真空箱设备及其控制方法与流程

本发明属于换热器辅助加工设备技术领域，具体涉及一种真空箱设备及其控制方法。

背景技术：

现有空调换热器生产过程中，采用真空箱设备对换热器进行脱脂烘干处理。真空箱设备烘干是将换热器输送入干燥场，使换热器处于负压状态下，对换热器进行干燥的一种方式，它利用真空泵抽真空，使箱体内形成真空度状态，箱内加热源温度控制在60℃-100℃之间，降低换热器铜管内挥发油沸点，加快脱脂烘干速度。

在实际的操作过程中，由于真空箱体内上部温度高，中下部温度低，导致温度场不均匀，工件烘干时，箱内中下部工件难以烘干，当完成工件烘干时，会耗费大量额外能源。

技术实现要素：

因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种真空箱设备及其控制方法，能够提供更加均匀的温度场，耗费较小的能源实现工件的烘干操作。

为了解决上述问题，本发明提供一种真空箱设备，包括真空箱体、循环管路、循环风机和加热设备，加热设备包括底部加热器和顶部加热器，底部加热器位于真空箱体的底部，顶部加热器位于真空箱体的顶部，循环风机设置在循环管路上，并通过循环管路与真空箱体连接，形成风路循环，底部加热器和顶部加热器各自独立控制。

优选地，循环管路包括出风管路和回风管路，出风管路连接至真空箱体的顶壁，回风管路连接至真空箱体的侧壁上。

优选地，顶部加热器设置在真空箱体外，并对出风管路内的空气进行加热；或，顶部加热器设置在真空箱体内，并位于真空箱体的出风口处。

优选地，底部加热器位于真空箱体内，并设置在真空箱体的底壁上。

优选地，回风管路为两个，两个回风管路的一端连接至循环风机，另一端分别连接至真空箱体的两个相对侧。

优选地，真空箱体内还设置有侧部加热器，侧部加热器设置在真空箱体的至少一侧。

优选地，侧部加热器为两个，分别设置在真空箱体的两个相对侧，并与底部加热器和顶部加热器相配合，对待加热工件形成上下左右四个方位的加热。

优选地，真空箱体内的顶部和底部分别设置有温度传感器，真空箱设备根据温度传感器检测到的温度对底部加热器和顶部加热器进行温度调节。

优选地，底部加热器和顶部加热器均为红外发热管。

优选地，真空箱设备还包括真空泵组，真空泵组用于对真空箱体进行抽真空。

根据本发明的另一方面，提供了一种上述的真空箱设备的控制方法，包括：

检测工件是否到位；

当检测到工件到位后，启动循环风机；

启动底部加热器和顶部加热器，并设定箱内目标温度；

对真空箱体内抽真空，直至真空箱体内真空度达到预设真空度；

分别对顶部加热器和底部加热器进行控制，直至箱内顶部温度和箱内底部温度均达到预设温度范围。

优选地，分别对顶部加热器和底部加热器进行控制，直至箱内顶部温度和箱内底部温度均达到预设温度范围的步骤包括：

关闭顶部加热器，通过底部加热器对真空箱体的顶部和底部进行加热；

当检测到箱体底部温度达到预设温度范围时，关闭底部加热器。

优选地，当真空箱设备还包括两个侧部加热器时，当检测到工件到位后，启动循环风机的步骤之后还包括，启动侧部加热器。

优选地，分别对顶部加热器和底部加热器进行控制，直至箱内顶部温度和箱内底部温度均达到预设温度范围的步骤还包括：

在关闭顶部加热器的同时，将真空箱体第一侧的侧部加热器的发热功率调整为a％；

将真空箱体第一侧的温度加热到预设温度范围；

将位于第一侧的侧部加热器的发热功率调整为b％；

将真空箱体第一侧的温度加热到箱内目标温度；

关闭第一侧的侧部加热器。

优选地，分别对顶部加热器和底部加热器进行控制，直至箱内顶部温度和箱内底部温度均达到预设温度范围的步骤还包括：

在关闭顶部加热器的同时，将真空箱体第二侧的侧部加热器的发热功率调整为a％；

将真空箱体第二侧的温度加热到预设温度范围；

将位于第二侧的侧部加热器的发热功率调整为b％；

将真空箱体第二侧的温度加热到箱内目标温度；

关闭第二侧的侧部加热器。

优选地，在关闭底部加热器的步骤之后，还包括：

通过侧部加热器对真空箱体的顶部和底部进行加热，使得真空箱体内的顶部温度和底部温度达到箱内目标温度。

本发明提供的真空箱设备，包括真空箱体、循环管路、循环风机和加热设备，加热设备包括底部加热器和顶部加热器，底部加热器位于真空箱体的底部，顶部加热器位于真空箱体的顶部，循环风机设置在循环管路上，并通过循环管路与真空箱体连接，形成风路循环，底部加热器和顶部加热器各自独立控制。该真空箱设备分别对底部加热器和顶部加热器进行独立控制，因此能够根据真空箱体内的温度分布分别调整底部加热器和顶部加热器的加热功率，从而利用底部热量向上传递的特点通过底部加热器的传递热量对箱体顶部进行加热，通过控制底部加热器和顶部加热器的温度实现箱体内部的温度场分布均匀，既能够避免箱内真空状态气流不循环，热传导差，导致箱体上部温度高，中下部温度低，出现真空箱体内温度场不均匀的问题，而且能够根据真空箱体内的温度分布状况合理分配底部加热器和顶部加热器的加热功率，因此能够有效提高底部加热器和顶部加热器的热量利用效率，耗费较小的能源实现工件的烘干操作。

附图说明

图1为本发明实施例的真空箱设备的结构示意图；

图2为本发明实施例的真空箱设备的工作状态示意图；

图3为本发明实施例的真空箱设备的温度区域分布图；

图4为本发明实施例的真空箱设备的控制方法流程图；

图5为本发明实施例与现有技术的温度加温曲线对比图。

附图标记表示为：

1、真空箱体；2、循环风机；3、底部加热器；4、顶部加热器；5、出风管路；6、回风管路；7、侧部加热器；8、温度传感器；9、工件。

具体实施方式

结合参见图1至图3所示，根据本发明的实施例，真空箱设备包括真空箱体1、循环管路、循环风机2和加热设备，加热设备包括底部加热器3和顶部加热器4，底部加热器3位于真空箱体1的底部，顶部加热器4位于真空箱体1的顶部，循环风机2设置在循环管路上，并通过循环管路与真空箱体1连接，形成风路循环，底部加热器3和顶部加热器4各自独立控制。

该真空箱设备分别对底部加热器3和顶部加热器4进行独立控制，因此能够根据真空箱体1内的温度分布分别调整底部加热器3和顶部加热器4的加热功率，从而利用底部热量向上传递的特点通过底部加热器3的传递热量对箱体顶部进行加热，通过控制底部加热器3和顶部加热器4的温度实现箱体内部的温度场分布均匀，既能够避免箱内真空状态气流不循环，热传导差，导致箱体上部温度高，中下部温度低，出现真空箱体1内温度场不均匀的问题，而且能够根据真空箱体1内的温度分布状况合理分配底部加热器3和顶部加热器4的加热功率，因此能够有效提高底部加热器3和顶部加热器4的热量利用效率，耗费较小的能源实现工件9的烘干操作。上述的工件9例如为空调换热器。

循环管路包括出风管路5和回风管路6，出风管路5连接至真空箱体1的顶壁，回风管路6连接至真空箱体1的侧壁上。一般而言，热空气会上升，冷空气会下降，因此，将出风管路5连接在真空箱体1的顶壁，回风管路6连接在真空箱体1的侧壁上，在进行空气循环时，顶部的高温空气能够继续流回至箱体内，并对箱体底部温度较低的部位进行加热，提高热量利用效率，同时也可以避免顶部温度局部过热。

顶部加热器4设置在真空箱体1外，并对出风管路5内的空气进行加热；或，顶部加热器4设置在真空箱体1内，并位于真空箱体1的出风口处。顶部加热器4可以设置在真空箱体1的内部或者外部，可以根据需要进行设置，设置方式更加灵活。

底部加热器3位于真空箱体1内，并设置在真空箱体1的底壁上。将底部加热器3设置在真空箱体1内，一方面便于进行底部加热器3的设置，另一方面能够使底部加热器3的热量更好地释放在真空箱体1内，从而使得热量上升的过程，能够更好地对工件9进行加热，更加充分地利用底部加热器3的热量。

回风管路6为两个，两个回风管路6的一端连接至循环风机2，另一端分别连接至真空箱体1的两个相对侧。采用两个回风管路6相对设置，不仅可以增大真空箱体1内的空气流动循环，提高空气流动效率，提高换热效率，而且还可以使得从两个回风管路6流出的空气形成对流，从而使得空气能够与工件9之间进行更加充分的换热。

真空箱体1内还设置有侧部加热器7，侧部加热器7设置在真空箱体1的至少一侧。由于顶部加热器4主要用于对真空箱体1的顶部进行加热，底部加热器3主要用于对真空箱体1的底部进行加热，虽然底部加热器3所产生的热量在上行的过程中也能够对工件9中部进行加热，然而对于换热器等立体结构的工件9而言，底部加热器3所产生的热量对工件9的加热并不充分，使得换热器上的热量分布难以均匀，加热脱脂效果会受到影响。通过设置侧部加热器7，能够针对工件9的中部进行加热，从而使得工件9的各个方位均能够得到充分加热，更加容易形成均匀温度场，提高对工件9的加热脱脂效率和效果。

在本实施中，侧部加热器7为两个，分别设置在真空箱体1的两个相对侧，并与底部加热器3和顶部加热器4相配合，对待加热工件9形成上下左右四个方位的加热，能够进一步提升对工件9的加热效率，在真空箱体1内为真空的情况下，仍然可以使得真空箱体1内的工件9被充分加热，且各个方位的受热更加均匀，更加有利于形成均匀温度场。优选地，两个侧部加热器7也是分别单独控制，从而实现真空箱体1的四个面都是独立控制，可以根据实际的温度单独对每个加热器进行调节，使得温度调节更加合理，温度分布更加均匀。

真空箱体1内的顶部和底部分别设置有温度传感器8，真空箱设备根据温度传感器8检测到的温度对底部加热器3和顶部加热器4进行温度调节。在真空箱体1的两个侧壁上也分别设置有温度传感器8，用于对真空箱体1的侧部进行加热。

底部加热器3和顶部加热器4均为红外发热管。

真空箱设备还包括真空泵组，真空泵组用于对真空箱体1进行抽真空。

结合参见图4所示，根据本发明的实施例，上述的真空箱设备的控制方法包括：检测工件9是否到位；当检测到工件9到位后，启动循环风机2；启动底部加热器3和顶部加热器4，并设定箱内目标温度；对真空箱体1内抽真空，直至真空箱体1内真空度达到预设真空度；分别对顶部加热器4和底部加热器3进行控制，直至箱内顶部温度和箱内底部温度均达到预设温度范围。

当工件9为换热器时，通过对真空箱体1内抽真空，可以降低换热器铜管内挥发油的沸点，从而只需要将箱内温度加热至较低温度时，就能够使换热器铜管上的挥发油达到沸点挥发，因此能够减少加热功率，降低能量耗费，加快换热器的脱脂烘干速度。

通过对顶部加热器4和底部加热器3分别进行控制，能够根据真空箱体1内的温度状况自动调整加热器的功率，从而避免真空箱体1的顶部热量过于集中导致顶部温度高，底部温度低的问题，实现真空箱体1内各区域温度场均匀度在设定范围内，使得真空箱体1内的温度场分布更加均匀，提高换热器的脱脂烘干效率，提高能源利用率。

分别对顶部加热器4和底部加热器3进行控制，直至箱内顶部温度和箱内底部温度均达到预设温度范围的步骤包括：关闭顶部加热器4，通过底部加热器3对真空箱体1的顶部和底部进行加热；当检测到箱体底部温度达到预设温度范围时，关闭底部加热器3。

当箱体顶部温度接近设定值时，箱体顶部的发热管调低功率，顶部的温度减慢升温，而底部的发热管功率保持100％，将保持温升速度，同时底部的热量上行，对顶部进行加温，由于顶部温升是靠底部传递热量，因此能够有效避免顶部温度过高，底部温度过低的问题，能够实现上下温度均匀。当箱内上下部温度保持平衡后，顶部及底部的发热管功率将调整到50％以下，从而使得真空箱体1内的温度场分布保持均匀。

当真空箱设备还包括两个侧部加热器7时，当检测到工件9到位后，启动循环风机2的步骤之后还包括，启动侧部加热器7。通过设置侧部加热器7，能够针对工件9的中部进行加热，从而使得工件9的各个方位均能够得到充分加热，更加容易形成均匀温度场，提高对工件9的加热脱脂效率和效果。

分别对顶部加热器4和底部加热器3进行控制，直至箱内顶部温度和箱内底部温度均达到预设温度范围的步骤还包括：在关闭顶部加热器4的同时，将真空箱体1第一侧的侧部加热器7的发热功率调整为a％；将真空箱体1第一侧的温度加热到预设温度范围；将位于第一侧的侧部加热器7的发热功率调整为b％；将真空箱体1第一侧的温度加热到箱内目标温度；关闭第一侧的侧部加热器7。此处的a为80，b为50。当关闭顶部加热器4时，此时可以同时通过侧部加热器7和底部加热器3对顶部进行加热，由于侧部加热器7和底部加热器3的热量均向上传递，因此底部的热量利用率最低，此时需要降低侧部加热器7的加热功率至80％，同时使得底部加热器3的加热功率保持100％运行，保证底部的加热温升与侧部和顶部保持一致。当真空箱体1的第一侧的温度加热到预设温度范围之后，此时箱内温度与箱内目标温度之间的差值较小，可以关闭底部加热器3，同时降低侧部加热器7的加热功率，利用侧部加热器7同时对箱内的各个温度区域进行加热，最终实现真空箱体1内温度场均匀分布的。

分别对顶部加热器4和底部加热器3进行控制，直至箱内顶部温度和箱内底部温度均达到预设温度范围的步骤还包括：在关闭顶部加热器4的同时，将真空箱体1第二侧的侧部加热器7的发热功率调整为a％；将真空箱体1第二侧的温度加热到预设温度范围；将位于第二侧的侧部加热器7的发热功率调整为b％；将真空箱体1第二侧的温度加热到箱内目标温度；关闭第二侧的侧部加热器7。此处的a为80，b为50。第二侧的侧部加热器的控制方式与第一侧的侧部加热器的控制方式相同，此处不再详述。

在关闭底部加热器3的步骤之后，还包括：通过侧部加热器7对真空箱体1的顶部和底部进行加热，使得真空箱体1内的顶部温度和底部温度达到箱内目标温度。

结合参见图5所示，图中l为现有技术中的温度加温曲线图，s为本申请的温度加温曲线图，在采用本申请的上述方案之后，真空箱内加热系统启动，工件9加温30分钟，温度曲线记录恒温为85℃±5°，满足换热器铜管内挥发油沸点，加快脱脂烘干。

下面对本申请的真空箱设备的控制方法进行说明：

首先将真空箱体1内的工件9设置到位，然后启动真空箱体1内的循环风机2，启动箱内加热设备，加热设备包括底部发热管、顶部发热管、左侧发热管和右侧发热管，设定箱内目标温度为85℃，然后启动真空泵组，对真空箱体1内进行抽真空，检测真空箱体1内的真空度，当箱内真空度＜150帕时，继续对真空箱体1抽真空，同时控制左侧发热管打开功率100％，右侧发热管打开功率100％，顶部发热管打开功率100％，底部发热管打开功率100％，之后检测箱内顶部温度，当箱内顶部温度达到75℃时，关闭顶部发热管，同时控制左侧发热管和右侧发热管打开功率80％，保持底部发热管打开功率100％，之后分别对底部温度、箱内左侧部温度和箱内右侧部温度进行检测，当检测到底部温度＝83±5℃时，关闭底部发热管，利用左侧发热管和右侧发热管同时对底部和顶部进行加热，直至箱内的顶部和底部均达到箱内目标温度85±5℃；当检测到箱内左侧部温度＝83±5℃时，控制左侧发热管打开功率50，直至箱内左侧部温度达到箱内目标温度85±5℃，然后关闭左侧发热管，之后箱内左侧部温度在被换热器吸收以及损失部分之后，使得箱内左侧部温度保持在83±5℃；当检测到箱内右侧部温度＝83±5℃时，控制右侧发热管打开功率50，直至箱内右侧部温度达到箱内目标温度85±5℃，然后关闭右侧发热管，之后箱内右侧部温度在被换热器吸收以及损失部分之后，使得箱内右侧部温度保持在83±5℃。在箱内左侧发热管和右侧发热管工作过程中，也会同时对底部和顶部进行加热，使得箱内顶部和底部温度最终保持在83±5℃范围内。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。