[实用新型]电热式实验型高温热风炉

说明书

本实用新型涉及一种电热式实验型高温热风炉。

目前市场上供科研实验用的管式电炉、钼丝炉、碳粒电阻炉、二硅化钼高温箱式电炉，都不能用于加热流动的气流；即使最新推出的《高温空气电加热器》与《0.1米高温石球热风炉》，前者最高风温只有600℃，后者风温虽能达到1500℃，但仍存在如下缺陷：a、进行热交换需要耐火材料经受较高的“过热温度”；b、必须有两座石球式热风炉才能运行产生高温气流；c、必须有热风阀且换炉操作频繁；d、必须配备燃料、燃烧装置、储运管道、烟道、烟窗等设施。

本实用新型的目的在于提供一种直接换热式的实验型高温热风炉，其风量可达34标米³／时，风温可达1600℃以上，且体积小、耗电低、换热效率高，炉子的风量、风压、风温可在任一水平上随意调节与控制，升温速度快，操作方便。

本实用新型的技术方案是，采用两级加热通道，将气流从室温加热至1600℃，它是通过一条不太长的加热通道和双重密封装置及蛇形管水冷却装置等来实现的。

图1为本实用新型的结构示意图。

下面结合附图详细说明依据本实用新型提出的具体结构的细节及工作情况。

加热通道，是由耐火材料和电热元件构成的用来加热气流的通道，设计要求通过一条不太长的通道，气流的温度能迅速从室温加热至1600℃，为此，要求加热通道与气流之间有较大的传热系数和传热面积，特别是当气流温度上升到接近1600℃时，由于热源（电热体）与气流之间的温度差很小（＜200℃），为获得一定的换热能，就更需要有很大的传热系数和传热面积，否则气流就不可能加热到预定的1600℃，并且还会使电热体的自身温度升高超过允许的最高使用温度而烧毁。为了获得较大的传热系数和传热面积，本实用新型采用两级加热通道。

第一级加热通道（位于炉头〔1〕、〔2〕部分），由炉芯〔4〕、电热丝〔5〕组成。炉芯采用刚玉质耐火材料，为便于安装和检修，共做成三块，每相电路为一块，每块装2根并联电热丝，电热丝采用高温铁铬铝合金做成。炉芯制成多孔道形式，电热丝在孔道中间穿过，螺旋状的电热丝起着扰流子的作用，加强了对流换热，将气流从室温加热至1100℃。

第二级加热通道由换热隔板〔22〕和二硅化钼棒〔11〕组成，硅钼棒根数为24根，二根为一组（制成“U”形），垂直安装，一组为一段，共12段串联排列于通道中，每段中间装有多孔洞的采用刚玉质耐火材料做成的换热隔板，引导气流与壁面之间产生喷流换热，以获得较大的对流换热系数和传热面积，气流经过12段换热，温度从1100℃升至1600℃。

双重密封装置：A、填料压盖密封：二硅化钼棒冷端穿过特制的密封座（图中未标出），在密封座内部填充密封材料，其上再用螺纹压盖拧紧。B、气流压盖自动密封：在二硅化钼棒冷端接线头部分设置封盖〔10〕，气流先经过封盖流向第一级加热通道，最后流向第二级加热通道，由于封盖中气压大于第二级加热通道中的气压，因而保证了高温气流不外泄。

蛇形管水冷却装置：在安装硅钼棒的密封座外部设有蛇形水冷管（图中未画出），冷却水经微型水泵不断循环输送，既保证了密封部分的部件不至过热而变形，又保证了接线头不至升高温度而影响正常运行工作。图1中的〔8〕为1m³容积水箱。

鼓风系统：由叶式风机〔16〕、送风管道〔13〕、玻璃转子流量计〔15〕、气体压力计等组成。风机将室温气流通过送风管道、封盖流向主体内的加热通道，在冷风管壁安装有“U”型压力计，冷风管道上串联一个型号为LZB40玻璃转子流量计，分别对气流压力和流量进行调节与控制。

电源系统：一台炉用变压器〔12〕向第二级加热元件供电，由于二硅化钼棒的性能在低温时电流较大，高温时电压升高，电流下降，故设计时按低温取电流，高温取电压，根据24根φ6／12mm（φ6为发热端直径，φ12为接线端直径）二硅化钼棒的加热功率取35kVA、380V／100V的单相变压器。第一级电热丝直接接300V／220V电源。

测温与控温系统：本实用新型分两级进行测温与控温，第一级为镍铬－镍硅热电偶及XCT－101温度指示调节仪组成的温度控制器〔9〕，第二级为双铂銠热电偶及XCT－191温度调节仪和ZK－200可控硅电压调整器、炉用变压器组成的温度控制器〔18〕，由此对风温进行连续的PID调节。