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鼓风干燥箱和马弗炉有什么不同?工作过程区别有哪些?

鼓风干燥箱和马弗炉有什么不同?工作过程区别有哪些?插图

介绍

实验室烘箱用于强体积热对流应用。这些烤箱通常在整个过程中提供一致的温度。实验室烤箱可用于退火、芯片键合固化、干燥、聚酰亚胺烘烤、灭菌和其他工业实验室功能。常见尺寸范围从 1 立方英尺到 0.9 立方米(32 立方英尺),温度范围可以从室温。+5 到 340°C 以上。

实验室烤箱可用于多种不同的应用和配置,包括洁净室、强制对流、水平气流、惰性气氛、自然对流和通过。通常使用实验室烤箱的一些行业是医疗保健、技术、运输等。

 

实验室烤箱的工作原理

实验室烤箱通过对流原理加热其内容物。加热元件不在烘箱的样品室内,而是在单独的外壳中。这可以防止辐射热影响样品,但由此产生的炉壁温度足以加热和脱水样品。

对流传热是通过重力或机械对流实现的。在前者中,较冷的空气被较热的空气所取代并被导向加热元件,直到整个腔室温度达到 t°。由于这种方法的热量分布均匀性差,能源浪费,预热时间比机械对流更长,因此机械对流实验室烤箱是有利的。由于炉腔中的鼓风机和挡板,这些类型的加热更快、更均匀。

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定制鼓风干燥箱

可以调节进气口和排气口以保留或释放湿气,并且是排出 VOC 和烟雾所必需的。绝缘降低了热传递率,并负责烤箱的能源效率。烤箱本身通常是钢结构,这有助于防止烤箱外部的辐射热。带有坚固垫圈的锁定门使用户可以进入烤箱室。

实验室烤箱的三个基本功能是:

  • 干燥:尽可能有效地去除样品和腔室中的水分。
  • 烘烤:加热基材而不对其进行除湿。
  • 固化:样品通过缓慢的烘烤和干燥过程发生物理或化学变化。

 

类型

实验室烤箱是大多数临床、研究和法医实验室的常用设备。常见类型有重力/自然对流、机械/强制对流以及用于常规加热和干燥应用的机械真空泵。

对流烤箱用于干燥、烘烤、消毒、预热和孵化等应用。

强制对流烤箱使用风扇在腔室内部周围循环空气。

自然对流依赖于烘箱内的 t° 差异,将热量传递给样品。

真空干燥箱在短时间内将干燥的空气吸入室内,吸收湿气并立即被真空泵抽出。真空干燥箱用于精细的干燥过程。

选择烤箱时,请考虑应用、尺寸、容量和实验室预算。搜索可确保最大程度地保护样品和操作员的特性。

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实验室烤箱的常见应用包括:

  • 样品测试:烘箱与其他设备结合使用,以确定材料的抗拉强度、疲劳、变形和回弹性。
  • 退火:金属部件经过表面处理以提高延展性和延展性。
  • 溶剂/水去除:从工业化合物或化学品(如干燥剂和催化剂)中去除水分或溶剂。
  • 聚合物固化:聚合物树脂脱水形成硬质塑料。
  • 聚酰亚胺烘烤:热固性聚酰亚胺固化。
  • 杀菌:所有微生物生命都从烤箱的热量中消失。
  • 蒸发:将样品(例如食物)干燥以测量其总水含量。
  • 玻璃器皿干燥:一家制造商为此引用了 60% 的实验室烤箱使用量。
  • 电子老化:通过动态和静态练习检测集成电路中的缺陷。
烤箱和炉图

 

规格

尺寸

烤箱体积和安装至关重要。烘箱的内部立方体积必须适合基板的空间需求,并且可以在单个烘箱周期内理想地容纳多个样品。一个可调节的搁架系统在利用所有可用空间方面是无价的。操作员可以轻松定位和连接控制机构。

此外,实验室烤箱以三种安装方式制造:

  1. 台式:实验室烤箱安装在工作台或柜台上,方便取用。这些模型通常包括用于将多个实验室烤箱相互堆叠的硬件。
  2. 橱柜:烤箱是一种独立的实验室家具,通常具有更大的容量或专门的应用。
  3. 卡车/步入式:烤箱足够大,操作员或材料处理设备将基板运入腔室。

温度

整个烤箱室的温度均匀是操作的最重要方面。标准机构通过在时间范围内的 9 或 27 个不同点测试烤箱室来评估空间温度精度。

大多数实验室烤箱的温度范围刚好高于环境温度至 300°C;超过此范围的烤箱是特定于应用的。烤箱还具有温度容差,它指的是烤箱预热的准确度;一个度数到几十度的分数的增量是常见的。

温度由以下三种技术之一调节:

  1. 恒温器:一个简单的开/关开关接合加热元件以保持设定温度。通常,温度在稳定之前会短暂超过该值,并最终低于阈值。
  2. 比例控制:恒温器监控烤箱温度,但在接近预热值时减轻加热以防止任何过热。
  3. 比例积分微分 (PID) 控制:处理器计算维持温度所需的能量,并将其与热损失率进行比较。这可以防止过热和过热,并且通常是最节能的温度调节方式。

受控气氛

一些实验室烤箱与将特定气体或气体化合物插入实验室腔室或完全去除烤箱腔室气氛的设备(真空烤箱)兼容。这些烤箱通常有流量计和电磁阀来控制流体流量,以及内部传感器来记录大气颗粒物。最常见的是将惰性气体(例如氩气或氮气)以烤箱体积的五到十倍的压力插入烤箱腔室。这覆盖了样品并防止在腔室中形成氧化和冷凝。

能源效率

实验室烤箱需要大量的能量来加热腔室。为了减少预热时间,烤箱通常会长时间开启,有时长达数天。出于显而易见的原因,减少烤箱的热量散发可以显着节省成本。具有升压功能的烤箱采用加速预热以限制长时间运行。

烤箱外壳通常是钢结构,下面的绝缘层会降低热传递率。高效的烤箱通过彻底循环迅速达到均匀的温度。门垫圈有助于保持门公差周围的热量。许多烤箱能够补偿腔室的通风。恢复时间是在腔室通风(例如打开门)后烤箱恢复到预热值所需的时间。

维护

平均而言,实验室烤箱每七年就会过时。这部分是由于设计创新,但主要是因为有缺陷的实验室烤箱成本高昂且难以维修。许多实验室烤箱在故障得到解决后永远不会恢复到规格,而一个新的实验室烤箱的成本通常低于翻新成本。烤箱维护应定期进行。应检查通风口、垫圈、传感器、控制器、加热元件和鼓风机是否存在故障。烤箱也应不时进行温度校准。

烤箱和熔炉

马弗炉

甲马弗炉,也称为甑式炉,是一块烘箱类型的设备,可以达到高的温度。它通常通过将高温加热线圈放在绝缘材料中来工作。绝缘材料有效地充当马弗炉,防止热量逸出。

它用于高温应用,例如:

  • 熔合玻璃
  • 创建搪瓷涂层
  • 陶瓷
  • 焊接
  • 钎焊

 它们还用于许多研究机构,例如,化学家用来确定样品中不可燃和不挥发的比例。加热元件材料的进步促进了更复杂的冶金应用。

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马弗炉陶瓷纤维

 

 

科学环境可能会使用实验室马弗炉通过计算特定食物中的脂肪、碳水化合物、蛋白质和水含量来进行营养分析。实验室还可以通过燃烧速度和随后获得的副产品来识别有机和无机材料。工业用途可能包括确定特定材料的燃烧温度。

术语马弗炉也可以指另一种类型的烤箱,其结构与上述的许多相同,但采用长、宽、薄的中空管形式,用于卷对卷制造过程。

通常通过以下方式将两个炉子加热到所需的温度:

  • 传导
  • 对流
  • 来自电阻加热元件的黑体辐射

系统的温度控制通常不涉及燃烧,从而可以更好地控制温度均匀性并确保隔离。