Трубчатая печь лабораторная схема

Обновлено: 04.05.2024

6.6 Электропечи. Часть 1

Электропечи подразделяют на муфельные, трубчатые, тигельные, шахтные и криптоловые.

Муфельные печи (рис. 120, а, б, г) - это электропечи с горизонтально расположенной камерой нагрева / (муфелем), изготовленной из огнеупорного материала, обладающего достаточной теплопроводностью и устойчивостью к изменениям температуры. На внешней поверхности муфеля размещают электронагревательный элемент 2 (см. рис. 120, б) в виде проволочного или ленточного сопротивления, вокруг которого находится теплоизоляция 4. Контроль за температурой в муфеле осуществляют при помощи термопары 3. Допустимые температуры нагревания муфельных электропечей приведены в табл. 22 и зависят от материала электросопротивления. Среди приведенных в табл. 22 материалов особенно ценными являются мегапир, кантал и нихром, сопротивления которых почти не зависят от температуры.

При перегреве печи с последующим ее охлаждением проволока из сплавов железа, хрома, никеля и алюминия рвется и может даже рассыпаться в порошок.

Рис. 120. Муфельные печи: общий аид (я); схема устройства (б); крепление силитовых стержней (в) и печь Степина (г)

Все теплоизолирующие материалы при высоких температурах проводят электрический ток, но постоянный ток вызывает их электрохимическое разложение, которое приводит к разрушению проволочного сопротивления. Поэтому для нагревания муфельных печей применяют почти всегда переменный ток. Кроме того, при температурах выше 1500 °С химическая активность керамических и теплоизоляционных материалов становится настолько значительной, что они начинают реагировать друг с другом и становятся проницаемыми для газов.

Обычно муфельные печи позволяют развивать температуру от 250 до 1150 °С с точностью ее поддержания ±20 °С. Время прогревания муфеля до 1100 °С составляет примерно 2 ч.

Помимо проволочных сопротивлений для нагрева муфеля

Применяют стержни из силита (карборунда, глобара) и стержни Нернста. Силит (карборунд, глобар) - это спеченная при 1500 °С в атмосфере азота масса, содержащая карбид SiC и Диоксид кремния SiO2. Стержни Нернста - спеченная смесь, с°стоящая из диоксида тория ThO2 (90%) и триоксида ди-итттрия Y2O3 (10%). Стержни из силита и стержни Нернста обладают достаточной механической прочностью и химической бойкостью.

Удельное электрическое сопротивление силитового стержня составляет 1 * 10 -7 Ом см, а стержня Нернста - 5*10 -7 Ом * см. Стержни Нернста и силитовые стержни позволяют развивать в муфельных печах температуры, равные соответственно 2000 и 1400 °С. Стержни располагают внутри муфеля в специальных углублениях. Печи с такими нагревателями легко вывести из строя, если при разогреве стержней через несколько минут не уменьшить силу тока, так как их сопротивление с увеличением температуры резко падает, а при более высоких температурах остается почти постоянным. Силитовые стержни с течением времени стареют, причем их сопротивление увеличивается. Кроме того, температуру в муфеле доводить до предельных значений не рекомендуют: наступает взаимодействие стержней с парами воды, кислородом и азотом воздуха, что приводит в течение 10 ч к их разрушению.

Чтобы контакты 3 стержней 1 не слишком сильно нагревались, их делают утолщенными (рис. 120, в) и теплоизолируют от накаленной стенки муфеля 2 или уменьшают сопротивление концов добавлением при формовке стержней в массу концов различных добавок. При нагревании от 1200 до 1400 °С полые электрические контакты стержней присоединяют к системе водяного охлаждения.

Нернст Вальтер Фридрих Герман (1864 - 1941) - немецкий физик. Он открыл в 1906 г. третий закон термодинамики, лауреат Нобелевской премии.

Для высокотемпературной обработки небольших количеств чистых веществ применяют малогабаритные кварцевые муфельные печи Степина (см. рис. 120, г), позволяющие создавать в нагреваемом пространстве инертную или восстановительную атмосферу. Конструкция подобной печи понятна из приведенного рисунка (обозначения такие же, как и для рисунка 120, б, только муфель 1 кварцевый, а наружный кожух - керамический).

Трубчатые печи представляют собой открытые с двух концов керамические или кварцевые трубы, на которые намотано проволочное сопротивление (рис. 121). Трубчатые печи могут быть горизонтальными, вертикальными и наклонными. Есть печи, которые можно поворачивать и устанавливать под нужным углом. Небольшие трубчатые печи делают разъемными, двухстворчатыми. Они нужны для проведения некоторых аналитических работ.

Трубчатые печи с проволочным сопротивлением из мегапира или кантала (см. табл. 22) рассчитаны на температуру внутри рабочей полости 1200 - 1250 °С. Заметим, что температура внутри печи всегда на 50 - 100 °С ниже, чем температура самого проволочного сопротивления.

Чем длиннее труба и чем меньше ее диаметр, тем больше 30 на равномерного нагрева.

Рис. 121. Устройство трубчатой печи (а) и крепления ее выводов (б)

Печь с широкой и короткой трубой обладает значительной разностью температур между серединой и концами трубы.

Мошные трубчатые печи никогда не включают в сеть сразу, а вводят сначала сопротивление реостата и повышают температуру печи постепенно, стараясь, чтобы печь нагрелась на 400 - 500 o C в течение не менее одного часа. Такой же режим ввода печи в работу соблюдают и для муфельных электропечей. После достижения указанной температуры можно без опасения вывести реостат и довести печь до максимально возможной для нее температуры. При резком же повышении температуры из-за местных перегревов разрушается керамическая труба.

Выключение трубчатой и муфельной печей производят сразу, выведя реостат и отключая сеть, так как остывание большой массы керамики и теплоизоляции протекает медленно.

В любой химической лаборатории можно создать портативную трубчатую печь для нагрева до 400 - 600 °С, обмотав нихромовой проволокой 3 (рис. 121, а,.б) кварцевую .трубку 4 нужного диаметра. Проволоку наматывают на 3 - 4 узкие полоски 8 из асбестовой бумаги, приклеенные к трубке по ее длине жидким стеклом. В начале и в конце обмотки 3-4 витка проволоки наматывают вплотную, закрепляя конец ее под винтом в медном или латунном хомуте 7. После обмотки На проволоку сматывают увлажненный тонкий лист асбеста в несколько слоев толщиной 40 - 50 мм или толстый асбестовый шнур. Тепло изолятором 6 может служить асбестовая крошка или стекловата.

В такой трубчатой печи не следует развивать температуру выше 800 °С, так как асбест при таком нагреве образует с нихромовой проволокой легкоплавкие шлаки, быстро приводящие печь в негодность.

Рис. 122. Тигельные печи: обычные (а), высокотемпературные (б), для термографии (в)'и школьные (г): 1 - крышка; 2,3 - проволочное сопротивление; 4 - теплоизоляция; 5, 6.- керамические цилиндры; 7- кольцевое пространство; 8 - термопара; 9 - металлический блок; 10- устройство подачи этанола; 11 - огнеупорное основание; 12 - сосуды Степанова

Температуру трубчатой печи регулируют по показаниям термопары 5 или термометра сопротивления, размещенными либо непосредственно внутри трубки, либо под электронагревателем, ближе к центру трубки. Температура в трубчатых печах неодинакова по всей длине трубки, поэтому нагреваемый объект надо помещать вблизи датчика температуры. Снаружи трубчатой печи находится керамическая труба 2, закрытая железным кожухом 1.

Тигельные печи имеют вертикальное расположение керамического цилиндрического муфеля со съемной керамической крышкой, обычно составленной из двух половинок для введения одной или двух термопар (рис. 122, а). Высокотемпературные тигельные печи делают каскадными (рис. 122, б) с двумя нагревателями - наружным 3 и внутренним 2.

В тигельной печи с молибденовым проволочным сопротивлением 2 можно развивать температуру до 1100 - 1500 °С. При более высоких темпера-fvpax керамические огнеупорные материалы, из которых готовят нагревательное камеры 5, становятся легко проницаемыми для газов, и поэтому молибденовая проволока быстро перегорает. Молибденовый нагреватель размешают по цилиндру 5 в кольцевом пространстве 7, куда для создания восстановительной атмосферы подают по каплям этанол из приспособления 10.

Этанол начинают вводить в печь тогда, когда температура в ней достигнет 350 - 400 °С. Поступление спирта по каплям в кольцевое пространство регулируется краном. Омывая молибденовую проволоку (диаметр 0,5 - 1,0 мм), пар спирта выходит из печи через трубку и поджигается. По размеру пламени судят о потоке пара спирта. Расход этанола составляет 100 - 150 мл/ч. Только после того, как начал гореть спирт, включают печь на полную ее мощность. Внутренний цилиндр 5 ("жаровая труба") готовят из алунда Al2O3 а тепловой изоляцией 4 служит оксид магния. Наружный нагреватель выполняют из нихромовой проволоки.

Тигельную печь широко применяют в термографии. В этом случае в нее опускают металлический блок 9 (рис. 122, в) с двумя гнездами, в которых располагают либо тигли, либо сосуды Степанова 12 с исследуемым веществом и эталоном (прокаленные оксиды алюминия или магния). Температура вещества контролируется с помощью термопары 8. Сосуд Степанова готовят из термостойкого стекла для навесок 3 - 4 г. Правый отросток сосуда служит для его загрузки, создания в нем вакуума либо для введения инертного газа. После этих операций отросток запаивают. Термопару вставляют в левый отросток-карман.

Степанов Николай Иванович (1879 - 1938) - русский физикохимик.

Металлический блок необходим для выравнивания температуры вокруг тиглей или сосудов Степанова. В противном случае неравномерность нагрева скажется на результатах исследования. Главным требованием, предъявляемым к тигельным печам, применяемым в термографии, является возможность равномерного подъёма температуры и регулирования скорости нагрева.

Лабораторные печи. Плавильная печь лабораторная высокотемпературная индукционная тигельная, муфельная для плавки, термообработки

Лабораторные печи - это лабораторные печи для термообработки, плавки металла. Делится оборудование на печи лабораторные высокотемпературные и низкотемпературные. Печь лабораторная высокотемпературная от 1400 до 2100 градусов, низкотемпературная от 100 – 1300 градусов.

По способу нагрева печи разделяются на виды:

Печи лабораторные индукционные
Дуговая печь лабораторная

Плавильная Печь лабораторная индукционная тигельная электрическая настольная.

Печь лабораторная индукционная электрическая, мощностью до 3 кВт и загрузкой металла до 3 кг. Печь лабораторная индукционная ёмкостью для плавки от 5 кг оснащаются системой охлаждения.

Печь лабораторная высокотемпературная сопротивления для плавки в лабораторных условиях.

Печь лабораторная высокотемпературная для плавки металлов и сплавов при температуре от 1000 – 2000 градусов. Печь лабораторная высокотемпературная для плавки в вакууме и газовой атмосфере и воздушной среде.

Печи лабораторные, производители России, Европы и Китая

Производители России, Европы и Китая изготавливают печи лабораторные для разных научных исследований, испытаний и опытов. Самый известный российский производитель лабораторных печей снол (snol). В Европе основные производители печей Nabertherm и лабораторные печи Carbolite-gero. Производители Китая изготавливают лабораторные печи, не отставая от Европы по качеству.

Трубчатые печи. Трубчатая печь лабораторная, трубчатая вращающаяся печь

Трубчатые печи - это трубчатые нагревательные печи для лаборатории и промышленности. Трубчатая печь лабораторная, как и промышленная электрическая печь производят с температурой от 1200 до 1800 градусов для работы с инертными газами и вакууме. Трубчатая печь предназначена для пиролиза, исследование распределения температур трубчатой вакуумной печи.

Трубчатая печь лабораторная горизонтальная

Трубчатая печь лабораторная изготавливается под разное назначение и исследование и задания шагов температурных режимов. Горизонтальная лабораторная трубчатая печь, наиболее часто применяется для проведения исследований в лабораториях.

Виды и типы трубчатых печей

По видам различают на горизонтальные и вертикальные трубчатые печи. Одновременно в трубчатой печи рабочая камера может занимать как горизонтальное, так и вертикальное положение оснащённая трубчатая печь вращающаяся трубкой.

Проектирование и Производство трубчатой печи

На данный момент существуют производители печей из Германии, России, Европы. Мы осуществляем проектирование и производство трубчатой печи по вашим чертежам c диапазонами температуры от 1100 - 1800 градусов по ГОСТ. Конструкция трубчатых печей Основные конструкции трубчатых печей: горизонтальная и вертикальная, наклонная трубчатая печь вращающаяся.

Трубчатая вращающаяся печь производители

По специальному заказу производителем изготавливается универсальная трубчатая печь вращающаяся трубкой. Если вы хотите купить вращающаяся трубчатая печь, высылайте чертеж, техническое задание, технические характеристики, указав скорость вращения трубки об/мин. Присылайте чертеж трубчатых печей или примерная схема, и мы сделаем расчёт на изготовление и цену.

Печи трубчатые (серия PTF)

Трубчатые печи серии PTF имеют рабочую камеру в виде трубы и предназначены для проведения процессов нагрева и испытания образцов в воздухе или в контролируемой атмосфере. Область применения: металлургия, химическая, нефтехимическая, пищевая, фармацевтическая и другие отрасли промышленности.

Лабораторные трубчатые печи серии PTF имеют различный диаметр трубы и длину нагреваемой части. Модели имеют различное исполнение: горизонтальное, вертикальное и универсальное. При универсальном исполнении печь может работать в вертикальном, горизонтальном состоянии, а также под разными углами наклона. Большинство моделей в стандартном варианте имеет горизонтальное исполнение, по запросу они могут быть исполнены в вертикальном или универсальном исполнении.

За счет применения специальной проволоки и покрытия для нагревательных элементов трубчатые печи PTF могут работать при температурах до 1600°С. В комплект поставки печей входит трубка из перекристаллизованного алюминия (муллита). На концах трубки могут быть установлены фланцы (опция) для создания вакуума или инертной атмосферы внутри.

Для максимальной безопасности оператора и удобной эксплуатации печи температуру на внешней боковой поверхности корпуса трубчатой печи поддерживают невысокой. Дополнительное снижение температуры достигается благодаря специальной термоизоляции (дополнительный кожух с полимерным порошковым покрытием). Все печи снабжены системами защиты и сигнализации превышения температуры. Дополнительно печи могут быть снабжены тепловыми щитами, позволяющими минимизировать потери тепла при высоких температурах.

По запросу клиента могут быть изготовлены печи с любым размером рабочей трубы, в том числе не указанным в таблице. Печи, представленные в стандартной линейке, имеют меньший срок поставки.

Все трубчатые печи оснащены системой PID-регулирования температуры. Заказчик может выбрать систему контроля температуры в зависимости от решаемой задачи. При запросе стоимости, укажите, какой тип контроллера Вас интересует. Вы можете ознакомиться с более подробной информацией о контроллерах для печей Protherm на страницах нашего сайта.

Лабораторная печь – тип нагревательного прибора, без которого невозможно провести испытание или опыты. Этот вид оборудования выпускается разным по форме и конструкции. Для выбора оптимального варианта потребуется знание основных характеристик

Содержание:

Что такое лабораторная печь?

Лабораторные печи – техника, незаменимая в промышленности. Используется в любом виде производства. Они предназначены для нагревания деталей до определенной температуры, прокалки, обжига, закаливания и расплавления металлов и сплавов. Применяются и для закаливания глиняных изделий.

Работают на газу или электричестве. Температура нагрева от 400 0 до 1800 0 . Рабочие камеры на моделях выполняются с объемом 3,5 – 120 литров, выбор зависит от условий работы оборудования.

Производятся с возможностью установки в напольном или настольном варианте. Высокотемпературная лабораторная печь предназначена для синтезирования дорогостоящих керамических изделий и выплавления стекла.

Такое оборудование изготавливают с использованием специальных волокнистых материалов, способных обеспечить быстрый разогрев и остывание деталей. Корпуса агрегатов для лабораторий производят из нержавеющей стали. Разные модели производятся с учетом вертикальных или горизонтальных условий загрузки. Колпаковые, трубчатые, муфельные – без такого оборудования не обходится не только промышленные лаборатории, но и учебные мастерские в специализированных ВУЗах.

Виды лабораторных печей

Разберем подробно основные виды оборудования.

Муфельная

Высокотемпературные лабораторные печи используются в небольших мастерских, учебных классах и для производства мелких, пробных партий керамики или стеклянных изделий. На таких агрегатах возможно проведение лабораторных исследований физических свойств и химического состава различных материалов. Оборудование успешно работает в различных отраслях:

черная и цветная металлургия;
производство материалов для проведения строительных и отделочных работ;
научные физические или химические исследования;
медицина и стоматология;
пищевая промышленность.

Цена оборудования зависит от комплектации и габаритов рабочей зоны.

Детали могут разогреваться до максимальной температуры в 1750 0 . Популярные, стандартные габариты рабочего отсека для учебных целей – 100/100/100 мм.

Стоматологическая отрасль – здесь муфельные печи используются для производства зубных протезов, обжига керамических изделий и просушки и прогрева материалов и инструментов.

В промышленности, минимальный размер рабочей камеры 200/200/200 мм.

Трубчатая

Нагреватели для лабораторных печей такой конструкции изготавливаются для установки в корпусе печи керамической, стеклянной или металлической трубы. Если печь используется без таких деталей, отверстия для их установки закрываются заглушками из жаростойких материалов. Основные разогревающие устройства располагаются в параллельной плоскости с осью камеры нагрева.

Такая конструкция позволяет равномерно и быстро набирать заданную температуру в устройстве. Обеспечив несколько разных зон разогрева можно одновременно разогревать несколько изделий и точно контролировать температуру.

При использовании традиционного гальванического способа термообработки деталей, они нагревались неравномерно, что вызывало деформирование изделий и образцов. Такие детали становились хрупкими, но прочными из-за закаливания и образования разнозернистых структур. Изделия требовалось дополнительно зачищать от химических элементов и проводить дополнительную обработку.

Избежать таких неудобств нагрев изделий в вакууме. Температура набирается за несколько этапов. После достижения промежуточного значения, детали находятся в таких условиях несколько часов. Затем температуру увеличивают и так доводят до заданной.

Детали с разной толщиной стенок требуется разогревать за 4-5 этапов, для обработки низколегированных сталей используется 2 промежуточных этапа. Если в отсеке расположены мелкие детали или изделия с размерами от 20 мм – сразу устанавливают заданную температуру нагрева.

Для равномерного закаливания и быстрого остывания деталей после обжига, труба с деталями обдувается сжатым воздухом. На некоторых моделях предусмотрено заполнение инертными газами или азотом. Для управления работой устанавливается автоматическая система, которая позволяет точно запрограммировать и контролировать все этапы обработки.

Тигельная

Руднотермическая печь – состоит из слоя теплоизоляционного материала, корпуса, крышки, нагревательных элементов, тигля с носиком для удобства разлива расплава.

Тигель для плавления металла – основной элемент такого вида агрегатов. От качества этой детали зависит качество и долговечность работы прибора.

Материал этой части изготавливается из материалов, не подверженным высокой температуре и воздействию электромагнитного поля, с помощью которого производится разогрев и расплавление металлов и других материалов.

Тигль на должен подвергаться воздействию агрессивной среды. Уровень электропроводности такой детали должен быть минимальным и сохраняться даже при разогреве до максимальной температуры в 1700 0 . К достоинствам такого оборудования относится несколько пунктов:

не используются дополнительные нагревательные элементы. Материал нагревается непосредственно в тигле;
отсутствует возможность местного перегревания материалов на небольшом участке тигля. Это обусловлено интенсивной циркуляцией расплавленного вещества и обеспечение расплавления мелких частей материала;
в таких устройствах возможно создание условий для параллельного окисления, восстановления при различном давлении;
высокий уровень производительности оборудования. При работе на средних частотах повышается уровень удельной мощности приборов;
конструкция тигля позволяет удобно и без остатка сливать расплав;
в таких печах можно быстро перестраивать оборудование для работы с другим сплавом или металлом;
простота конструкции облегчает обслуживание, ремонт и настройку печей;
оборудование не выделяет большое количество отработанных газов вредных для здоровья человека.

Среди недостатков таких приборов выделим низкий уровень разогрева шлаков, резкие колебания температуры во время полного сливания расплава.

Термостаты

Сушильная лабораторная печь – прибор, который используется для различных научных целей. Он применяется в медицине для изучения вирусов и проведения бактериологических исследований. Микробиология, медицинская биохимия – это только несколько областей, где работают термостаты. Оборудование работает надежно, стабильно и позволяет получать точные научные данные.

Специализация термостатов – поддержание заданной температуры в рабочей камере на всем протяжении экспериментов. Это достигается надежной изоляцией рабочей камеры от окружающей среды.

Изготавливается в форме небольшого шкафа с двойной стенкой. В пространство между стенками закачивается воздух или заливается вода.

Промышленность выпускает 2 основных типа приборов:

суховоздушный прибор удобен для лабораторий. Оснащается микропроцессорным устройством для автоматизированного управления работой. В корпус вмонтированы предохранители, размыкающие сеть при возникновении аварийных ситуаций. Все модели этого вида термостатов оснащаются мощными вентиляторами, равномерно распределяющие нагретый воздух по всему пространству рабочей камеры. Корпус изготавливается из нержавейки;
Электрические термостаты выпускаются со стеклянной дверцей и подсветкой для контроля за процессом испытаний или опытов. Автоматическая система управления работой прибора исключает возникновение аварийных ситуаций и поломку механизма термостата.

Вакуумная

Лабораторная вакуумная печь предназначено для термической обработки металлов и сплавов. С ее помощью проводят:

закалки деталей газом;
отпускания металла;
изделия проходят карборизацию;
закаливание металлов и сплавов с помощью воды;
пайки деталей из алюминия;
диффузорную сварку металлов и сплавов.

Вакуумное оборудование для термообработки включает вакуумную печь для закалки изделий газом, вакуумную печь для отжига, вакуумную печь для отпуска, вакуумную печь для карборизации, вакуумную печь для закалки водой, вакуумную печь для пайки с загрузкой снизу, вакуумную печь для алюминиевой пайки, вакуумную печь для диффузионной сварки и др.

Достоинства вакуумной печи:

сокращается время каждого цикла обработки деталей из-за внешнего устройства быстрого охлаждения;
возможность проведения карбонизиции при разных уровнях давления в рабочей камере;
вакуумные печи оснащены особой камерой, в которой обеспечена герметичная, не допускающая загрязнения материалов атмосфера;
предусмотрена функция удаления смолы, зольных отложений, частиц пыли или органических веществ;
созданы условия для непрерывной загрузки и выгрузки деталей без прерывания процесса и охлаждения печи. Такая возможность позволяет экономить электроэнергию и сокращать рабочие циклы.

Индукционная

Устройства используются для расплавления небольшого количества материала. Сплавы и различные виды и сорта металлов – для исследования и работы оптимальный вариант индукционная печь оснащенная тиглем.

Они обеспечивают быстрый уровень нагрева деталей, вещества расплава перемешиваются с помощью электромагнитных полей. Такая работа позволяет уменьшить негативное воздействие кислорода на расплав и обеспечить чистоту опыта и выплавляемого вещества.

Большинство печей оснащаются программным управлением и контролем над процессом и пневматическим подъемным устройством, обеспечивающим подъем и перенос емкости с расплавленным металлом.

Устройства оборудованы водяной системой охлаждения и системой подающего водопровода с контрольными датчиками, обеспечивающими постоянный уровень воды. Эффективное и качественное оборудование быстро окупает средства, затраченные на его покупку.

Дуговая

Этот вид нагревательных приборов обеспечивает сплавление нескольких материалов с разной структурой. Температура плавления таких сплавов – до 3000 0 .

Работа печей основана на процессе нагрева с помощью горения электродуги, в промежутке между металлом и рабочими электродами. Используется дуга одной фазы, для изготовления электрода используется тугоплавкие, обработанные материалы – вольфрамовый стержень, обработанный с помощью торрирования.

Температура набирается практически мгновенно. В таких видах лабораторных печей применяются тигли, изготовленные из меди с установленной водяной системой охлаждения. Керамический тигль не выдерживает такого быстрого набирания температуры. К достоинствам относится несколько факторов:

высокая рабочая температура;
металл нагревается в считанные секунды и начинает плавиться;
долговечность оборудования, применение системы водяного охлаждения.

К недостаткам таких устройств относится;

для работы требуется использовать защитные газы, потому что процесс происходит при пониженном, близком к атмосферному, давлении;
металл, находящийся возле стенок тигля не расплавляется, приходится проводить повторный разогрев с переворачиванием образца в тигле.

Камерная

термической обработки деталей в масляной среде при разогреве до 280 0 ;
проведения процесса изотермического отжига, отпуска и охлаждения материалом и сплавов.

Масло в рабочей камере охлаждается в 2 этапа:

масло проходит через трубки теплообменника и охлаждается с помощью только водяного контура;
на втором этапе, теплообменник, в дополнение к водяному охлаждению оснащается воздушной системой охлаждения с мощным насосом, закачивающим воздух в пространство теплообменника.

Детали разогреваются до максимальной температуры в 1300 в камерах, объем которых 5-65 литров. Оснащаются автоматической системой управления, контролирующей работу печи.

Дверца печи предотвращает лаборантов от ожогов. Она крепится на 2 параллельных опорах и выполнена с защитным теплоизоляционным слоем.

Производители

Среди производителей выделим тройку лидеров продаж:

Покупать такую технику лучше в специализированных магазинах или заказывать доставку у официального дилера заводов производителей техники.

Не рекомендуем покупать китайскую подделку, которая прослужит короткий срок, пускай и за небольшие деньги.

Лучше купить надежную и качественную технику от ведущих производителей. Обязательно ознакомьтесь с каталогом и ценами на сайте дилеров и не покупайте технику по дешевой цене – это первый сигнал, что вам пытаются продать подделку.

Вывод

Лабораторные печи, в зависимости от конструкции, смогут удовлетворить любые запросы вашего мини – производства или научной мастерской. Главное подобрать оптимальный вариант техники по направленности вашей деятельности и заказать ее на сайте официального дилера известного производителя.

Устройство и принцип работы трубчатых печей

Трубчатые печи – это цилиндрическая конструкция с вращающимся барабаном и непрерывным циклом работы. Используется не только для термической обработки металла, но и для разогрева и технологической обработки сыпучих веществ. Первая конструкция предназначалась именно для обработки цементного клинкера.

Содержание:

Корпус агрегата – это цилиндрическая основа, изготовленная из жаропрочной стали. Внутренняя поверхность защищена слоем футеровки. Максимальный диаметр – 5000 мм, а длина может достигать 200 м.

Устройство

Конструкция таких устройств аналогична со всеми нагревательными агрегатами, отличие только в цилиндрической форме топочного отсека. Для монтажа и изготовления печи понадобится:

для промышленной установки необходим отдельный фундамент, в его конструкции учитывается высокий уровень нагрева поверхностей. Лабораторные аппараты в такой конструкции не нуждаются;
наружный корпус агрегата. Это главная деталь, которая воспринимает нагрузку слоя футеровки, загружаемых деталей, различных устройств управления. Каркас собран на опорной раме, каждая стойка которой закреплена с помощью анкеров к основанию печи. Отдельные части корпуса соединяются с помощью ферм и шарниров, которые равномерно распределяют нагрузку от высоких температур и массы печи;
слой футеровки из огнеупорного шамотного кирпича, предохраняющий наружный корпус от высокого уровня нагрева и сохраняющий тепло в рабочем отсеке. На промышленных установках наружный слой футеровки закрывают теплоизоляционными листовыми материалами. Блоки слоя с маркировкой «А», «Б», «В» должны выдерживать температуру нагрева соответственно 1730 0 , 1670 0 , 1580 0 . Для современных промышленных агрегатов допускается использование жаростойкого пенобетона;
устройство, отвечающее за уровень производительности агрегата – технологический змеевик. Его изготавливают из толстостенной горячекатаной бесшовной трубы. Это обусловлено условиями его работы в агрессивной среде с высоким уровнем нагрева. Горизонтальную конструкцию теплообменника крепят на кронштейнах или подвесах к основному каркасу печи. Вертикальная конвекционная конструкция заводится в специальные направляющие, где трубы заведены в отдельные отверстия;
нагревательные элементы предназначены для быстрого набора температуры в рабочей камере. Промышленные печи оснащаются разными видами горелок, работающими на газу или жидком топливе. Основная задача равномерное и быстрое распределение тепла по всей площади печи;
в качестве устройства, способствующего снижению потерь тепла, промышленные трубчатые агрегаты оснащаются утилизаторами тепловой энергии. Они нагревают поступающий воздух до температуры в 300 0 , благодаря чему значительно увеличивается производительность агрегата;
блок управления и безопасности. Используются различные термодатчики, которые управляют работой печи и препятствуют возникновению аварийных ситуаций;
система отвода отработанных газов в атмосферу по дымовой трубе, которая обеспечивает подачу кислорода в топку и выводит продукты горения.

Принцип работы

Основная работа таких устройств разбита на 2 этапа:

При сгорании топлива образующийся газ собирается в главном секторе топочного отсека. Выделяется большое количество тепла, и дым постепенно вытесняется в полость теплообменника с конвекционными трубами. Постепенно остывая, он вытесняется нагретым воздухом. Температура доводится до заданного уровня.
В конвекционные трубы снизу поступает холодный воздух, затем проходя по нагретым пучкам трубопроводных экранов, он разогревается до максимальной температуры и поддерживает оптимальный и заданный уровень нагрева трубчатой камеры печи. Детали проходят термическую обработку в несколько этапов и после окончания работы агрегата выдвигаются на тележке или другом виде оборудования.

Температура может постепенно понижаться в период перерыва в нагреве, все зависит от операции по обработке изделий, а детали остывая, получают определенные свойства и структуру. За работой печей следит автоматика с системой термодатчиков.

Самодельные конструкции потребуют от домашнего мастера контроля за процессами на глазок. Качество деталей после обработки должно соответствовать ГОСТу и основным характеристикам.

Классификация

Трубчатые печи подразделяются по нескольким свойствам:

теплотехническим;
технологическим;
конструкционным.

Разберем классификацию по этим подгруппам подробнее.

Теплотехнические свойства оборудования

В этой категории печи классифицируются:

По уровню полезной тепловой нагрузки: с большим уровнем нагрева; средним; малым.

По показателям температуры нагрева: высокотемпературная; низкотемпературная.

Методам передачи тепла деталям.

Технологические свойства

По этим признакам, трубчатые агрегаты подразделяются:

Производительность оборудования: с большой мощностью; средней; маломощные печи.

Давление: атмосферные печи; вакуумные; с подачей воздуха под высоким давлением.

Назначение. Подразделены на нагревательные, которые предназначены для разогрева, обработки и испарения влаги и других материалов. Вторая категория – реакционные. Они предназначены для разогрева материалов до уровня плавления и изменения их свойств после обработки высокими температурами.

Конструкционные свойства

Признак	Классификация
Форма корпуса	Выпускаются нескольких форм:

коробчатая ширококамерная;
коробчатая с узкой камерой;
кольцевая;
секционная;
с наклоненным сводом печи.

Трубчатые печи нефтеперерабатывающей промышленности могут подразделяться еще по целому ряду характеристик, но это уже информация для энергетиков.

Особенности эксплуатации

Весь цикл работы таких печей разбит на выполнение нескольких основных операций. Рассмотрим каждую подробнее.

после завершения работ по монтажу проводятся гидравлические испытание системы трубопроводов, проводится предварительная сушка футеровки;
проверка уровня тяги, системы управления и аварийного отключения подачи топлива. Шиберная заслонка должна быть полностью открытой;
из топливной системы сливается возможный конденсат и проверяется ее готовность к работе;
проверка насосов и регулировка потоков воздуха;
подача топлива и зажигание пламени горелок. Контроль за работой форсунок и равномерном обогреве рабочей камеры.

постепенно понижается температура в камере и конвекционной системе. Для этого уменьшается подача газа, и отключаются несколько горелок или форсунок. Все время, пока температура в печи не понизится до 60 0 , по трубам поступает сырье, которое отводится по отдельным каналам;
температура опустилась до минимального уровня, на канале сырья выходящего из печи устанавливается насос и из рабочего змеевика откачивается обрабатываемый материал;
при понижении уровня давления вещества в змеевик подается водяной пар и в течение нескольких часов проводится зачистка труб рабочего змеевика. При выполнении всех работ обязательно проведение инструктажа по ТБ и обязательное соблюдение всех правил по обслуживанию опасной установки.

Производители

Купить такое оборудование лучше у официальных дилеров или заказать прямую поставку от завода изготовителя. Не советуем обращаться к непроверенным продавцам, предлагающих дорогостоящую технику в полцены, такая покупка может обернуться напрасной тратой денег.

Приведем несколько компаний производителей, одних из лидеров рынка такого оборудования:

питерская компания «Nabertherm» выпускает компактную технику для лабораторий и домашних мастерских, являющуюся оптимальным решением по соотношению цены и качества;
компания «Borel» производит прочные и производительные агрегаты для различных областей применения;
печи для специальных исследований от фирмы «THERMCONCEPT Dr. Fischer GmbH & Co. KG» из Германии. Официальный дистрибьютор – компания «THERMCONCEPT» осуществит подбор, доставку и монтаж промышленного оборудования;
универсальная трубчатая печь «SNOL 0,3/1250» как и вся техника этого производителя выполняет целый спектр термической обработки материалов в лабораторных и промышленных масштабах.

Вывод

Сфера применения трубчатых печей достаточно широкая – от проведения исследования качеств и свойств материала в небольшой научной лаборатории до использования в обработке нефти на нефтеперегонных предприятиях. Такая техника будет работать с высокой производительностью и уровнем КПД при правильном подборе и покупки качественной трубчатой печи у дистрибьюторов компании изготовителя техники.

Лабораторные печи

Так как в лабораториях приходится иметь дело лишь с очень небольшими количествами нагреваемых материалов или изделий, то лабораторные печи должны быть небольшими, компактными, маломощными и в то же время универсальными и охватывающими широкий диапазон температур.

Чаще всего в лабораториях применяют трубчатые, шахтные (тигельные) и муфельные печи. В трубчатых, шахтных и муфельных печах на умеренные температуры на керамическую трубку или муфель (шамотные, а для более высоких температур корундовые) наматывается проволока или лента нагревателя и все помещается в кожух с насыпной теплоизоляцией (рис. 1).

Рис. 1. Трубчатая лабораторная печь

Трубчатые лабораторные печи, как правило, снабжаются двумя дверками, муфельные — одной. Для того чтобы нагреватель не сдвигался при расширении от нагревания и не происходило витковых замыканий, муфель и трубки делаются с винтовыми канавками, в которые и закладывается проволока. Другой способ закрепления ее заключается в обмазке муфеля или трубки поверх нагревателя слоем обмазки (например, шамотным раствором).

В печах такого типа нагреватель отделен от рабочего пространства стенкой трубки или муфеля. Это имеет свои преимущества, так как нагреватель получается защищенным как от механических, так и от химических воздействий и обеспечивается невозможность замыкания витков нагреваемыми деталями, но зато между нагревателем и рабочей камерой образуется температурный перепад в 150 - 200°С, обусловленный тепловым сопротивлением стенки.

Так как, кроме того, мощность лабораторных печей невелика и нагреватели выполняются из проволоки или ленты небольших сечений, то нормально такие печи могут работать на нихроме до 800 - 900°С.

Для более высоких температур трубчатые и шахтные печи выполняются с открытым спиральным нагревателем из сплава 0Х23Ю5А (ЭИ-595) и 0Х27Ю5А (ЭИ-626), уложенным в пазы трубы или шахты, такие печи могут работать до 1200 - 1250°С. Ряд конструкций трубчатых, шахтных и муфельных печей на 1200 - 1500°С выполняется с карборундовыми (рис. 2) нагревателями и из дисилицида молибдена.

Рис. 2. Лабораторная трубчатая печь с нагревателем из карборундовой трубки

Широко применявшиеся ранее лабораторные печи с платиновыми нагревателями в настоящее время не изготавливаются, так как температурный диапазон 1000 - 1300°С таких печей в настоящее время перекрывается печами с более дешевыми нагревателями из сплавов 0Х23Ю5А и 0Х27Ю5А или карборундовыми.

Для более высоких температур ранее широко применялись, да и сейчас еще применяются печи с угольными или графитовыми нагревателями.

Наиболее распространена печь, центральной частью которой является угольная труба, служащая нагревателем. Внутренняя часть трубы представляет собой рабочее пространство, в которое помещают нагреваемые изделия или материалы.

Концы труб зажимают в мощные угольные или чугунные башмаки, через которые к ней подводится напряжение от понижающего трансформатора. Теплоизоляцией при таких высоких температурах служат либо сажа, которая заполняет все пространство между кожухом печи и трубой, либо керамические или угольные экраны.

Так как угольная трубка на воздухе интенсивно окисляется, то кожух печи делается герметичным и печь работает в атмосфере водорода, азота или в вакууме. Если же печь работает без защитной атмосферы, то срок службы угольной трубы измеряется часами.

Напряжение, подаваемое к трубе, благодаря ее большому сечению и, следовательно, малому сопротивлению составляет 20 - 30 В, поэтому токи, протекающие через печь, велики и для облегчения токоподвода труба всегда помещается рядом с питающим трансформатором, обычно в одном кожухе.

Печи с угольным нагревателем работают с температурами около 1500 - 1700°С, но при специальной конструкции можно получить 2000 - 2100°С.

Так как печи с графитовым (угольным) нагревателем неудобны в работе и не могут быть использованы в тех случаях, когда нежелательным является науглероживание нагреваемых материалов, то в лабораторной практике получили широкое применение также печи с молибденовыми и вольфрамовыми нагревателями с экранами, вакуумные или водородные.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Читайте также: