Tubos infrarrojos de fibra de carbono para calentar hornos de vacío

Los hornos de vacío suelen emplear dos métodos de calentamiento: calentamiento interno y calentamiento externo. El calentamiento externo presenta varios inconvenientes, como la baja eficacia del calentamiento, la reducción de la resistencia mecánica del cuerpo del horno a altas temperaturas, el tamaño limitado del horno, la elevada inercia térmica durante el calentamiento externo y los altos costes asociados al control preciso de la temperatura. Los hornos de vacío de calentamiento interno mitigan estas deficiencias y presentan estructuras de capas aislantes más sencillas. Sin embargo, exigen mayores requisitos para los elementos calefactores e implican procesos de instalación más complejos.

Los métodos de calentamiento interno también requieren reducir la tensión nominal de los tubos de calentamiento por debajo de 100 V, normalmente en torno a 60 V, lo que exige un sistema de reducción de tensión. Por lo tanto, la circuitería del sistema de calentamiento interno del horno de vacío es relativamente compleja. ¿Existe algún método de calentamiento que pueda resolver los inconvenientes tanto del calentamiento interno como del externo?

Utilización de tubos de calefacción por infrarrojos de fibra de carbono para el calentamiento de hornos de vacío combina las ventajas de los métodos de calentamiento externo e interno, mostrando un potencial significativo tanto en avances tecnológicos como en rentabilidad. Como se demuestra en el artículo "Validación: Carbon Fiber Heating Tubes Can Carbonize Wood Sticks in Vacuum Environment," tubos de calefacción por infrarrojos de fibra de carbono han demostrado su eficacia para calentar en condiciones de vacío. Aquí presentamos un horno de vacío que utiliza tubos calefactores infrarrojos de fibra de carbono, con una estructura de caja inspirada en los hornos de vacío convencionales.

Este horno de vacío adopta una cámara cilíndrica sellada tradicional con un diámetro interno de 1000mm y una altura de 1200mm, operando a una temperatura de 400 grados Celsius. Está equipado con 21 tubos de calentamiento infrarrojos de fibra de carbono de un solo extremo con una potencia nominal de 380V/1000W cada uno. Estos tubos están distribuidos uniformemente en el interior de la cámara. Las especificaciones de los tubos de calefacción por infrarrojos son: diámetro de 18 mm, longitud de 980 mm, potencia nominal de 380 V/1000 W y configuración eléctrica de conexión en triángulo.

En comparación con los hornos de vacío de tubo calefactor de alambre de resistencia convencionales, tubo de calefacción por infrarrojos de fibra de carbono Los hornos de vacío ofrecen varias ventajas claras:

• Pueden funcionar tanto con 220 V como con 380 V, lo que elimina la necesidad de equipos reductores y simplifica los circuitos eléctricos, reduciendo así significativamente los costes de inversión en equipos.
• Los tubos de calefacción por infrarrojos están distribuidos uniformemente dentro de la cámara, adaptándose a la profundidad de la cavidad, lo que garantiza un calentamiento uniforme en el interior de la cámara.
• El calentamiento por radiación infrarroja no requiere un medio para la transferencia de calor, por lo que se consigue una eficacia calorífica muy superior a la de los métodos tradicionales de calentamiento por conducción.
• El exterior de los tubos de calentamiento es de cuarzo, lo que proporciona aislamiento y evita cortocircuitos con el cuerpo del horno, aumentando así la seguridad.
• La estructura del horno es sencilla: se fijan los soportes en el interior de la caja y se enganchan los tubos calefactores a los soportes sin necesidad de diseños adicionales de protección del aislamiento.

En general, el uso de tubos de calefacción por infrarrojos de fibra de carbono en equipos de hornos de vacío reduce los costes de fabricación, simplifica el diseño de los circuitos e iguala las prestaciones de calentamiento de los métodos tradicionales, lo que los convierte en una opción convincente para diversas aplicaciones.

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