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如何安装木质颗粒炉

颗粒炉是一种易于使用且工艺精湛的传统木质炉灶替代品。以下是安装木质颗粒炉的注意事项和方法。

去年冬天，康涅狄格州的房主 Keith Goodrow 和 Jody Willis 开始寻找降低燃料费用的方法。Goodrow 是一名土木工程师，Willis 是一名兽医，他们每年要花费约 3000 美元购买燃油来取暖和生产热水。为了节省燃料费用，他们决定效仿一位邻居，这位邻居安装了燃烧木质颗粒（确切地说是锯末）的炉灶。

这些清洁燃烧的炉灶是双燃料战略的一部分，该战略正吸引着越来越多注重个人独立、可持续发展和节省成本的房主。与石油和天然气不同，木质颗粒通常在使用地附近生产——这减少了运输过程中的能源消耗——而且它们来自可再生资源。最引人注目的是，这些颗粒是由锯木厂的废料制成的——制造它们无需砍伐树木。

此外，还有成本优势：石油和天然气与全球体系紧密相关，而全球体系对政治动荡和墨西哥湾破坏炼油厂的飓风非常敏感，这两者都可能导致价格飙升。（宾夕法尼亚州立大学维护的在线计算器可以帮助房主比较各种燃料的成本：energy.cas.psu.edu/costcomparator.html。）联邦税收抵免也有助于提高此类炉具的吸引力。纳税人可在2009年或2010年购买并安装效率高达75%的生物质燃烧炉，并获得30%的税收抵免，最高可达1500美元。保留传统系统，房主可以规避风险——有时化石燃料可能比颗粒燃料更便宜。“我们做出这一决定是出于经济考虑，”古德罗说道。他预计，这套炉子的6000美元投资，包括安装和大量燃料采购，将在不到三年的时间内收回成本。

部件

1. 暖风机
将房间内的空气通过热交换器循环回房间。2. 螺旋钻
将木质颗粒从料斗输送到燃料槽。3. 燃料槽
将颗粒从料斗输送到火盆。4.颗粒燃料
是由硬木和软木锯末制成的高能量密度挤压制品。5. 点火器
用电点燃颗粒燃料，无需火柴。

6. 火盆
可容纳约一把燃烧的颗粒燃料。火盆紧靠耐火防火墙和铸铁地板。

安装

1. 带罩通风口为燃烧提供室外空气。这可以防止房屋内形成负压（由燃烧引起）以及将一氧化碳吸入生活区域的风险。

2. 排气接头采用高温硅酮填缝剂密封。

在料斗中

颗粒炉比传统的燃木炉操作更简单，但它肯定不像传统炉子那样无需干预。“我们的整个文化都建立在为消费者提供插上电源即可忘记的产品的基础上，”颗粒供应商 PelletSales.com 的运营副总裁 Dan Freihofer 说道。“但使用颗粒炉需要更多的参与。你必须每天加料，每隔几天清理一次灰烬。典型的拥有者是那些不畏惧任何科技的人——比如工程师或喜欢捣鼓的人。”炉子有两种基本类型：嵌入式（可嵌入壁炉）和独立式（例如 Goodrow 和 Willis 购买的 Lopi Leyden 炉）。这款炉子每小时可产生 45,100 Btu 的热量，大致相当于小型家用锅炉或火炉的输出功率——足以为 2250 平方英尺（约 217 平方米）的居住空间供暖。

房主将颗粒燃料倒入料斗，并调整设置以确定燃料的燃烧速度，从而决定其释放的热量。有些炉子甚至可以连接到壁挂式恒温器，让您可以像使用火炉一样调节温度。炉子运行时，电动螺旋钻会计量燃料进入火罐。燃料被点燃，燃烧产生的高温气体会穿过燃烧室顶部的管状热交换器。这些气体将热量传递给热交换器，然后由排气鼓风机排出室外。房间内的空气被吸入热交换器并加热，然后再排放到室内。

根据燃烧率，炉子可以运行几个小时到一整天，直到料斗需要再次添加燃料。每个颗粒都是高能量密度的锯末挤压物，体积约为直径约1英寸，长度约3/4英寸。普通家庭每个供暖季的用量在2到3吨之间。去年冬天，一吨颗粒燃料（50袋40磅的颗粒燃料）的价格约为200到275美元——前提是你能找到它们。过去几个供暖季，在一些供不应求的地区，颗粒燃料行业陷入了困境。生产商和零售商表示，他们今年已经通过改进生产方法和物流系统解决了这个问题。为了确保万无一失，许多炉灶业主从春季就开始下订单。一些业主开始联合起来，一次性购买整整一拖车的燃料——这样既能降低价格，又能确保气温下降后有颗粒燃料可用。“今年的供应情况看起来好多了，”弗赖霍夫说。“供大于求。”

为了了解这些加热器的安装情况，我拜访了Goodrow and Willis公司，帮助经销商安装他们的Leyden炉——并且尽量不去打扰他们。整个过程其实很简单。首先，来自康涅狄格州普兰茨维尔的Dean’s Stove and Spa的两人团队铺设了一个UL认证的炉床垫，垫高了400磅重的炉子，使其离地面约7.5英寸（约19厘米）。接下来，我们找到了墙柱，并将炉子暂时固定到位，以便确定通风口穿过墙壁的位置，避免碰到墙柱。

确定通风口位置后，我们移动炉子，并钻了一个导向孔作为排气口的中心标记。接下来，我们用石膏板锯切割内墙表面。在室外，我们用往复锯移除木质墙板和护套，并将墙用顶针安装到孔中。这些硬件提供了一个不可燃的表面，以便排气管穿过。我们用基本相同的方法安装了一个新鲜空气进气口，它将为燃烧提供室外空气。然后，我们将所有外部通风口表面固定到墙板上，并用高温密封胶填缝。

回到室内，我们将炉子放在炉床垫上，并连接通风口。新鲜空气通风口通过柔性波纹通风管连接到炉子底部，而刚性金属管则从炉子连接到排气口。最后，我们安装了炉子自带的有线温控器。（为了更加方便，我们也提供无线远程温控器，价格约为 150 美元。）

安装完成后，我们接通炉子的电源，并填充了料斗。螺旋钻将颗粒输送到火盆中，自动点火器点燃了燃料。很快，房间里就充满了温暖。

陶瓷的未来

过去的陶瓷主要具有艺术价值和家庭价值。如今的陶瓷则拥有广泛的工业应用。

电子领域期待着电子设备的微型化。陶瓷工程师将把非功能性的封装部件转变为设备的功能性组件。为了实现这一目标，新的陶瓷材料和新的加工方法将被开发出来。

光纤的发展彻底改变了通信行业。随着组件微型化，光电集成电路也将随之融入。

高温超导体将为磁悬浮车辆、廉价电力和改进的核磁共振成像 (MRI) 打开大门。随着超导体通过薄膜带在传感器和存储设备中的微型应用，超导体的应用将迎来腾飞。

汽车行业已经在一辆汽车中使用了70磅的陶瓷，他们正在寻求陶瓷领域来提供更先进的运动、气体成分、电和热变化传感器；以及用于发动机的轻质、高强度和耐高温部件。出于节能环保的考虑，陶瓷在陶瓷燃料电池、蓄电池、光伏电池和光纤能量传输方面似乎具有可行性。

除了医疗诊断仪器中的陶瓷应用外，生物陶瓷还可用于骨替代和化疗释放胶囊。随着陶瓷材料在强度、非反应性、相容性、寿命、有利于组织生长的孔隙率以及成本降低方面的改进，陶瓷器械的应用将更加广泛。

Innovacera在中国开发出一种新型氮化硼陶瓷材料

Innovacera作为一家技术陶瓷制造商，与中国高校及科研院所的教授或研究人员在陶瓷材料研究方面有着长期的合作。

热压氮化硼组件

7月15日，Innovacera非常荣幸地宣布，一种名为ZSBN的新型氮化硼陶瓷材料已在德国科隆大学（Delta University）和美国科隆大学（Delta College）获得批准。该材料由两位中国大学教授黄教授和陈教授合作开发，他们专注于技术陶瓷材料研究超过10年。

ZSBN氮化硼材料是为满足日益增长的应用需求而开发的，这些应用需要兼具耐高温、优异的抗热震性和耐磨性。它是一种复合材料，融合了热压氮化硼和氧化锆（HPBN+ZrO2>99%）的最佳性能特征，并添加了少量SiO2。

关键特性概述

高温可达1700℃（真空条件）
优异的抗热震性
优异的耐磨性
高机械加工性

关键应用概述

坩埚
铸造工业输送喷嘴
断流环
高温阀门部件
高温轴承

材料特性

材料名称	ZSBN
成分	BN、ZrO2、SiO2
密度(g/cm³)	2.8~2.9
抗弯强度(MPa)	280
抗压强度(MPa)	450
热膨胀系数	4.5×10^-6/℃
热导率 (W/mk)	15

如需了解更多详情，请随时联系我们 sales@innovacera.com

陶瓷材料制成的泵部件

陶瓷材质泵轴

30年前，丹麦格兰富公司率先在其中央供暖循环泵中使用氧化铝陶瓷轴，成为该领域的先驱。点击放大 (171 KB) 从那时起，仅格兰富一家就已使用陶瓷轴和轴承制造了约3000万台泵，其中大部分至今仍在运行——因此，我们可以肯定地说，这些材料在此类应用中表现出色！

图中零件是由纯度为95%的氧化铝制成的泵轴，由Aegis公司供应，用于小型泵。这些泵的用途广泛，从化学品处理到加热水循环、花园池塘和喷泉泵送，甚至还可用于水族馆。图中所示的轴经过无心磨削，直径分别为3.0、4.0和8.0毫米，有些轴具有防旋转功能，有些则没有。有时，泵轴会采用同等级的陶瓷轴承，有时则采用小型塑料轴承或具有非金属接触面的Glacier型复合轴承。其他等级的氧化铝也可供应，但在大多数情况下，95%粉色等级的高强度和低成本使其成为首选。

陶瓷轴和轴承如何工作？
陶瓷轴和轴承在水或工艺流体润滑条件下工作时，其性能优于陶瓷轴承，原因并非陶瓷本身就“优良”，即低摩擦轴承材料——事实并非如此！如果泵干运转，轴承会开始发出尖啸声，最终卡住或损坏。在湿运转条件下，它们性能良好，因为陶瓷轴承和轴非常坚硬，能够研磨并分散进入轴承区域的异物，例如水垢、铁锈或沙粒。为了获得最佳运行条件、轴承的安静性和更长的使用寿命，陶瓷部件的对准度、表面光洁度、圆度和公差必须达到非常高的标准。在这种情况下，轴承以流体动力学的方式工作，一层薄薄的工艺液膜将旋转元件隔开。然而，对于像小型花园喷泉泵这样的应用，即使轴承内部表面未打磨，材料也能很好地工作。虽然不存在流体动力学作用，但表面的边界润滑足以保证相对较长的使用寿命和足够低的摩擦水平。

氧化铝陶瓷轴的特性是什么？
如前所述，氧化铝陶瓷以其极高的硬度而闻名。淬硬钢锉的硬度约为 700 HV。碳化钨钻头的硬度约为 1,400 HV。纯度为95%的氧化铝陶瓷的硬度约为1,600 HV，如果用显微硬度计测量，其内部单个晶体的硬度接近蓝宝石的2,100 HV。
氧化铝陶瓷在抗压状态下也非常坚固。“高强度”钢的抗压屈服强度略高于1,000 MPa。氧化铝陶瓷的抗压强度超过2,000 MPa！遗憾的是，我们很难设计出纯粹在抗压状态下工作的轴，因此更有用的参数是材料的抗弯强度。95%氧化铝的抗弯强度约为330 MPa，与黄铜（300 MPa）或低碳钢（385 MPa）相当，因此它被认为是一种中等强度的材料。
陶瓷的硬度很高。钢的杨氏模量为200 GPa，而氧化铝陶瓷的杨氏模量为350 GPa。这既是陶瓷的优点，也是缺点。这意味着在使用过程中，泵轴的弹性弯曲非常小，从而可以制造出非常精密的泵。但这也意味着，如果泵轴出现错位或弯曲（可能是由于其他部件精度不足），轴在达到预定程度时产生的应力会大得多，甚至可能导致失效。
然而，陶瓷和金属之间最显著的区别在于它们失效时的情况。金属的失效方式具有延展性，例如弯曲、起皱、拉伸或挤压。而陶瓷则不会，它们只会断裂。众所周知，陶瓷的抗冲击性很低，因此，重要的是泵轴的设计必须能够承受泵跌落到坚硬表面时的冲击，或者必须设计得更大尺寸，以便能够承受这种冲击。

陶瓷轴是如何制造的？
陶瓷工艺始于生产化学和物理性能符合要求的粉末。最后的生产步骤是金刚石研磨（可能还需要抛光），以达到所需的公差、几何形状和表面光洁度。在这些阶段之间是成型和烧结过程，将细小的白色粉末变成蓝宝石般坚硬的近乎网状的烧结产品。对于直径 6 毫米及以下的小型实心或管状轴，通常采用挤压成型工艺。
挤压成型时，粉末与少量水混合陶瓷粉末与合适的有机粘合剂混合，然后使用排气螺杆挤出机或间歇式活塞挤出机，通过碳化钨模具挤出成型。该工艺在室温下进行，挤出的陶瓷呈面团状，潮湿时非常易碎。干燥后，陶瓷会变硬，其性质类似于教室里的粉笔；可以使用碳化钨或金刚石刀具进行车削、铣削、钻孔或攻丝，也可以使用砂轮进行成型研磨。
对于直径较大的轴或内部带有台阶的轴，更理想的是使用等静压成型工艺。该工艺使用室温下的干粉，并通过液压将其压成圆柱形。将粉末（以及合适的有机粘合剂）送入圆柱形橡胶袋中，如果轴是管状或带有台阶孔或盲孔，则橡胶袋中可能还装有钢心轴。然后将袋子密封，并在液压油中加压，使粉末在袋子内压实，并压实到心轴上（如有心轴）。减压后，橡胶袋恢复正常形状，即可取出压坯。对于大规模生产，可使用自动等静压机，每小时可生产超过1000个压坯。压坯通常形状较为不规则，尤其是在端部附近，因此需要通过车削或成型研磨进行毛坯加工，有时还需要进行预烧以增强零件强度。
成型至近净形状后，在约1600°C的温度下进行烧结，烧结炉循环时间约为36小时。在此烧结过程中，材料的密度增加约60%，各维度收缩约20%，并最终获得其机械和化学性能。在烧结过程中，材料会变得非常塑性，这意味着除非采用特殊技术保持杆身笔直，否则杆身在烧结过程中容易弯曲。
烧结后的轴现在必须经过至少一道金刚石磨削工序，才能达到所需的精度。通常，该工序在无心贯穿式进给机床上进行，并使用尽可能长的金刚石砂轮。由于每次磨削只能去除相对较少的材料，因此需要在机床上进行多次磨削。此阶段的直径公差对于轻载产品来说可能低至±0.02毫米，而对于最佳性能来说则可能严格至5微米。轴的超精加工可能是最终工序，以将表面质量提升至抛光表面并提高轴的圆度。该材料能够实现低至0.05微米Ra的表面光洁度，但通常0.2微米Ra是所需的最精细光洁度。

陶瓷轴的成本是多少？
氧化铝粉末是一种相对便宜的材料，但制造一根成品轴所需的众多生产工序表明，原材料成本并不能准确反映最终产品的成本。成品陶瓷轴的价格范围从0.30英镑（小型、仅磨削，批量生产5万根）到几英镑（大型、高精度、小批量生产）不等。
最佳性价比体现在：

避免轴外径的直径变化。可以采用直径减小的区域或台阶，但请记住，为了提高成本效益，需要采用贯穿式无心磨削。直径减小的区域或台阶的直径公差更大，并且可能与磨削表面偏心。
尽量缩短轴的长度，使其与其功能相称。
长度公差应为±1.5%或更大，以避免端部研磨的必要性。
直径小于5毫米时，减小轴的尺寸并不一定意味着更便宜，因为小直径产品的研磨速度要慢得多。
对于等径压制产品，应尽可能多地内置内部设计特征，因为一旦模具成型，这些特征就“免费”了。
避免对防旋转平面施加严格的公差，以便可以在烧结前进行加工。
避免在较小直径的轴上指定倒角，因为研磨过程会使它们变得不平整。可以以较低的成本提供较小的滚磨半径来消除尖角。

INNOVACERA工厂成为Black&Decker陶瓷盘供应商

8月20日，INNOVACERA工厂被百得公司（Black & Decker）选为陶瓷片长期战略供应商。

百得公司是全球500强企业之一，在电动工具及相关配件、家用五金、紧固件等领域的研发、设计和制造方面拥有领先地位。其产品在100多个国家享有盛誉，市场占有率极高。2006年7月，百得公司投资750万美元，在厦门建立了其在中国的首个生产基地（也是全球第12个生产基地）。新工厂主要生产家用五金产品，尤其是水龙头，而水龙头对陶瓷片的需求量巨大。

陶瓷片是水龙头的关键部件。陶瓷盘是英诺华（INNOVACERA）的主打产品之一，拥有三条生产线，月产量达8吨。其标准材质为96%氧化铝。

英诺华陶瓷盘具有以下优势：
1. 密封性能优异，零泄漏。
2. 高硬度，耐磨损。
3. 优异的耐腐蚀性能。
4. 使用寿命长，超过80万次旋转。

自去年8月以来，英诺华与百得（Black&Decker）的合作已持续12个月。在过去的12个月中，百得厦门分公司及总部的技术工程师和总经理共计3次到访英诺华工厂，测试了4批不同规格的陶瓷盘，评估结果令人满意。此外，双方还就付款条件、质量保证、保修条款等进行了磋商，并最终达成一致。

作为获得ISO认证的制造商，INNOVACERA在各个生产环节，尤其是质量控制体系方面管理完善，并得到了百得公司的充分认可。

百得公司首批批量订单现已投入生产。INNOVACERA计划新增两条生产线，以确保产能和交付能力。

随着百得公司订单的稳定增长，预计年产值有望翻番。

高铝陶瓷绝缘体是新型火花塞的核心

Sure Fire Plus 火花塞采用高铝绝缘材料，可提供更高的电压而不会发生电气击穿，并能适应现代汽油发动机更紧凑的封装窗口。

总部位于密歇根州南菲尔德的联邦莫古尔公司 (Federal-Mogul Corp.) 是一家汽车原厂 (OEM) 和售后市场零部件及系统供应商，该公司推出了一款新型高性能火花塞，该火花塞采用高铝绝缘材料，使其能够满足现代高输出汽油发动机日益增长的热量、电压和其他要求。

据新闻稿称，该公司的 SureFire Plus 火花塞可提供更高的电压，延长火花塞寿命，并可高效地装入日益拥挤的发动机气缸盖中。

现代汽油发动机技术的趋势包括在降低二氧化碳排放的同时保持或提高性能。小型化且高压缩比的发动机在燃烧过程中会产生更高的峰值温度和压力，并使用更稀薄的空气-燃料混合物和更难点燃的替代燃料。据新闻稿称，所有这些因素都会增加能量需求，从而增加火花塞所需的电压。此外，由于气缸直径减小、每缸气门增多以及燃油直喷技术的应用，火花塞在气缸盖中的空间也随之减少，这些变化促使辉门公司开发出一种更好的绝缘材料，以实现高压点火，并使其体积更小。

产品点火工程总监 Rich Keller 表示，新款火花塞可承受 42 kV 或更高的电压，而上一代火花塞的电压仅为 36 kV。“陶瓷绝缘体是电极之间的唯一屏障，”Keller 在新闻稿中说道。 “它迫使火花塞跳过间隙，从而引发燃烧。我们在 SureFire Plus 火花塞中实现了前所未有的陶瓷性能，这使得新一代点火系统能够在更小的封装内提供更高的能量和更持久的使用寿命。”

Keller 表示，缩小绝缘体尺寸也意义重大。“传统上，火花塞采用 14 毫米螺纹体，”他解释道。“如今，大多数新发动机都采用 12 毫米螺纹体。未来，我们预计绝缘体尺寸将达到 10 毫米。”

据新闻稿称，火花塞绝缘体通常由 95% 的氧化铝和 5% 的玻璃制成的材料制成。新型火花塞的绝缘体材料几乎是纯氧化铝，并掺杂了少量其他氧化物，旨在提高高温分流电阻并最大限度地减少通过陶瓷的电流泄漏。

Keller 表示，先进的绝缘体材料需要改进加工方法和设备。 “在生产 SureFire Plus 火花塞时，我们的压制压力已从 8,500 psi 提升至 30,000 psi，”他解释道。“我们还对坯料进行热处理，以确保在搬运过程中不会损坏它们。”

目前，公司正在试生产这种新型火花塞；大批量生产预计将于 2014 年 5 月开始。据新闻稿称，辉门公司还预计这种正在申请专利的材料将应用于汽车以外的领域，例如压缩天然气市场。