Вакуумные печи. Их характеристики и особенности

Вакуумные печи предназначены для обработки материалов под воздействием вакуумной среды. С их помощью выполняют технологические процессы, в которых требуется создание высокого температурного режима.

Вакуумные печи и их разновидности

Оборудование используют в различных отраслях промышленности и исследовательской деятельности. Соответственно, оно отличается модификацией.

Вакуумные печи для термической обработки

Классификация вакуумных печей:

  • Промышленные – агрегаты применяют для обработки сырья под воздействием вакуума и высокой температуры на различных производственных предприятиях.
  • Лабораторные – эти установки предназначены для проведения анализов, опытов и научных исследований.

Первые характеризуются высокой производительностью и большими габаритами. Их устанавливают на фундаментальные основания. Лабораторные системы менее габаритные. Их устанавливают на любые основания. Также эти агрегаты используют в медицинской практике. Они предназначены для проведения анализов пациентов.

Установки работают от сгорания различных видов топлива или подачи электричества.

Последний тип вакуум печей классифицируют на такие виды:

  • Дуговые. Их конструкции оснащены электрическими дугами. Они вырабатывают энергию и превращают ее в тепло. Оно передается к обрабатываемому материалу.
  • Электронно-лучевые. В их рабочем пространстве тепловая энергия передается сырью посредством движения горячих воздушных масс.
  • Индукционные. В этих установках тепло вырабатывает индуктор. Оно поступает к поверхности обрабатываемого материала посредством циркуляции теплых воздушных масс.
  • Печи сопротивления. Эти системы бывают прямого и косвенного действия. Их конструкции оборудованы проводником тока. С его помощью электрическая энергия преобразуется в тепло и передается сырью.

В зависимости от мощности и модификации оборудование имеет несколько режимов работы: радиационный и конвективный. В рабочем пространстве первого типа установок происходит процесс радиации. В результате этого на обрабатываемый материал воздействуют радиационные лучи. В рабочем пространстве второго типа установок передача тепла происходит посредством конвекции. Прогретые воздушные массы циркулируют равномерно.

Вакуумные печи для термообработки

Комплектация и принцип действия техники зависит от ее модели. Несмотря на это, существует государственные стандарты производства вакуумной термической печи. Их должны соблюдать все отечественные производители.

Электропечи для термообработки в вакууме

Конструкция вакуумных печей для термической обработки:

  • Корпус. Он выполнен из высокопрочного материала. Его крепят к металлической раме. В нем монтирован футеровочный слой. Он представляет собой изоляцию рабочего пространства. Его изготавливают из огнестойких материалов: керамики, шамотного кирпича или листовых изоляционных средств.
  • Теплогенератор. Этот элемент установлен либо в рабочем пространстве системы, либо на ее стенках. Он отвечает за создание и поддержание необходимого температурного режима для обработки материала. В его комплект входят отводы тепла. Они соединены специализированной арматурой.
  • Поводы электрической энергии или отсеки для сгорания топлива.
  • Нагревательные элементы. Они могут быть представлены проводниками, электродами, трубопроводами и прочими устройствами. Их расположение в рабочем пространстве зависит от модификации оборудования.
  • Вентиляторы. Они отвечают за равномерное распределение прогретых воздушных масс. Их монтируют в рабочей камере в определенных отеках.

В некоторых модификациях вентиляторы установлены не только внутри установки, но и рядом с воздухоотводами. В этом случае они отвечают за охлаждение корпуса при излишнем перегреве во время работы.

Существуют определенные характеристики, по которым выбирают термические вакуумные печи:

  1. Теплотехнические. Они показывают, каким образом происходит нагревание воздуха в вакуумном пространстве.
  2. Механические. Они указывают на конструкционные особенности каждой модели.
  3. Термотехнологические. Это физические и химические реакции, которые происходят в камере обработки при функционировании установок.

Для каждой операции требуется создание определенного температурного режима. Например, для закалки температура рабочего пространства оборудования не должна быть менее +300 С°. Для нормализации этот показатель немного меньше, для литья – больше.

Вакуумная печь для отжига

Это специализированное оборудование, в котором проводят обработку сырья при предельно допустимых температурных показателях. Этот процесс называется отжигом. После нагревания сырья осуществляется его охлаждение. Оно может быть естественным или принудительным. Также в этих установках можно проводить закалку.

Закалка в вакуумной термической печи

Разновидности печей для термообработки (обжига):

  • Камерные. Их корпус квадратный или прямоугольной формы. Его изготавливают из прочного листового металла. Внутреннее пространство футеруют огнестойкими и жаропрочными материалами.
  • Шахтные. Эти установки визуально напоминают шахту. Они имеют форму прямоугольника. Корпус изготовлен из металла. Футеровка выполнена шамотным кирпичом или другими изоляционными средствами.
  • Колпаковые. Эти печи представляют собой непростую конструкцию. Они состоят из стола, на котором размещают детали для обработки. Над ним расположен колпак. В нем монтированы нагревательные элементы. Он подвижный. Этот колпак опускается во время работы оборудования. Его можно передвигать, обеспечивая тем самым обработку большего количества материала.
  • Туннельные. Они представляют собой один из видов камерных установок. В них обработка сырья осуществляется непрерывно. В их корпусе установлены специальные роликовые полоски или крепления для передвижения вагонеток. Сырье подают в рабочее пространство. С помощью механизмов оно передвигается. В каждом отсеке пространства на него воздействует определенный температурный режим.
  • Барабанные. Это вращающиеся установки. В их рабочем пространстве прогретые воздушные массы распространяются равномерно. Это позволяет более качественно воздействовать высокой температурой на обрабатываемые детали.

Эти установки функционируют в различных температурных режимах. Благодаря этому удается использовать их не только для отжига, но и для других процессов термообработки.

Оставьте ответ