恒温鼓风干燥箱是实验室常用的、应用最广泛的设备之一。尤其是在材料专业实验室,可以说80%以上的实验都需要鼓风干燥箱的烘干、热处理和加温处理。恒温鼓风干燥箱也可以进行适当的改造以达到各行业的实际应用,比如加装自动称重系统以实时动态监测物料质量的变化;改装温度控制系统提高温度控制精度; 利用工业控制计算机、多功能接口板、铂电阻温度变送器、固体继电器及执行部件( 干燥箱) 构成的简单工业控制系统,实现对电热干燥箱温度的控制; 还可将鼓风干燥箱用于骨标本制作过程中,这些大大提高了恒温干燥箱的应用领域。
1 改造思路及配件
首先在恒温鼓风干燥箱腔体内加装一可以转动的主轴,将小型反应釜装在主轴上,将主轴与电动机相连,这样在实验过程中电动机带动主轴及小型反应釜转动,物料随小型反应釜的转动实现动态反应合成实验。具体改造时的装配件及规格如下所述。
1. 1 电动机
电动机分为单相电动机和三相电动机,由于三相电动机运行状态相对平稳,并且输出力矩大、效率高,而且实验室可以提供三相电,因此决定采用三相电动机来为主轴提供转动能量。改装时安装温岭市铭速机电厂生产的Y型三相异步电动机。额定功率 750W,额定转速为2825r/min。该电动机效率高、节能、堵转转矩高、噪音低、振动小、运行安全可靠。
1. 2 蜗轮减速机
从上述电动机的参数可以看出,电动机额定转速达到2825r/min,这个速度远远超出了设备安全运行及实际实验的需要,因此为了降低实际运转时主轴的转速,在电动机上需要连接一个减速器。减速器一般有齿轮减速器和蜗杆减速器。本设备的改造采用蜗轮蜗杆减速器,生产厂商为杭州萧达减速机有限公司,型号为D型蜗轮蜗杆减速机。设 备 参 数 为: 速 比 为60∶1,模 数 为2,功 率 为0.6KW,中心距73mm。蜗轮蜗杆减速机的安装降低了主轴在运行时的转速,保证了主轴安装小型反应釜后实验设备的安全运行。
1. 3 变频器
通过增加蜗轮减速机大大降低了主轴的运转速度,但单纯通过蜗轮蜗杆减速机并不能达到实际实验件的要求,考虑到实验设备的安全运行,以及不同实验需要采用不同转速条件考察物料间的反应差异。设备在改造时安装了变频器来调整电动机的频率,达到控制整个系统运行转速的目的。变频器频率范围在0~50Hz之间调整。
1. 4 主轴
主轴采用不锈钢制作而成,直径为50mm 的实心管。主轴上焊接10个带螺纹的接头,接头长为3cm,为了达到主轴扭矩平衡,10个接头采用对称焊接。为了不影响聚四氟乙烯反应釜间的相互干扰碰撞,每对接头相邻呈90度旋转焊接。实际实验进行时通过调整变频器频率,主轴实际转速可在1~20r /min内调整。
1. 5 链条
本设备改造选用链条传动,一共有两条链条,兼具有减速功能。一条连接蜗轮蜗杆减速机与电动机,另一条连接蜗轮蜗杆减速机与主轴。
1. 6 支架
将上述各件采用螺丝固定在支架上,支架采用2mm厚的角钢焊接而成。
2 结语
本设备对普通鼓风干燥箱进行改造,增加了主轴和电机等配件后,与小型反应釜组合使用,可以替代动态水热反应釜用于动态水热合成实验。相比较单一动态水热反应釜,改装后的鼓风干燥箱可以在同一条件下进行多批次系列实验,节省了大量的实验时。经本科教学和科学研究大量实验后证明,改造后的设备安全可靠,节约实验时间,简单实用,对本科生产实习和毕业实习的完成起到了重要的作用。