專利名稱：實驗室用生物炭炭化爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種實驗室用炭化爐，特別是一種應(yīng)用于在實驗室將農(nóng)林廢棄物制成生物炭的炭化爐。
背景技術(shù)：
生物炭制取過程中大約1/3原料變?yōu)樯锾浚?/3變?yōu)榭捎糜诎l(fā)電的物質(zhì)，另1/3則形成原油。因此生物炭也使得我們能夠一次性解決三個重大危機(jī)氣候變化危機(jī)，能源危機(jī)，以及食品和水資源危機(jī)。生物炭的研究成為了眾多學(xué)者的目標(biāo)，但是實驗室里制取生物炭還沒有一個性價比高的裝置，有些實驗室是去購買一些生產(chǎn)商的炭化設(shè)備，但是購買價格比較高，一套小型實驗室炭化裝置在6000元以上，由于其生產(chǎn)的規(guī)格限制，一些設(shè)計不能夠滿足實驗室對炭化過程的研究需要，例如，市場上的炭化裝置大多最高溫度是500°C，這個溫度對于制造生物炭是足夠的，但是對于研究工作則形成了束縛，同時不能實施一些數(shù)據(jù)采集點，從而影響了研究工作的進(jìn)一步開展，如果花昂貴的錢去買更高端的設(shè)備，顯然大大提高費用支出。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種實驗室用生物炭炭化爐，制取過程可靠、安全，制取效率高，成本低，節(jié)省能源，能滿足實驗室對生物炭研究的要求。本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下包括加料罐，加熱鋼管，電阻絲，溫度傳感器，外殼和蓋子，其特征是加料罐為上端開口而底部密閉的空心鋼桶結(jié)構(gòu)，加熱鋼管為上端開口下端封閉的圓桶形結(jié)構(gòu)，加料罐插入加熱鋼管中，在加熱鋼管外設(shè)置加熱層，加熱層為纏繞的帶絕緣瓷珠的加熱電阻絲；加熱層外包覆隔熱保溫層；在加熱層與隔熱保溫層之間設(shè)置溫度傳感器；蓋子上設(shè)有出氣通道，蓋子與外殼之間設(shè)置固定開關(guān)。上述的蓋子上設(shè)有溫度傳感器插入口，溫度傳感器插入口為螺絲口。上述外殼側(cè)面沿軸向切割成兩半，兩半的切割處一側(cè)通過合葉將其鉸接在一起，另一側(cè)安裝外殼鎖。上述的固定開關(guān)設(shè)置固定筒體，筒體內(nèi)設(shè)置固定桿套管和彈簧，在筒體上活動穿裝固定桿，固定桿的外端焊接固定頂片和固定圈，固定頂片的兩側(cè)鉸接連桿，施力手柄內(nèi)端通過旋轉(zhuǎn)點鉸接在筒體上，同時，施力手柄的中部與連桿鉸接；在固定桿上固定連接壓縮彈簧和防止固定桿脫出筒體的卡片；另外設(shè)置穿裝在固定圈上的固定棒。本發(fā)明的優(yōu)點是1、在實驗室里能快速高效率制取適量生物炭，加料罐是一個獨立的可以自由取出和放入的空心圓柱鋼桶結(jié)構(gòu)，通過與其相對應(yīng)的蓋子將其蓋上。當(dāng)農(nóng)林廢棄物經(jīng)過高溫、高壓加工后，可以與加料罐一起脫離制造爐，能減少生物炭冷卻的時間，同時避免剛加工好的生物炭與空氣直接接觸而產(chǎn)生反應(yīng)。2、在加熱層與隔熱保溫層之間設(shè)置溫度傳感器，可以外接溫度控制器來控制加熱溫度。3、設(shè)有溫度傳感器插入口，并設(shè)計為螺絲口，在不需要測量的情況下可以裝上密封螺絲，保證了加料罐內(nèi)的密閉性。方便實時測量加料層內(nèi)的溫度變化，同時，溫度傳感器插入口可以適用為其它測量元件的插入口。4、降低成本，適應(yīng)需求。5、最高溫度可以達(dá)到800°C，能很好滿足在高溫炭化條件下的研究需求。


圖I是本發(fā)明結(jié)構(gòu)的剖視圖(加蓋)。圖2是本發(fā)明結(jié)構(gòu)的剖視圖(去蓋)。圖3是加料罐和加熱鋼管外端伸出外殼示意圖(側(cè)視圖)。 圖4是本發(fā)明結(jié)構(gòu)的正視圖。圖5是圖4的左側(cè)視圖。圖6是圖4的右側(cè)視圖。圖7是加料罐蓋子的內(nèi)側(cè)正視圖。圖8是固定開關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中零部件序號傳感器接線柱1，導(dǎo)線接線柱2，左接線盒3，電阻絲4，溫度傳感器5，外殼6，右接線盒7，蓋子8，傳感器插入口 9，固定棒10，出氣通道11，固定圈12，固定開關(guān)13，外殼切割處14，外殼鎖15，固定螺絲16，支架17，隔熱保溫層18，加熱鋼管19，加料罐20，固定桿21，施力手柄22，外凹槽23，內(nèi)凹槽24，旋轉(zhuǎn)點25，彈簧26，筒體27，頂片28，連桿29，卡片30，固定桿套管31。
具體實施例方式見圖I一8，本發(fā)明結(jié)構(gòu)主要由三層構(gòu)成里層是加料罐，中間層是加熱層，外層是隔熱保溫層。具體結(jié)構(gòu)如下加料罐20為空心鋼桶結(jié)構(gòu)，其底部是密閉焊接，上端開口 ；力口熱層包括一個不銹鋼加熱鋼管19，加熱鋼管19是一個上端開口下端封閉的圓桶形鋼管，在加熱鋼管19外纏繞帶絕緣瓷珠的加熱電阻絲4 ;其中小瓷珠緊密排列套在鎳鉻合金電阻絲上，小瓷珠的作用是將電阻絲和加熱層鋼管進(jìn)行絕緣，加熱電阻絲4兩端分別連接左、右接線盒3、4進(jìn)行固定。將加料罐20插入在加熱鋼管19中，這樣不僅能夠使加料罐20內(nèi)的溫度更加穩(wěn)定，同時還提高了提取制備好生物炭的效率；加熱鋼管19的正下方固定兩根螺絲16，其作用是將加熱鋼管19與外殼6固定。隔熱保溫層18由耐高溫硅酸鋁纖維毯制成，耐高溫毯將加熱層包覆3-5層，能減少加熱層溫度的散失。在最外部設(shè)置不銹鋼外殼6,外殼6 —端設(shè)有底面,另一端為開口。其下端有四根固定支架17對其進(jìn)行固定。為方便取放和維修加熱層，將外殼做成可以打開的“箱子”，即將外殼側(cè)面按軸向切割處14切成兩半，兩半的切割處一側(cè)通過合葉將其鉸接在一起，另一側(cè)安裝外殼鎖15。在外殼的一個底面上設(shè)置傳感器接線柱I和導(dǎo)線接線柱2。傳感器接線柱I內(nèi)連接溫度傳感器5，溫度傳感器5安裝在加熱層與隔熱保溫層之間，溫度傳感器為K型熱電偶；導(dǎo)線接線柱2內(nèi)連接左、右接線盒3、7。見圖3，加熱鋼管19與加料罐20高度一致，但長于外殼6，因此兩者的開口端伸出外殼開口端；開口處配有與之相對應(yīng)的蓋子8，見圖7。蓋子是用310不銹鋼制成的圓形部件，蓋子8上開有傳感器插入口 9和出氣通道11。傳感器插入口設(shè)計成螺絲口，當(dāng)傳感器不需要插入爐體內(nèi)時可以將其用螺絲擰上，這樣可以加強(qiáng)爐體內(nèi)的密閉性。出氣通道11為半徑I. 5cm的金屬軟管，其作用是將農(nóng)林廢棄物炭化時所產(chǎn)生的氣體和液體排出加料罐。蓋子8內(nèi)側(cè)上設(shè)有外凹槽23、內(nèi)凹槽24，內(nèi)凹槽24與加料罐相吻合，外凹槽23與加熱鋼管相吻合，其作用是保證爐體內(nèi)的密閉性。當(dāng)蓋子8蓋到加料口上的時候可以通過安裝在外殼上兩側(cè)的固定開關(guān)13和固定棒10將蓋子加固。當(dāng)然也可以采用現(xiàn)有的鎖固件固定蓋子。采用實施例中的固定開關(guān)13結(jié)構(gòu)如下見圖8，在外殼6上焊接固定筒體27，筒體27兩端封閉，筒體27內(nèi)設(shè)置固定桿套管31和彈簧26，在筒體27上活動穿裝固定桿21，固定桿21的外端焊接固定頂片28和固定圈12,固定頂片28的兩側(cè)鉸接連桿29,施力手柄22內(nèi)端通過旋轉(zhuǎn)點25鉸接在筒體27上，同時，施力手柄22的中部與連桿29鉸接；在固定桿21上固定連接卡片30，卡片30起到壓縮彈簧26和防止固定桿21脫出筒體27的作用。當(dāng)要固定 蓋子8時,將固定棒10穿過兩邊的固定圈12,用手將兩個施力手柄22向下壓，固定桿21會伸入固定桿套管31，當(dāng)兩個施力手柄22與筒體27平行時，即完成了鎖緊固定。當(dāng)要放松的時候，將施力手柄22向上提起，克服死點，完成逆運動，抽出固定棒10，即可打開蓋子8。
權(quán)利要求
1.一種實驗室用生物炭炭化爐，包括加料罐，加熱鋼管，電阻絲，溫度傳感器，外殼和蓋子，其特征是加料罐為上端開口而底部密閉的空心鋼桶結(jié)構(gòu)，加熱鋼管為上端開口下端封閉的圓桶形結(jié)構(gòu)，加料罐插入加熱鋼管中，在加熱鋼管外設(shè)置加熱層，加熱層為纏繞的帶絕緣瓷珠的加熱電阻絲；加熱層外包覆隔熱保溫層；在加熱層與隔熱保溫層之間設(shè)置溫度傳感器；蓋子上設(shè)有出氣通道，蓋子與外殼之間設(shè)置固定開關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的實驗室用生物炭炭化爐，其特征是蓋子上設(shè)有溫度傳感器插入口，溫度傳感器插入口為螺絲口。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的實驗室用生物炭炭化爐，其特征是固定開關(guān)設(shè)置固定筒體，筒體內(nèi)設(shè)置固定桿套管和彈簧，在筒體上活動穿裝固定桿，固定桿的外端焊接固定頂片和固定圈，固定頂片的兩側(cè)鉸接連桿，施力手柄內(nèi)端通過旋轉(zhuǎn)點鉸接在筒體上，同時，施力手柄的中部與連桿鉸接；在固定桿上固定連接壓縮彈簧和防止固定桿脫出筒體的卡片。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的實驗室用生物炭炭化爐，其特征是外殼側(cè)面沿軸向切割成 兩半，兩半的切割處一側(cè)通過合葉將其鉸接在一起，另一側(cè)安裝外殼鎖。
全文摘要
一種實驗室用生物炭炭化爐，包括加料罐，加熱鋼管，電阻絲，溫度傳感器，外殼和蓋子，其特征是加料罐為上端開口而底部密閉的空心鋼桶結(jié)構(gòu)，加熱鋼管為上端開口下端封閉的圓柱形結(jié)構(gòu)，加料罐插入加熱鋼管中，在加熱鋼管外設(shè)置加熱層，加熱層為纏繞的帶絕緣瓷珠的加熱電阻絲；加熱層外包覆隔熱保溫層；在加熱層與隔熱保溫層之間設(shè)置溫度傳感器；蓋子上設(shè)有出氣通道，蓋子與外殼之間設(shè)置固定開關(guān)。本發(fā)明的優(yōu)點是制取過程可靠、安全，制取效率高，成本低，節(jié)省能源，能滿足實驗室對生物炭研究的要求。
文檔編號C10B1/06GK102936505SQ20121042422
公開日2013年2月20日 申請日期2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月31日
發(fā)明者孟軍, 陳溫福, 張志霞, 高繼平, 翁彥 申請人:沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)