Тигельді индукциялық пеш: жұмыс принципі, диаграммасы және шолулары

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-17 10:33

Қазіргі заманғы өндірісте қолжетімді электронды және оқшаулағыш компоненттердің пайда болуына байланысты индукциялық жылытуды қолдану саласы барған сайын кеңейіп келеді. Бұл технология металлургияда ғана емес, тұрмыстық техниканы жасауда да қолданылады.

Индукциялық қыздыру принципі

Индукциялық пештің жұмысы энергия алмасудың трансформаторлық принципіне негізделген. Индуктор мыс түтіктен жасалған, содан кейін ол көп айналымды катушкаға айналады. Индуктордың бастапқы тізбегіне айнымалы ток беріледі, бұл оның айналасында айнымалы магнит өрісінің пайда болуына әкеледі. Индуктордың ішіне орналастырылған денедегі магнит өрісінің әсерінен электр өрісі пайда болады, ол кейіннен қыздыру процесіне әкеледі. Индукциялық тигельді балқыту пеші өндіретін қуат және сәйкесінше жылу айнымалы магнит өрісінің жиілігіне тікелей тәуелді. Сондықтан тиімді жұмыс істеу үшін пешке жоғары жиілікті ток қажет.

Индукциялық пештерді қолдану

Индукцияқыздыру кез келген материалмен жұмыс істеу үшін пайдаланылуы мүмкін: металл, шлак, газ және т.б. Оны пайдаланудың басты артықшылығы - байланыссыз жылу беру. Сондай-ақ, индукциялық қыздыру кез келген дерлік қыздыру жылдамдығына қол жеткізуге мүмкіндік береді - бәрі пешті тамақтандыратын генератордың қуатына байланысты. Мұндай қыздыру кезінде жылу шығыны аз. Пеште затты қыздыруға болатын максималды температура тек отқа төзімді материалдың қарсылығымен шектеледі. Қыздырылған материалға жанаспайтын жылу беру процесі вакуумдық ортада қыздыруға мүмкіндік береді.

Металлургтердің пікірлері бойынша индукциялық пештердің қолданылу аясы бар кемшіліктерге байланысты біршама шектелген. Тигельді пештің кемшіліктеріне мыналар жатады:

• электр жабдығының жоғары бағасы;
• тазалау процесін қиындататын суық шлактар;
• Балқымалар арасындағы температура көтерілуі кезінде төсемнің тұрақтылығы төмендеді.

Тигельді индукциялық пештің схемасы

Индукциялық тигельді пештің құрылымы келесідей.

Пештің негізгі элементі қақпақпен (1) жабылған тигель (7) болып табылады. Тигель көп айналымды катушка түрінде жасалған қыздыру индукторының (3) ішінде орналасқан. Орам - мыс түтік, оның ішінде салқындату үшін су үнемі айналады. Индуктордан шыққан магнит ағыны арнайы трансформаторлық болаттан жасалған магниттік тізбектер (4) арқылы өтеді. Бұрылмалы жинақ (2) бөтелкеге құю кезінде пешті еңкейту үшін қарастырылғанбалқытылған сұйықтық. Пеш мелло құрылымына (5) орнатылған. Салқындату суды салқындату түтіктерімен (6) орындалады. Көмекші платформа (8) пешке қызмет көрсету үшін пайдаланылады.

Сонымен қатар тигельді пештің схемасына трансформатор, конденсаторлар, басқару блогы және газ айдау жүйесі кіреді. Тигельді электр пеші 50 Гц жиіліктегі токтармен қоректенеді.

Ішкі құрылымдық элементтердің ерекшеліктері

Көбінесе индуктор дөңгелек түтіктен жасалған. Бірақ дөңгелек мыс түтік қолданылмайтын жағдайлар бар. Белгілі бір жағдайларда профильді элементтер индукциялық тигельді пешті жобалау үшін қолданылады, соның арқасында ағып кету магнит ағыны азаяды. Индукторлық түтіктер бір-бірінен арнайы лакпен сіңдірілген шыны талшықпен оқшауланған. Қорғалған бұрылыстар диэлектрлік материалдан жасалған блоктармен қысылады. Орамның ішіне орналастырылған индуктор мен тигель отқа төзімді кірпіштен немесе ыстыққа төзімді бетоннан жасалған паллетке орнатылады. Өндірістік жағдайларда тигельді дайындау процесі тікелей пеште өтеді. Бұл жағдайда жинақталған күйдегі индуктор паллетке орнатылып, асбестпен оқшауланады. Осыдан кейін паллет отқа төзімді ұнтақпен толтырылады, ол пневматикалық қондырғының көмегімен тығыздалады. Астыңғы жағында орнатылған шаблон мен индуктор арасындағы саңылау отқа төзімді ұнтақтармен толтырылған.

Индуктордың үстіндегі аймақтың төсемі отқа төзімді кірпішпен қамтамасыз етілген. Жағасы мен ағызу құбыры да қапталғанотқа төзімді кірпіш. Индукциялық тигельді пештің жұмысы ең қиын жағдайларда жүреді, сондықтан қолданылатын ыстыққа төзімді материалдардың сапасына жоғары талаптар қойылады. Қаптаманың төзімділігіне отқа төзімді массаның құрамы, жұмыс режимі және электр тогының қолданылатын жиілігі әсер етеді. Әдетте, тигель 100 балқымаға дейін шыдайды, содан кейін істен шығады.

Сыртқы элементтердің дизайны

Балқытатын тигель пешінің қаңқасы оның барлық элементтері бекітілетін негіз болып табылады. Ірі өнеркәсіптік құрылғыларда рамка қатты қаптаманың пішініне ие. Раманың барлық бөліктері индуктордың электромагниттік өрісінің оларға әсер етуіне байланысты жоғары беріктікке ие болуы керек. Белгілі бір жағдайларда қабықшаны пештегі материал сияқты қыздыруға болады. Жылытуды азайту үшін раманы өткізбейтін материалдардан жасау ұтымды. Дегенмен, диэлектрлік материалдар қымбат болғандықтан, жақтау материалы әдетте болат болып табылады. Болат құрылымы бірнеше элементтерге бөлінеді, олар өз кезегінде бір-бірінен оқшауланады. Экрандар кадрдың жанында электромагниттік өрісті азайту үшін қолданылады. Индуктор мен пештің корпусы арасында қорғаныс экраны орнатылған. Экран цилиндр тәрізді және алюминийден немесе мыстан жасалған.

Айналмалы - маңызды дизайн элементі. Айналу механизміне қойылатын негізгі талап - металды толығымен төгу үшін бейімділікті қамтамасыз ету. Айналу механизмдерін әртүрлі қолдануға болады. Шағын пештер қолмен немесе электрмен жұмыс істейдіжүкшығыр. Өнеркәсіптік пештер арқалық кранның көмегімен еңкейтіледі. Үлкен сыйымдылықтағы пештерді гидравликалық еңкейткіш жетекпен жабдықтауға болады.

Тигельді балқыту пешін жабатын қақпақ құрылғы ішіндегі температураны жоғары деңгейде ұстауға қызмет етеді. Бірақ шихта толығымен ерігеннен кейін ғана пешті жабуға болатынын ескерсек, қақпақты пайдалану міндетті емес.

Өз қолыңызбен пеш жасау

Индукциялық пештер өнеркәсіпте ғана емес, күнделікті өмірде де кеңінен қолданылады. Сіз үйде жасалған көптеген құрылғылардың схемаларын таба аласыз, бірақ олардың кейбіреулері, ең жақсы жағдайда, жай жұмыс істемейді, ал ең нашар жағдайда, олар жасаушының денсаулығына зиян тигізеді. Көптеген жанкүйерлер мұндай зардаптар туралы ескертеді. Күнделікті өмірде индукциялық қыздыру әдісі келесі құрылғыларда қолданылады:

• арналы металл балқыту пеші;
• тигельді индукциялық пеш - дизайндағы ең қарапайым, сондықтан пікірлерге қарағанда, энтузиастар арасында ең танымал;
• индукциялық әдіс негізіндегі су жылыту қазандығы;
• танымал газ плиталарымен бәсекелесетін индукциялық плиталар.

Арналы пеш

Пештің бұл түрі жоғары сапалы шойын алу үшін, сондай-ақ дуралюминий мен түсті арнайы қорытпаларды балқыту үшін қолданылады. Қуаты 3 кВт-қа дейінгі арна пеші дәнекерлеу трансформаторынан тәуелсіз жасалады, оның жиілігі өнеркәсіптікке сәйкес келеді. Бұл пеш еридісалмағы жарты килограммға дейінгі қола немесе мыс дайындамасы. Арна пеші сондай-ақ дуралюминийді қайта балқытуға мүмкіндік береді, бірақ балқытудан кейін «қартаю» процесі жүруі керек екенін ескеру керек. Бұл процестің уақыты 2 аптаға дейін созылуы мүмкін және қорытпаның құрамына байланысты.

Пешті дайындау үшін дәнекерлеу трансформаторының бастапқы орамасы өзгеріссіз қалдырылады, ал екінші реттік ораманың орнына сақина тәрізді тигель қойылады. Шағын арналы пештің тигель үшін ең жақсы материал - электрофарфор. Басқа опциялар төмен беріктік пен диэлектрлік шығындарға байланысты жұмыс істемейді. Әуесқой металлургтердің пікірінше, мәселе электрофарфорды өз бетімен өңдеу мүмкін емес және сатуға қолайлы элементті табу екіталай. Дәл тигельдің тапшылығына байланысты арналы пеш энтузиастар арасында кең қолданыс таба алмады, дегенмен пештің бұл түрінің тиімділігі 90%-дан асады.

Тигельді индукциялық пеш

Өздігінен жасалған тигель пеші ең алдымен бағалы металдарды тазартуда қолданылады. Мысалы, Кеңес Одағында жасалған радио қосқышы бар болса, оның контактілерінен белгілі бір мөлшерде алтын алуға болады. Сыртқы жылытуды пайдалану арқылы бұл нәтижеге қол жеткізу мүмкін емес.

Алтын өндіруден басқа, мұндай пешті металды біркелкі қыздыру үшін жиі пайдаланады, бұл жоғары сапалы шыңдауға қажет. Индуктордағы бөліктің орнын өзгерту және оның қуатын реттеу арқылы металдың белгілі бір аймағында қажетті температураға қол жеткізуге болады. Мұндай пешті пайдалану өте бюджеттік болуы маңызды, өйткеніэнергияның барлығы дерлік бөлікті қыздыру процесіне бағытталған.

Индукциялық қазандар

Индукциялық су жылыту қазандықтарының болашақта кәдімгі қазандықтарды ауыстыруға толық мүмкіндігі бар. Пайдаланушылар жоғары бағаны мұндай су жылытқышының кемшілігі деп санайды, бірақ сонымен бірге көптеген шолуларды жүйелей отырып, бірнеше артықшылықтарды бөліп көрсетуге болады:

• Сенімділік. Қазандықтың электр орамы жоқ, ол кәдімгі қазандықтың әлсіз буыны болып табылады.
• Тиімділігі 100% дерлік.
• Қауіпсіздік. Дизайн ерекшеліктеріне байланысты қазандық корпусына электр қуатын алу мүмкін емес.
• Құрылғыға арнайы жерге қосу қажет емес.
• Ток кернеуіне төзімді.
• Масштабтамайды.
• Төзімділік. Қазандық жөндеусіз 30 жылдай жұмыс істей алады.

Үйде жасалған ыстық су қазандығы

Мұндай су жылытқышының негізі - қуаттылығы 1,5 кВт-қа дейінгі күштік трансформатор, оның бастапқы орамасы 220 В кернеуге арналған. Түтік түсті теледидардан жасалған трансформатор тамаша. Екінші ораманы алып тастау керек, ал бастапқы орамдардың санын көбейту керек.

Шеберлер кеңес береді және ескертеді: мұндай үйде жасалған құрылғыны пайдалану қауіпті, сондықтан трансформаторды жерге қосу керек, ал құрылғының өзін жоғары жылдамдықты RCD арқылы қосу керек.

Ас үйдегі индуктор

Индукциялық пісіру плиталары енді жоқтаң қалдырады және күнделікті өмірде кеңінен қолданылады. Құрылғының жұмысы индукциялық пештегі сияқты принциптерге негізделген, оның бір айырмашылығы екінші реттік орама ыдыстың металл түбі болып табылады.

Мұндай плиталарды пайдалану диэлектрик өндірісінде пайда болуына байланысты мүмкін болды, ол индукторды оқшаулау міндетін орындаумен қатар беріктік пен гигиеналық сипаттамаларға ие болуы керек. Барлық талаптарды қанағаттандыратын материал салыстырмалы түрде жақында пайда болды және оның құны пластинаның жалпы бағасының маңызды бөлігін құрайды.

Пайдаланушылар бірауыздан айтады: индукциялық пешті өздігінен өндіру екі себепке байланысты мағынасы жоқ. Біріншіден, мұндай плитада пісіру тағамның әрбір түрі үшін дәл баптауды қажет етеді. Пісіру процесінде барлық электрлік параметрлерді қажетті реттеу үшін микроконтроллер қажет. Екінші себеп - пешті құрайтын электронды бөлшектердің бағасы. Жалпы алғанда, барлық элементтердің құны дайын құрылғының құнынан әлдеқайда жоғары болады.

Индукциялық пеште келесі оң қасиеттер бар:

• Жоқ, микротолқынды пештерге қарағанда, үшінші тарап сәулеленуі;
• пешті пісіру стиліңізге сәйкес бағдарламалау мүмкіндігі;
• карамель сияқты тағамдарды қыздырмай немесе күйдірмей пісіру;
• жылу энергиясын тиімді пайдаланудың арқасында үнемдеу.