專利名稱：低溫紅外輻射方法及復(fù)合式輻射加熱爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低溫紅外輻射方法及復(fù)合式輻射加熱爐。
傳統(tǒng)的加熱、干燥與脫水設(shè)備通常都是應(yīng)用近百年的熱風(fēng)循環(huán)加熱爐，其熱源分為電、油、煤、氣等。熱風(fēng)爐以其加熱空間溫度均勻性好、熱貫性大而廣泛應(yīng)用于輕工、印染、食品和烤漆等領(lǐng)域。但在實(shí)踐中人們也發(fā)現(xiàn)了熱風(fēng)爐的不足之處，如升溫時(shí)間長(zhǎng)、環(huán)境溫度高、熱損失大、設(shè)備熱效率低，一般設(shè)備的熱效率都低于20%。為保留熱風(fēng)爐溫度均勻性好的優(yōu)點(diǎn)，克服其熱效率低的缺點(diǎn)，七十年代興起了遠(yuǎn)紅外加熱。但由于遠(yuǎn)紅外加熱未能突破輻射加熱關(guān)鍵技術(shù)，非但沒(méi)能實(shí)現(xiàn)大幅度的節(jié)能，反而在許多場(chǎng)合破壞了溫度的均勻性，對(duì)于復(fù)雜的大型工件或厚物料的加熱由于輻射“陰影”的存在，難以保證烘烤質(zhì)量，此外，在遠(yuǎn)紅外加熱的總能量中有很大一部分對(duì)流熱沒(méi)能有效地利用，上述這些問(wèn)題使遠(yuǎn)紅外加熱技術(shù)在實(shí)際推廣中受到了限制。
CN8721 和CN87216120的專利申請(qǐng)中分別提供了“遠(yuǎn)紅外連續(xù)式烘爐”和“熱風(fēng)遠(yuǎn)紅外連續(xù)式烘爐”，上述兩種烘爐采用了SHQ乳白石英加熱原件和多個(gè)拋物線反射罩組成的反射系統(tǒng)以及在遠(yuǎn)紅外連續(xù)式烘爐中施加熱風(fēng)循環(huán)的加熱裝置，使熱效率有了一定提高并初步解決了爐內(nèi)溫度不均勻現(xiàn)象，但較熱風(fēng)爐的溫度均勻性仍相差較大，特別是還存在如下問(wèn)題(1)為解決加熱爐內(nèi)溫度均勻性，采用了熱元件功率密度分布法，也就是采用上、下功率密度不同的布置方式，加熱元件由下至上功率遞減，拋物線反射罩開(kāi)口一致，用以補(bǔ)償由于加熱爐自然對(duì)流所造成的爐內(nèi)溫度不均勻現(xiàn)象。這種方法的結(jié)果是各加熱元件的發(fā)射波長(zhǎng)不一致，不利于加熱元件與被加熱工件的匹配吸收，其實(shí)質(zhì)是犧牲遠(yuǎn)紅外節(jié)電來(lái)?yè)Q得溫度均勻性;
(2)、沒(méi)有規(guī)定傳熱方式，沒(méi)有規(guī)范控溫調(diào)節(jié)方法，采用全部加熱元件參與控溫，在升溫階段，以輻射傳熱為主，恒溫與調(diào)節(jié)階段，加熱元件的電源時(shí)通時(shí)斷，通電時(shí)，以輻射傳熱為主，斷電時(shí)以對(duì)流傳熱為主，這樣，就造成了加熱爐內(nèi)的傳熱方式的混亂，不利于保證加熱元件的匹配吸收，對(duì)于半開(kāi)放式連續(xù)式加熱爐而言，由于傳熱方式的改變，不僅破壞爐內(nèi)溫度場(chǎng)均勻性，而且造成大量熱空氣(對(duì)流熱)的逸出，使設(shè)備熱效率下降。
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種被加熱工件從升溫、恒溫到降溫所需要的熱量主要來(lái)自熱元件的輻射熱，即不論升溫、恒溫與降溫，爐內(nèi)始終以輻射傳熱為主的低溫紅外輻射方法及應(yīng)用該方法的復(fù)合式輻射加熱爐，用于50～650℃被加熱工件溫度范圍，即可以提高加熱速度及熱效率，又可以保證被加熱工件上、中、下溫度均勻性，進(jìn)一步節(jié)能，以有利于遠(yuǎn)紅外加熱技術(shù)在實(shí)際中推廣利用。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的方法要點(diǎn)在于采用工件表面幅照密度分布法，即加熱元件的單支功率一致，而拋物線反射罩的開(kāi)口由下至上遞增，從而形成工件表面的幅照密度不一致，保證所有的加熱元件具有相同的發(fā)射波長(zhǎng)，發(fā)揮匹配優(yōu)勢(shì)，用以補(bǔ)償由于對(duì)流熱而造成的爐內(nèi)溫度不均勻現(xiàn)象;在控溫方法上，采用部分元件參與控制的方法，即首先是全功率供電，至恒溫(或達(dá)到工藝規(guī)定溫度)時(shí)，切斷部分加熱元件的電源，降低功率，而繼續(xù)讓另一部分加熱元件通電，使其參加恒溫與調(diào)節(jié)，保證加熱功率，使加熱爐內(nèi)無(wú)論是處于升溫階段，恒溫階段或是降溫階段始終以幅射傳熱方式為主，有利于加熱元件實(shí)現(xiàn)所設(shè)計(jì)的發(fā)射波長(zhǎng)，從而保證加熱元件與被加熱工件的匹配吸收。
為了配合使用本發(fā)明的上述方法，本發(fā)明提供了一種復(fù)合式輻射加熱爐。所說(shuō)的復(fù)合式輻射加熱爐由復(fù)合式輻射加熱爐和微機(jī)控溫儀兩部分組成，復(fù)合式輻射加熱爐有一個(gè)爐體，在爐體中安裝有單支功率一致的乳白石英加熱元件和開(kāi)口由下至上遞增的拋物線反射罩以及熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng);所說(shuō)的乳白石英加熱元件有一組通過(guò)可控硅執(zhí)行器與型號(hào)為MTTC-1的微機(jī)控溫儀聯(lián)接起來(lái)，在通過(guò)石英加熱元件加熱過(guò)程中，用微機(jī)控溫儀進(jìn)行控制;升溫過(guò)程中，全功率供電，至恒溫(或達(dá)到工藝規(guī)定溫度)時(shí)切斷部分加熱元件電源，用其余部分加熱元件參與恒溫與調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)全過(guò)程始終以輻射傳熱為主。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，采用工件表面輻照密度分布法和部分元件參與恒溫與調(diào)節(jié)的方法，發(fā)揮了遠(yuǎn)紅外技術(shù)匹配吸收的優(yōu)勢(shì)，節(jié)約能源，便于維修、便于規(guī)范化。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，與現(xiàn)有的加熱設(shè)備相比<1>輻射爐裝機(jī)功率降低15%～30%;<2>升溫時(shí)間縮短15%～70%;<3>產(chǎn)品耗電量降低15%～44%;<4>設(shè)備熱效率大于40%(GB2588-81);<5>設(shè)備造價(jià)降低30%～50%，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，可廣泛用于涂裝、食品、輕工、印染、化工、建材等行業(yè)的加熱設(shè)備、脫水設(shè)備和熱定型設(shè)備。
下面結(jié)合附圖提供
具體實(shí)施例方式

圖1是本發(fā)明輻射加熱爐的主視圖;
圖2是本發(fā)明輻射加熱爐的左視剖面圖;
圖3是本發(fā)明拋物線反射罩開(kāi)口示意圖;
圖4是本發(fā)明控溫方式接線方框圖。
如附圖所示，本發(fā)明有一個(gè)爐體5，爐體5上開(kāi)有測(cè)溫孔4、在爐體5內(nèi)安裝有分別為常通組K1、預(yù)熱組K2、調(diào)節(jié)組K3的單只功率為1.2KW的○18×900mm的具有較高的匹配輻射能量的組合式SHQ乳白石英元件8，與每支SHQ乳白石英元件8相應(yīng)都有一個(gè)拋物線反射罩，所說(shuō)的拋物線反射罩的開(kāi)口由120mm遞增至240mm，從而形成工件表面輻照密度不一致，即可以滿足加熱爐內(nèi)溫度均勻一致，又能保證所有的加熱元件具有相同的發(fā)射波長(zhǎng)，以發(fā)揮匹配優(yōu)勢(shì)，上述多個(gè)拋物線反射罩組成的組合式拋物線反射罩又構(gòu)成異型吸風(fēng)管7;由于輻射具有明顯的方向性，因此，單純的輻射加熱爐僅適用于形狀簡(jiǎn)單、薄制品和大面積物料的加熱與干燥，為了拓寬應(yīng)用范圍，使之適用于形狀復(fù)雜、厚物料制品，本發(fā)明在爐體5上安裝有熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)，所說(shuō)的熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)包括吸風(fēng)量調(diào)節(jié)閥1、循環(huán)風(fēng)機(jī)2、新鮮空氣入口及調(diào)節(jié)閥3，熱風(fēng)集流管6、吸風(fēng)管12、送風(fēng)管10、送風(fēng)量調(diào)節(jié)閥9和廢氣排放管及其調(diào)節(jié)閥11組成，所說(shuō)的吸風(fēng)管12與由多個(gè)拋物線反射罩組成的異型吸風(fēng)管7相連通;熱風(fēng)經(jīng)拋物線反射罩底部的開(kāi)口處抽出，經(jīng)異型吸風(fēng)管7流入吸風(fēng)管12，經(jīng)吸風(fēng)量調(diào)節(jié)閥1和熱風(fēng)集流管6后進(jìn)入循環(huán)風(fēng)機(jī)2，在循環(huán)風(fēng)機(jī)2的加壓下，熱風(fēng)又通過(guò)送風(fēng)管10和送風(fēng)量調(diào)節(jié)閥9送入爐內(nèi)，爐內(nèi)熱風(fēng)的溫度可通過(guò)新鮮空氣入口及調(diào)節(jié)閥3調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)量來(lái)實(shí)現(xiàn)，廢氣則可通過(guò)廢氣排放管及其調(diào)節(jié)閥排出。
本發(fā)明實(shí)施例的控溫方式如圖4所示所說(shuō)的SHQ乳白石英加熱元件分成三組，K1組為常通組，K2組為預(yù)熱組，K3組為調(diào)節(jié)組，每組功率為100KW，其中K3組石英加熱元件通過(guò)可控硅執(zhí)行器13與微機(jī)控溫儀14聯(lián)接，微機(jī)控溫儀14又與安裝在加熱爐內(nèi)的熱電阻RT相聯(lián)接。當(dāng)加熱爐處于升溫階段時(shí)，三組石英加熱元件全通，即全功率供電，至恒溫(或達(dá)到工藝設(shè)計(jì)溫度時(shí))，切斷預(yù)熱組K2的電源，用余下部分常通組K1和調(diào)節(jié)組K2作為正常工作狀態(tài)，其中常通組K1為全過(guò)程供電，而調(diào)節(jié)組K3的通電或斷電則由微機(jī)控溫儀接受熱電阻RT的電信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)控制，從而保證了加熱爐始終以輻射傳熱為主。
本發(fā)明的低溫紅外輻射方法原則上適用于任何光譜射線，包括紫外線、可見(jiàn)光和紅外線。
權(quán)利要求
1.一種低溫紅外輻射方法，其特征在于采用工件表面幅照密度分布法，即加熱元件的單支功率一致，而拋物線反射罩的開(kāi)口由下至上遞增，采用部分元件參與控制的方法，即首先是全功率供電，至恒溫(或達(dá)到工藝規(guī)定溫度)時(shí)，切斷部分加熱元件的電源，而繼續(xù)讓另一部分加熱元件通電，使其參加恒溫與調(diào)節(jié)，使加熱爐內(nèi)無(wú)論是處于升溫階段，恒溫階段或是降溫階段始終以幅射傳熱方式為主。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的低溫紅外輻射加熱方法，其特征在于，所說(shuō)的加熱元件分成常通組、預(yù)熱組和調(diào)節(jié)組，其中調(diào)節(jié)組通過(guò)可控硅執(zhí)行器與微機(jī)控溫儀聯(lián)接，升溫階段全功率供電，至恒溫(或達(dá)到工藝設(shè)計(jì)溫度時(shí))，切斷預(yù)熱組的電源，用余下部分常通組和調(diào)節(jié)組作為正常工作狀態(tài)，其中常通組為全過(guò)程供電，而調(diào)節(jié)組的通電或斷電則由微機(jī)控溫儀接受熱電阻RT的電信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)控制。
3.一種使用權(quán)利要求1和2所述方法的復(fù)合式輻射加熱爐，由復(fù)合式輻射加熱爐和微機(jī)控溫儀兩部分組成，復(fù)合式加熱爐有一個(gè)爐體5，在爐體5中安裝有SHQ乳白石英加熱元件8及相應(yīng)的拋物線反射罩和熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，所說(shuō)的加熱元件8單只功率一致，與每只加熱元件8相應(yīng)的拋物線反射罩的開(kāi)口由下至上遞增。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所說(shuō)的復(fù)合式輻射加熱爐，其特征在于，所說(shuō)的加熱元件8由常通組K1、預(yù)熱組K2和調(diào)節(jié)組K3組成，調(diào)節(jié)組K3的加熱元件8通過(guò)可控硅執(zhí)行器13與微機(jī)控溫儀14聯(lián)接，微機(jī)控溫儀14又與安裝在加熱爐內(nèi)的熱電阻RT相聯(lián)接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所說(shuō)的復(fù)合式輻射加熱爐，其特征在于，所說(shuō)的拋物線反射罩的開(kāi)口由120mm遞增至240mm。
全文摘要
一種低溫紅外輻射方法及復(fù)合式輻射加熱爐，克服了現(xiàn)有技術(shù)采用全部加熱元件參與控溫，造成加熱爐內(nèi)傳熱方式混亂的問(wèn)題，它采用工件表面輻照密度分布法和部分元件參與控溫的方法，使加熱爐內(nèi)始終以輻射傳熱方式為主，所說(shuō)的復(fù)合式輻射加熱爐爐體中安裝有單支功率一致的加熱元件和開(kāi)口由下至上遞增的拋物面反射罩以及熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)，在加熱過(guò)程中用微機(jī)控溫儀進(jìn)行控制，優(yōu)點(diǎn)在于發(fā)揮了遠(yuǎn)紅外技術(shù)匹配吸收的優(yōu)勢(shì)，節(jié)約能源，便于規(guī)范化。
文檔編號(hào)F27B3/28GK1048449SQ9010349
公開(kāi)日1991年1月9日 申請(qǐng)日期1990年7月7日 優(yōu)先權(quán)日1990年7月7日
發(fā)明者葛世名, 李工一, 劉慶余, 董守杰, 金五錚 申請(qǐng)人:錦州紅外技術(shù)應(yīng)用研究所