一種鋁熱反應教學裝置的製作方法

2023-05-14 16:41:36 1

本實用新型涉及化學試驗裝置技術領域，特別涉及一種鋁熱反應教學裝置。

背景技術：

鋁熱法是一種利用鋁的還原性獲得高熔點金屬單質的方法，它以鎂條為引燃劑，鎂條在空氣中燃燒，放出足夠的熱量引發金屬氧化物（如氧化鐵）和鋁粉反應，而鋁熱反應試驗過程中，鎂條燃燒發出耀眼的強光，氧化鐵與鋁粉的混合物生成紅熱熔融物，容易濺射，而造成安全隱患，且反應後的熔融物直接廢棄，而造成資源浪費。

技術實現要素：

有鑑於此，本實用新型旨在提出一種鋁熱反應教學裝置，以至少解決一種現在技術中所存在的上述技術問題。

為達到上述目的，本實用新型的技術方案是這樣實現的：

一種鋁熱反應教學裝置，具有試驗臺，於所述試驗臺上形成有將試驗區分隔成兩個操作空間的隔板，所述鋁熱反應教學裝置包括經由設於所述隔板上的支架而固定於第一操作空間內的反應皿，以及經由設於所述隔板上的固定座而固設於所述反應皿上方的隔熱墊圈，於所述反應皿內形狀匹配有石棉過濾網，於所述石棉過濾網上鋪設有鋁熱劑，於所述隔熱墊圈上固設有一端穿過所述隔熱墊圈而延伸至所述反應皿內的鎂條，於所述反應皿下方的試驗臺上設有斷裂鋼管焊連用模具，於所述模具內形成有擱置斷裂鋼管的型槽，於所述模具上開設有與所述反應皿下方的導流管和型槽相連通的集料口，所述鋁熱反應教學裝置還包括設於第二操作空間內的試驗臺上的燃氣罐，以及經由燃氣閥與所述燃氣罐相連通的燃氣管，所述燃氣管自由端穿過所述隔板並延伸至所述鎂條的另一端上方，且於所述燃氣管自由端上設有燃氣噴嘴及點火電極。

作為限定，所述鋁熱劑由四氧化三鐵粉末和鋁粉混合而成。

作為限定，所述支架包括與所述隔板固連的杆體，以及形成於杆體的自由端的金屬環，所述反應皿呈漏鬥形設置、並擱置於所述金屬環上。

作為限定，所述模具由上模及下模扣合而成，於所述上模及所述下模上對應設有半圓槽，所述型槽由兩個所述半圓槽扣合形成，所述集料口開設於所述上模上。

作為限定，於所述石棉過濾網上設有氯化鉀助燃劑。

相對於現有技術，本實用新型具有以下優勢：

（1）本實用新型的一種鋁熱反應教學裝置，通過鎂條與鋁熱劑的反應可便於學生觀察鋁熱反應試驗，通過模具的設置，可便於將鋁熱反應產生的熔融鐵合理利用而實現焊接，便於試驗產生的熔融鐵的合理利用，且能使本教學裝置的功能多、學習範圍廣；通過隔板的設置，便於將燃氣罐與鋁熱試驗區隔離，通過隔熱墊圈的設置，便於將反應皿與燃氣噴嘴隔離，而提高試驗安全性；

（2）通過將支架設置成杆體及金屬環的形式，且通過將反應皿設置成漏鬥形，可便於反應皿於支架上的安裝及拆卸，使試驗更方便；

（3）通過氯化鉀助燃劑的設置，可使鎂條燃燒更充分。

本實用新型適用於涉及相關內容的教學實驗的演示。

附圖說明

構成本實用新型的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用於解釋本實用新型，並不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中：

圖1為本實用新型實施例所述的一種鋁熱反應教學裝置的裝配示意圖；

圖2為本實用新型實施例所述的試驗臺的結構示意圖；

圖3為本實用新型實施例所述的反應皿的結構示意圖；

圖4為本實用新型實施例所述的模具的爆炸結構示意圖。

附圖標記說明：

1-試驗臺，11-隔板，12-支架，13-固定座，14-定位杆，2-反應皿，21-石棉過濾網，22-導流管，23-鋁熱劑，3-隔熱墊圈，4-鎂條，5-模具，51-半圓槽，52-集料口，6-斷裂鋼管，7-燃氣罐，71-燃氣閥，72-燃氣管，73-燃氣噴嘴，74-點火電極。

具體實施方式

需要說明的是，在不衝突的情況下，本實用新型中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。

下面將參考附圖並結合實施例來詳細說明本實用新型。

實施例 一種鋁熱反應教學裝置

參考圖1、圖2，本實施例具有一個試驗臺1，試驗臺1為板狀結構，於試驗臺1底部的四個角上設有四個支撐腿，為保證試驗安全性，於試驗臺1上設有一隔板11，具體結構上，隔板11垂直設於試驗臺1上而將試驗區分隔成兩個操作空間，如圖2中位於隔板11左手邊的為第二操作空間，位於隔板11右手邊的為第一操作空間，下述反應皿2、隔熱墊圈3、模具5均位於第一操作空間，燃氣罐7位於第二操作空間。

本實施例中，由圖1至圖3所示，鋁熱反應教學裝置整體結構包括反應皿2、隔熱墊圈3、燃氣罐7及燃氣管72，具體結構上，反應皿2經由設於隔板11上的支架12而固定於第一操作空間內，為便於反應皿2的安裝及拆卸，支架12包括與隔板11固連的杆體，以及形成於杆體的自由端的金屬環，反應皿2呈漏鬥形設置、並擱置於金屬環上，且為便於熔融後的熔融金屬導出，反應皿2下部設有導流管22，本實施例中，於反應皿2內形狀匹配有石棉過濾網21，於石棉過濾網21上鋪設有鋁熱劑23，即石棉過濾網21也成漏鬥形設置，石棉過濾網21的設置便於承載反應後的殘渣而將反應熔融金屬導出，本實施例中，鋁熱劑23由四氧化三鐵粉末和鋁粉混合而成，為使燃燒充分，於石棉過濾網21上設有氯化鉀助燃劑。

本實施例中，為保證試驗的安全性，於反應皿2上方固設有隔熱墊圈3，具體的，隔熱墊圈3經由設於隔板11上的固定座13固定，隔熱墊圈3包括可將反應皿2完全遮蓋的圓環片，以及固設於圓環片和固定座13之間的連接杆，本實施例中，於隔熱墊圈3上固設有一端穿過隔熱墊圈3而延伸至反應皿2內的鎂條4，鎂條4的另一端探出隔熱墊圈3而向上延伸，鋁熱反應教學裝置還包括設於第二操作空間內的試驗臺1上的燃氣罐7，以及經由燃氣閥71與燃氣罐7相連通的燃氣管72，燃氣管72自由端穿過隔板11並延伸至鎂條4的另一端上方，且於燃氣管72自由端上設有燃氣噴嘴73及點火電極74，具體的，燃氣噴嘴73及點火電極74的結構與現有技術中燃氣灶上常用的相同即可，在此不再贅述。

由圖1結合圖4所示，於反應皿2下方的試驗臺1上設有斷裂鋼管6焊連用模具5，於模具5內形成有擱置斷裂鋼管6的型槽，於模具5上開設有與反應皿2下方的導流管22和型槽相連通的集料口52，具體的，模具5由上模及下模扣合而成，於上模及下模上對應設有半圓槽51，型槽由兩個半圓槽51扣合形成，集料口52開設於上模上，集料口52位於導流管22的正下方，為便於模具5的固定，於上模和下模的四個角上分別對應設有四個安裝孔，於試驗臺1上固設有四個定位杆14。

本實施例的操作過程為，將下模的四個安裝孔插入對應的四個定位杆14上，將斷裂鋼管6的斷裂端對應於中部位置而將斷裂鋼管6擱置於半圓槽51內，扣合上上模，上模的四個安裝孔也分別插入四個定位杆14內，此時，上模上的集料口52對應於斷裂鋼管6的斷裂端，於四個定位杆14上形成有外螺紋，用螺母將上下模擰緊完成上下模的安裝，打開燃氣閥71及點火電極74，將鎂條4點燃，鎂條4點燃產生的高溫使反應皿2內的鋁熱劑23發生鋁熱反應，產生的熔融鐵經由導流管22、集料口52流入型模而對斷裂端進行焊接。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。