Huber加熱循環器是一種集精確控溫、循環泵送和溫度均勻化功能于一體的實驗室及工業設備,廣泛應用于化學合成、材料測試、生物制藥等領域,為反應體系提供穩定可控的熱環境。其核心設計圍繞“加熱-循環-控溫”三大模塊,通過閉環控制系統實現溫度的動態平衡。
加熱模塊采用高導熱合金電阻絲或陶瓷加熱片,配合智能PID算法,可實現-80℃至300℃的寬溫域調節(部分型號支持400℃以上)。循環系統由耐腐蝕離心泵驅動,通過硅膠管或不銹鋼管道將導熱介質(如硅油、水或乙二醇混合液)輸送至反應容器,形成強制對流循環,確保熱傳遞效率達95%以上。溫度傳感器(通常為PT100鉑電阻)實時監測介質溫度,反饋至微處理器調整加熱功率,實現±0.01℃的高精度控溫(實驗室級設備)。
一、溫度控制與核心驅動系統
控制器(Control Unit/HMI):
功能:設備的“大腦”,負責設定溫度、監控運行狀態、執行控制算法(如PID)、顯示參數和報警。
組成:通常包括微處理器、觸摸屏或顯示屏、操作按鍵。
特點:支持程序控溫、遠程通訊(USB,Ethernet,RS232)、數據記錄等功能。
加熱系統:
加熱元件:通常是浸入式電加熱管(Immersion Heater),功率高、響應快、壽命長。
控制方式:通過固態繼電器(SSR)或可控硅(SCR)實現無級功率調節,確保升溫平穩、控溫精確。
制冷系統(適用于加熱制冷一體機型)
壓縮機(Compressor):制冷循環的動力源,將低溫低壓氣態制冷劑壓縮成高溫高壓氣體。
冷凝器(Condenser):
風冷式:通過風扇強制空氣冷卻制冷劑。
水冷式:通過冷卻水帶走熱量。
膨脹閥/毛細管(Expansion Valve/Capillary Tube):節流降壓,使高壓液態制冷劑變為低壓低溫濕蒸汽。
蒸發器(Evaporator):制冷劑在此吸收導熱液的熱量而蒸發,實現降溫。通常為盤管式,浸沒在循環液中。
二、循環與流體管理系統
循環泵(Circulation Pump):
功能:提供動力,驅動導熱液在設備內部和外部回路中循環。
類型:多為離心泵或磁力驅動泵(無密封,防泄漏)。
特點:耐高低溫、耐化學腐蝕、流量穩定、噪音低。
儲液罐(Expansion Tank/Bath Chamber):
功能:容納導熱液,作為液體的儲存和緩沖空間。
結構:通常帶有液位計、加液口、排液閥和溢流口。
材質:不銹鋼(如316L),耐腐蝕。
循環管路(Piping&Hoses):
連接設備內部各部件以及外部負載的管道或軟管。
材質需耐溫、耐壓、耐化學腐蝕(如不銹鋼、特氟龍PTFE、EPDM橡膠)。
過濾器(Filter):
安裝在泵的入口處,過濾導熱液中的顆粒雜質,保護泵和換熱器。
可拆卸清洗或更換。
三、傳感器與安全保護系統
溫度傳感器:
主傳感器:通常為Pt100或Pt1000鉑電阻溫度計,安裝在流體出口處,用于精確測量和反饋實際溫度。
輔助傳感器:可能有多個,用于監測不同位置(如加熱區、制冷區)的溫度。
安全保護裝置:
過溫保護(Over-Temperature Protection):獨立于主控系統的雙金屬或電子溫控器,當溫度失控時自動切斷加熱電源。
低液位保護(Low-Level Protection):液位開關或傳感器,液位過低時停機,防止干燒。
壓力/流量開關(部分型號):監測系統壓力或流量異常。
漏電保護:保障電氣安全。
四、外部接口與輔助組件
快速接頭(Quick Connectors):
設備前后通常配有進液口(IN)和出液口(OUT)的快速接頭,方便與外部設備連接和斷開。
排氣閥(Vent Valve):
位于系統最高點,用于在加液后排出管路中的空氣,避免氣阻。
外殼與機架:
支撐和保護內部組件,提供良好的散熱和電磁屏蔽。
設計符合人體工程學,便于操作和維護。
通訊接口:
如USB、RS232、Ethernet、模擬輸出(4-20mA/0-10V),用于連接電腦、PLC或其他控制系統,實現遠程監控和數據采集。
五、工作介質(導熱液)
雖然不是設備的“硬件”部分,但導熱液是系統不可少的組成部分。
常見類型:
硅油(Silicone Oil):寬溫域(-50°C~200°C+),化學惰性好。
乙二醇水溶液:適用于低溫(-20°C~100°C),防凍。
芳香烴油:高溫專用(>200°C)。
選擇原則:根據工作溫度范圍、粘度、化學兼容性和安全性選擇。