[其他]节电万用双层电炉

说明书

本项实验室普通电炉结构的改进方案属于电炉制造工业。

目前在实验室里广泛使用的双层电炉主要由电炉丝1、炉板2、高温瓷柱3、上层炉壳4、绝热板5、下层炉壳6、及电源棒7等组成。结构有两类，一类是把高温瓷柱3和上层炉壳4和下层炉壳6一起固定，炉板2放在高温瓷柱3上，上层炉壳4和下层炉壳6之间夹一片绝热板5。这类电炉由于炉板2反面的热幅射，使上层炉壳4的温度升得很高，热量透过绝热板5后也使下层炉壳6发烫，因此从炉壳上浪费的热量较大，功率还不能调。另一类是把绝热板5夹在炉板2及上层炉壳4之间。这类电炉的热量从炉板2上直接透过绝热板5，传递到整个炉壳上，使之发烫，热损失大，功率也不能调。就是用得较广的万用电炉，电利用率更低，它是用增加电炉板2外面的电炉丝长短来改变功率的，损失最高达50%。本方案对炉板2底面幅射的损失采取了一些措施，在功率调节应用了晶闸管交流调节电路。

本项改进方案的目的是采取可能的方法节电。在此采用了如下措施：

一、在炉板2与上层炉壳4间增加绝热层，以减小炉板2对上层炉壳4的热幅射强度;

二、在绝热板5和上层炉壳4的反面之间铺一层耐热纤维或夹一片纤维毡子8，以降低该面对下层炉壳6的幅射，这样下层炉壳6的温度比室温高得不多，不致于影响安在里面的功率调节电路中双向可控硅及散热器的散热。

本项在结构上的改进是适当增加上层炉壳4的深度，在炉板2及上层炉壳4之间填些绝热纤维丝9以减小炉板2对炉壳4的热幅射或传递。如在炉板2与上层炉壳4里的绝热纤维丝9之间增加反射板10，效果更佳，其结构如图1所示。该反射板10可以做成平面的或凹面的。反射板10应用反射系数大的耐高温材料或熔点高的金属材料做。对于金属如用工业铝做的应抛光反射面，也可在反射面上刷耐高温且反射率大的涂层。

在绝热板5和上层炉壳4间纤维毡子8可采用先铺匀纤维在绝热板5上，稍稍压一下，再用固定螺丝钉11把它夹在5和4之间。或将纤维丝先集中层压成一定厚度及松紧度的毡子8，把粘子8夹在5和4之间，再上螺丝钉11。

功率调节电路的原理如图2所示，它是利用改变电的导通角大小来调节功率的。该电路在调节范围内可任意调节，并且电能几乎全在炉板2里转化为热，安装时将图中的元件焊在印刷板上，再把印刷板固定在下层炉壳6里。或者把双向可控硅及散热器16和电位器装近些，其它元件直接焊接。

以上所述的结构方案也适用于把凹面电炉板组装成的电炉。

按本方案制造出的产品和现有的双层电炉及万用电炉相比，具有如下优点：

1、降低了热幅射损失;

2、正是因为有优点1所以调功率电路装在下层炉壳6里能正常工作、结构紧凑，和万用电炉相比功率调节范围大，节电最高可达50%。

在附图中图1仅对本结构改进方案的上层炉体进行了半剖视，图中各数码代表的名称如下：

1-电炉丝、2-炉板、3-高温瓷柱、4-上层炉壳、5-绝热板、6-下层炉壳、7-电源棒、8-纤维毡子、9-绝热纤维丝、10-反射板、11-固定螺钉、12-小高温瓷柱、13-绝缘瓷、14-螺钉、15-瓷套管、16-散热器及双向可控硅、17-功率调节器W、18-导线。

图2是功率调节电路原理图。

现在根据附图介绍一种实施本方案的过程。

首先把纤维毡子8夹在绝热板5和上层炉壳4之间，用固定螺丝11把它们固定在一起。把高温瓷柱3安放在上层炉壳4及下层炉壳6之间，用固定螺钉把上下两层炉壳固定住，接着用绝热纤维丝9填在上层炉壳4里。用螺钉把小高温瓷柱12固定在抛光的用工业铝做成凹面的反射板10上。炉板2在反射板10上，并放在上层炉壳4里的绝热纤维丝9之上。把螺钉14插进炉板2的固定孔里，一直穿出上层炉壳4。套上绝缘瓷13，上螺丝，使炉板2及反射板10等固定在上层炉壳4上。

其次把散热器及双向可控硅KS16用绝缘子把它们固定在下层炉壳6里，功率调节器W安在下层炉壳6上，按图2将各元件直接焊好。把绝缘瓷13套住电源棒7固定在下层炉壳6上。

再次把电炉丝1盘在炉板2里，两端穿过炉板2、反射板10、上层炉壳4、绝热板5及下层炉壳6等，将瓷套管15把它们套住，一根接在电源棒7上，另一根与导线18接稳后和KS的一极相联。最后用导线18将KS的另一极和电源棒7相接，其电路见附图2。