
[0001] 本
发明涉及压力容器，其具有压力容器壁，压力容器壁完全包围作为压力室的反应室，反应室用于引发和/或促成容纳在反应室中的待加热的样本的化学和/或物理压力反应。
背景技术
[0002] 前言所述类型的压力容器原则上由
现有技术公开了。为了测量
温度，一般采用红外温度
传感器，其因为反应室内的高压而设置在压力容器外。为了将从在反应室内的被加热的样本发出的红外线在压力反应期间良好地引导至红外传感器以便测温，从现有技术中知道了采用光
导管，其从设于压力容器外的红外传感器一直延伸到反应室附近。因为红外温度传感器因而离反应室比较远，即在压力容器外，故出现了比较大的、尤其具有大的结构高度的压力容器。
发明内容
[0003] 因此，本发明的任务是克服上述的现有技术缺点，即尤其提供一种具有改善的温度测量的并且结构还紧凑的压力容器。
[0004] 本发明的压力容器具有压力容器壁，其完全包围作为压力室的反应室，其用于引发和/或促成容纳在反应室中的待加热样本的化学和/或物理压力反应。压力容器壁具有可透红外线的高压(红外)窗，该高压(红外)窗在从反应室向外(或从反应室起向外远离)的方向上延伸并且相对于反应室内的压力支承在压力容器壁中。压力容器还具有红外温度传感器，其相对于反应室(从外)正好与高压窗对置以便在压力反应期间穿过高压窗测量容纳在反应室中的样本的温度。
[0005] 换言之，高压窗造成了由反应室内的压力决定且朝红外温度传感器作用的力通过高压窗被转移至压力容器壁。因此，从压力容器外一直延伸到高压窗的区域是一个基本未承受反应室内压力的作用的区域，故红外温度传感器现在可布置在该区域中，确切说以如下方式，无需将构件例如像光导管或反射管设置在高压窗和红外温度传感器之间。因此，红外温度传感器可以直接贴靠高压窗或者至少正好与高压窗(间隔)相对，即如此对置，为了借助红外温度传感器测温不必在高压窗和红外温度传感器之间设置中间接设的构件。自高压窗耦合输出的红外线因此可以直接到达红外温度传感器。因此，红外温度传感器靠近向反应室，从而一方面进行借助红外温度传感器的更可靠的温度测量，另一方面带有红外温度传感器的压力容器紧凑地构成。
[0006] 高压窗优选直接贴靠反应室。因此，该红外温度传感器还可以更靠近反应室，从而温度测量和压力容器的结构紧凑性都被优化。
[0007] 压力容器壁且最好是压力容器底部可以具有孔，其中该孔朝向反应室敞开，并且高压窗设置在该孔内。因此，该高压窗可以简单地设置在压力容器壁内，例如做法是该高压窗从压力容器内侧或外侧被装入该孔中。
[0008] 该孔可以是通孔，其从压力容器外侧延伸，使得高压窗可从压力容器外装入该孔中以便(从反应室起)向
外延伸。高压窗在此最好可如此装入该孔中，一旦它位于孔内，高压窗自动支承在压力容器壁中。因此，高压窗可以简单地从压力容器外设置在压力容器壁中。
[0009] 优选的是高压窗和/或红外温度传感器设计成被旋拧入和/或插入压力容器壁尤其是孔中。
螺纹啮合此时可以设计用于在压力容器壁中支承红外窗。因此，高压窗或者说红外温度传感器可以简单地设置在该孔内或者更换。
[0010] 红外温度传感器可以具有
中间件例如容纳管，用于容纳红外温度传感器的传感器头。借助中间件，尤其该红外温度传感器或其传感器头可以简单设置在该孔中。根据一个优选实施方式，该中间件被设计成拧入和/或插入该孔中。中间件的远端可以一直延伸到高压窗或者与高压窗间隔。
[0011] 压力容器壁可具有用于
微波耦合输入的透微波区域，其中高压窗和/或红外温度传感器设置在透微波区域的侧旁。因此防止了所述高压窗和/或红外温度传感器影响所述透微波区域。此外，压力容器的结构高度因此被降低，因为红外温度传感器和/或高压窗设置在位于透微波区域的高度的区域中。
[0012] 所述高压窗和红外温度传感器可以作为一个单元或相互成一体地构成。因此，高压窗和红外温度传感器可以简单地即尤其同时设置在压力容器壁中或者从中取出。
[0013] 高压窗材料优选允许在2.0微米至2.6微米
波长范围内的红外线透过。通过这种方式，可以进行借助红外温度传感器的可靠测温。
[0014] 高压窗材料优选具有
晶体结构。晶体结构此时尤其适用于承受高压，因此，高压窗的使用寿命被延长，并且红外温度传感器良好地借助高压窗被屏蔽起来以免受反应室的高压。尤其优选地，高压窗材料具有蓝
宝石、
石英、氟化
钙和/或PTFE材料。这些材料尤其有利地适用于承受反应室的压力且因此屏蔽红外温度传感器以免受所述压力或力。此外，这些材料是高度透射微波的，故高压窗因微波
辐射未自身变热。因而，尤其也可以避免测量误差。
[0015] 压力容器还可以具有用于冷却红外温度传感器的冷却区。因此尤其防止自反应室朝向红外温度传感器散发的热没有影响红外温度传感器。因此，由此也可以获得利用红外温度传感器的更可靠的温度测量。
[0016] 冷却区可以设立用于主动和/或被动冷却红外温度传感器。在主动冷却情况下，可以通过外界
能量驱动的冷却件有效散走大量
热能。被动冷却可以无需外界供能地散走热能，例如做法是红外温度传感器的区域在结构上相应设计成尤其支持
对流冷却。被动冷却的示例性设计方案是增大面积的区域(
散热片等)和/或孔用于实现相应的流动以便散热。
[0017] 在用于很有效地冷却红外温度传感器的一个优选实施方式中，该冷却区或主动冷却机构(主动冷却件)具有用于冷却红外温度传感器的流动装置。尤其有利的是该流动装置是
风扇。替代地或附加地，该冷却区或主动冷却件具有用于冷却红外温度传感器的
珀耳帖元件。
[0018] 冷却区可以具有容纳红外温度传感器的管，其中该管具有如此设置的通孔，通过通孔调节空气流以冷却红外温度传感器。因为该通孔可以简单设置，故可以简单设有用于冷却红外温度传感器的被动冷却件。尤其有利的是该管是中间件、尤其是容纳管。因此，可以节省地方地实现红外温度传感器的有效冷却。
附图说明
[0019] 以下，结合示出本发明的优选实施方式的附图来举例说明本发明，附图示出了：
[0020] 图1以剖视图示出本发明的压力容器的一个
实施例，和
[0021] 图2示出图1所示的压力容器的局部细节图。
具体实施方式
[0022] 图1示出根据本发明的具有压力容器壁1a的压力容器1的实施例，压力容器用于容纳待加热的样本P以引发和/或促成样本处P的化学和/或物理压力反应。样本P例如可以含有固体如砂子、
土壤、泥土和/或叶子。但压力容器1不限于一定的样本P。尤其是，任何类型的样本可以在压力容器1中经历压力反应和加热，尤其是具有高黏度或大量固体的样本。
[0023] 压力容器1可以是(高压)釜。压力容器1或压力容器壁1a优选由耐高压材料例如像金属、优选是
钢且尤其优选是耐蚀
不锈钢合金构成。压力容器1在此优选如此设计，它在高达至少200巴、优选高达至少500巴的压力下以及在高达和也可能超过300摄氏度的温度下可投入使用。
[0024] 压力容器1还具有反应室或压力室2用于引发和/或促成在样本P处的化学和/或物理压力反应。可以看到，压力容器1包围反应室2，确切说优选在所有侧面。这个或这些样本P设置在反应室2内以便样本处理并优选通过开口可被从中取出。
[0025] 压力容器1优选具有(罐形)底部3和盖部4，它们可相互封闭且在封闭状态中完全包围反应室2。此时，盖4封闭设于压力容器1即压力容器1的底部3中的用于存取样本P的开口。借助盖4，压力容器1和/或反应室2因此可被启闭。
[0026] 尤其如图1所示，反应室2还设计成容纳液体或基本负荷5。液体5优选是
水，但也可以是任何其它的强烈吸收微波的液体或具有这样的液体。液体5在此尤其设置用于加热或加温位于压力容器1或反应室2内的样本P。这例如可以如此进行，样本P至少部分被液体5包围，并且未详细示出的微波发生器通过微波吸收来加热液体5，使得样本P间接通过液体5被加热。样本P此时可以设置在样本容器6例如像试管内。优选地，压力容器1或反应室2被设计用于容纳两个以上的样本P。按照相应的方式，也可以设有多个样本容器6、就是说至少一个样本容器6，以分别容纳一个样本P。
[0027] 压力容器1还可以具有样本座7，可以此将样本容器6保持在反应室2中。样本座7上装有所述至少一个样本容器6，优选按照以下方式，样本容器6处于液体5内。样本座7尤其设计用于例如通过
手柄7a将至少一个样本P或至少一个样本容器6送入反应室2和又从中取出。
[0028] 压力容器1还可以具有可绕转动轴线转动的、安装在反应室2内的磁体板8。借助磁体板8，例如通过设于磁体板8内的通孔或其它
流体机械结构例如搅拌
叶片，液体5可被搅动。为了驱动磁体板8，可设有电磁体10，电磁体围绕上述转动轴线或反应室周围均匀分布。所述至少一个电磁体10被控制，以便形成一个(按一个圆圈)旋转
磁场，从而磁体板8绕其转动轴线转动且因而搅动液体5。磁体板8在此按照与同步
电机或步进电机的
转子相应的方式构成。至少一个电磁体10优选与同步电机或步进电机的
定子对应地构成。代替磁体板8，压力容器1也可以具有任何其它
搅拌机构用于搅拌液体5，例如搅拌杆，其安装在搅拌轴上。
[0029] 代替电磁体10地，压力容器1也可以具有其它磁体组件，例如可转动设置的且优选布置在压力容器1外的
永磁体，从而永磁体转动产生旋转磁场以驱动磁体板转动。以上关于电磁体10的描述类似地适用于这样的磁体组件。
[0030] 还可以看到，压力容器1可以具有板或底座9，其设置在反应室2内且允许液体5透过，例如经由设于板9内的通孔。板9在此可以与反应室2、尤其是反应室2底面限定出一个空间，磁体板8安装在该空间内。为了形成该空间，板9可以被安放在反应室2内和/或连接至反应室2的
侧壁(例如通过边缘或者凸起)。或者，该板可以通过从板9延伸出的侧壁9a连接至反应室2的底面。优选的是，板9由陶瓷材料例如像
碳化
硅(SiC)制造。因为所述材料强烈吸收微波，故设于液体5中的板9可以借助微波辐射被加热，从而液体5不仅直接通过微波吸收而变热，也间接通过板9的散热而变热。
[0031] 如在图2中可看到地，可以在反应室2的(外)底面2a和压力容器1的(内)底面1b之间设置底部件20，反应室2安放在底部件上。优选地，底部20由耐高压材料例如像PTFE制造。还可以规定，底部件20充满在反应室2的底面2a和压力容器1的底面1b之间的空间。
[0032] 压力容器1还具有透微波区域11，微波例如可借助设于透微波区域11内的天线经过透微波区域被耦合输入反应室2，优选经过底部件20。透微波区域11最好关于压力容器底面1b居中设置。但本发明在此不局限于借助微波的加热。样本P也可以借助其它加
热机构例如像
热辐射器被加热。
[0033] 压力容器1还具有设于压力容器壁1a内的透红外的高压窗30。尤其如图2所示，高压窗在(从)反应室2向外的或伸到压力容器1外的方向上延伸且关于反应室2内的压力支承在压力容器壁1a中。尤其可以规定，高压窗30不仅在底部件20中延伸，也在压力容器壁1a中延伸。高压窗30优选设置成仅在压力容器壁1a中和/或在底部件20中延伸。
[0034] 高压窗30还可以直接贴靠反应室2或其底面2a。底部件20例如可以具有通孔，高压窗30延伸穿过该通孔以便直接抵靠反应室2。但或者也可以规定，高压窗30如图2举例所示地设置在底部件20中的一个
盲孔内，即安设高压窗30的孔，其没有朝向反应室2地完全穿过底部件20。
[0035] 高压窗30可以例如支承在压力容器壁1a中，做法是高压窗30支承在设于压力容器壁1a内、最好是压力容器1的底面1b内的孔31中。在此，孔31朝向反应室2和/或底部件20敞开。高压窗30在孔31中的支承例如可以如此进行，在孔31中设有台阶结构32，高压窗30安放在台阶结构上。因此，例如高压窗30可以从压力容器1内被装入孔30中，以便安放在台阶结构32上。因此，在反应室2内的压力反应期间，压力作用于高压窗30，在此，最终的力自高压窗30传递至台阶结构32且进而传递至压力容器壁1a。
[0036] 孔31尤其可以设计成通孔，其通到压力容器1外。通过这种方式，高压窗30也可以从压力容器1外被装入该孔中，从而高压窗30从反应室2起向外延伸到压力容器1外。例如，高压窗30因此可以从压力容器1内侧或外侧被拧入压力容器壁1a、尤其是孔31中。通过这种方式，高压窗30的与孔31的螺纹啮合的螺纹可以设计成用于在压力容器壁1a或孔31中支承高压窗30的支承。此时可以除了支承外还可以设有或也可以省掉台阶结构32。
[0037] 高压窗30优选具有对应于孔31的形状。优选地，高压窗31设计成是实心的，即尤其没有空腔。高压窗31可以设计成柱状和/或方
块状。尤其是，高压窗30可以具有任何适于被装入压力容器壁1a的结构，从而它在压力容器壁1a且尤其是孔31中至少进入摩擦配合
接触和/或形状配合接触中。高压窗30优选具有如下长度，其从压力容器壁1a(内)延伸到底部件20或一直延伸到底部件20内。
[0038] 高压窗30优选侧设在透微波区域11旁，即尤其如此设置，在高压窗30和透微波区域11之间沿水平方向有间距。高压窗30优选布置在压力容器1的内侧壁附近。
[0039] 高压窗30的材料最好允许在样本P或液体5的热辐射波长范围内、尤其是在2.0微米至2.6微米波长范围内的红外线透过。为了高压窗30耐受反应室2的高压，高压窗优选设计成具有对应于压力容器壁1a的强度，即尤其能承受住高达至少200巴、最好高达至少500巴的压力。为了很好地承受反室2的高压，高压窗30的材料可以具有晶体结构。事实表明，尤其是蓝宝石、石英、氟化钙和/或PTFE材料且尤其是具有纯CF3-(CH2)n结构(n＝大于1000000C
原子)的PTFE材料适合作为高压窗30材料以承受反应室2的高压。
[0040] 压力容器1还具有用于测温或
温度控制(例如用于温度调节)的红外温度传感器40。红外温度传感器40设置成从外面直接贴靠高压窗30或者至少正好与高压窗30对置，例如在高压窗30和红外温度传感器40之间有间距。通过这种方式，红外线从被加热的样本P可穿过高压窗30到达红外温度传感器40，以便因此基于红外线来直接测量样本P的温度。
[0041] 可以看到，红外温度传感器40通过例如(如在图2中看到的那样)呈容纳管状的中间件41可被拧入和/或插入压力容器壁1a尤其是孔31中。中间件或容纳管41在此被设计成容纳红外温度传感器40的传感器头，从而穿过中间件41的区域即例如容纳管的中空体，红外线可以从高压窗30到达红外温度传感器40或其传感器头。中间件41的远端可以如图2示例性所示地与高压窗30间隔开。或者，中间件41的远端也可以一直延伸到高压窗30。但中间件41不是必需的，因此，红外温度传感器40也可以被直接旋拧入和/或插入孔31中。
[0042] 压力容器1还可具有用于冷却红外温度传感器40的冷却区。在此，冷却区最好设置在红外温度传感器40旁，从而造成从红外温度传感器40至冷却区的热流。在图2举例所示的压力容器1中，红外温度传感器40的冷却是被动实现的，即借助了设置在中间件41内的通孔42。但在这里，通孔42不局限于通过中间件41来构成，因而其它构件例如像(附加)管也可以具有通孔42。通孔42此时最好水平延伸或者在(红外线)横向上延伸和/或在红外温度传感器40和高压窗30或压力容器壁1a之间延伸。通孔41因此造成经过通孔41的流动。在图2所示的例子中，热因此从高压窗30经由中间件41或容纳管流向红外温度传感器40，随后借助流动经过通孔42被送离红外温度传感器40。即，借助所述流动，热于是可以被送离红外温度传感器40以便冷却红外温度传感器40。
[0043] 作为通孔41的替代或补充，也可以设有其它的主动和/或被动冷却件来冷却红外温度传感器40。作为被动冷却件，尤其考虑如下构件，其增大红外温度传感器40的散热面积，即例如
散热片。作为主动冷却件，尤其考虑以能量(
电能)驱动的冷却件以便因此送走很多热能。例如，作为主动冷却件可以采用流动装置优选是风扇和/或
珀耳帖元件。主动冷却件可以与红外温度传感器40形成一个单元，因此实现很节省地方的主动冷却。例如该主动冷却件可以如此设置，即通
过冷却件造成的流动穿过通孔42。
[0044] 还可以规定，红外温度传感器40与高压窗30成一体地作为单元构成。因此例如可以规定，该单元能以尤其设置在高压窗30上的螺纹、优选还有设置在红外温度传感器40上的螺纹被拧入孔31中。
[0045] 在此，本发明不局限于前述特征。尤其是，所有上述特征可以任何方式相互组合。
