电与燃气复合型箱式电阻炉的制作方法

本实用新型属于箱式电阻炉的结构技术领域，尤其涉及一种电与燃气复合型箱式电阻炉。

背景技术：

箱式电阻炉是目前气氛加热炉的一种常见的形式，主要用于实验室、工矿企业、科研单位作元素分析测定及金刚石钻头、金刚石砂轮结合剂、精密磨料模具、粉末冶金、各种结构陶瓷等的高温烧结。

常规的箱式电阻炉主要构成为炉体和设置于炉体内部炉膛中的电阻加热元件。炉体的外层为钢板，而内层则是由隔热纤维材料包裹围成的炉膛，炉体顶部设置排气口，排气口上通常还连接有气体净化设备。实际工作时由设置在炉体外的控制器驱动电阻加热元件通电对炉膛内部材料进行加热。

然而现有的箱式电阻炉其炉膛内部气氛都是由预先加料时带入的空气所决定的，我们无法在使用过程中对其气体组成和比例进行调节，从而精确控制获得氧化或者还原气氛。众所周知，炉膛内的气氛直接关系到原材料加热烧结（即氧化和还原）的实际效果，例如某一类含多晶硅的物质在强还原气氛下，CO的比重太高则会加快其中多晶硅的还原，这是用户不希望见到的。

技术实现要素：

本实用新型目的是：针对已有箱式电阻炉的不足而提供一种电与燃气复合型箱式电阻炉，其能够通过调节燃气与空气量来精确控制炉膛内的CO、CO₂和O₂浓度以达到所需的氧化气氛和还原气氛，取得更好的物质加热效果。

本实用新型的技术方案是：一种电与燃气复合型箱式电阻炉，包括炉体、设置于炉体内的炉膛及设于炉膛内的电阻加热元件；其特征在于还包括燃气加热装置，该燃气加热装置包括烧嘴、设于炉体上并与炉膛相连的烧嘴接口及燃气供给调节装置，所述燃气供给调节装置包括燃气储气瓶，所述燃气储气瓶经燃气输送管道与烧嘴的输入端相连，且燃气输送管道上设有燃气流量调节阀，所述烧嘴的输出端与所述烧嘴接口相连，并且所述炉体上设置有与炉膛相连的防爆泄压阀。

进一步的，本实用新型中所述炉体内在炉膛的下方设计有燃烧室，该燃烧室与炉膛藉由设于炉膛底壁上的若干连接孔相连通，所述烧嘴接口经所述燃烧室与炉膛相连。

更进一步的，本实用新型还包括氮气供给调节装置，该氮气供给调节装置包括设置在炉体上并与所述燃烧室相连通的氮气输入接口、通过氮气输送管道与所述氮气输入接口相连的氮气储气瓶和设置在所述氮气输送管道上的氮气流量调节阀。

优选的，本实用新型中所述烧嘴接口与炉体的连接位置均不高于炉体自身的1/3高度。

进一步的，本实用新型还包括设于炉体外侧连接控制所述电阻加热元件的控制器，所述控制器同时与所述烧嘴电连接以控制烧嘴点火和熄火，并且所述烧嘴（4）内设置有间歇点火装置，该装置由所述控制器连接控制使烧嘴在设定的燃烧区间内始终处于间歇点火状态；并且所述控制器连接有显示屏，炉膛内设有气体含量检测器，该气体含量检测器与控制器电连接用于将炉膛内的气体含量数字化显示在显示屏上。

需要说明，同常规技术一样，本实用新型的控制器内部可设定点火程序控制烧嘴点火，例如控制烧嘴在预设的时间之后点火。而对于烧嘴的熄火，可以是自然熄火，也可以是按设定程序自动熄火，例如达到预设温度、时间，或燃气量供给量下降等条件。已有技术中，烧嘴初次点燃之后，一旦因为意外熄灭，控制器不会驱动烧嘴继续点燃工作。为了防止烧嘴因外界原因突然熄火造成可能的危险，我们设置间歇点火装置，并通过控制器内部设置程序控制烧嘴在设定的燃烧区间内始终处于间歇点火状态。所述间歇点火装置包括两个电极及连接两个电极的变压器，变压器与控制器电连接，通过控制器内部设置的程序驱动变压器工作令两个电极间歇放电，确保烧嘴在设定的燃烧区间内始终处于间歇点火状态，所述燃烧区间即指电阻炉实际燃烧使用的时间段内。

更进一步的，本实用新型中所述炉膛内设有燃气泄漏探测器，该燃气泄漏探测器与控制器电连接，同时所述燃气输送管道上设有燃气电动切断阀，所述控制器与燃气电动切断阀电连接，当燃气泄漏探测器检测到燃气泄漏时发出报警信号给控制器，以便控制器发出信号驱动燃气电动切断阀动作切断燃气供给。

优选的，本实用新型中所述炉膛内设有压力探测器，该压力探测器与控制器电连接，所述氮气输送管道上设置有氮气电动切断阀，所述控制器与氮气电动切断阀电连接；当压力探测器检测炉膛内压力超标时发出报警信号给控制器，控制器进而发出信号驱动燃气电动切断阀和氮气电动切断阀一起动作以切断燃气和氮气供给。

进一步的，本实用新型中所述控制器连接有显示屏，炉膛内设有气体含量检测器，该气体含量检测器与控制器电连接用于将炉膛内的气体含量数字化显示在显示屏上。

进一步的，本实用新型在所述燃气加热装置的控制下所述炉膛内部还原气氛中CO含量为1~20%，CO₂为25%以下，O₂为21%以下。

进一步的，本实用新型中所述烧嘴为文丘里烧嘴或者强制型烧嘴，当所述烧嘴为强制型烧嘴时，其输入端还经压缩空气输送管道与压缩空气储气瓶相连，且压缩空气输送管道上设有压缩空气流量调节阀。

进一步的，本实用新型中所述炉体顶部固定有一端连通炉膛的连接管，该连接管另一端连接VOC废气净化炉，该VOC废气净化炉的顶部设置排出管与引出风机相连。

本实用新型的优点是：

1、本实用新型不同于常规的仅依靠电加热的箱式电阻炉，由于设计有燃气加热装置，故能够通过调节燃气与空气量来精确控制炉膛内的CO、CO₂和O₂浓度以达到所需的氧化气氛和还原气氛，取得更好的物质加热效果，防止物质被过分还原或氧化。

2、本实用新型中燃气、压缩空气和氮气均可借助流量调节阀手动调节比例，例如将炉膛还原气氛内的二氧化碳浓度控制在0-12%，或者通过打入的氮气量来控制炉内氧浓度在0~20%范围内任意调节，并可通过显示屏数字化重现炉膛内的弱、中、强还原气氛，给予工作人员直观反馈，以便工作人员精确实时掌握炉内信息。

3、本实用新型具有燃气泄漏报警功能，当燃气泄漏探测器检测到燃气泄漏时会发出信号给控制器，以便控制器发出信号驱动燃气电动切断阀动作切断燃气供给。

4、本实用新型具有防爆功能，当炉膛内部压力超标时，能够自动切断燃气和氮气供给。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型的结构视图；

图2为图1的左视图。

其中：1、炉体；2、炉膛；3、电阻加热元件；4、烧嘴；5、烧嘴接口；6、燃气输送管道；7、燃气流量调节阀；8、压缩空气输送管道；9、压缩空气流量调节阀；10、燃烧室；11、连接孔；12、氮气输入接口；13、氮气输送管道；14、氮气流量调节阀；15、燃气电动切断阀；16、氮气电动切断阀；17、VOC废气净化炉；18、排出管；19、引出风机；20、防爆泄压阀。

具体实施方式

实施例：结合图1~图2所示对本实用新型提供的这种电与燃气复合型箱式电阻炉具体解释如下：其同常规技术一样具有炉体1、设置于炉体1内的炉膛2及设于炉膛2内的电阻加热元件3，并且所述炉体1顶部固定有一端连通炉膛2的连接管，该连接管另一端连接VOC废气净化炉17，该VOC废气净化炉17的顶部设置排出管18与引出风机19相连。

本实用新型的主要改进在于增设了燃气加热装置，具体见图1所示，该燃气加热装置由烧嘴4、设于炉体1上的烧嘴接口5和燃气供给调节装置共同组成，所述燃气供给调节装置包括燃气储气瓶和压缩空气储气瓶（图中均省略），所述燃气储气瓶经燃气输送管道6与烧嘴4的输入端相连，且燃气输送管道6上设有燃气流量调节阀7，而压缩空气储气瓶经压缩空气输送管道8与烧嘴4的输入端相连，且压缩空气输送管道8上设有压缩空气流量调节阀9。所述烧嘴接口5与炉体1的连接位置为炉体1自身的1/3高度处，所述烧嘴4的输出端与所述烧嘴接口5相连。并且本实施例中在所述炉体1上设置有与炉膛2相连的防爆泄压阀20，防爆泄压阀20为已知的物理防爆泄压阀，其内部设有保护膜层，当炉膛2内部气体压力到达或超过膜层所能承受的临界阈值时膜层破裂释压。

本实施例中所述炉体1内在炉膛2的下方设计有燃烧室10，该燃烧室10与炉膛2藉由设于炉膛2底壁上的若干连接孔11相连通，所述烧嘴接口5经所述燃烧室10与炉膛2相连。

除此之外，本实施例中还在炉体1外侧增设有氮气供给调节装置，该氮气供给调节装置包括设置在炉体1上并与所述燃烧室10相连通的氮气输入接口12、通过氮气输送管道13与所述氮气输入接口12相连的氮气储气瓶和设置在所述氮气输送管道13上的氮气流量调节阀14。

本实施例中在炉体1外侧设有连接控制所述电阻加热元件3的控制器（图中省略），所述控制器同时与所述烧嘴4电连接以驱动控制烧嘴4点火和熄火。所述控制器连接有显示屏，炉膛2内设有气体含量检测器（图中省略），该气体含量检测器与控制器电连接用于将炉膛2内的气体含量数字化显示在显示屏上。本实施例中我们在烧嘴4内设置间歇点火装置，该间歇点火装置包括两个电极及连接两个电极的变压器，变压器与控制器电连接，通过控制器内部设置的程序驱动变压器工作令两个电极间歇放电，确保烧嘴4在设定的燃烧区间内始终处于间歇点火状态，所述燃烧区间即指电阻炉实际燃烧使用的时间段内。

所述炉膛2内设有燃气泄漏探测器（图中省略），该燃气泄漏探测器与控制器电连接，同时所述燃气输送管道6上设有燃气电动切断阀15，所述控制器与燃气电动切断阀15电连接，当燃气泄漏探测器检测到燃气泄漏时发出报警信号给控制器，以便控制器发出信号驱动燃气电动切断阀15动作切断燃气供给。

所述炉膛2内设有压力探测器（图中省略），该压力探测器与控制器电连接，所述氮气输送管道13上设置有氮气电动切断阀16，所述控制器与氮气电动切断阀16电连接；当压力探测器检测炉膛2内压力超标时发出报警信号给控制器，控制器进而发出信号驱动燃气电动切断阀15和氮气电动切断阀16一起动作以切断燃气和氮气供给。

本实施例中燃气加热装置中采用的燃气即常规液化气，烧嘴4即已有的强制型烧嘴。在所述燃气加热装置的控制下所述炉膛2内部还原气氛中CO含量为1~20%，CO₂为25%以下，O₂为21%以下。

当然上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。