[发明专利]一种原位中子衍射实验用可充气高温加载装置

权利要求书

1.一种原位中子衍射实验用可充气高温加载装置，其特征在于，所述装置包括加热炉(1)、加热模块(2)、高压样品杆组件(3)、样品室(4)、控制箱(5)；

所述加热炉(1)包括底座(11)、炉体(12)、上盖(13)；所述底座(11)内部设置有用于循环冷却水的第一冷却通道(111)；所述炉体(12)为中空柱状结构，固定连接于底座(11)上，所述炉体(12)中段设置有壁厚较薄的中子窗口(121)；所述上盖(13)位于炉体(12)顶部并与炉体(12)可拆卸地连接在一起，所述上盖(13)盖体内部设置有用于循环冷却水的第二冷却通道(131)，所述上盖(13)上设置有真空接口(132)、高压样品管安装座(133)和多个其他安装孔，所述真空接口(132)用于与外部真空泵组相连，所述高压样品管安装座(133)用于安装高压样品杆组件(3)；

所述加热模块(2)位于加热炉(1)内部，包括电阻丝(21)、上安装盖(22)、下安装盖(23)、隔热屏(24)、悬挂螺栓(25)；所述上安装盖(22)、下安装盖(23)上均设置有多个电阻丝安装孔(221)，所述电阻丝(21)依次交替通过上安装盖(22)、下安装盖(23)上的电阻丝安装孔(221)后形成筒状电阻丝加热体，所述电阻丝两端经上盖(13)的安装孔与外部电源相连；所述上安装盖(22)、下安装盖(23)、电阻丝(21)外部罩设有隔热屏(24)；所述上安装盖(22)上设置有悬挂螺栓(25)，所述悬挂螺栓(25)与上盖(13)相连；

所述高压样品杆组件(3)包括高压样品杆(31)、铠装热电偶(32)、VCR接头(33)；所述高压样品杆(31)与高压样品管安装座(133)相连，所述高压样品杆(31)与高压样品管安装座(133)之间设置有密封件；所述高压样品杆(31)内同轴设置有铠装热电偶(32)，所述高压样品杆(31)顶端与铠装热电偶(32)之间也设置密封件进行密封；所述高压样品杆(31)顶端还设置有进气口(311)，用于连接供气系统；所述高压样品杆(31)底端与VCR接头(33)相连，所述VCR接头(33)与样品室(4)相连，所述VCR接头(33)与样品室(4)之间设置有不锈钢网的金属垫片(331)；

所述样品室(4)位于上安装盖(22)、下安装盖(23)之间，电阻丝(21)之内；所述样品室(4)中心与中子窗口(121)中心同高度；

所述控制箱(5)与真空规、冷却水通道、铠装热电偶(32)、电阻丝(21)的外部电源相连分别实现炉体(12)内的真空监测、底座(11)和上盖(13)冷却水循环，样品室(4)内的温度监控和调节、样品室(4)内气体压力控制。

2.据权利要求1所述的原位中子衍射实验用可充气高温加载装置，其特征在于，所述炉体(12)材质为镁铝合金，所述中子窗口(121)的中子通过率≥85％。

3.据权利要求1所述的原位中子衍射实验用可充气高温加载装置，其特征在于，所述上安装盖(22)、下安装盖(23)材质为氧化锆陶瓷，所述电阻丝(21)为Ni-Cr电阻丝，所述隔热屏(24)为铌金属箔；所述高压样品杆(31)采用钛锆合金或316L不锈钢。

4.据权利要求1所述的原位中子衍射实验用可充气高温加载装置，其特征在于，所述电阻丝(21)规格为≤0.5mm，所述筒状电阻丝加热体高度大于100mm，直径大于30mm，所述隔热屏(24)由多层0.02mm铌金属箔构成。

5.据权利要求1所述的原位中子衍射实验用可充气高温加载装置，其特征在于，所述炉体通过焊接的方式固定连接在底座(11)上；所述炉体(12)顶部还设置有炉体法兰(122)，所述上盖(13)与炉体法兰(122)通过螺栓相连，所述炉体法兰(122)与上盖(13)之间还设置有密封圈。

6.据权利要求1所述的原位中子衍射实验用可充气高温加载装置，其特征在于，所述加热模块(2)还包括调节螺栓(26)，所述调节螺栓(26)顶端与上盖(13)相连，中部与上安装盖(22)相连，底端与下安装盖(23)相连，通过调节螺栓(26)上的螺母位置完成筒状电阻丝发热体高度调节，即上安装盖(22)与下安装盖(23)距离调节，同时确保电阻丝处于紧绷状态。