专利名称：实验室用快热高温炉的制作方法
技术领域：
本实用新型属于实验室用高温炉领域，主要涉及的是一种利用微波加热技术实现快速加热的实验室用快热高温炉。
实验室用快热高温炉在新型无机材料的制备与分析测试中有非常重要的作用实施快速加热制样，可缩短分析，测试之周期，尤其是在硅酸盐工厂的产品质量控制中，它能及时追踪原料、成品、半成品在生产过程中的变化，发现生产过程中可能出现的问题；经快速加热制备的材料，晶粒均匀细小，结构精细致密，力学、电学性能优异。许多高新技术材料，如电子陶瓷，增韧增强结构陶瓷等都要求实施快速加热。然而，目前各工矿企业、科研院校实验室所使用的高温炉，其升温速度一般为每分钟10℃左右，最快不超过每分钟20℃。加热至1000℃，一般需1.5—2小时；加热至1500℃时则需3小时以上。不能满足新型无机非金属材料制备，分析与测试的快速加热之要求，也影响着普通实验工作效率的提高。而且，这些炉子需用电源功率大，普通工业分析炉，功率在2—4KW，1600℃硅钼棒炉，功率达10KW以上。慢长的炉子预热时间和大功率消耗，不仅浪费电能，也给供电设施造成很大负担，给使用者造成很大不便，不利于实验室供电的合理分配。许多单位的实验室中，往往是当大功率高温炉启动时，其它设备都要停下，否则将会造成跳闸、断电。
本实用新型的目的即由此产生，它提供了一种升温速度快、功率需求低，节能降耗，可满足当今新型材料制备之需要的实验室用快热高温炉。
为实现上述目的，本实用新型是通过以下技术方案来实现的其由微波发生器、炉壳、炉盖、耐热隔热炉衬、工作室、助热元件、波导、测温电偶及温度控制器组成。壳体采用具有反射、封闭微波作用的金属材料制作，炉盖与炉壳的一侧固定联接，在炉盖的内侧设置有凸台型的耐热隔热炉衬，炉壳上开有微波辐射窗，波导通过微波辐射窗分别与微波发生器和炉壳连接，在炉壳内设置有用于聚集热量的耐热隔热炉衬，耐热隔热炉衬的边沿为与炉盖的凸台相吻合的凹槽，其中心部位为凹型工作室，在工作室内设置有助热元件及测温热电偶，测温热电偶通过导线与温度控制器连接。
本实用新型结构设计合理，由于其采用微波加热，助热元件助热耐热、隔热炉衬聚集热量的加热方法，故其加热速度可大大提高。经测试，平均升温速度可达到每分钟80—90℃，功率仅为现有高温炉的30—50％，不仅可满足当今新型材料制备之需要，也能将实验室工作效率普遍提高8—9倍，节电90％以上。
本实用新型有如下附图；附
图1为本实用新型结构示意图。
附图2为本实用新型微波发生器电路原理图。
结合附图，给出本实用新型的实施例如下如图所示本实用新型主要由壳体1、炉盖2、耐热隔热炉衬3、工作室4、测温热电隅5、助热元件6、波导7、微波发生器及温度控制器构成。炉壳1采用具有反射、封闭微波作用的高导电率的金属材料制作，炉盖2的一端与炉壳1连接，其内侧设置有凸台型的耐热隔热炉衬3，炉盖2与炉壳1关闭后形成密闭炉体，在炉壳1的一侧开有微波辐射窗口，波导7通过微波辐射窗口分别与炉壳1和微波发生器的磁控管13联接。在炉壳1内也设置有耐热隔热炉衬3，耐热隔热炉衬3可采用耐热陶瓷纤维制成，其具有聚集热量，并在高温下对微波透明的材料，以使得微波在穿过炉衬加热工作室的过程中，不被炉衬吸收，微波透明性材料一般为高绝热、高纯度物质，还须是在高温下物理、化学性能稳定的材料(如发泡状、空心球状、纤维状无机非金属材料制成)，并具有低蓄热、低热导性能，以便当工作室内温度升高时，通过炉衬向炉外流失的热量少，当靠近工作室4的炉衬被加热时，消耗的热量少。耐热隔热炉衬3的边沿为与设置在炉盖2内侧的凸台型耐热隔热炉衬相吻合的凹槽，其中心部位为凹型工作室4，在工作室4内设置有助热元件6及测温热电隅5，助热元件6可采用铁电、铁磁、半导体材料或导电绝缘复合材料，其可与工作室侧壁镶为一体，也可直接放置在工作室4内，测温热电隅5可采用铠装热电隅(市售)，其通过导线与温度控制器联接。微波发生器(如图2所示)由变压器9、高压电容11、高压二级管及磁控管13组成，高压变压器9将电源电压变换成1—8KV高压，通过整流电桥12变成单向电压，加至微波磁控管13阴极与阳极之间，磁控管13的阴极向阳极发射电子，在磁控管13的谐振腔内产生微波，并向外输出，谐振稳压电感10及谐振稳压电容11组成一个RL谐振稳压器，其串接在变压器9及整流电桥12之间。磁控管13可选用效率为2.45GHZ的连续波磁控管，输出微波功率在0.7—6.0KW之间，对于1000℃工业分析用快热高温炉，磁控管功率最好选择在0.7—1.8KW之间。温度控制器(如图3所示)可采用市场上销售的如DR2—5型电阻炉温度控制器，或采用由化学工业出版社于1980年出版的《电动调节表》高等学校试用教材上公开的控制电路。本实用新型的工作过程如下，将需加热的物质放置在工作室内，关上炉盖，打开电源开关，微波发生器开始发射一定功率的频率为2.45GHZ的微波，通过波导进入加热炉内，微波在炉壳的反射作用下形成驻波，通过助热元件对工作室进行加热，工作室内的温度由热电偶检测，检测信号进入控制器，并通过控制器控制微波发生器的开、停，以实现炉内温度的控制。
权利要求1.一种实验室用快热高温炉，包括温度控制器、炉壳(1)及与炉壳(1)相联接的炉盖(2)，其特征在于在所述的炉盖(2)的内侧设置有凸台型的耐热隔热炉衬(3)，炉壳(1)采用具有反射、封闭微波作用的金属材料制作其上开有微波辐射窗口，波导(7)通过微波辐射窗口分别与炉壳(1)和微波发生器联接，微波发生器由变压器(9)、高压电容(11)、高压二级管及磁控管(13)组成；在炉壳(1)内设置有耐热隔热炉衬(3)，耐热隔热炉衬(3)的边沿为与炉盖(2)凸台相吻合的凹槽，其中心部位为凹型的工作室(4)，在工作室(4)内设置有测温热电偶(5)及助热元件(6)，测温热电偶(5)通过导线与温度控制器连接。
2.根据权利要求1所述的快热高温炉，其特征在于所述的微波发生器的磁控管(13)其频率为2.45GHZ的微波，功率在0.7—6.0KW的连续波磁管。
3.根据权利要求1所述的快热高温炉，其特征在于所述的耐热隔热炉衬(3)为发泡状、空心球状、纤维状无机非金属材料构成。
4.根据权利要求1所述的快热高温炉，其特征在于；所述的助热元件(6)由铁电、铁磁、半导体材料或导电绝缘复合材料构成，其可与工作室(4)侧壁镶为一体，也可直接放置在工作室(4)内。
5.根据权利要求1所述的快热高温炉，其特征在于；所述的测温热电偶(5)为铠装热电偶。
专利摘要本实用新型公开了一种利用微波加热技术实现快速加热的实验室用快热高温炉。其主要由温度控制部分、微波发生部分及炉体部分构成，在炉壳(1)上开有微波辐射窗口，波导(7)通过窗口分别与炉壳(1)和微波发生器联接。在炉壳(1)内设置有耐热隔热炉衬(3)，耐热隔热(3)的中心部位为凹型工作室(4)，在工作室(4)内设置有测温电隔(5)及助热元件(6)，测温电偶(5)通过导线与温度控制器联接。
文档编号F27D11/00GK2227318SQ9424882
公开日1996年5月15日 申请日期1994年12月31日 优先权日1994年12月31日
发明者史尚钊, 葛波, 门韦青, 徐伏秋, 赵世玺, 刘万生 申请人:洛阳工业高等专科学校