Kõrge temperatuuriga kast - Tüüpi laborit 1600 kraadi klaasist paagutusahi

1600 kraadi juures klaas kõrgel - temperatuuril, kast - tüüpi laboratoorse klaasiga paagutusahi pehmeneb järk -järgult ja sulab 1600 kraadi juures, moodustades lõpuks voolava vedeliku. See näiliselt lihtne protsess hõlmab tegelikult keerulisi füüsilisi ja keemilisi muutusi. Kui temperatuur tõuseb 1200 kraadi, hakkab klaasi hapniku tetraeedriline struktuur räni - klaasis lõdvendama. Pärast 1400 kraadi jõudmist kiireneb leelise metalliioonide migratsioon, vähendades oluliselt klaasi viskoossust. Ainult 1600 kraadi juures on sula klaasil ideaalsed vooluomadused, luues ideaalsed tingimused järgnevate moodustamisprotsesside jaoks.

Laboritehnikud jälgivad ahju tähelepanelikult vaatlusakna kaudu. Infrapunatermomeetri kuvatud temperatuuri kõverat reguleerib juhtimissüsteem, et säilitada kõikumisvahemik ± 5 kraadi. Spetsiaalselt kujundatud tsirkooniumoksiidi kütteelement ei taga mitte ainult kõrget - temperatuuri ühtlust, vaid selle ainulaadne kärgstruktuur parandab ka soojuse kiirguse efektiivsust. Ahju sees lukustavad heksaediklikud mulliidide tulekindlad tellised kindlalt kuumusega, samal ajal kui õhujahutussüsteem seisab, valmis vajadusel temperatuuri kiiresti vähendama.

Kui paagutamine siseneb kriitilisse etappi, algatavad tehnikud atmosfääri juhtimisprogrammi. Lämmastikgaasi puhtusega 99,999% süstitakse aeglaselt ahju, hoides hapnikusisaldust alla 10 ppm. See täpne keskkonnakontroll ei takista mitte ainult oksüdatsioonidefekte klaasi pinnal, vaid takistab tõhusalt mullide moodustumist. Samaaegselt käivitab digitaalne juhtimissüsteem Pre - temperatuurigradiendi programmi, võimaldades sulaklaasil täita oma faasisiirdet vastavalt etteantud termilisele ajaloole.

Kõrge - temperatuurikambri labori jaoks 1600 -kraadise klaasist paagutamisahju kujundamine

I. Kujunduse taust ja eesmärgid

Klaasmaterjalide uurimisel ja arendamisel ning spetsiaalsete klaasist toodete tootmisel on kõrge - temperatuur paagutamine klaasi sulamise, moodustamise ja jõudluse optimeerimise saavutamiseks. Paljude eriklaaside (näiteks kõrge - temperatuuriklaasi ja optilise klaas) paagutamise protsess nõuab temperatuuri 1600 kraadi. Nendel temperatuuridel on tavapärased seadmed stabiilsuse, temperatuuri ühtsuse ja sula klaasise oleku kontrolli all. Seda silmas pidades kavandasime selle kõrge - temperatuuri, kasti - tüüpi laboratooriumi 1600 -kraadise klaasiga paagutusahju. Täiustatud küttetehnoloogia abil, kõrge - kvaliteediga kõrge - temperatuur - vastupidavad materjalid ja intelligentse temperatuuri juhtimissüsteemi eesmärk on luua laboratoorne seade, mis vastab kõrge {- temperatuuri klaasist seinduse ja turvalise töökontrolli eriarvestuse spetsialiseeritud nõuetele. See annab usaldusväärse kõrge - temperatuurikeskkonna eksperimentaalseks uurimiseks ja väikeseks- klaasist materjalide partii tootmine.

Ii. Tehniline parameetri kujundamine

Temperatuurivahemik: maksimaalne temperatuur võib ulatuda 1600 kraadi ja töötemperatuuri saab paindlikult reguleerida toatemperatuuri ja 1550 kraadi vahel, et mahutada erinevate klaasi tüüpide paagutamise temperatuuri nõuded, tagades, et kõik spetsiaalsed klaasid saavad sulamis- ja paagutamisprotsessi optimaalsetel temperatuuridel lõpule viia.

Temperatuuri juhtimise täpsus: kasutades kõrget - intelligentset temperatuuri juhtimissüsteemi ja B -tüüpi termopaari temperatuuri andurina, jõuab temperatuuri juhtimise täpsus ± 1 kraadi. Isegi 1600 kraadi juures hoiab see tõhusalt ahju temperatuuri stabiilsust, minimeerides temperatuuri kõikumiste mõju klaasi sulamise ühtlusele ja jõudlusele ning tagades täpsed ja reprodutseeritavad eksperimentaalsed tulemused.

Küttekiirus: kuumutamiskiirust saab reguleerida 0-15 kraadi /min. Klaasimaterjalide omadusi arvestades on soovitatav tüüpiline kuumutamiskiirus 3-10 kraadi /min. Aeglane kuumutamine väldib stressi, mis on põhjustatud klaasi liigsetest gradientidest, takistades pragunemist ja muid probleeme paagutamise ajal. See hõlbustab ka klaasi sula oleku täpset kontrolli.

Ahju mõõtmed: saadaval on mitmesuguseid ahjusuurusi, sealhulgas 250 × 200 × 200mm (sügavus × laius × kõrgus) ja 350 × 300 × 300mm. Kohandamist toetatakse ka eksperimentaalsete nõuete põhjal. Optimeeritud ahjuruum sobib erineva suurusega klaasiproovide paagutamiskatsetega ja hõlbustab võrdlevaid katseid mitmetes valimirühmas.

Toitekonfiguratsioon: toide on optimaalselt konfigureeritud ahju suuruse põhjal. 250 × 200 × 200 mm ahjukambri jaoks seatakse võimsus 10kW; 350 × 300 × 300mm ahjukambri jaoks on toide seatud 15kW juures. See tagab, et soovitud kõrge temperatuur on saavutatud kindlaksmääratud aja jooksul ja et stabiilne kuumutusseisund säilitatakse, pakkudes klaasi sulamiseks vajalikku soojusvarustust.

Iii. Põhikonstruktsiooni kujundus

Ahju struktuur: ahjukamber on valmistatud kõrgest - kvaliteetsest tsirkooniumoksiidi kiumaterjalist, mis pakub suurepärast kõrget - temperatuuritakistust ja talub temperatuuri kuni 1600 kraadi. Selle äärmiselt madal soojusjuhtivus ja suurepärased isolatsiooniomadused vähendavad tõhusalt soojuskadu ja parandavad energiatõhusust. Ahjukambris kasutab moodulkomplekti protsessi, iga moodul on suletud spetsiaalse kõrge - temperatuuriga - vastupidav liim, et tagada tihe struktuur, millel pole märgatavaid lünki. See suurendab veelgi termilist isolatsiooni, tagades samal ajal struktuurilise stabiilsuse kõrgel temperatuuril ja pikendades ahju kasutusaega.

Kütteelemendid: kõrge - kvaliteetne räni - molübdeenvardad kasutatakse kütteelementidena. Nendel vardatel on suurepärane oksüdatsiooniresistentsus, elektritakistuse stabiilsus ja kõrge kuumutamise efektiivsus kõrgetel temperatuuridel, muutes need ideaalseks stabiilseks ja ühtlase kuumuse tagamiseks klaasist paagutamiseks temperatuuril kuni 1600 kraadi. Vardad jaotatakse ühtlaselt ahju kõigil neljal küljel, mõlemale küljele, ülalt ja alale paigaldatakse vardad. See loob kolme - mõõtmete kuumutamisruumi, tagades ahjus ühtlasema temperatuuri jaotuse ja takistades klaasiproovi ebaühtlast sulamist kohalike temperatuuride erinevuste tõttu.

Ahju struktuur: ahju korpus kasutab kolme - kihi komposiitkesta kujundust. Sisekiht on valmistatud kõrgest - temperatuurist - resistentsest nikkel - kroomisulami terasest, mis talub pikka - termini korrosiooni kõrgel - temperatuurikeskkonnas. Keskmine kiht on kõrge - tihedusega alumiiniumoksiidi kiudainega isolatsiooni kiht, isoleerides veelgi ahju korpust ja vähendades pinnatemperatuuri. Väline kiht on valmistatud kõrgest - kvaliteetsest külmast - veeretatud terasplaadist, mida töödeldakse vastupidavuse ja korrosioonikindluse jaoks elektrostaatilise pihustuskattega. See kolm - kihi kesta struktuur koos ehitatud - intelligentse õhu jahutussüsteemiga hoiab ahju kere temperatuuri alla 60 kraadi, tagades operaatori ohutuse.

Ahjuukse kujundus: ahjuuks avaneb külili ja sellel on vedru - abistava mehhanismi, võimaldades operaatoritel seda hõlpsalt avada ja sulgeda. Ukse ja ahju korpuse vahel kasutatakse topelt tihendi struktuuri: kõrge - temperatuur - vastupidav keraamiline kiudude punutud trossisilt seestpoolt ja kõrge - temperatuuri silikoonkummi tihendil. See tagab ukse suletud tiheda tihendi, minimeerides soojuse leke. Kõrge - temperatuur - vastupidav kvarts vaatlusaken asub ukse keskel, võimaldades operaatoritel jälgida klaasi sulamist ja paagutamist ilma ust avamata. Lisaks on uks varustatud nii mehaaniliste kui ka elektriliste lukustustega. Kui uks avatakse, desaktiveeritakse kohe küttesüsteem, hoides ära põletusi operaatoritele, kes puutuvad kokku kõrge - temperatuurialaga, ja vältides külma õhu sissevoolu, mis võib mõjutada temperatuuri stabiilsust.

IV. Temperatuuri juhtimissüsteemi disain

Juhtimismeetod: A 10 - tolli kõrge - määratlus Värvi puutetundlik temperatuurikontrollisüsteem integreerib temperatuuri seadistamise, reaalajas jälgimise, programmi redigeerimise ja andmepäringu funktsioonid. Kasutajaliides on lihtne ja intuitiivne, muutes laboratoorsetel töötajatel operatsiooni kiireks valdamiseks lihtsaks. See süsteem kontrollib temperatuuri ahjukambris, tagades, et klaasi paagutamise protsess järgib eelseatud protsessi profiili.

Reguleerimisfunktsioon: varustatud täiustatud PID -auto - häälestusalgoritmiga, reguleerib süsteem automaatselt küttevõimsust, mis põhineb reaalsel - ajamuutustel ahju temperatuuril, stabiliseerides temperatuuri kiiresti seatud väärtuse ja hoides temperatuuri kerimisi ± 1 kraadi piires. See toetab ka 50 programmeeritavat temperatuurikontrolli etappi, võimaldades eelseadistatud kuumutamise, hoidmise ja jahutamise etappe vastata klaasist paagutamise protsesside keerukatele nõudmistele. Näiteks nõuab mõni optiline klaas sisemiste mullide ja stressi kõrvaldamiseks pikendatud hoidmisaega mitmes temperatuuripunktis.

Kuvamine ja salvestusfunktsioon: puutetundlik ekraanil kuvatakse sellised parameetrid nagu praegune temperatuur, temperatuur, kuumutamiskiirus, järelejäänud aja ja kütte võimsuse protsent reaalajas, võimaldades operaatoritel jälgida seadmete töö olekut igal ajal. Süsteemil on ka võimsad andmete salvestamise, mis on võimeline salvestama vähemalt 500 komplekti täielikke paagutamisprotsesside andmeid, sealhulgas temperatuuri kõverad, aeg ja võimsus. Neid andmeid saab eksportida USB-mälupulga kaudu või edastada arvutit RS-485 liidese kaudu, et hõlpsalt analüüsida, korraldada ja arhiveerida.

V. Turvakaitsesüsteemi disain

Ületeinetuskaitse: rakendatakse kolmekordne ületemperatuuri kaitsemehhanism. Kui ahju temperatuur ületab komplekti maksimaalselt 5-10 kraadi, aktiveerib Overtemperatuurikaitse esimene tase, eraldades kuuldavat ja visuaalset häiret ning reguleerides automaatselt küttejõudu. Kui temperatuur tõuseb jätkuvalt 10-15 kraadi, lülitab küttevõimsuse välja teine ​​ületemperatuuri kaitse. Kui temperatuur kasvab ekstreemsetel juhtudel jätkuvalt, lülitab sõltumatu ületemperatuuri kaitse kolmas tase peamise toiteallika kohe välja, et vältida ülekuumenemise põhjustatud klaasiproovide või seadmete põletuste kahjustusi.

Ülevoolu ja lühike - vooluahela kaitse: varustatud intelligentsete õhukaitselülititega ja kiired - toimivad kaitsmed, saab seadmed ülevoolu või lühise korral toite millisekundite jooksul välja lülitada, kaitstes põhikomponente, nagu põhikomponendid, nagu küttese elemendi ja temperatuuri juhtimissüsteem ja temperatuuri kontrollimine ja tagamine turvaline töö.

Lekkekaitse: paigaldatakse kõrge - täppislekke kaitselüliti, töövool pole rohkem kui 30 mA ja tööaeg mitte rohkem kui 0,1. Lekke korral lülitab see kiiresti energia välja, tagades operaatorite ohutuse.

Läbipõlemise kaitse: kui termopaar puruneb või sellel on halb kontakt, tuvastab temperatuuri juhtimissüsteem anomaalia 3 sekundi jooksul ja tekitab häire, peatades kohe kuumutamise. See hoiab ära temperatuuri põgenemise, mis on põhjustatud temperatuuri tuvastamise rikkest ja tagab katse ajal ohutuse.

Ülepinge kaitse: varustatud ülepinge kaitseseadmega, katkestab seade automaatselt toite, kui sisendpinge ületab 10% nimiväärtusest, hoides ära seadme elektriliste komponentide kahjustamise liigse pinge tõttu.

Vi. Energy - Salvesta disain

Kõrge - efektiivsuse isolatsioonisüsteem: ahjukambris kasutatakse tsirkooniumoksiidi kiudaineid ja modulaarset tihendusprotsessi koos kolme - kihi komposiitkesta struktuuriga ja kõrge - isolatsiooniga. See vähendab oluliselt soojuskadu ja parandab termilist efektiivsust üle 40% võrreldes traditsiooniliste kõrgete - temperatuuriahjudega, vähendades tõhusalt energiatarbimist.

Intelligentse võimsuse reguleerimine: temperatuuri juhtimissüsteem reguleerib küttejõudu automaatselt vastavalt klaasi paagutamise erinevatele etappidele. Küttefaasis annab see temperatuuri kiireks suurendamiseks suure võimsuse; Isolatsioonifaasi ajal annab see välja ainult temperatuuri säilitamiseks vajaliku väikese võimsuse; Jahutusfaasis vähendab see automaatselt võimsust vastavalt eelseadistatud kõverale, vältides energiajäätmeid ja saavutades energiasäästu.

Jäätmete soojuse taastamine (valikuline): ahju kõrge - heitgaasi kasutamiseks võib paigaldada jäätmete soojuse taastamise seadme varjestusgaasi (näiteks lämmastiku) sisenemiseks, parandades energiatõhusust, parandades samal ajal varjestusgaasi mõju ahju temperatuurile, tagades stabiilse klaasise seinduse keskkonna.

Vii. Rakendusalad

Spetsiaalsed klaasilaboriuuringud: sobib ülikoolide ja teadusinstituutide materjalide laboritele. Seda saab kasutada erialaprillide paagutamiseks, näiteks kõrge - temperatuurikindla klaasi, optilise klaas ja klaas - keraamika. Selles uuritakse erinevate paagutamisprotsesside mõju klaasist struktuurile, läbipaistvusele ja mehaanilistele omadustele, pakkudes eksperimentaalseid andmeid uute klaasist materjalide uurimiseks ja arendamiseks.

Väike spetsiaalne klaasist toodete tootmine: väikeses - spetsiaalse klaasist toodete partii tootmisel saab seda kasutada täppisklaasi komponentide (näiteks optiliste läätste ja kõrge - temperatuuriklaasi torude) paagutamiseks ja vormimiseks, tagades toote stabiilse ja ühtlase kvaliteedi.

Klaasimaterjali jõudluse testimine: seda saab kasutada kõrge - temperatuuritakistuse ja klaasist materjalide termilise stabiilsuse testimiseks. Simuleerides kõrge - temperatuuri töötingimusi, hindab see klaasist materjalide jõudlust ja annab aluse klaasmaterjalide valimiseks.

Kuna ahju temperatuur hakkab aeglaselt vähenema piki kõverat, siseneb sulaklaas järk -järgult tuumakristallimise tsooni. Selle etapi ajal hakkavad pisikesed kristalltuumad moodustuma superjahutusega sulades ja nende kasvu kontrollitakse täpse temperatuuri kontrolli kaudu. Labori x - kiirte difraktomeeter jälgib kristallimisprotsessi reaalajas, tagades ideaalse mikrokristallilise struktuuri. See kristalliseerumise dünaamika täpne juhtimine on põhitehnoloogia kõrge - jõudlusklaasi - keraamika tootmiseks.