Лабораторная печь: назначение, виды, производители

Лабораторные печи – виды и назначение

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 4000 до 18000. 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 17500. 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 17000. 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 30000.

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

Предназначены:

термической обработки деталей в масляной среде при разогреве до 2800;

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:

1. Лабораторные печи «Накал», серия «ПЛ», выпускаются для нагревания образцов и проведения аналитических операций с разными видами металлов, сплавов и других материалов. Максимальная температура нагрева 14000. Первые образцы произведены в 1992 году и за это время конструкция модернизируется и оснащается новейшими устройствами управления и контроля над работой техники.
2. Компания «THERMCONCEPT» выпускает лабораторные печи немецкого качества. Техника надежно работает и позволяет получать оптимальные режимы работы и результаты проведения лабораторных испытаний. Особенно отметим серию «KLS» – высокотемпературная печь, предназначенная для озоления органических материалов.
3. Чешская компания «ЛАС» производит лабораторное оборудования с большим сроком безаварийной службы. Корпус печи изготовлен из нержавеющей стали. Для материала внутренней камеры используются керамические эмалированные плиты, прошедшие высокотемпературную обработку.

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.