一种热重分析装置及其用途.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113945606A(43)申请公布日2022.01.18(21)申请号202010693434.X(22)申请日2020.07.17(71)申请人中国科学院过程工程研究所地址100190北京市海淀区中关村北二条1号(72)发明人刘新华岳君容张楠关宇胡善伟(74)专利代理机构北京品源专利代理有限公司11332代理人巩克栋(51)Int.Cl.G01N25/20(2006.01)G01N25/48(2006.01)G01N25/22(2006.01)G01N5/04(2006.01)权利要求书2页说明书11页附图3页(54)发明名称一种热重分析装置及其用途(57)摘要本发明提供一种热重分析装置，所述热重分析装置通过设置气体分布加热模块及均匀打孔的大容量坩埚装载试样，匹配合适的称量天平，特别适用于较大尺寸的单颗粒样品及大流量气氛下应用，克服大流量的反应气体或载气对温度及天平称量的影响，使仪器能准确测量大尺寸单颗粒样品的反应失重曲线，满足流程工业中不同测试需求，且通过组合设置天平外罩、冷却单元和保护气进气组件等提高热重分析的精度，并采用加热炉移动的方式，对天平影响更小，数据更准确，精准度更高。CN113945606ACN113945606A权利要求书1/2页1.一种热重分析装置，其特征在于，所述热重分析装置包括反应单元、称量单元、气体控制单元和控制单元；所述反应单元包括加热炉，所述反应单元以加热炉为基准竖直设置在称量单元上方；所述称量单元包括称量天平，所述称量天平与控制单元相连，将质量变化通过重量信号传递至控制单元进行检测和存储；所述气体控制单元包括设置在反应单元与称量单元之间的气体加热分布模块以及气体流量控制模块；所述气体加热分布模块包括气体分布器和位于气体分布器上的气体加热组件；所述气体流量控制模块包括与称量单元相连的天平保护气进气组件。2.根据权利要求1所述的热重分析装置，其特征在于，所述加热炉包括炉管、加热组件、反应腔和温度控制组件；所述加热组件设置在炉管外壁，所述炉管内形成反应腔空间，所述温度控制组件设置在炉管外壁上；优选地，所述加热组件包括电热阻丝；优选地，所述加热组件的加热温度为0～1600℃；优选地，所述温度控制组件包括第一热电偶，优选包括双热电偶；优选地，所述温度控制组件还包括用于控制加热炉温度的与第一热电偶相连的温度控制器；优选地，所述温度控制器的控制精度为0.1～5℃，优选为1～2℃；优选地，所述炉管为刚玉炉管；优选地，所述炉管下部一侧设置有第一气体入口；优选地，所述炉管顶部设置有气体出口；优选地，所述炉管外侧设置有保温组件；优选地，所述保温组件包括靠近炉管的镀层和远离炉管的保温层。3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述加热炉包括设置于炉管的用于移动加热炉的升降组件；优选地，所述加热炉的炉管由固定部和活动部组成，所述活动部与所述固定部封闭形成反应腔，所述活动部与所述固定部通过连接件活动连接，形成开合式炉管；优选地，所述炉管底面积形状包括圆形或多边形，优选为圆形。4.根据权利要求1～3任一项所述的装置，其特征在于，所述称量天平包括称量组件、支杆、样品托盘和天平平衡组件；所述支杆支撑所述样品托盘于反应腔内，所述天平平衡组件设置在支杆上，所述支杆连接称量组件与样品托盘，所述支杆与天平平衡组件和样品托盘的中轴线重合；优选地，所述支杆与加热炉的中轴线重合；优选地，所述支杆为刚玉支杆；优选地，所述支杆四周设置有第二热电偶；优选地，所述第二热电偶与温度控制器相连；优选地，所述称量组件的量程为0～500g；优选地，所述称量组件的精度为0.0001～0.001g；优选地，所述样品托盘内设置有样品坩埚；2CN113945606A权利要求书2/2页优选地，所述样品坩埚底部和/或边壁设置有均匀分布的孔洞。5.根据权利要求1～4任一项所述的装置，其特征在于，所述称量单元还包括设置在称量天平外侧的天平外罩，所述天平平衡组件和称量组件均设置在天平外罩内；优选地，所述天平外罩的一侧设置有保护气进气口。6.根据权利要求1～5任一项所述的装置，其特征在于，所述气体控制单元中气体分布器一侧设置有第二气体入口；优选地，所述天平保护气进气组件包括与称量单元相连的第一气体存储器；优选地，所述第一气体存储器与保护气进气口通过第一管路相连；优选地，从所述第一气体存储器至保护气进气口的管路上依次设置有第一减压阀、第一流量计、第一单向阀和第一切换阀。7.根据权利要求1～6任一项所述的装置，其特征在于，所述气体流量控制模块还包括与加热炉相连的加热炉进气组件；优选地，所述加热炉进气组件与第一气体入口和/或第二气体入口相连，优选与第一气体入口和第二气体入口相连；优选地，所述加热炉