電熱恒溫箱分兩類(以下通稱為溫箱),一類是低溫的(60℃為限)稱為保溫箱或培養(yǎng)箱,或叫孵化箱。這類恒溫箱多用于生物培養(yǎng)方面的實驗用,如培養(yǎng)微生物、生物等;另一類是高溫的(以200℃為限)稱為烘干箱或干燥箱等。雖溫度可高達200°C但常用在100~150℃之間。多用于烘焙、干燥、分解、消毒等等。
高溫恒溫箱的電熱絲分為兩大組,一大組為輔助加熱系統(tǒng),用于在短時間內(nèi)急需加熱開至高溫。但不受自動控制系統(tǒng)控制,因為它的變阻系統(tǒng)(即爐絲,也叫發(fā)熱單元)直接與電源相接;另一大組為恒溫系統(tǒng),它的發(fā)熱單元與自動控制系統(tǒng)相接。輔助系統(tǒng)在恒溫系統(tǒng)后面,用輔助系統(tǒng)的發(fā)熱單元時,恒溫系統(tǒng)照樣發(fā)熱。所以,兩個發(fā)熱系統(tǒng)的開關調(diào)節(jié)扭把合用一只。常見的是四檔開關,如圖7-10所示。
當扭把指在0,溫箱內(nèi)斷電停止加熱,1和2檔表示恒溫系統(tǒng)的兩個發(fā)熱單元,當開至1或2時,都受自控裝置控制。這時溫箱內(nèi)只有一條或兩條爐絲加熱。3和4檔是輔助加熱系統(tǒng),當開至3和4檔時,自控系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)都加熱。即當開至3時,箱內(nèi)共有三條爐絲加熱,開至4時即所有四條爐絲都加熱。
在使用恒溫箱時,如果需要在短時間內(nèi)達到100℃,可以將扭把扳至4,當溫度達100℃時,立即將四檔開關退至2將輔助加熱系統(tǒng)斷電并調(diào)節(jié)自動控制鈕在斷接點,這時箱內(nèi)可以保持100℃的恒溫。
溫箱的構(gòu)造是根據(jù)各種類型的用途、要求,略有差異。以圖7-11概述如下:
(1)溫箱壁 一般都是四層,(從外向里)第一層是鐵皮;第二層為絕熱層,多用玻璃絲、石棉做成。低溫(60℃)的保溫箱有用水的密封層(有閥門和出氣孔)因為水的潛熱大、保溫時間長;第三層為傳熱良好的金屬板,如鋁;第四層為對流空氣層。下底有進冷空氣孔,上頂蓋有出氣孔。
(2)電熱系統(tǒng) 一般為四個發(fā)熱單元分為兩大組,即上述的輔助加熱和恒溫加熱兩系統(tǒng)。電熱絲是根據(jù)溫箱類型選用標準規(guī)格的鎳鉻合金絲,并繞成螺旋狀的線圈。安裝在箱的底部由滑動電阻(即四檔開關)來調(diào)節(jié)。
(3)自動控制系統(tǒng) 舊型號的溫箱自動控制裝置比較簡單,采用兩種膨脹系數(shù)不同的金屬片,或膨脹靈敏的金屬桿,借熱脹冷縮在不同溫度下有不同的伸長或縮短長度來控制斷電或通電。現(xiàn)在多采用電子管和維電器進行自動控制,靈敏度更高。
(4)換氣傳熱系統(tǒng) 一般小型的恒溫箱和低溫保溫箱,采用自然對流式,如圖7-12所示。這種形式是利用熱空氣輕于冷空氣形成自然循環(huán)對流的作用來進行傳熱和換,達到箱內(nèi)溫度比較均勻,并將樣品蒸發(fā)出來的水蒸汽排出去。
大型的恒溫箱,如果完全依靠自然對流傳熱和排氣就達不到應有效果,而且箱內(nèi)的四角容易形成死角。所以用安裝小型電動機帶動小風扇,進行鼓風,達到傳熱均勻和快速排氣的目的。這種恒溫箱稱為鼓風干燥箱。傳熱、換氣構(gòu)造如圖7-13所示。
鼓風機的轉(zhuǎn)速是可以調(diào)節(jié)的,根據(jù)需要調(diào)節(jié)鼓風排氣的速度。這樣箱內(nèi)溫度更趨向均勻,一般溫度不差±0.5℃。