加热包、脱气机、预处理机及物理吸附仪的制作方法

1.本实用新型涉及物理吸附设备的技术领域，具体提供一种加热包、脱气机、预处理机及物理吸附仪。


背景技术：

2.物理吸附仪，通常采用静态容量法以氮气作为吸附质测定多孔材料的表面孔隙结构。仪器装置由样品管、真空泵、气路（氮气和氦气）、压力传感器等组成。将适量样品装入样品管中，测试前先抽真空使装置及样品孔隙中吸附的气体排尽，然后在液氮（77k）的温度下使样品逐步吸附氮气，从而获得不同相对压力下样品对氮气的吸附量。
3.脱气机、预处理机，为物理吸附分析样品的前处理设备，通过在高温下对待测样品抽真空或惰性气体流动吹扫的方式，将装置及样品孔隙中吸附的气体、残留有机溶剂等杂质排尽，进而实现测试前处理的目的。
4.物理吸附仪的加热包用于在物理吸附的预处理过程即脱气过程中，对样品进行加热，把样品管中的水蒸气等杂质抽走，现有的加热包是通过缠绕于加热包内壁的加热丝对加热包中的样品管进行加热，其间利用温控器与热电偶对温度进行控制，实现程序升温与实时控温的功能，现有的加热包由于其上方和下方的散热速度不同导致在目前的加热丝的缠绕方式下，加热包内部温度均匀性很差，加热包上方与加热包下方位置的温差通常在20℃以上，无法实现对样品管的均匀加热功能。
5.因此，本领域需要提出一种新的加热包来解决上述问题。


技术实现要素：

6.本实用新型旨在解决上述技术问题，即，解决现有的加热包由于其上方和下方的散热速度不同导致在目前的加热丝的缠绕方式下，加热包内部温度均匀性很差，无法实现对样品管的均匀加热功能的问题。
7.在第一方面，本实用新型提供一种加热包，所述加热包包括加热丝和绝缘层；所述绝缘层包括外层和内层，所述外层和所述内层之间形成有空腔；所述加热丝设置在所述外层和所述内层之间；所述加热丝的一部分纵向往复缠绕在所述内层的朝向所述外层的侧壁上，另一部分横向环绕在所述内层的朝向所述外层的侧壁上。
8.在上述加热包的具体实施方式中，所述加热包还包括热电偶。
9.所述热电偶设置在所述绝缘层内层的远离所述外层的侧壁上。
10.在上述加热包的具体实施方式中，所述纵向往复缠绕的加热丝设置在所述绝缘层内层朝向所述外层的侧壁的下方部分，所述横向环绕的加热丝设置在所述绝缘层内层朝向所述外层的侧壁的上方部分，并且/或者
11.所述纵向往复缠绕的加热丝和所述横向环绕的加热丝为单独的两根加热丝或同一根加热丝。
12.在上述加热包的具体实施方式中，所述横向环绕的加热丝设置至少三圈。
13.在上述加热包的具体实施方式中，所述绝缘层为绝缘织布,所述绝缘织布的侧壁上设置有通孔。
14.在上述加热包的具体实施方式中，所述加热丝和所述绝缘层通过耐高温线缝制固定。
15.在上述加热包的具体实施方式中，所述加热丝采用镍铬合金材质。
16.在第二方面，本实用新型还提供一种脱气机，所述脱气机包含上述技术方案中任一项所述的加热包。
17.在第三方面，本实用新型还提供一种预处理机，所述预处理机包含上述技术方案中任一项所述的加热包。
18.在第四方面，本实用新型还提供一种物理吸附仪，所述物理吸附仪包含上述技术方案中任一项所述的加热包。
19.在采用上述技术方案的情况下，本实用新型通过在绝缘层内层的侧壁的上方环绕三周加热丝，增加了加热包上方的加热丝的密度，从而在加热包正常工作时，上方横向环绕的加热丝的加热温度高于下方的纵向往复缠绕的加热丝的加热温度，结合上述提到的加热包上方的热量消散较快的现状，上方更大密度的加热丝所带来的额外的热量刚好能够用来抵消掉上方额外消散的热量，从而弥补了加热包上方和下方存在的温差，提升了加热包的恒温效果和加热效率。
附图说明
20.下面结合附图来描述本实用新型的优选实施方式，附图中：
21.图1是本实用新型的加热包的主视图；
22.图2是图1中本实用新型的加热包的半剖视图；
23.图3是图1中本实用新型的样品管的加热包的a-a处的剖视图。
24.附图标记：
25.1-加热包；11-加热丝；111-纵向加热丝；112-横向加热丝；12-热电偶；13-绝缘层；131-绝缘层外层；1311-第一通孔；132-绝缘层内层；1321-第二通孔。
具体实施方式
26.下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。
27.需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
28.此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是电连接，也可以是两个元件之间的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
29.下面对本实用新型的具体实施方式进行描述。
30.参阅图1-图3，本实用新型的加热包1包括加热丝11、热电偶12和绝缘层13，绝缘层13分为绝缘层外层131和绝缘层内层132，在绝缘层外层131和绝缘层内层132之间形成有空腔，加热丝11设置在绝缘层外层131和绝缘层内层132之间的空腔里，如图3所示，加热丝11按照缠绕方式的不同分为两部分，一部分纵向往复缠绕在绝缘层内层132朝向绝缘层外层131的侧壁的下方，为纵向加热丝111，另一部分横向环绕在绝缘层内层132朝向绝缘层外层131的侧壁的上方，为横向加热丝112，热电偶12设置在绝缘层内层132远离绝缘层外层131的侧壁上，在绝缘层13的侧壁上还设置有通孔，第一通孔1311设置在绝缘层外层131的下方，第二通孔1321设置在绝缘层内层132的下方。
31.在采用上述实施方式的情况下，为了解决背景技术中提到的问题，本实用新型的加热包的加热丝11首先从第一通孔1311进入绝缘层13的空腔里，然后纵向加热丝111绕着绝缘层内层132的侧壁的下部缠绕一周，横向加热丝112绕着绝缘层内层132的侧壁的上部环绕三周，并且，横向加热丝112的密度大于纵向加热丝111的密度，热电偶12固定在绝缘层内层132远离绝缘层外层131的侧壁上，热电偶12的信号线依次穿过第二通孔1321和第一通孔1311传递出来。
32.上述实施方式的优点在于，针对现有的加热包1在使用温度达到上百度的时候，由于加热包与室温相差很大，加热包上方的热量会迅速消散，产生冷区，从而使加热包上方和下方温差较大导致加热包整体的升温效率及恒温效果不佳的问题，本实用新型的方案从根源上解决问题，摒弃原有的一体式无差别加热的方式，改进为有侧重点的加热方式，具体地，通过在绝缘层内层132的侧壁的上方环绕三周加热丝11，增加了加热包上方的加热丝11的密度，从而，在加热包正常工作时，上方横向加热丝112的加热温度高于下方的纵向加热丝111的加热温度，结合上述提到的加热包上方的热量消散较快的现状，上方更大密度的加热丝11所带来的额外的热量刚好能够用来抵消掉上方额外消散的热量，从而弥补了加热包上方和下方存在的温差，提升了加热包的恒温效果和加热效率，解决了现有的问题。
33.上述已经把本实用新型的主要实施方式介绍完，接下来对本实用新型的一些优选的实施方式进行介绍。
34.在一种优选的实施方式中，纵向加热丝111和横向加热丝112为同一根加热丝11。
35.上述实施方式的优点在于，选择同一根加热丝11来实现纵向加热丝111和横向加热丝112的设置方式，减少了零件的数量，同时由于是一体成型，也减少了模具的数量，加工起来更加方便，也降低了加工的成本。
36.在一种优选的实施方式中，纵向加热丝111和横向加热丝112为单独的两根加热丝11。
37.在采用上述实施方式的情况下，操作人员能够根据加热包1上方和下方的温差对纵向加热丝111和横向加热丝112进行分别加热，从而能够更容易对加热包1的上下温度进行控制，更准确地实现预期的加热状态。
38.上述实施方式的优点在于，通过对纵向加热丝111和横向加热丝112分别加热，降低了对两种加热丝11的结构上的要求，更有利于加热丝11的结构设计，具体地，在面对不同的测试样品时，往往需要加热包1提供的加热温度是不同的，然而不同温度下加热包1上方与室温的温差也不同，进而导致加热包1上方会存在多个不同数值的冷区，导致加热包1上
方和下方的温差始终存在且不易调整，本实施方式的方案即可完美地解决这个问题，面对不同的测试材料，无需调整加热丝11的结构，仅需要调整两种加热丝11的加热温度即可实现加热包1的恒温效果和加热效率。
39.在一种优选的实施方式中，加热丝11和绝缘层13通过耐高温线缝制固定。
40.上述实施方式的优点在于，采用耐高温线对加热丝11和绝缘层13进行缝制固定，一方面来说，可以方便加热丝11和绝缘层13的拆卸及更换，另一方面，耐高温线相比于其他的固定零件来说，占用的空间小，成本低，加工难度低，是固定加热丝11和绝缘层13较为理想的材料。
41.在一种优选的实施方式中，加热丝11采用镍铬合金材质。
42.上述实施方式的优点在于，镍铬合金材料在高温环境中的强度高，长期高温运行不易变形，不易改变结构，且镍铬合金电热丝的常温塑性好，变形后的修复较为简单，镍铬合金电热丝的辐射率高、不带磁性、耐腐蚀能力好、使用寿命长，当然，本领域的技术人员可以根据需要选择其他常见材质的加热丝11，比如铁铬加热丝11等，这些常见材质的加热丝11均不改变本实用新型的原理，因此也都将在本实用新型的保护范围之内。
43.另外，关于上述提到的将横向加热丝112设置在绝缘层内层132朝向绝缘层外层131的侧壁的上方部分，纵向加热丝111设置在绝缘层内层132朝向绝缘层外层131的侧壁的下方部分，这样的设置方式不仅满足了上方部分加热的需求，在物理吸附仪的样品管插入加热包时，横向加热丝112由于其环绕方式的特性，还能够保证加热包不会因为样品管的插入而发生径向的形变，从而保证了加热包功能的正常和使用寿命，提升了用户的使用体验。
44.关于横向加热丝112的圈数，虽然上述提到了横向加热丝112的圈数为三圈，但是这不是唯一的，更不是对横向加热丝112的圈数的限制，经过测试，本实用新型的加热包1的横向加热丝112的圈数优选地设置为不少于三圈，本领域的技术人员可以根据实际的需要对横向加热丝112的圈数进行更改，只要满足圈数不少于三圈，这些改变均不超出本实用新型的保护范围。
45.关于绝缘层13的选材，优选地为绝缘织布，绝缘织布具有优良的耐高温性能，同时，其还具有强度高，既柔软又有韧性，可裁剪加工，化学腐蚀性能好，抗老化和氧化性能好等诸多优点，当然，这不是唯一的绝缘层13的选材，本领域的技术人员还可以选择其他常见的绝缘材料比如橡胶或者树脂等，这些改变均在本实用新型的保护范围之内。
46.关于上述提到的温度传感器选择为热电偶12，这只是本实用新型的温度传感器众多选型中的一种，本领域的技术人员能够理解的是，如果需要，还可以选择其他常见类型的温度传感器，比如pt100温度传感器或者ntc温度传感器，ntc温度传感器的灵敏度高、响应速度快，同时结构简单灵活，可根据用户的需求进行定制，因此，当所加工的加热包1的尺寸比较小时，可以优选ntc温度传感器用以适配不同的结构，pt100温度传感器具有高精度的冷端补偿电路，全温度范围内补偿精度
±
0.5℃，同时还具有其独有的非线性矫正电路，输出信号与被测量温度呈线性关系，进一步保证了测温的精度，这些常见的温度传感器的选型均不超出本实用新型的原理，因此也都将纳入本实用新型的保护范围之内。
47.另外，本实用新型还提供了一种脱气机、预处理机和物理吸附仪，包含上述实施方式中任一项的加热包。
48.至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本
领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。