炉门升降式全纤维炉膛高效节能高温电炉的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种炉门升降式全纤维炉膛高效节能高温电炉。本实用新型在炉体结构设计、炉膛材料选择和温度控制方面与传统电炉相比创新优势明显：炉门在底部，通过丝杠控制升降，炉门降下后可在其上面摆放煅烧样品，摆放方便且装载量多，炉门上升关闭后，密封性极好，不易从炉口散热；采用多层梯度耐温全纤维炉膛，隔热性能优异，蓄热量少，电炉节能效果十分显著，升降温迅速；独特的炉顶拼装结构设计使其不易坍塌；发热体四面加热，炉内温场均匀；温控系统先进、操作简便，采用PID智能控温仪表，采用智能电力显示仪表，集中显示运行电压、电流、功率、用电量等，并具有过电流报警功能；发热元件负荷低，寿命长，更换方便。
【专利说明】炉门升降式全纤维炉膛高效节能高温电炉
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电炉制造【技术领域】，特别是一种炉门升降式全纤维炉膛高效节能高温电炉，适用于企业、高校、科研院所等单位从事陶瓷等材料烧结和热处理。
【背景技术】
[0002]高温电炉在工业生产和新材料研究等领域应用十分广泛。传统的高温电炉通常为箱式炉体结构，炉门开在前方，发热元件两侧布置，炉口缝隙较大，密封性差，散热严重，导致炉内温区不均匀，炉门处温度低，烧结废品率高；取放样品需通过炉口，特别是在高温取样或码放满炉样品时操作非常不方便，容易碰坏炉口和发热元件，同时也要保留取放样品的操作空间，导致炉膛内部有效空间利用率较低。
[0003]此外，大部分传统电炉的炉膛材料通常采用刚玉砖、氧化铝空心球砖等重质耐火材料，具有隔热效果差、热容大、蓄热多等不足，导致电炉耗能严重，升降温缓慢，且发热元件负荷高，易损坏；炉顶、侧壁通常为整块结构，容易因热胀冷缩出现大的应力而开裂和变形，缩短电炉使用寿命，且炉顶需要打U型发热元件穿孔，通常都全部打穿，连接部分残留较少，炉顶因自重较大，容易从残留连接处断裂，造成整体坍塌。
实用新型内容
[0004]本实用新型所解决的技术问题在于提供一种炉门升降式全纤维炉膛高效节能高温电炉。
[0005]实现本实用新型目的的技术解决方案为:一种炉门升降式全纤维炉膛高效节能高温电炉，包括炉体、支架、炉门、升降机构、发热元件和温控装置，其中炉体位于支架上，炉门位于炉体下方，升降机构设置在支架上，该升降机构可带动炉门垂直升降，炉体内设置发热元件，温控装置对炉内的温度进行控制；
[0006]所述炉体包括炉壳和炉膛，炉膛位于炉壳内，其中炉壳的底部开有方形炉口，炉壳的顶部设有可拆卸顶盖，炉壳的四个侧壁均为双层结构，双层结构之间留有间隙，该炉膛包括炉膛底板、炉膛侧板和炉膛顶板，所述炉膛侧板和炉膛顶板均由内层、中间层和外层三层耐火纤维板拼合而成，炉膛底板直接摆放在炉壳的底板上，炉膛底板分上、下两层，并由多块耐高温纤维板拼合而成，炉膛底板的中间位置设置方形炉口，其中下层炉口尺寸大于上层炉口尺寸，炉膛侧板的内层摆放在炉膛底板上，中间层和外层摆放在炉壳底板上，炉膛顶板摆放在炉膛侧板上；
[0007]炉门包括金属炉门外壳和三层纤维板，其中金属炉门外壳为方形敞口外壳，包括大门壳和小门壳，小门壳置于大门壳内，三层纤维板直接摆放在小门壳内，其中上层、中间层在炉门上升到位后会升入炉膛内部，与炉膛底板平齐，下层纤维板在炉门上升到位后与炉壳紧密贴合、关闭炉口，不进入炉膛，沿三层纤维板的厚度方向贯穿插入对三层纤维板进行固定支撑的固定装置；
[0008]所述发热元件为U型发热元件，该U型发热元件悬挂在炉膛顶板上并沿炉膛侧壁四面均匀布置。
[0009]优选的，所述炉壳的材质为不锈钢或者普钢喷塑。
[0010]所述炉膛侧板和顶板的内层采用氧化铝纤维板，中间层采用氧化铝/硅酸铝复合纤维板，外层采用硅酸铝纤维板；或者炉膛侧板和顶板的内层采用氧化锆纤维板，中间层采用氧化铝纤维板，外层采用硅酸铝纤维板。
[0011]所述炉膛底板的上层炉口尺寸为电炉炉膛有效空间的长度和宽度尺寸，炉膛底板的两层材质与炉膛顶板内层纤维板材质相同，每层厚度为40mm-80mm。
[0012]炉膛侧板的内层采用多块长方条状纤维板层层垒叠的方式，垒叠总高度即为炉膛有效空间的高度尺寸，每块长方条状纤维板的宽度为40mm-60mm，高度为40mm-60mm ;炉膛侧板的中间层和外层采用整块纤维板，炉膛侧板中间层、外层的厚度均为40_-60_ ；
[0013]炉膛顶板的内层采用多块长方条状纤维板拼合的方式，长方条状纤维板沿炉膛宽度方向并排摆放，每块长方条状纤维板的高度为60mm-140mm,宽度为40mm-100mm,每块长方条状纤维板的高度尺寸大于宽度尺寸，炉膛顶板[1-2-3]的中间层和外层采用整块纤维板，顶板中间层、外层的厚度均为40mm-60mm。
[0014]炉门大门壳底部及四边均设置调节螺柱，用于调节小门壳的水平移位和四角高度，三层纤维板中的上层、中间层采用耐高温纤维板，每层纤维板的长宽尺寸与两层炉膛底板预留炉口的尺寸相比略小3mm-5mm，三层纤维板中的上层、中间层的厚度为40mm-80mm，与对应两层炉膛底板的厚度分别一致；三层纤维板中的下层纤维板厚度为40mm-60mm。
[0015]所述固定装置为耐高温陶瓷棒或陶瓷管。
[0016]所述升降机构包括动力源、换向传动器、传动轴、丝杠和螺母支架，所述动力源、换向传动器设置于支架的底部，丝杠设置在支架上并与炉体的底面相垂直，所述丝杠与换向传动器相连，动力源通过换向传动器和传动轴带动丝杠旋转，丝杠上设置螺母支架，丝杠旋转时可带动螺母支架上下移动；丝杠为普通丝杠或滚珠丝杠，其数量为2根或4根。所述动力源为电机或人工手摇，当动力源为电机时，与电机相连的倒顺开关控制电机正反转，炉门升降停止位置由与电机相连的限位开关进行控制；当动力源为人工手摇时，当炉门升降到位时，采用锁紧装置限制炉门升降。所述锁紧装置设置在支架上。锁紧装置也可以为支架外部的装置。
[0017]U型发热元件与炉膛侧板和炉口边界的距离均为15mm-30mm，U型发热元件的热端顶部距离炉膛底板20mm-40mm ;所述U型发热元件为娃碳棒、国产娃钥棒或进口娃钥棒U型发热元件，U型发热元件的自身间距通常为40mm-100mm，U型发热元件的冷端直径为12mm-18mm,长度为 200mm-300mm,热端直径长度为 100mm-600mm。
[0018]所述温控装置包括热电偶、PID智能控温仪表、智能电力显示仪、可控硅、变压器、交流接触器、电流互感器、仪表开关、加热开关、绿色指示灯和红色报警灯；其中可控硅、变压器、交流接触器、电流互感器位于控温箱内，PID智能控温仪表、智能电力显示仪、仪表开关、加热开关、绿色指示灯和红色报警灯位于控制面板上，热电偶采用S型或B型热电偶，热电偶的测温端位于炉膛内部20mm-50mm，延长导线与PID智能控温仪表的测温信号输入端子相连。
[0019]本实用新型与现有技术相比，其显著优点为:1)本实用新型的高温电炉由于采用炉门升降的方式，炉门在炉体下方，降下后可方便摆放烧结样品，并且装载量大，可整齐码放摆满炉膛，炉膛空间利用率远远高于传统的箱式电炉；炉门上升到位封闭炉口后，由于采用了大小炉门双壳设计，炉门的水平移位和四角高度均可调，因此炉口处密封性极好，热量不易从炉口散出，明显优于传统箱式电炉；2)本实用新型的高温电炉由于采用全纤维炉膛隔热材料，隔热性能优异，热容低，蓄热量少，电炉节能降耗效果十分显著，与传统采用重质耐火材料的电炉相比，耗电量仅是其1/10，节能效果高达90%以上，并且可以迅速升降温，最快30min即可升温到1600°C，从而大大提高了运行效率。生产企业烧结陶瓷产品，基本I天可烧I炉，而传统电炉至少需2-3天才能烧I炉。此外，本实用新型采用多层纤维板梯度隔热的设计，可有效发挥每层纤维板的耐温隔热性能，并大大降低制造成本；3)本实用新型的高温电炉由于发热体四面均匀加热，加之炉口密封性极好，不易散热，因此炉膛内温区非常均匀，实际测试实验表明，电炉保温时炉膛内部上下对角位置点的温差仅为1°C -2°C，企业客户在烧结陶瓷产品时，烧成一致性极好，废品率基本为0，远远优于传统箱式电炉的炉膛温区均匀性。与此相比，传统箱式电炉炉口和内部温度可相差20°C -50°C，烧结一炉陶瓷产品，不同位置摆放的产品有的过烧、有的欠烧，废品率高达30%以上；4)本实用新型的高温电炉采用的温控系统先进、操作简便、控温精度高。采用PID智能控温仪表，100段编程且每段独立限制输出电压电流，有效保护发热元件，控温精度±1°C ;另配液晶屏电力集中显示仪，集中显示运行电压、电流、功率、用电量等，用户使用非常方便；5)本实用新型的高温电炉由于全纤维炉膛材料隔热好、蓄热少，节能显著，与传统电炉相比加热功率显著下降，发热元件负荷低，不易损坏；炉膛侧壁和顶板内部高温层纤维板由于采用了长条块装拼合的方式，与传统电炉采用整体大板相比，热应力减小，不易开裂、变形和塌顶，因而电炉整体使用使命大大延长，通常1-2年无需维修。发热元件即使更换也非常方便，仅需从底部炉口沿顶板打孔向上伸出即可，无需掀开炉顶；6)本实用新型的高温电炉，整体而言，具有结构合理、节能显著、升降温迅速、温控系统先进、操作简便、控温精度高、全自动运行(免人工值守)、安全与可靠性高、烧结样品装载量多、装卸方便、电炉使用寿命长、运行成本低、发热元件不易损坏、免于频繁维修等显著优点。
[0020]下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是本实用新型炉门升降式全纤维炉膛高效节能高温电炉的侧剖面示意图。
[0022]图2是本实用新型的炉门升降式全纤维炉膛高效节能高温电炉的炉膛顶板内层的打孔俯视图。
[0023]图3是本实用新型的炉门升降式全纤维炉膛高效节能高温电炉的控温装置前面板示意图。
【具体实施方式】
[0024]本实用新型的一种炉门升降式全纤维炉膛高效节能高温电炉，包括炉体1、支架
2、炉门3、升降机构4、发热元件5和温控装置6，其中炉体I位于支架2上，炉门3位于炉体I下方，升降机构4设置在支架2上，该升降机构4可带动炉门3垂直升降，炉体I内设置发热元件5，温控装置6对炉内的温度进行控制；
[0025]所述炉体I包括炉壳1-1和炉膛1-2，炉膛1-2位于炉壳1_1内，其中炉壳1_1的底部开有方形炉口，炉壳1-1的顶部设有可拆卸顶盖，炉壳1-1的四个侧壁均为双层结构，双层结构之间留有间隙，该炉膛1-2包括炉膛底板1-2-1、炉膛侧板1-2-2和炉膛顶板1-2-3，所述炉膛侧板1-2-2和炉膛顶板1-2-3均由内层、中间层和外层三层耐火纤维板拼合而成，炉膛底板1-2-1直接摆放在炉壳1-1的底板上，炉膛底板1-2-1分上、下两层，并由多块耐高温纤维板拼合而成，炉膛底板1-2-1的中间位置设置方形炉口，其中下层炉口尺寸大于上层炉口尺寸，炉膛侧板1-2-2的内层摆放在炉膛底板1-2-1上，中间层和外层摆放在炉壳1-1底板上，炉膛顶板1-2-3摆放在炉膛侧板1-2-2上；
[0026]炉门3包括金属炉门外壳和三层纤维板,其中金属炉门外壳为方形敞口外壳,包括大门壳3-1和小门壳3-2，小门壳3-2置于大门壳3-1内，三层纤维板3_3直接摆放在小门壳3-2内，其中上层、中间层在炉门3上升到位后会升入炉膛内部，与炉膛底板平齐，下层纤维板在炉门3上升到位后与炉壳1-1紧密贴合、关闭炉口，不进入炉膛，沿三层纤维板3-3的厚度方向贯穿插入对三层纤维板进行固定支撑的固定装置3-4 ；
[0027]所述发热元件5为U型发热元件，该U型发热元件悬挂在炉膛顶板1-2-3上并沿炉膛侧壁四面均匀布置。
[0028]所述炉壳1-1的材质为不锈钢或者普钢喷塑。
[0029]所述炉膛侧板1-2-2和顶板1-2-3的内层采用氧化铝纤维板，中间层采用氧化铝/硅酸铝复合纤维板，外层采用硅酸铝纤维板；或者炉膛侧板1-2-2和顶板1-2-3的内层采用氧化锆纤维板，中间层采用氧化铝纤维板，外层采用硅酸铝纤维板。
[0030]所述炉膛底板1-2-1的上层炉口长度和宽度尺寸为电炉炉膛有效空间的长度和宽度尺寸，炉膛底板1-2-1的两层材质与炉膛顶板1-2-3内层纤维板材质相同，每层厚度为40mm-80mmo
[0031]炉膛侧板1-2-2的内层采用多块长方条状纤维板层层垒叠的方式，垒叠总高度即为炉膛有效空间的高度尺寸，每块长方条状纤维板的宽度为40mm-60mm，高度为40mm-60mm ;炉膛侧板1_2_2的中间层和外层采用整块纤维板，炉膛侧板1_2_2中间层、外层的厚度均为40mm-60mm ；
[0032]炉膛顶板1-2-3的内层采用多块长方条状纤维板拼合的方式，长方条状纤维板沿炉膛宽度方向并排摆放，每块长方条状纤维板的高度为60mm-140mm，宽度为40mm-100mm，每块长方条状纤维板的高度尺寸大于宽度尺寸，炉膛顶板1-2-3的中间层和外层采用整块纤维板，炉膛顶板1-2-3中间层、外层的厚度均为40mm-60mm。
[0033]炉门3大门壳3-1底部及四边均设置调节螺柱，用于调节小门壳3-2的水平移位和四角高度，三层纤维板3-3中的上层、中间层采用耐高温纤维板，每层纤维板的长宽尺寸与两层炉膛底板1-2-1预留炉口的尺寸相比略小3mm-5mm，三层纤维板3_3中的上层、中间层的厚度均为40mm-80mm，与对应两层炉膛底板的厚度分别一致；三层纤维板3_3中的下层纤维板厚度为40mm-60mm。
[0034]所述固定装置3-4为耐高温陶瓷棒或陶瓷管。
[0035]所述升降机构4包括动力源4-1、换向传动器4-2、传动轴4_3、丝杠4_4和螺母支架4-5，所述动力源4-1、换向传动器4-2设置于支架2的底部，丝杠4-4设置在支架2上并与炉体I的底面相垂直，所述丝杠4-4与换向传动器4-2相连，动力源4-1通过换向传动器4-2和传动轴4-3带动丝杠4-4旋转，丝杠4-4上设置螺母支架4_5，丝杠4_4旋转时可带动螺母支架4-5上下移动；丝杠4-4为普通丝杠或滚珠丝杠，其数量为2根或4根；所述动力源4-1为电机或人工手摇，当动力源4-1为电机时，与电机相连的倒顺开关控制电机正反转，炉门升降停止位置由与电机相连的限位开关进行控制；当动力源4-1为人工手摇时，当炉门升降到位时，采用锁紧装置限制炉门升降。
[0036]U型发热元件5与炉膛侧板1-2-2和炉口边界的距离均为15mm-30mm，U型发热元件5的热端顶部距离炉膛底板l-2-120mm-40mm ;所述U型发热元件5为娃碳棒、国产硅钥棒或进口硅钥棒U型发热元件，U型发热元件5的自身间距通常为40mm-100mm，U型发热兀件5的冷端直径为12mm-18mm,长度为200mm-300mm,热端直径为长度为100mm-600mm。
[0037]所述温控装置6包括热电偶6-1、PID智能控温仪表6_2、智能电力显示仪6_3、可控硅、变压器、交流接触器、电流互感器、仪表开关6-4、加热开关6-5、绿色指示灯6-6和红色报警灯6-7 ;其中可控硅、变压器、交流接触器、电流互感器位于控温箱内，PID智能控温仪表6-2、智能电力显示仪6-3、仪表开关6-4、加热开关6-5、绿色指示灯6_6和红色报警灯6-7位于控制面板上，热电偶6-1采用S型或B型热电偶，热电偶6-1的测温端位于炉膛内部20mm-50mm，热电偶6_1的延长导线与PID智能控温仪表6_2的测温信号输入端子相连。
[0038]下面进行更详细的描述:
[0039]结合图1、图2和图3，本实用新型的整个电炉由炉体1、支架2、炉门3、升降机构
4、U型发热元件5和控温系统6组成。炉体I位于支架2之上，炉门3位于炉体I下方，由升降机构4带动升降，升降机构4安装在支架2上，控温装置6根据需要既可以与炉体I摆放在一个支架上，也可以分开放置。所述炉体由炉壳1-1和炉膛材料1-2构成。
[0040]炉壳1-1的底部开有方形炉口(炉门耐火材料由此炉口进入炉体)，顶部设有可拆卸顶盖，四个侧面均为双层结构，中间有间隙，充分利用空气隔热，降低外壳表面温度，炉壳材质根据需要既可以为不锈钢，也可以为普钢喷塑。
[0041]炉膛1-2的材料全部采用耐火纤维板，分为底板1-2-1、侧板1-2-2和顶板1_2_3三部分，均由多层纤维板由内而外拼合而成，形成梯度耐温隔热，有效降低成本。
[0042]其中，炉膛侧板1-2-2和顶板1-2-3均由内层、中间层和外层三层拼合而成，内层采用耐温高的纤维板，中间层和外层采用耐温依次次之的纤维板，但均在各自承受的温度范围内使用，具体材质依据电炉使用温度而定。譬如，对于最高长期使用温度为1400°C和1650°C的高温电炉，内层采用氧化铝纤维板，中间层采用氧化铝/硅酸铝复合纤维板，外层采用硅酸铝纤维板，对于最高长期使用温度为1800°C的超高温电炉，内层采用氧化锆纤维板，中间层采用氧化铝纤维板，外层采用硅酸铝纤维板。
[0043]炉膛底板1-2-1直接摆放在炉壳1-1底板上，分上、下两层，两层材质与顶板内层纤维板材质相同，每层厚度40mm-80mm，均采用多块耐高温纤维板拼合而成，并在中间位置留有方形炉口，其中下层炉口尺寸大于上层炉口尺寸(上层炉口尺寸即为电炉炉膛有效空间的长度和宽度尺寸)，以方便炉门3进入炉体1，并使炉口侧面轮廓线为折线，阻止热量从炉口直线散出。
[0044]炉膛侧板1-2-2的内层摆放在炉膛底板1-2-1上，中间层和外层摆放在炉壳1_1底板上，炉膛侧板1-2-2的内层因直接承受高温，若采用整块纤维板，则容易开裂、变形，故采用多块长方条状纤维板层层垒叠的方式(垒叠总高度即为炉膛有效空间的高度尺寸)，减小热应力，防止开裂变形；每块长方条状纤维板的宽度通常为40mm-60mm，高度通常为40mm-60mm，长度根据炉膛尺寸而定。炉膛侧板1_2_2的中间层和外层因承受温度已较低，不易开裂，故采用整块纤维板，侧板1-2-2中间层、外层的厚度通常为40mm-60mm。
[0045]炉膛顶板1-2-3摆放在炉膛侧板1-2-2上，炉膛顶板1_2_3的内层因直接承受高温，若采用整块纤维板，则容易开裂、坍塌，故采用多块长方条状纤维板拼合的方式(沿炉膛宽度方向并排摆放)，从而有效减小热应力，且每块纤维板的高度尺寸大于宽度，自支撑强度更高，不易断裂、塌顶；每块长方条状纤维板的高度通常为60_-140_，宽度通常为40mm-100mm，长度根据炉膛尺寸而定。炉膛顶板1_2_3的中间层和外层因承受温度已较低，不易开裂，故采用整块纤维板，顶板1-2-3中间层、外层的厚度通常为40_-60_。
[0046]在炉膛顶板1-2-3内层长方条状纤维板之间的缝隙、距离两端一定距离的位置点预先开出圆孔(安装发热元件的穿孔)，对于每块长方条状纤维板而言，只是在边部开了一个半圆小孔，中间连结部分仍然保留很多，因此不影响其支撑强度。
[0047]炉门3在炉体I下方、摆放在升降机构4上，由升降机构4带动升降。炉门3由金属炉门外壳和三层纤维板构成，金属炉门外壳为方形敞口外壳，并米用大门壳3-1和小门壳3-2双壳设计，小门壳3-2置于大门壳3-1内，大门壳3-1底部及四边均有调节螺柱，可调节小门壳3-2的水平移位和四角高度，从而确保炉门升入炉膛内部时与炉口吻合并紧密封合炉口。三层纤维板3-3直接摆放在小门壳3-2内，其中上层、中间层在炉门3上升到位后会升入炉膛内部，与炉膛底板平齐，故采用耐高温纤维板，每层纤维板的长宽尺寸与两层炉膛底板预留炉口的尺寸相比略小(以保证与炉口尺寸吻合，封闭后炉口间隙仅
1.5mm-2.5mm,热量不易散出),厚度为40mm-80mm,与对应两层炉膛底板的厚度分别一致；下层纤维板在炉门3上升到位后与炉壳1-1紧密贴合、关闭炉口，不进入炉膛，故采用耐温相对较低的纤维板，厚度40mm-60mm。沿三层纤维板3_3的厚度方向(竖向)贯穿插入数根耐高温陶瓷棒或陶瓷管3-4，对三层纤维板进行固定，以免层间移动，并可起到支撑作用。最上层纤维板的上方在炉门降下后可直接摆放煅烧样品，或铺一层承烧板后再摆放样品。
[0048]升降机构4由动力源4-1、换向传动器4-2、传动轴4_3、丝杠4_4和螺母支架4_5构成，通过动力源4-1的转动经换向转换器4-2、传动轴4-3带动多根平行丝杠4-4同步旋转，使得螺母支架4-5及其上方的炉门3向上(丝杠反转时向下)运动。
[0049]动力源4-1根据需要可采用电机或人工手摇。若采取电机，则有倒顺开关控制电机正反转，炉门升降停止位置由限位开关进行控制；若采取人工手摇，在炉门升降到位时，采用锁紧装置限制炉门升降。
[0050]丝杠4-4为普通丝杠或滚珠丝杠，其数量在炉门尺寸较小时采用2根，较大时采用4根。
[0051]发热元件5采用U型发热元件，沿炉膛侧壁四面均匀布置，并与炉膛侧板1-2-2和炉口界限均离开15_-30_。安装时，将U型发热元件的冷端从炉膛顶板1-2-3的打孔穿出，并伸出80mm-120mm，采用绝缘夹具夹持冷端伸出炉顶的根部，使U型发热元件悬挂，热端顶部距离炉膛底板l-2-120mm-40mm，再根据设计需要，采用连接铝带进行串联或并联，最后与温控装置6的加热导线连接，形成加热电流回路。
[0052]所述U型发热元件5为硅碳棒、国产硅钥棒或进口硅钥棒U型发热元件，依据电炉设计要求的最高使用温度而定。譬如，对于最高使用温度为1400°C的高温电炉，发热元件采用U型硅碳棒，对于1650°C的高温电炉，发热元件采用国产1800型U型硅钥棒，对于1800°C的超高温电炉，发热元件采用进口 1900型U型硅钥棒。
[0053]U型发热元件5的自身间距通常为40mm-100mm，与炉膛顶板1_2_3内层纤维板的宽度一致。发热兀件的冷端直径通常为12mm-18mm,长度200mm-300mm,热端直径
长度100mm-600mm,具体尺寸均依据炉膛尺寸和功率等设计要求而定。
[0054]控温装置6由热电偶6-l、PID智能控温仪表6-2、智能电力显示仪6-3、可控硅、变压器、交流接触器、电流互感器、仪表开关6-4、加热开关6-5、绿色指示灯6-6和红色报警灯6-7等组成。除热电偶6-1外，其余安装在控温箱内或其面板上，若采用电机带动炉门升降，则在控温箱面板上增加倒顺开关6-8，以控制电机正反转。
[0055]热电偶6-1采用S型或B型热电偶，根据电炉使用温度而定；热电偶6-1的测温端从炉膛顶部或侧面深入炉膛内部20mm-50mm，延长导线与PID智能控温仪表6_2的测温信号输入端子相连。
[0056]PID智能控温仪表6-2可设30-100段编程，且每段独立限制输出幅度(防止电炉刚开始启动或运行过程中电流过大，损坏发热元件)，并具有超温报警功能。其根据热电偶6-1输入的实际炉温信号和程序运行温度的差异，由内部自整定的控温参数演算出输出调节信号，发送给可控硅控制器，并由可控硅实现电压的移相控制输出，再经过变压器实现向U型发热元件5的工作电压输出，最终实现精确控温的目的。
[0057]智能电力显示仪6-3可集中显示运行电压、电流、功率、用电量等，并具有过电流报警功能，有效保护U型发热元件5。
[0058]电炉使用时，先打开仪表开关6-4，仪表上电，使用者编制好升温程序并启动升温程序运行后，再打开加热开关6-5，交流接触器接通主线电源，实现加热电流的输出，同时绿色指示灯6-6会亮起。在电炉超温(热电偶烧毁时)或输出电流超过限幅时，红色报警灯6-7会亮起。
[0059]本实用新型在炉体结构设计、炉膛材料选择和温度控制方面与传统电炉相比创新优势明显:炉门在底部，通过丝杠控制升降，炉门降下后可在其上面摆放煅烧样品，摆放方便且装载量多，炉门上升关闭后，密封性极好，不易从炉口散热；采用多层梯度耐温全纤维炉膛，隔热性能优异，蓄热量少，电炉节能效果十分显著，升降温迅速；独特的炉顶拼装结构设计使其不易坍塌；发热体四面加热，炉内温场均匀；温控系统先进、操作简便，采用PID智能控温仪表，采用智能电力显示仪表，集中显示运行电压、电流、功率、用电量等，并具有过电流报警功能；发热元件负荷低，寿命长，更换方便。
【权利要求】
1.一种炉门升降式全纤维炉膛高效节能高温电炉，其特征在于，包括炉体[1]、支架[2]、炉门[3]、升降机构[4]、发热元件[5]和温控装置[6]，其中炉体[1]位于支架[2]上，炉门[3]位于炉体[1]下方，升降机构[4]设置在支架[2]上，该升降机构[4]可带动炉门[3]垂直升降，炉体[1]内设置发热元件[5]，温控装置[6]对炉内的温度进行控制； 所述炉体[1]包括炉壳[1-1]和炉膛[1-2]，炉膛[1-2]位于炉壳[1-1]内，其中炉壳[1-1]的底部开有方形炉口，炉壳[1-1]的顶部设有可拆卸顶盖，炉壳[1-1]的四个侧壁均为双层结构，双层结构之间留有间隙，该炉膛[1-2]包括炉膛底板[1-2-1]、炉膛侧板[1-2-2]和炉膛顶板[1-2-3]，所述炉膛侧板[1-2-2]和炉膛顶板[1_2_3]均由内层、中间层和外层三层耐火纤维板拼合而成，炉膛底板[1-2-1]直接摆放在炉壳[1-1]的底板上，炉膛底板[1-2-1]分上、下两层，并由多块耐高温纤维板拼合而成，炉膛底板[1-2-1]的中间位置设置方形炉口，其中下层炉口尺寸大于上层炉口尺寸，炉膛侧板[1-2-2]的内层摆放在炉膛底板[1-2-1]上，中间层和外层摆放在炉壳[1-1]底板上，炉膛顶板[1-2-3]摆放在炉腔侧板[1-2-2]上； 炉门[3]包括金属炉门外壳和三层纤维板，其中金属炉门外壳为方形敞口外壳，包括大门壳[3-1]和小门壳[3-2]，小门壳[3-2]置于大门壳[3-1]内，三层纤维板[3_3]直接摆放在小门壳[3-2]内，其中上层、中间层在炉门[3]上升到位后会升入炉膛内部，与炉膛底板平齐，下层纤维板在炉门[3]上升到位后与炉壳[1-1]紧密贴合、关闭炉口，不进入炉膛，沿三层纤维板[3-3]的厚度方向贯穿插入对三层纤维板进行固定支撑的固定装置[3-4]； 所述发热元件[5]为U型发热元件，该U型发热元件悬挂在炉膛顶板[1-2-3]上并沿炉膛侧壁四面均匀布置。
2.根据权利要求1所述的炉门升降式全纤维炉膛高效节能高温电炉，其特征在于，所述炉壳[1-1]的材质为不锈钢或者普钢喷塑。
3.根据权利要求1所述的炉门升降式全纤维炉膛高效节能高温电炉，其特征在于，所述炉膛侧板[1-2-2]和顶板[1-2-3]的内层采用氧化铝纤维板，中间层采用氧化铝/硅酸铝复合纤维板，外层采用硅酸铝纤维板；或者炉膛侧板[1-2-2]和顶板[1-2-3]的内层采用氧化锆纤维板，中间层采用氧化铝纤维板，外层采用硅酸铝纤维板。
4.根据权利要求1或3所述的炉门升降式全纤维炉膛高效节能高温电炉，其特征在于，所述炉膛底板[1-2-1]的上层炉口长度和宽度尺寸为电炉炉膛有效空间的长度和宽度尺寸，炉膛底板[1-2-1]的两层材质与炉膛顶板[1-2-3]内层纤维板材质相同，每层厚度为40mm-80mmo
5.根据权利要求1或3所述的炉门升降式全纤维炉膛高效节能高温电炉，其特征在于，炉膛侧板[1-2-2]的内层采用多块长方条状纤维板层层垒叠的方式，垒叠总高度即为炉膛有效空间的高度尺寸，每块长方条状纤维板的宽度为40mm-60mm，高度为40mm-60mm ;炉膛侧板[1-2-2]的中间层和外层采用整块纤维板，炉膛侧板[1-2-2]中间层、外层的厚度均为40mm-60mm ； 炉膛顶板[1-2-3]的内层采用多块长方条状纤维板拼合的方式，长方条状纤维板沿炉膛宽度方向并排摆放，每块长方条状纤维板的高度为60mm-140mm,宽度为40mm-100mm,每块长方条状纤维板的高度尺寸大于宽度尺寸，炉膛顶板[1-2-3]的中间层和外层采用整块纤维板，炉膛顶板[1-2-3]中间层、外层的厚度均为40mm-60mm。
6.根据权利要求1所述的炉门升降式全纤维炉膛高效节能高温电炉，其特征在于，炉门[3]大门壳[3-1]底部及四边均设置调节螺柱，用于调节小门壳[3-2]的水平移位和四角高度，三层纤维板[3-3]中的上层、中间层采用耐高温纤维板，每层纤维板的长宽尺寸与两层炉膛底板[1-2-1]预留炉口的尺寸相比略小3mm-5mm，三层纤维板[3_3]中的上层、中间层的厚度均为40mm-80mm，与对应两层炉膛底板的厚度分别一致；三层纤维板[3_3]中的下层纤维板厚度为40mm-60mm。
7.根据权利要求1或6所述的炉门升降式全纤维炉膛高效节能高温电炉，其特征在于，所述固定装置[3-4]为耐高温陶瓷棒或陶瓷管。
8.根据权利要求1所述的炉门升降式全纤维炉膛高效节能高温电炉，其特征在于，所述升降机构[4]包括动力源[4-1]、换向传动器[4-2]、传动轴[4-3]、丝杠[4-4]和螺母支架[4-5]，所述动力源[4-1]、换向传动器[4-2]设置于支架[2]的底部，丝杠[4-4]设置在支架[2]上并与炉体[I]的底面相垂直，所述丝杠[4-4]与换向传动器[4-2]相连，动力源[4-1]通过换向传动器[4-2]和传动轴[4-3]带动丝杠[4-4]旋转，丝杠[4_4]上设置螺母支架[4-5]，丝杠[4-4]旋转时可带动螺母支架[4-5]上下移动；丝杠[4-4]为普通丝杠或滚珠丝杠，其数量为2根或4根；所述动力源[4-1]为电机或人工手摇，当动力源[4-1]为电机时，与电机相连的倒顺开关控制电机正反转，炉门升降停止位置由与电机相连的限位开关进行控制；当动力源[4-1]为人工手摇时，当炉门升降到位时，采用锁紧装置限制炉门升降。
9.根据权利要求1所述的炉门升降式全纤维炉膛高效节能高温电炉，其特征在于，U型发热元件[5]与炉膛侧板[1-2-2]和炉口边界的距离均为15mm-30mm，U型发热元件[5]的热端顶部距离炉膛底板[l-2-l]20mm-40mm ;所述U型发热元件[5]为娃碳棒、国产娃钥棒或进口硅钥棒 U型发热元件，U型发热元件[5]的自身间距通常为40mm-100mm，U型发热兀件[5]的冷端直径为12mm-18mm,长度为200mm-300mm,热端直径为长度为100mm-600mmo
10.根据权利要求1所述的炉门升降式全纤维炉膛高效节能高温电炉，其特征在于，所述温控装置[6]包括热电偶[6-1]、PID智能控温仪表[6-2]、智能电力显示仪[6-3]、可控硅、变压器、交流接触器、电流互感器、仪表开关[6-4]、加热开关[6-5]、绿色指示灯[6-6]和红色报警灯[6-7];其中可控硅、变压器、交流接触器、电流互感器位于控温箱内，PID智能控温仪表[6-2]、智能电力显示仪[6-3]、仪表开关[6-4]、加热开关[6-5]、绿色指示灯[6-6]和红色报警灯[6-7]位于控制面板上，热电偶[6-1]采用S型或B型热电偶，热电偶[6-1]的测温端位于炉膛内部20mm-50mm，热电偶[6_1]的延长导线与PID智能控温仪表[6-2]的测温信号输入端子相连。
【文档编号】F27B17/02GK203489677SQ201320484115
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年8月9日 优先权日:2013年8月9日
【发明者】刘和义 申请人:刘和义