鼓風(fēng)干燥箱的改造

恒溫鼓風(fēng)干燥箱是實(shí)驗(yàn)室常用的、應(yīng)用**廣泛的設(shè)備之一。尤其是在材料專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，可以說
 
80% 以上的實(shí)驗(yàn)都需要鼓風(fēng)干燥箱的烘干、熱處理
 
［1－2］
和加溫處理 。恒溫鼓風(fēng)干燥箱也可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑煲赃_(dá)到各行業(yè)的實(shí)際應(yīng)用，比如加裝自動稱
［3］;
重系統(tǒng)以實(shí)時動態(tài)監(jiān)測物料質(zhì)量的變化 改裝溫
［4］;
度控制系統(tǒng)提高溫度控制精度 利用工業(yè)控制計
 
算機(jī)、多功能接口板、鉑電阻溫度變送器、固體繼電器及執(zhí)行部件( 干燥箱) 構(gòu)成的簡單工業(yè)控制系統(tǒng)，
［5］;
實(shí)現(xiàn)對電熱干燥箱溫度的控制 還可將鼓風(fēng)干燥
［6］，
 
箱用于骨標(biāo)本制作過程中 這些大大提高了恒溫干燥箱的應(yīng)用*域。筆者所在的無機(jī)非金屬材料實(shí)驗(yàn)室不僅在干燥物料方面大量使用鼓風(fēng)干燥箱，而
 
且還用于材料制備、合成方面作為加溫設(shè)備來進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)合成實(shí)驗(yàn)。例如進(jìn)行水熱合成反應(yīng)時將有機(jī)內(nèi)襯與鋼外襯組合的小型反應(yīng)釜置于恒溫鼓風(fēng)干
 


 
應(yīng)釜內(nèi)的物料隨著反應(yīng)釜的轉(zhuǎn)運(yùn)而轉(zhuǎn)動，達(dá)到物料動態(tài)反應(yīng)的目的。大量實(shí)驗(yàn)表明改造后的設(shè)備完全可以應(yīng)用于動態(tài)水熱合成實(shí)驗(yàn)，這種改造方法增加了恒溫鼓風(fēng)干燥箱的應(yīng)用范圍和功能，為干燥箱的
 
應(yīng)用提供了新的思路。
 
1 改造思路及配件
 
shou先在恒溫鼓風(fēng)干燥箱腔體內(nèi)加裝一可以轉(zhuǎn)動的主軸，將小型反應(yīng)釜裝在主軸上，將主軸與電動機(jī)相連，這樣在實(shí)驗(yàn)過程中電動機(jī)帶動主軸及小型反應(yīng)釜轉(zhuǎn)動，物料隨小型反應(yīng)釜的轉(zhuǎn)動實(shí)現(xiàn)動態(tài)反應(yīng)合成實(shí)驗(yàn)。具體改造時的裝配件及規(guī)格如下所述。
 
1． 1 電動機(jī)
 
電動機(jī)分為單相電動機(jī)和三相電動機(jī)，由于三相電動機(jī)運(yùn)行狀態(tài)相對平穩(wěn)，并且輸出力矩大、效率高，而且實(shí)驗(yàn)室可以提供三相電，因此決定采用三相電動機(jī)來為主軸提供轉(zhuǎn)動能量。改裝時安裝溫嶺市銘速機(jī)電廠生產(chǎn)的 Y 型三相異步電動機(jī)( 見圖 1) 。額定功率 750W，額定轉(zhuǎn)速為 2825 r / min。該電動機(jī)
 
效率高、節(jié)能、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩高、噪音低、振動小、運(yùn)行安全可靠。
 
1． 2 蝸輪減速機(jī)
 
從上述電動機(jī)的參數(shù)可以看出，電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速達(dá)到 2825 r / min，這個速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了設(shè)備安全運(yùn)行及實(shí)際實(shí)驗(yàn)的需要，因此為了降低實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)時主軸的轉(zhuǎn)速，在電動機(jī)上需要連接一個減速器。減
 
速器一般有齒輪減速器和蝸桿減速器。本設(shè)備的改造采用蝸輪蝸桿減速器，生產(chǎn)廠商為杭州蕭達(dá)減速機(jī)有限公司，型號為 D 型蝸輪蝸桿減速機(jī)( 見圖 1) 。設(shè)備參數(shù)為: 速比為 60 ∶ 1，模數(shù)為 2，功率為 0. 6KW，中心距 73mm。蝸輪蝸桿減速機(jī)的安裝降低了主軸在運(yùn)行時的轉(zhuǎn)速，保證了主軸安裝小型反應(yīng)釜后實(shí)驗(yàn)設(shè)備的安全運(yùn)行。
 
1． 3 變頻器
 
通過增加蝸輪減速機(jī)大大降低了主軸的運(yùn)轉(zhuǎn)速
 
度，但單純通過蝸輪蝸桿減速機(jī)并不能達(dá)到實(shí)際實(shí)驗(yàn)件的要求，考慮到實(shí)驗(yàn)設(shè)備的安全運(yùn)行，以及不同實(shí)驗(yàn)需要采用不同轉(zhuǎn)速條件考察物料間的反應(yīng)差異。設(shè)備在改造時安裝了變頻器來調(diào)整電動機(jī)的頻率，達(dá)到控制整個系統(tǒng)運(yùn)行轉(zhuǎn)速的目的。變頻器頻率范圍在 0 ～ 50Hz 之間調(diào)整。
 
1． 4 主軸
 
主軸采用不銹鋼制作而成，直徑為 50mm 的實(shí)心管。主軸上焊接 10 個帶螺紋的接頭，接頭長為
 
3cm，為了達(dá)到主軸扭矩平衡，10 個接頭采用對稱焊接( 具體構(gòu)造見圖 1) 。為了不影響聚四氟乙烯反應(yīng)釜間的相互干擾碰撞，每對接頭相鄰呈 90 度旋轉(zhuǎn)焊接。實(shí)際實(shí)驗(yàn)進(jìn)行時通過調(diào)整變頻器頻率，主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速可在 1 ～ 20 r / min 內(nèi)調(diào)整。
 
1． 5 鏈條
 
本設(shè)備改造選用鏈條傳動，一共有兩條鏈條，兼具有減速功能。一條連接蝸輪蝸桿減速機(jī)與電動機(jī)，另一條連接蝸輪蝸桿減速機(jī)與主軸。
 
1． 6 支架
 
將上述各件采用螺絲固定在支架上，支架采用
 
2mm 厚的角鋼焊接而成。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
( 1 電動機(jī)，2 蝸輪減速機(jī)，3 變頻器，4 主軸，5 鏈條，6 支
 
架，7 小型反應(yīng)釜)
 
圖 1 改造后的鼓風(fēng)干燥箱結(jié)構(gòu)
 
普通恒溫鼓風(fēng)干燥箱在安裝電動機(jī)、蝸輪減速機(jī)、變頻器及主軸后，與配套的小型反應(yīng)釜結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了在水熱合成過程中反應(yīng)釜內(nèi)部物料的動態(tài)反應(yīng)，可以在很多實(shí)驗(yàn)中替代動態(tài)水熱反應(yīng)釜用于動態(tài)水熱合成實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過本科生及研究生的多次使用后，發(fā)現(xiàn)改裝后的鼓風(fēng)干燥箱與聚四氟乙烯內(nèi)襯和不銹鋼外襯組合反應(yīng)釜相配套使用，完全可以用于動態(tài)水熱合成實(shí)驗(yàn)。相比較帶攪拌槳的動態(tài)反應(yīng)釜而言，該設(shè)備在同一時間可以進(jìn)行不同原料配合比下的實(shí)驗(yàn)，這樣節(jié)省了大量的實(shí)驗(yàn)時間，使用時簡單方便，受到廣大師生的一致好評。由于實(shí)驗(yàn)量較大，實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了第二個烘箱的改裝，改裝后的烘箱及結(jié)構(gòu)如圖 2 所示，基本改裝方法與**個相同。但
 
第二個烘箱改裝時將蝸輪蝸桿減速機(jī)與三相異步電動機(jī)直連，通過一條鏈傳動帶動主軸運(yùn)轉(zhuǎn)。相比**個烘箱的改裝，第二個烘箱改裝后結(jié)構(gòu)更合理，系統(tǒng)運(yùn)行更穩(wěn)定，而且從外觀上看整個設(shè)備更整齊。 
2 結(jié)語
 
本設(shè)備對普通鼓風(fēng)干燥箱進(jìn)行改造，增加了主軸和電機(jī)等配件后，與小型反應(yīng)釜組合使用，可以替代動態(tài)水熱反應(yīng)釜用于動態(tài)水熱合成實(shí)驗(yàn)。相比較單一動態(tài)水熱反應(yīng)釜，改裝后的鼓風(fēng)干燥箱可以在同一條件下進(jìn)行多批次系列實(shí)驗(yàn)，節(jié)省了大量的實(shí)
驗(yàn)時間。經(jīng)本科教學(xué)和科學(xué)研究大量實(shí)驗(yàn)后證明，改造后的設(shè)備安全可靠，節(jié)約實(shí)驗(yàn)時間，簡單實(shí)用，對本科生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí)的完成起到了重要的
 
作用。