热风循环式恒温炉设计说明书_.doc

热风循环式恒温炉设计说明书


热风循环式恒温炉广泛适用于工农业,医疗卫生,塑料机械,各院校和科研部门的生产车间或实验室,其可创造并长时间保持高温、干燥的工作条件,以满足生产、实验等各种环境要求。
在现阶段,各领域中与热风循环式恒温炉相类似的加热炉有两种,一是应用于工业上进行金属热处理的空气循环电炉,该炉按照工艺用途分为:加热炉、淬火、退火炉、时效炉等。二是热风烘箱,广泛用于医药、化工、食品、农副产品、水产品、轻工等行业物料的加热固化、干燥脱水。如原料、中药饮水、浸膏、粉剂、颗粒、脱水蔬菜等。
本设计中的热风循环式恒温炉,主要应用于实验室中的金属高温蠕变实验,通过创造长时间高温的炉内条件,来满足实验环境需求。市面上现有的恒温炉种类繁多,功能不一,但其现有的恒温炉不能完全满足高等院校或研发部门的实验要求,如上述所提及的材料高温蠕变试验,不仅要求温度高达近1000℃,还要求保证恒温状态长达1000h,一般市面上恒温炉难以达到高温,恒温时间的连续性不够,况且其尺寸与功率也难以达到最优化。本设计的目的也是在于基于实验需求,优化恒温炉的高温性能、恒温连续性、结构尺寸以及热量损耗。

热风循环式恒温炉采用风机循环送风方式,风循环均匀高效。风源由耐热长轴电机带动多叶涡轮式风扇产生,通过加热元件升温,而将热风送出,再经由气流通道至炉膛内部,均匀加热工件,再将使用后的空气通过炉膛内的出风口吸入风扇成为风源再度循环,加热使用。
为确保炉膛内保持恒温,以热力学为基础,通过热平衡计算来校核各结构尺寸设计的合理性与确定加热元件。而当因开关门动作或其他干扰现象引起温度值发生摆动时,则通过温度控制系统来调整加热元件的功率,从而调整炉内温度,保证恒温。

由于该次设计的恒温炉为非标准件,因此次设计主要基于市面上的类似产品与资料进行经验设计。
该设计的基本流程如下:
首先,根据设计要求中的炉膛尺寸与工作温度来确定恒温炉的炉型与设计温度,在由此确定恒温炉的加热方式及基本工作形式。
其次,对整个热风循环系统与温度控制系统进行详细设计:选择适当的加热元件,初步确定加热元件的数量;设计多叶涡轮式风扇,选择电机、散热风扇等;选择热电偶、温度控制仪表,设计热电偶安装方式。
之后,根据已有数据和部件参数对恒温炉进行整体的结构设计,分别设计隔热层、气流通道、炉内壁、保温层、炉外壁、炉门、机电箱以及机电箱配件(电机座、引风道),确定其材料与尺寸。
最后,进行热平衡校核计算,来证明结构尺寸设计和加热元件的数量的合理性。计算,恒温炉的功率与重量,再根据重量设计支座的尺寸并校核抗压强度。



加热炉参数表
箱体尺寸
型号
内箱尺寸
(W×D×H)mm
温度范围
(℃)
无
300×300×400
室温20℃至600℃

内部材质:自定,厚≥;外部材质:自定,厚≥

强制送风循环;马达为长轴心耐温专用型,功率为1/2HP;风扇为多叶涡轮型;风机两台,一台备用。能保证风机在长时间运行,设备中途工作不中断。

为热风循环加热,发热材质自定,备用一组。


控制器位于机台后侧方,单门由右向左开启
:
温控器(室温-600度任意设定)
定时器:-999H任意设定。
交流接触器:韩国LG
固态继电器:欧姆龙
其它电控配件:国内优质

超温保护,时到保护

AC 380V

已知上述恒温炉的要求温度为20~600℃,确定最高设计温度为800℃;采取热风循环系统进行对炉膛加热,需要足够的加热元件与两台风机,设计合理的气流通道用于安置热风循环系统;温度控制系统方面要求选择关键的温控仪与热电偶即可,放置于机电箱内;结构方面初步设计恒温炉由炉膛、隔热层、气流通道、炉内壁、保温层、炉外壁、炉门、机电箱以及其他零部件组成。


热风循环式恒温炉主要用于对炉内工件进行长时间加热并保持恒定温度。采用风机循环送风方式,通过气流将加热元件的热量带入炉膛内部,均匀加热工件,再将使用后的空气通过炉膛内的出风口吸入风道成为风源再度循环,持续加热使用。
一般的恒温炉根据结构形式可分为:立式炉、卧室炉、室式炉、井式炉等;根据空气加热方式可分为炉内循环加热和炉外加热。
考虑到本次设计的恒温炉的炉膛尺寸与