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特殊气氛和超高真空

常见可选特殊气氛和超高真空(详情如下):

  1. 真空箱式炉的惰性气氛控制系统
  2. 可选反应气氛(H2, CO, CO2, H2S, H2O, CH4 & C2H4以及其他气氛)
  3. 真空泵
  4. 分压可选项
  5. 尾气燃烧火炬(热解,催化或用丙烷气助燃)可选项
  6. 标准炉内的金属气氛盒用于可控气氛环境
  7. 标准箱式炉中用于保护加热元件的碳化硅衬板

1. 真空箱式炉的惰性气氛控制系统

真空箱式炉的惰性气氛控制系统

GLO、LHT、HTK、HBO、HTBL和V-L真空炉标配全惰性气氛控制系统。根据尺寸和最高工作温度,可以提供配有流量计的半自动控制系统以及配有触摸屏和质量流量计的全自动PLC控制系统。

所有真空炉标配一个惰性气氛控制装置。可配置更多气氛控制装置。

所有真空炉可选全系列真空泵如:旋片泵、罗茨泵、扩散泵和涡轮泵。在某些情况下,为了安全使用炉子,必须配置真空泵。

2. 可选反应气氛(H2, CO, CO2, H2S, H2O, CH4 & C2H4以及其他气氛)

所有真空炉可安全配置气氛如H2、CO、CO2、H2S、H2O、CH4、C2H4

原则上,通入反应气氛的真空炉需要配置全自动控制系统,相关配置如下:

  • 可选配TP1900或WinCC面板的西门子S7-300控制系统
  • 惰性气氛如氮气、氩气的安装,可通过质量流量计控制
  • 反应气氛的安装,可通过质量流量计控制
  • 反应气氛传感器
  • 催化尾气燃烧火炬,确保安全燃烧
  • 安全冲刷罐
  • 安全部件满足SIL 2标准
出于安全考虑,使用惰性气氛和反应气氛的马弗炉气路系统,需要根据EN 746-3标准进行设计。此标准要求,在加热和通入可燃气体之前,需要排空炉膛中氧气。此外,可监控全部安全状态。在紧急情况下,必须使用冲刷罐中惰性气体吹扫炉膛。

3. 真空泵

真空泵

以下有4种不同的真空泵可供选择,达到不同的真空水平。通过PNEUROP标准测试方法可以认证最终真空度;同时可以测定泵的关闭状态法兰的压力。配置真空泵后,马弗炉系统达到的最终真空度,以及达到相应真空度的时间,均受众多因素影响,包括:客户的样品材料、清洁度、炉膛内表面脱附率、样品或其他放入炉膛内的材料排气、真空炉和烘箱的泄漏率。
出厂前,卡博莱特盖罗会对真空箱式炉的泄漏率进行测定。精心挑选密封件,确保尽可能最低的解吸速率。真空设备装配前需进行清洗。无法控制的因素包括样品排气、实验室清洁度以及空气的湿度。然而,我们设计的真空系统可以在干净、干燥、冷却和空炉膛的情况下,在客户规定的时间内达到客户所需的工作真空水平。此外,需要惰性气氛吹扫高真空炉炉膛。尽量缩短开炉门时间,防止空气进入炉膛引起污染。

涡轮分子泵由快速旋转的叶片和定子组成。旋转速度可超过每分钟90,000转。利用高速旋转的动叶轮将动量传给气体分子,使气体产生定向流动而抽出空气。结合预抽真空泵,可达到较高的真空度或高真空度。对于要达到高真空或超高真空,涡轮分子泵是目前使用最方便的真空泵。运动缓慢的重颗粒或分子,相对于运动较快的轻颗粒,会更快被抽出炉膛。
油扩散泵内部没有运动部件。油扩散泵是借着高速油蒸汽流带走气体以达到抽空气分子目的。在泵的底部,油加热成蒸汽,以极高速度从泵喷口的缝隙喷出,油冷凝后可被再加热气化。油扩散泵能快速达到高真空,虽然有一些油分子会滞留在炉膛内。

罗茨泵适合精真空环境下的热处理。抽吸腔不需要油润滑。两个转轮相对运动,转轮结构精确,与腔体之前几乎没有空隙。需要配合预抽真空泵一起使用。

旋片泵是预抽真空泵。这是最常用的真空泵。可单个或两个一起使用。可在空气气氛下使用,其转速约每分钟1500转。抽吸腔需要油润滑。双极泵可实现粗真空。

根据用户要求,提供特殊的真空系统。例如需要排出反应气氛,这些应用要求真空系统不能含有润滑油或者特殊的润滑油。一些特殊真空泵,如隔膜泵、低温泵、离子吸气泵,均可以提供。

4. 分压可选项

分压可选项

分压的定义是炉内稳定的压力低于大气压,且持续有的气流。 对于分压,必须配备质量流量控制器和西门子PLC及可调节的出气阀。 操作员可以通过PLC设置气体流量和压力。 质量流量控制器控制气体流量。 二级旋片泵前面的气动阀以保持炉内所需的真空压力。 压力可以设置在10到1000 mbar之间。 根据要求,可以用其他类型的真空泵用于分压控制,从而获得更低的分压值。 一般情况下,单级或二级旋片泵用于气体的分压控制。

配自动控制系统的分压装置示意图。 该软件可调节气动球阀的打开角度,以便在热处理过程中保持由衡定的真空压力。 操作员可以通过PLC单独设置分压的压力以及气体流量。

5. 尾气燃烧火炬(热解,催化或用丙烷气助燃)可选项

尾气燃烧火炬(热解,催化或用丙烷气助燃)可选项

大多数炉子可选择多种类型的尾气燃烧器解决方案。 对于真空室炉,最安全的废气处理是带有甲烷或丙烷火焰的助燃火炬。 我们建议在炉子和火炬之间使用加热的废气管,以免含有有机物的废气凝结在管道中。 可减少废气管道的维护时间,提高生产效率。

6. 标准炉内的金属气氛盒用于可控气氛环境

标准炉内的金属气氛盒用于可控气氛环境

对于非气密的箱室内炉,如需通惰性气氛,可选配进气口将惰性气体通入炉膛内,但不会达到低氧值。 在最高温度为700°C的标准HTMA烤箱上,氧气含量可以降低到50 ppm。

烘箱具有气密全缝焊接内腔,两个带浮子流量计和单向排气阀。 在大气压下,最高温度可达1150°C,可提供用于标准CWF和GPC箱室式炉的气密金属气氛盒。 通过前开口隔热门密封,气体进出口在气氛盒正面。 氧气含量可低至30 ppm。 气氛盒必须和箱式炉一起订购,因为箱式炉需要改造,也可以不放气氛盒单独使用。 

另一种金属气氛盒具有一个浅的可移动顶盖,该盖位于深底座顶部的沙封中,可用于标准CWF和GPC炉。 前端安装的气体入口/出口连接穿过炉门上的插槽。 气氛盒必须和箱式炉一起订购,因为箱式炉需要改造,也可以不放气氛盒单独使用。

7. 标准箱式炉中用于保护加热元件的碳化硅衬板

下图是标准炉中的碳化硅衬板,以保护加热元件免于样品中挥发性气氛污染。

标准箱式炉中用于保护加热元件的碳化硅衬板

特殊气氛和超高真空 - 范例

HTK真空箱室炉HTK系列产品完全符合SIL2的EN 746-3标准,可在2200°C的温度下安全地使用100%的氢气。 以及其他反应性气氛:H2,CO,CO2,H2S,H2O,CH4,Ethen也可根据要求提供其他控件。
HTK真空箱室炉HTK系列产品完全符合SIL2的EN 746-3标准,可在2200°C的温度下安全地使用100%的氢气。 以及其他反应性气氛:H2,CO,CO2,H2S,H2O,CH4,Ethen也可根据要求提供其他控件。
通氢气用管式炉HTRH 18/100/600,加热长度600mm,最高工作温度可达1800 °C。可在纯氢气环境下操作。所有设备都依照SIL2生产,满足所有EN 746-3安全标准。
通氢气用管式炉HTRH 18/100/600,加热长度600mm,最高工作温度可达1800 °C。可在纯氢气环境下操作。所有设备都依照SIL2生产,满足所有EN 746-3安全标准。
用户定制的GPCMA/174,配金属内腔,符合AMS 2750G Class 1 / Type A仪表配置,用于排胶和烧结工艺(Ref. no. 735056)
用户定制的GPCMA/174,配金属内腔,符合AMS 2750G Class 1 / Type A仪表配置,用于排胶和烧结工艺(Ref. no. 735056)
八区管式炉AZ 13/32/360,加热长度为360 mm,最高温度为1350°C,可选项涡轮分子泵由带有触摸屏的Siemens PLC控制
八区管式炉AZ 13/32/360,加热长度为360 mm,最高温度为1350°C,可选项涡轮分子泵由带有触摸屏的Siemens PLC控制
标准HZS 12/600管式炉,带有涡轮泵选件和惰性气体控制
标准HZS 12/600管式炉,带有涡轮泵选件和惰性气体控制

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