Kohlenstofffaser-Infrarotrohre für die Beheizung von Vakuumöfen

Bei Vakuumöfen kommen in der Regel zwei Beheizungsmethoden zum Einsatz: Innenbeheizung und Außenbeheizung. Die externe Beheizung hat mehrere Nachteile, wie z. B. einen geringen Heizwirkungsgrad, eine geringere mechanische Festigkeit des Ofenkörpers bei hohen Temperaturen, eine begrenzte Ofengröße, eine hohe thermische Trägheit während der externen Beheizung und hohe Kosten im Zusammenhang mit einer präzisen Temperaturregelung. Innenbeheizte Vakuumöfen mildern diese Mängel und weisen einen einfacheren Isolierschichtaufbau auf. Sie stellen jedoch höhere Anforderungen an die Heizelemente und erfordern komplexere Installationsprozesse.

Interne Heizmethoden machen es auch erforderlich, die Nennspannung der Heizröhren auf unter 100 V, typischerweise etwa 60 V, zu reduzieren, was ein Spannungsreduktionssystem erfordert. Daher sind die Schaltkreise des internen Heizsystems eines Vakuumofens relativ komplex. Gibt es eine Heizmethode, die die Nachteile sowohl der internen als auch der externen Beheizung beheben kann?

Die Nutzung von Kohlefaser-Infrarot-Heizrohre für die Beheizung von Vakuumöfen kombiniert die Vorteile externer und interner Beheizungsmethoden und weist ein erhebliches Potenzial für technologische Fortschritte und Kosteneffizienz auf. Wie in dem Artikel "Validation: Carbon Fiber Heating Tubes Can Carbonize Wood Sticks in Vacuum Environment," Kohlefaser-Infrarot-Heizrohre haben sich für das Heizen unter Vakuumbedingungen als effektiv erwiesen. Hier stellen wir einen Vakuumofen mit Infrarot-Heizrohren aus Kohlenstofffasern vor, dessen Kastenstruktur von herkömmlichen Vakuumöfen inspiriert ist.

Dieser Vakuumofen besteht aus einer traditionellen versiegelten zylindrischen Kammer mit einem Innendurchmesser von 1000 mm und einer Höhe von 1200 mm, die mit einer Temperatur von 400 Grad Celsius arbeitet. Er ist mit 21 einseitigen Kohlefaser-Infrarot-Heizrohren mit einer Leistung von je 380V/1000W ausgestattet. Diese Röhren sind gleichmäßig im Inneren der Kammer verteilt. Die Infrarot-Heizrohre haben einen Durchmesser von 18 mm, eine Länge von 980 mm, eine Nennleistung von 380 V/1000 W und eine elektrische Konfiguration mit Dreiecksklemme.

Im Vergleich zu herkömmlichen Widerstandsdraht-Heizrohr-Vakuumöfen, Kohlefaser-Infrarot-Heizrohr Vakuumöfen bieten mehrere deutliche Vorteile:

• Sie können sowohl mit 220 V als auch mit 380 V betrieben werden, wodurch die Notwendigkeit von Reduziervorrichtungen entfällt und die elektrischen Schaltungen vereinfacht werden, was die Investitionskosten für die Geräte erheblich reduziert.
• Die Infrarot-Heizrohre sind gleichmäßig in der Kammer verteilt und passen sich der Tiefe des Hohlraums an, so dass eine gleichmäßige Erwärmung im Inneren der Kammer gewährleistet ist.
• Die Infrarot-Strahlungsheizung benötigt kein Medium für die Wärmeübertragung und erreicht im Vergleich zu herkömmlichen konduktiven Heizmethoden eine wesentlich höhere Heizleistung.
• Das Äußere der Heizrohre besteht aus Quarz, das isoliert und Kurzschlüsse mit dem Ofenkörper verhindert, was die Sicherheit erhöht.
• Der Aufbau des Ofens ist einfach: Im Inneren des Kastens werden Halterungen befestigt und die Heizrohre auf die Halterungen geklemmt, ohne dass zusätzliche Isolierschutzkonstruktionen erforderlich sind.

Insgesamt senkt die Verwendung von Kohlefaser-Infrarot-Heizrohren in Vakuumöfen die Herstellungskosten, vereinfacht das Schaltungsdesign und entspricht der Heizleistung herkömmlicher Heizmethoden, was sie zu einer überzeugenden Wahl für verschiedene Anwendungen macht.

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