专利名称：光电管加热炉的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电热炉具，确切地说，涉及一种利用电能产生红外辐射源来加热工件的光电管加热炉。
目前，我国工矿企业或科研院所为生产或科研使用的加热用电炉，绝大多数是电阻式加热炉，这种采用传导(包括对流)加热方式的电阻炉的缺陷甚多，例如传导式加热能源消耗大，生产效率低；空炉升温时间一般要在1－2小时以上，最快也得需要45分钟。此外，这种电阻炉热惰性大，控温精度低、耗时长，很难实现温度自动控制与调节。
本实用新型的目的是提供一种利用红外辐射作为热源来加热物体的光电管加热炉。
本实用新型包括有炉体、炉胆、加热器，其特征在于炉体是由机壳、反射体分别与连接端板和管脚座板用螺栓连成一体构成的，炉体分为上下两半部，炉体一侧中部设有可使上半炉体开启180°的铰接座孔及销轴，与之相对的另一侧炉体上设有锁扣，可使上下炉体关合严密；设在炉体中央的炉胆周围均布安装有多个由高纯度石英卤钨灯管作为加热源及其后侧的反射体构成的单体加热器。按照单体加热器在炉体内环绕炉胆安装的空间形状置，可以划分为加热器与炉胆平行、呈圆柱状径向排列的管式炉，加热器呈矩形体排列的箱式炉和加热器与炉胆垂直且各个加热器径向均布、竖向交错重叠排列的井式炉。加热器中的反射体材料可以选用含量为99.9％的纯铝、或含铝为98.3％的铝合金、或钢材。反射体的内反射曲面横截面形状，可以是椭圆形、抛物线形或椭圆、抛物线复合形。能够产生红处线辐射的加热器中的光电管应安装在反射体的内反射曲面的焦轴处即抛物柱面的焦轴、椭圆柱面或椭圆柱抛物柱复合曲面两者的长轴焦轴。反射体的内反射曲面的表面处理工艺，可采用电解抛光加阳极氧化、或镀铬、或镀银、或镀金。加热器中的反射体另件可以采用整体铸造式结构，也可以采用挤压型材与铸造端封件的焊接结构。在各个加热器中的反射体和炉胆支座内均留有空腔，通过在其端封或侧壁上安装的进水管、联接水管、内插式快速管接头与出水管构成一个冷却水循环装置。石英卤钨灯管的玻管两端设有不发光区域，该区域内的钨丝一方向直接与封装部的钼片点焊连接，另一方面又通过点焊与由上述钼片引出的钼杆相连；封装部的钼片则通过钼杆、镍片与外接的带有硅橡胶护套的耐高温导线缠绕点焊连接。石英卤钨灯管两端的不发光区域放置在位于反射体外侧的管脚承座的内凹半圆中，并在其上面卡压有管脚卡套，使该灯管的两端封接部分都置放在反射体的外侧。
红外辐射即红外线，又称热辐射，实际上就是波长约在0.75微米到1000微米(介于红光与微波之间)的电磁辐射，具有显著的热效应和较强的穿透能力。利用能产生红外辐射的石英卤钨灯来加热物体，可以显著节约能源。本实用新型就是基于以红外辐射为能源来加热物体的原理研制成的。本实用新型是采用经过结构改进的总辐射率和分谱辐射率都很强的人工红外辐射源——高纯度石英卤钨灯(简称之为光电管)作为热源，再辅以具有不同内反射曲面、能把红外辐射源所产生的红外线加以聚集汇合至被加热物体表面的反射体作为加热器的两个核心部件而研制成功的。本实用新型的特点是热辐射能力强，可在很短时间内，将光电管产生的高密度红外线光能聚集在位于炉胆上的被加热工件，使工件迅速加热。即使得炉内升温速度很快，通常可在3－4分钟内达到设定的额定温度。且炉内热惰性低，容易实现自动控温和达到较高的控温精度，一般可以将炉温控制在±1℃以内。该装置为保证加热工件的质量，提供了加热技术手段和设备的保障措施。此外，本实用新型机械结构简单，体积小巧，重量轻，工作环境整洁；操作、维修也很方便，更换光电管简单便捷，有利于文明生产。总之，本实用新型是一项应用先进红外辐射加热方式、颇有应用前景的结构新颖的电热炉具。
图1是本实用新型的一种实施例——管式炉的结构示意图，其中
图1A为主视剖视图，
图1B为侧视图。
图2是本实用新型的另一种实施例——箱式炉的结构示意图。
图3是本实用新型的又一种实施图——井式炉的结构示意图，其中图3A为主视剖视图，图3B为俯视图。
图4是单体加热器及光电管结构示意图。
图5是反射体各种不同内反射曲面的横截面及其光电管安装位置的示意图，其中图5A为椭圆柱面形，图5B为抛物线柱面形，图5C为椭圆、抛物线复合柱面形。
图6是炉胆支承与管脚承座、管脚座板的连接结构及炉胆支座内通入冷却水的结构示意图。
图7是反射体另件端封结构示意图。其中图7A为整体铸造式，图7B为焊接式。
参阅
图1、图2、图3，本实用新型按照由高纯度石英卤钨灯管10作为红外辐射加热源及其后侧的反射体2构成的单体加热器30在炉体内环绕炉胆19安装的空间形状位置，可以划分为管式炉(
图1)，箱式炉(图2)和井式炉(图3)。其中管式炉中的加热器光电管10与炉胆19平行、呈圆柱状径向均匀排列安装。箱式炉则为其加热器呈矩形体排列安装，图2所示的是一个由14个单体加热器30围绕矩形体炉胆19构成的箱式炉示意图。井式炉中的每一层安设的各个加热器中光电管10都与炉胆19垂直，且径向均布排列，而竖向各层呈交错重叠安装。图3A所示的就是由多层加热器30交错重叠安装的半剖视图，图3B清晰表明该炉体内每层安装有四个单体加热器30，相邻两层的加热器呈45°交错重叠排列安装。
下面结合
图1所示的管式炉实施例介绍本实用新型的结构特征。
参见
图1、图4、图6，本实用新型主要由炉体、炉胆19和加热器30所构成。其中炉体是由机壳1、反射体2分别与连接端板5和管脚座板6通过螺栓3等联结成一体构成的，其中机壳1又通过螺钉与连接端板5相连固(图上未示)，整个炉体分为上下两半部(参见
图1B)，在炉体一侧中部设有铰接座孔和销轴25，可以该铰接销轴为转轴使上炉体开启180°，以便放置加热工件及进行其他操作。在炉体与之相对的另一侧则设有锁扣20，可使上下炉体关合严密。设在炉体中央的炉胆19周围安装有多个单体加热器30，每个单体加热器30则是由采用纯度＞99.95％的2～3级石英玻璃管的石英卤钨灯作为红外辐射源的光电管10及其后侧的反射体2所构成。在下炉体的底部设有四个橡胶底脚21，外接电源则通过炉体侧壁的4个接线柱22引入炉内。
本实用新型所采用的光电管——石英卤钨灯10是特制的，参见图4，在其玻管两端都设有不发光区域101，在该区域内，钨丝102一方面直接与封装部的钼片104点焊连接。另一方面又与该钼片104引出的钼杆103点焊相连。封装部的钼片104则通过向外侧引出的钼杆103、镍片105与外接的带有耐高温硅橡胶护套的电源导线106缠绕点焊联接。
安装时，应将光电管10两端的不放光区域101放置在位于反射体2外侧的、用耐热陶瓷材料制成的管脚承座11的内凹半圆中，再在灯管上方卡压管脚卡套9，使光电管10的封装部分位于反射体2的外侧，管脚承座11则通过螺栓与管脚座板6固装成一体。光电管10的两端电源线106则接至固定在连接端板5上的接线柱14或接线柱22的内侧。
炉胆支座15是用耐热隔热材料制成，通过螺栓12、螺母13紧固在管脚座板6上(参见图6)。炉胆19通过内护管17、外护管18水平放置在炉胆支座15的凹孔里。热电偶座和炉门16插在内护管17的内孔里，可由此插入热电偶测温计来监测炉胆19的温度和温升速率。
为了防止反射体2和炉胆支座15温升过高，本实用新型在加热器的反射体2和炉胆支座15里都设有空腔，通过在反射体2的端封或炉胆支座15的侧壁上安装的进水管23、联接水管8、内插式快速管接头7与出水管24构成一个冷却水循环系统装置来冷却炉体，可延长反射体2及炉胆支座15的使用寿命。
作为本实用新型关键部件——加热器30的部件之一反射体2的材料组成、内凹曲面的几何形状及其表面处理工艺和端封的生产工艺都有不同要求。其材料可以选用含量为99.99％的纯铝。或含铝为98.3％的铝合金、或钢材制作。反射体2的内凹反射曲面的横截面几何形状，可以是椭圆形(参见图5A)、或抛物线形(参见图5B)、或椭圆、抛物线复合形(参见图5C)。而光电管10则都应安放在各种内反射曲面的焦轴处即抛物柱面的焦轴处，或椭圆柱面的长轴焦轴处以及椭圆柱、抛物柱复合曲面的两者共焦的长轴焦轴处，该反射曲面的表面处理工艺可以采用电解抛光加阳极氧化、或镀铬、或镀银、或镀金，以便能够最大效率地反射和聚集光电管10所产生的红外辐射能量，使工件快速受热至额定温度。参见图7，反射体2由于其内反射曲面邻近红外辐射源，且要将此红外辐射汇集反射出去，故温升很高，另件设计要求其内部留有空腔，供冷却水循环流通，以降低其温升。为此，反射体2可以采用端封201是整体铸造式的(参见图7A)，也可以采用铸造端封202与挤压型材203焊接式的(参见图7B)。
本实用新型已经试验实施，制造出管式光电管辐射加热炉具。采用1000W或2000W的碘钨灯6个制成的单体加热器围绕在外径为φ30－φ40毫米的炉胆周围，只需通电3－4分钟就能从空炉实现温度达到1000℃－1300℃的高温，且控温精度在±1℃以内，实现了发明目的和设计要求，具有很好的应用前景。
权利要求1.一种光电管加热炉，包括有炉体、炉胆、加热器，其特征在于炉体是由机壳、反射体分别与连接端板和管脚座板用螺栓连成一体构成的，炉体分为上下两半部，炉体一侧中部设有可使上半炉体开启180°的铰接座孔及销轴，与之相对的另一侧炉体上设有锁扣，可使上下炉体关合严密；设在炉体中央的炉胆周围均布安装有多个由高纯度石英卤钨灯管作为加热源及其后侧的反射体构成的单体加热器。
2.如权利要求1所述的光电管加热炉，其特征在于按照单体加热器在炉体内环绕炉胆安装的空间形状置，可以划分为加热器与炉胆平行、呈圆柱状径向排列的管式炉、加热器呈矩形体排列的箱式炉和加热器与炉胆垂直且各个加热器径向均布、竖向交错重叠排列的井式炉。
3.如权利要求1所述的光电管加热炉，其特征在于加热器中的反射体材料可以选用含量为99.9％的纯铝、或含铝为98.3％的铝合金、或钢材。
4.如权利要求1所述的光电管加热炉，其特征在于反射体的内反射曲面横截面形状，可以是椭圆形、或抛物线形或椭圆、抛物线复合形。
5.如权利要求1或4所述的光电管加热炉，其特征在于加热器中的光电管应安装在反射体的内反射曲面的焦轴处即抛物柱面的焦轴、椭圆柱面的长轴焦轴或椭圆柱抛物柱复合曲面两者共焦的长轴焦轴。
6.如权利要求1或4所述的光电管加热炉，其特征在于反射体的内反射曲面的表面处理工艺，可采用电解抛光加阳极氧化、或镀铬、或镀银、或镀金。
7.如权利要求1或3所述的光电管加热炉，其特征在于加热器中的反射体另件可以采用整体铸造式结构，也可以采用挤压型材与铸造端封件的焊接结构。
8.如权利要求1所述的光电管加热炉，其特征在于在各个加热器中的反射体和炉胆支座内均留有空腔，通过在其端封或侧壁上安装的进水管、联接水管、内插式快速管接头与出水管构成一个冷却水循环装置。
9.如权利要求1所述的光电管加热炉，其特征在于石英卤钨灯管的玻管两端设有不发光区域，该区域内的钨丝一方向直接与封装部的钼片点焊连接，另一方面又通过点焊与由上述钼片引出的钼杆相连；封装部的钼片则通过钼杆、镍片与外接的带有硅橡胶护套的耐高温导线缠绕点焊联接。
10.如权利要求1或9所述的光电管加热炉，其特征在于石英卤钨灯管两端的不发光区域放置在位于反射体外侧的管脚承座的内凹半圆中，并在其上面卡压有管脚卡套，使该灯管的两端封接部分都置放在反射体的外侧。
专利摘要一种利用红外辐射作为热源来加热物体的光电管加热炉，主要是由设在炉体中央的炉胆周围均布安装的多个由石英卤钨灯及其后侧的反射体构成的单体加热器而构成的。每个反射体的内凹反射曲面可以是椭圆柱形、抛物柱形或椭圆、抛物复合柱形，并经过表面处理加工，能最大限度地把特制的石英卤钨灯的红外辐射聚集反射到炉胆上的被加热物体。该装置升温快，炉内热惰性低，可实现自动控温和控温精度高。结构设计简单灵巧，操作维护方便。
文档编号F27D11/00GK2201644SQ9422453
公开日1995年6月21日 申请日期1994年7月30日 优先权日1994年7月30日
发明者田继新, 刘炳南, 王熙君, 张久庆 申请人:北京雷迪艾森新技术开发公司