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选择工业烘箱/干燥箱时会遇到的问题以及解答

选择工业烘箱/干燥箱时会遇到的问题以及解答

 

在为加工和实验室应用寻找最佳热处理设备时,需要考虑几个因素,包括应用本身、烘箱类型、腔室尺寸和温度要求。本操作指南将引导您完成每个考虑事项,并帮助您找到最适合您需求的烘箱。

 

1.工业加热过程?

烘箱的应用范围几乎是无限的,从普通到不同寻常。这包括:

  • 退火。
  • 粘合。
  • 烘干。
  • 收缩配合。
  • 养护。
  • 完成烘烤。
  • 烧录。
  • 灭菌/去冷冻。
  • 实验室测试。
  • 热处理。
  • 老化。

然而,无论何种应用,最有可能存在能够满足其提出的体积和复杂性要求的高耐受性、高性能烘箱。如果标准解决方案不完全正确,许多烘箱制造商会提供——有些甚至专门开发——定制烘箱和工艺解决方案,可以加快生产并提高产品质量。

 

2. 批量还是连续?

对于负载大小或生产量变化很大的应用程序,批处理是一种很好的方法。间歇式烘箱也适用于在温度或停留(浸泡)时间等过程变量方面需要高度灵活性的情况。

当处理大量类似的产品件时,连续操作可能是最佳方法。连续炉有助于确保大批量应用(例如制造电子元件或汽车零件)中每个零件的热处理时间一致。连续炉还可以将几个离散的过程结合起来,减少材料处理并提高产量。

 

3. 工业烘箱尺寸?

腔室尺寸取决于产品或零件的尺寸、每批产品的数量以及每天需要的批次数量以满足生产要求。如果内部空间太小,零件之间的空间不足会导致性能不佳。如果太大,空间、时间和精力都被浪费了。

一些通用指南可以作为起点。当使用重力或强制循环气流时,将烘箱设计为在每个零件周围以及零件与烘箱壁之间留出 2 到 3″。使用强制循环气流时,零件仍然受益于间距。然而,它们可以更密集地垂直装载,因为气流沿整个侧壁分布。零件仍应与烘箱壁保持 2 到 3″ 的距离。

 

4. 工业烘箱尺寸?

由于其方便的小尺寸,实验室或台式烘箱用于过程测试和开发应用以及需要小批量装载的生产用途。

内阁。这种尺寸被称为伸入式烘箱,因为它们符合人体工程学设计,便于装卸。柜式烘箱安装在地板上,占地面积小,尺寸范围从 4 到 96 英尺3

步入式和卡车式。大批量烘箱,尺寸可达数千立方英尺,可满足一系列产品和工艺需求。它们适用于叉车或手动装载。

 

5. 温度要求?

在考虑应用的温度要求时,首先要注意所需的最低和最高工作温度。其他温度考虑因素包括:

  • 在温度下所需的停留时间。
  • 所需的总周期时间。
  • 产品加载的类型和数量。烘箱设计必须具有足够的加热能力,以便在规定的时间内将产品加热到所需的温度。
  • 是否必须控制升温速度,或者是否可以让产品尽快达到温度。
  • 任何特定的冷却要求。

 

6. 温度均匀性要求?

均匀性对于一致的热处理结果至关重要。通常,它表示为指定设置下腔室中最高和最低温度之间的最大差异。影响温度均匀性的因素包括:

  • 冷空气分层(冷空气进入腔室)。
  • 控制器精度和响应速度。
  • 通过烘箱壁的热量损失。
  • 工作负载放置在烘箱中。
  • 能够引导空气通过腔室。

 

7. 气流类型?

在工艺烘箱中可以采用多种气流类型。您的应用程序可以帮助确定哪种方法最好。

重力对流热。这通常是最简单、最经济的方法。加热的空气上升,然后在冷却时返回热源。这适用于可能受到强制空气干扰的粉末和其他产品。当腔室温度均匀性和时间-温度规格不重要时,可以使用它。

强制循环。这种方法结合了一个风扇来创建垂直或水平的气流模式。最适合空气可能垂直穿过或绕过的产品。虽然强制循环气流显着加快了零件的温度和热传递速度,但它需要零件之间有适当的间距以确保最佳的气流。

强制循环。适用于涉及需要精确温度均匀性的托盘或货架装载产品的应用,强制循环气流烘箱包含一个战略性定位的风扇,使空气穿过加热器并进入一侧的管道,并通过另一侧的管道返回墙。这种方法产生真正的水平/垂直气流,确保快速、一致的热传递,并提供精确和一致的过程结果,即使产品装载密集时也是如此。

 

8. 设计和施工质量?

正确构造的烘箱将提高温度均匀性和性能,减少热量损失和能源费用,并简化清洁和服务。例如,考虑烘箱内部。不锈钢内部提供耐腐蚀性和易于清洁。镀铝钢和低碳钢价格较低,但对腐蚀、生锈和污染的防护能力较差。货架应采用坚固的无尖端设计,允许适当的气流,并简化产品的装卸。

烘箱本身及其控制面板应具有 UL 列表,这表明它们已经过广泛的测试以验证可靠性。

 

9. 特殊加工需求?

确实存在满足特殊需求的烘箱。可用的选项包括用于易燃材料的 A 级烘箱、惰性气氛烘箱和清洁工艺烘箱。

A级烘箱。美国国家消防协会 (NFPA) 需要专门设计的“A 级”烘箱来处理涉及易燃溶剂、挥发物或可燃材料的产品。A级烘箱具有:

  • 强制排气,以保持可燃蒸气浓度远低于可燃下限 (LFL)。
  • 与强制排气一起运行的净化计时器,用于在加热器通电之前净化挥发物。
  • 气流开关,需要证明排气气流。
  • 一种防爆面板,旨在通过防爆区域或塞子释放和排放压力。

惰性气氛。这些烘箱提供氮气或氩气,某些工艺需要使用氮气或氩气来防止产品在高温下氧化。惰性气体被注入腔室,对烘箱加压并替换氧气。烘箱室通常具有高度完整性的焊缝和特殊的电机密封件,以保持惰性气氛并确保工艺一致性。

清洁过程。为防止敏感产品受到微粒污染,清洁工艺烘箱具有特殊的结构和组件,例如高效微粒空气 (HEPA) 过滤器或其他特殊空气过滤系统、用于清洁的圆角和连续背焊以防止颗粒迁移到烘箱中。

通过在选择烘箱之前询问和回答有关您的工艺的一些问题,您应该能够找到最适合您的应用的腔室尺寸、气流类型、温度要求和结构的系统。