Házi készítésű indukciós sütő. Fémolvasztás otthon, indukciós elektromos kemencében

Az indukciós fűtőberendezések ipari és háztartási fűtőelemekre oszthatók. A kohászati ​​iparban az indukciós kemencék a fém olvasztásához szükséges hőtermelés egyik fő módja. Az indukciós elven működő készülékek összetett elektromos berendezések, és széles választékban kaphatók.

Az indukciós technológia olyan mindennapi életünkből származó készülékek alapja, mint a mikrohullámú sütők, elektromos sütők, indukciós tűzhelyek, melegvíz bojlerek, fűtési rendszerű sütők. Az indukciós működési elvű tűzhelyek kényelmesek, praktikusak és gazdaságosak, de speciális edények használatát igénylik.

A mindennapi életben a legelterjedtebb kályhák az indukciós működési elvű helyiségek fűtésére szolgálnak. Az ilyen fűtési lehetőségek a kazántelepek vagy az autonóm egységek. A kis méretű indukciós kemencék a fém olvasztásához nélkülözhetetlenek az ékszeriparban és a kis műhelyekben.

Az olvasztás előnyei

Az indukciós fűtés közvetlen, érintésmentes és elve lehetővé teszi a termelt hő maximális hatékonyságú felhasználását. A teljesítmény együtthatója (COP) ennek a módszernek a használatakor 90%-ra emelkedik. Az olvasztási folyamat során a folyékony fém termikus és elektrodinamikus mozgása megy végbe, ami hozzájárul az egyenletes hőmérséklet eléréséhez a homogén anyag teljes térfogatában.

Az ilyen eszközök technológiai lehetőségei előnyöket teremt:

• teljesítmény - bekapcsolás után azonnal használható;
• az olvadási folyamat nagy sebessége;
• az olvadék hőmérsékletének beállításának képessége;
• zóna és az energia fókuszált orientációja;
• az olvadt fém homogenitása;
• az ötvözőelemekből származó hulladék hiánya;
• környezeti tisztaság és biztonság.

Fűtés előnyei

Rendszer

Az elektromos áramköröket olvasni tudó mester képes saját kezűleg fűtőkemencét vagy indukciós olvasztókemencét készíteni. A házi készítésű egység telepítésének megvalósíthatóságát minden mesternek magának kell meghatároznia. Az is szükséges, hogy tisztában legyünk az írástudatlan kivitelezésű ilyen építmények lehetséges veszélyeivel.

Egy működőképes kemence létrehozásához kész áramkör nélkül, rendelkeznie kell a fizika alapjainak megértése indukciós fűtés. Bizonyos ismeretek nélkül nem lehet ilyen elektromos készüléket megtervezni és felszerelni. A készülék tervezése fejlesztésből, tervezésből, diagramkészítésből áll.

Azon ésszerű tulajdonosok számára, akiknek biztonságos indukciós kemencére van szükségük, a rendszer különösen fontos, mivel egyesíti az otthoni kézműves minden vívmányát. Az olyan népszerű eszközök, mint az indukciós kemencék, különféle összeszerelési sémákkal rendelkeznek, ahol a kézművesek választhatnak:

• kemence kapacitása;
• működési frekvencia;
• bélés módszer.

Jellemzők

Ha saját kezűleg indukciós olvasztókemencét hoz létre, figyelembe kell vennie bizonyos előírásokat, amely befolyásolja a fém olvadási sebességét:

• generátor teljesítménye;
• impulzusfrekvencia;
• örvényáram-veszteségek;
• hiszterézis veszteségek;
• hőátadási sebesség (hűtés).

Működés elve

Az indukciós kemence működésének alapja a hő kinyerése a megtermelt villamos energiából váltakozó elektromágneses tér(EMF) induktor (induktor). Vagyis az elektromágneses energia örvény elektromos energiává, majd hőenergiává alakul.

A testek belsejében zárt (örvényáramok) hőenergiát bocsátanak ki, amely belülről melegíti a fémet. A többlépcsős energiaátalakítás nem csökkenti a kemence hatékonyságát. Az egyszerű működési elv és a sémák szerinti önszerelés lehetősége miatt az ilyen eszközök használatának jövedelmezősége nő.

Ezek a hatékony eszközök egyszerűsített változatban és csökkentett méretben szabványos 220 V-os hálózatról működnek, de ehhez egyenirányító szükséges. Az ilyen készülékekben csak elektromosan vezető anyagok hevíthetők és olvaszthatók.

Tervezés

Az induktív eszköz egyfajta transzformátor, amelyben a váltakozó áramot induktor - primer tekercs, a fűtött test a szekunder tekercs.

A legegyszerűbb alacsony frekvenciájú fűtőtekercs egy fémcső felületén vagy belsejében elhelyezkedő szigetelt vezetőnek (egyenes mag vagy spirál) tekinthető.

A készülék fő csomópontjai, amely az indukció elvén dolgozik, vegye figyelembe:

A generátor energiája különféle frekvenciájú erős áramokat indít az induktorba, ami elektromágneses mezőt hoz létre. Ez a mező az örvényáramok forrása, amelyet a fém elnyel és megolvaszt.

Fűtési rendszer

A házi készítésű indukciós fűtőberendezések fűtési rendszerbe történő beszerelésekor a kézművesek gyakran olcsó hegesztő inverter modelleket (DC-AC konvertereket) használnak. Az inverter energiafogyasztása tehát nagy az ilyen rendszerek folyamatos működéséhez 4-6 mm2 keresztmetszetű kábel szükséges a szokásos 2,5 mm2 helyett.

Az ilyen fűtési rendszereket le kell zárni és automatikusan vezérelni kell. Ezenkívül a munka biztonsága érdekében szivattyúra van szükség a hűtőfolyadék kényszerített keringtetéséhez, a rendszerbe bejutott levegő eltávolítására szolgáló eszközökre és egy nyomásmérőre. A fűtőtestnek legalább 1 m távolságra kell lennie a mennyezettől és a padlótól, és legalább 30 cm távolságra a falaktól és a bútoroktól.

Generátor

Az induktorok táplálása a gyárilag beállított 50 Hz-es ipari frekvenciáról történik. A magas, közepes és alacsony frekvenciájú generátorokból és konverterekből (egyedi tápegységek) pedig az induktorok működnek a mindennapi életben. A leghatékonyabb részvétel a nagyfrekvenciás generátorok összeszerelésében. Az indukciós mini kemencék használhatók különböző frekvenciájú áramok.

A generátor nem hozhat létre erős áramspektrumot. Az indukciós kemencék otthoni összeszerelésének egyik legnépszerűbb sémája szerint a generátor frekvenciája 27,12 MHz ajánlott. Az egyik ilyen generátor alkatrészekből van összeállítva:

• 4 nagy teljesítményű tetróda (elektronikus cső) (6p3s márka), párhuzamos csatlakozással;
• 1 neon kiegészítő - az eszköz munkára való készenlétének jelzője.

Induktor

Az induktor különféle módosításai trefoil, nyolcas ábra és egyéb lehetőségek formájában bemutathatók. A csomópont közepe egy elektromosan vezető grafit vagy fém blank, amely köré a vezető tekercselt.

Magas hőmérsékletig jó fűtött grafitkefék(olvasztókemencék) és nikrómspirál (fűtő). A legegyszerűbb módja egy spirál formájú tekercs elkészítése, amelynek belső átmérője 80-150 mm. A vezető fűtőkígyójának anyaga is gyakran rézcső vagy PEV 0,8 vezeték.

A fűtőspirál fordulatszámának legalább 8-10-nek kell lennie. A menetek közötti szükséges távolság 5-7 mm, a rézcső átmérője általában 10 mm. Az induktor és a készülék többi része közötti minimális távolságnak legalább 50 mm-nek kell lennie.

Fajták

Megkülönböztetni indukciós kemencék típusai csináld magad:

• csatorna - az olvadt fém az induktormag körüli csúszdában található;
• tégely - a fém egy kivehető tégelyben van az induktor belsejében.

A nagy iparágakban a csatornakemencék ipari frekvenciás eszközökről, a tégelyes kemencék pedig ipari, közepes és magas frekvencián működnek. A kohászati ​​iparban olvasztásra tégelyes kemencéket használnak:

• öntöttvas;
• válik;
• réz;
• magnézium;
• alumínium;
• értékes fémek.

Az olvasztáshoz az indukciós kemencék csatornás típusát használják:

• öntöttvas;
• különféle színesfémek és ötvözeteik.

csatornázott

A csatornás indukciós kemencének fűtése során vezető test a hőleadási zónában. Az ilyen kemence kezdeti beindításakor olvadt fémet öntenek az olvasztózónába, vagy egy előkészített fémsablont helyeznek be. A fém olvasztásának befejeztével a nyersanyagok nem ürülnek ki teljesen, így "mocsár" marad a következő olvasztáshoz.

Olvasztótégely

A tégelyes indukciós kemencék a legkedveltebbek a kézművesek körében, mivel könnyen kivitelezhetők. Az olvasztótégely egy speciális kivehető tartály, amelyet fémmel együtt egy induktorba helyeznek a későbbi melegítés vagy olvasztás céljából. A tégely készülhet kerámiából, acélból, grafitból és sok más anyagból. Mag hiányában különbözik a csatorna típusától.

Hűtés

Növeli az olvasztókemence hatékonyságát ipari környezetben és háztartási kisméretű előregyártott készülékek hűtésében. Rövid munkavégzés és egy házi készítésű készülék alacsony teljesítménye esetén ezt a funkciót nélkülözheti.

A hűtési feladatot az otthoni mester önállóan nem tudja elvégezni. Salak a rézen az eszköz működőképességének elvesztéséhez vezethet, ezért az induktor rendszeres cseréje szükséges.

Ipari körülmények között vízhűtést alkalmaznak fagyálló segítségével, valamint levegővel kombinálva. A házi készítésű háztartási készülékek kényszerített levegőhűtése elfogadhatatlan, mivel a ventilátor magára húzhatja az EMF-et, ami a ventilátorház túlmelegedéséhez és a kemence hatékonyságának csökkenéséhez vezet.

Biztonság

Amikor a sütővel dolgozik, óvakodjon a termikus égési sérülésektőlés figyelembe kell venni a készülék nagy tűzveszélyét. Működés közben az eszközöket nem szabad mozgatni. Különös körültekintéssel kell eljárni a fűtőkályhák lakóhelyiségekbe történő beszerelésekor.

Az EMF az egész környező teret érinti és felmelegíti, és ez a tulajdonság szorosan összefügg a készülék sugárzási teljesítményével és frekvenciájával. Az erős ipari eszközök hatással lehetnek a közeli fémrészekre, az emberek szöveteire és a ruhazsebekben lévő tárgyakra.

Figyelembe kell venni az ilyen eszközök lehetséges hatását a beültetett pacemakerrel rendelkező személyekre a munka során. Az indukciós működési elvű készülékek vásárlásakor figyelmesen olvassa el a használati utasítást.

A fém kis léptékű olvasztásához néha szükség van valamilyen eszközre. Ez különösen akut a műhelyben vagy a kis termelésben. Jelenleg a leghatékonyabb a fém olvasztására szolgáló kemence elektromos fűtőberendezéssel, nevezetesen indukcióval. Szerkezetének sajátossága miatt hatékonyan használható a kovácsmesterségben, és a kovácsműhelyben nélkülözhetetlen eszközzé válhat.

Indukciós kemence készülék

A sütő 3 elemből áll:

1. 1. Elektronikus-elektromos rész.
2. 2. Induktor és tégely.
3. 3. induktoros hűtőrendszer.

A fém olvasztására szolgáló működő kemence összeszereléséhez elegendő egy működő elektromos áramkör és egy induktoros hűtőrendszer összeszerelése. A fém olvasztásának legegyszerűbb módja az alábbi videóban látható. Az olvasztás az induktor ellenelektromágneses mezőjében történik, amely kölcsönhatásba lép a fémben indukált elektro-örvényáramokkal, ami egy darab alumíniumot az induktor terében tart.

A fém hatékony olvasztásához nagy méretű és nagy frekvenciájú, 400-600 Hz-es nagyságrendű áramokra van szükség. A hagyományos 220 V-os háztartási konnektorból származó feszültség elegendő adattal rendelkezik a fémek olvasztásához. Csak az 50 Hz-et kell 400-600 Hz-re alakítani.
A Tesla tekercs létrehozására szolgáló bármely séma alkalmas erre. A következő 2 séma tetszett a GU 80, GU 81 (M) lámpán. És a lámpa táplálása ILO transzformátorral mikrohullámú sütőből.

Ezeket az áramköröket Tesla tekercsre tervezték, de az indukciós kemence kiváló belőlük, az L2 szekunder tekercs helyett elég egy vasdarabot az L1 primer tekercs belsejébe helyezni.

Az L1 primer tekercs vagy induktor egy 5-6 menetre felgöngyölt rézcsőből áll, melynek végein egy menetet vágnak a hűtőrendszer összekötésére. A levitációs olvasztáshoz az utolsó fordulatot az ellenkező irányba kell megtenni.
Az első áramkörben lévő C2 kondenzátor, a másodikon pedig azzal azonos, beállítja a generátor frekvenciáját. 1000 pF értéknél a frekvencia körülbelül 400 kHz. Ennek a kondenzátornak nagyfrekvenciás kerámiából kell lennie, és 10 kV nagyságrendű nagyfeszültségre tervezték (KVI-2, KVI-3, K15U-1), más típusok nem alkalmasak! Jobb a K15U-t tenni. Párhuzamosan csatlakoztathatja a kondenzátorokat. Érdemes azt is figyelembe venni, hogy mekkora teljesítményre tervezték a kondenzátorokat (ez van ráírva a házra), margóval vegyük. a másik két KVI-3 és KVI-2 kondenzátor hosszan tartó működés során felmelegszik. Az összes többi kondenzátor is a KVI-2, KVI-3, K15U-1 sorozatból származik, csak a kondenzátorok jellemzőiben változik a kapacitás.
Itt van egy vázlat arról, hogy hogyan kell kinéznie. Keretezett 3 blokk.

A hűtőrendszer egy 60 l / perc áramlási sebességű szivattyúból, bármely VAZ autóból származó radiátorból áll, és a radiátor elé egy szokásos otthoni hűtőventilátort tettem.

Az indukciós olvasztókemencét az elmúlt néhány évtizedben fémek és ötvözetek olvasztására használták. A készüléket széles körben használják a kohászati ​​és mérnöki területeken, valamint az ékszergyártásban. Kívánt esetben ennek a berendezésnek egy egyszerű változata kézzel is elkészíthető. Tekintsük részletesebben az indukciós kemence működési elvét és jellemzőit.

Az indukciós fűtés elve

Ahhoz, hogy a fém az egyik aggregált állapotból a másikba kerüljön, kellően magas hőmérsékletre kell melegíteni. Ezenkívül minden fémnek és ötvözetnek saját olvadáspontja van, amely a kémiai összetételtől és egyéb tényezőktől függ. Az indukciós olvasztókemence belülről vezeti az anyag melegítését azáltal, hogy örvényáramokat hoz létre, amelyek áthaladnak a kristályrácson. A vizsgált folyamat a rezonancia jelenségéhez kapcsolódik, amely az örvényáramok erősségének növekedését okozza.

A készülék működési elve a következő tulajdonságokkal rendelkezik:

1. A tekercs belsejében kialakított tér a munkadarab elhelyezésére szolgál. Ipari körülmények között ezt a fűtési módot csak akkor lehet használni, ha egy nagyméretű eszközt hoznak létre, amelybe különféle méretű töltet helyezhető el.
2. A beszerelt tekercs alakja eltérő lehet, például nyolcas alak, de a leggyakoribb a spirál. Nem szabad megfeledkezni arról, hogy a tekercs alakját a melegítésnek kitett munkadarab jellemzőitől függően választják ki.

A váltakozó mágneses tér létrehozása érdekében a készüléket egy háztartási táphálózathoz kell csatlakoztatni. A nagyfrekvenciás generátorokat a kapott ötvözet minőségének javítására használják nagy folyékonysággal.

Az indukciós kemence berendezése és alkalmazása

Kívánt esetben létrehozhat indukciós kemencét fém olvasztására rögtönzött anyagokból. A klasszikus kialakítás három blokkot tartalmaz:

1. Generátor, amely nagyfrekvenciás váltakozó áramot hoz létre. Ő hoz létre elektromos áramot, amely mágneses mezővé alakul át, amely áthalad az anyagon, és felgyorsítja a részecskék mozgását. Emiatt megtörténik a fém vagy ötvözetek átmenete a szilárd halmazállapotból a folyadékba.
2. Az induktor felelős a mágneses mező létrehozásáért, amely felmelegíti a fémet.
3. A tégely az anyag megolvasztására szolgál. Induktorba van helyezve, és a tekercs áramforrásokhoz van csatlakoztatva.

Az elektromos áram mágneses térré alakításának folyamatát manapság számos iparágban alkalmazzák.

Az induktor fő előnyei a következők:

1. Egy modern eszköz képes mágneses teret irányítani, ezáltal növelni a hatékonyságot. Más szóval, a töltés melegszik, nem az eszköz.
2. A mágneses tér egyenletes eloszlása ​​miatt a munkadarab egyenletesen melegszik. Ebben az esetben a készülék bekapcsolásának pillanatától a töltés felolvadásáig kis idő telik el.
3. A kapott ötvözet egységessége, valamint kiváló minősége.
4. A fém melegítése és olvasztása során nem képződnek gőzök.
5. Maga a telepítés biztonságosan használható, nem okoz mérgező anyagok képződését.

A házi készítésű indukciós kemencéknek egyszerűen rengeteg változata létezik, mindegyiknek megvan a maga sajátossága.

Az indukciós kemencék típusai

Figyelembe véve az eszközök osztályozását, megjegyezzük, hogy a munkadarabok melegítése a tekercsen belül és kívül is megtörténhet. Ezért az indukciós kemencéknek két típusa van:

1. Csatorna. Ez a fajta eszköz kis csatornákkal rendelkezik, amelyek az induktor körül helyezkednek el. A váltakozó mágneses mező létrehozásához egy mag található benne.
2. Olvasztótégely. Ezt a kialakítást egy speciális tartály jelenléte jellemzi, amelyet tégelynek neveznek. Tűzálló fémből készül, magas olvadásponttal.

Fontos, hogy a csatornás indukciós kemencék nagy átmérőjűek legyenek, és ipari fémolvasztásra szolgáljanak. A folyamatos olvasztási folyamatnak köszönhetően nagy mennyiségű olvadt fém nyerhető. A csatornás indukciós kemencéket alumínium és öntöttvas, valamint egyéb színesfém ötvözetek olvasztására használják.

A tégelyes indukciós kemencéket viszonylag kis méret jellemzi. A legtöbb esetben ezt a fajta eszközt ékszerekben használják, valamint otthoni fém olvasztásakor.

A kemence saját kezű létrehozásával beállíthatja a teljesítményt, amelyhez a fordulatok száma változik. Nem szabad megfeledkezni arról, hogy az eszköz teljesítményének növekedésével nagyobb kapacitású akkumulátorra van szükség, mivel az energiafogyasztás mutatója növekszik. A fő szerkezeti elemek hőmérsékletének csökkentése érdekében ventilátort szerelnek fel. A kemence hosszú távú működése során fő elemei jelentősen felmelegedhetnek, amit figyelembe kell venni.

A lámpás indukciós kemencéket is széles körben használják. Hasonló kialakítás önállóan is elkészíthető. Az összeszerelési folyamat a következő jellemzőkkel rendelkezik:

1. Rézcsőből induktort készítenek, amelyhez spirálban hajlítják. A végeknek is nagynak kell lenniük, ami szükséges az eszköz áramforráshoz való csatlakoztatásához.
2. Az induktort a házba kell helyezni. Hőálló anyagból készült, amely képes visszaverni a hőt.
3. A lámpakaszkádokat a séma szerint kondenzátorokkal és fojtótekercsekkel csatlakoztatják.
4. Neon jelzőlámpa van csatlakoztatva. Az áramkörben található, jelezve, hogy a készülék üzemkész.
5. A rendszerhez egy változó kapacitású hangolókondenzátor csatlakozik.

Fontos szempont a rendszer hűtésének módja. Szinte minden indukciós kemence működése során a fő szerkezeti elemek magas hőmérsékletre felmelegedhetnek. Az ipari berendezések kényszerhűtési rendszerrel rendelkeznek, amely vízzel vagy fagyállóval működik. Ahhoz, hogy saját kezűleg vízhűtőt hozzon létre, meglehetősen sok pénzre van szükség.

Otthon léghűtő rendszer van felszerelve. Ehhez ventilátorokat szerelnek fel. Ezeket úgy kell elhelyezni, hogy folyamatos hideg levegő áramlást biztosítsanak a kemence szerkezetének fő elemeihez.

A legtökéletesebb fűtési mód az, amikor a hő közvetlenül a felmelegített testben keletkezik. Ez a fűtési módszer nagyon jól végrehajtható elektromos áram átvezetésével a testen. Közvetlen azonban - a fűtött test elektromos áramkörbe való beépítése technikai és gyakorlati okokból nem mindig lehetséges.

Ezekben az esetekben indukciós fűtés alkalmazásával érhetjük el a tökéletes fűtési módot, melynek során magában a fűtött testben is hő keletkezik, ami kiküszöböli a felesleges, általában nagy energiafelhasználást a kemence falaiban vagy más fűtőelemekben. Ezért a nagy és nagyfrekvenciás áramok előállításának viszonylag alacsony hatásfoka ellenére az indukciós fűtés általános hatásfoka gyakran magasabb, mint.

Az indukciós módszer lehetővé teszi a nem fémes testek gyors melegítését is egyenletesen, teljes vastagságukban. Az ilyen testek rossz hővezető képessége kizárja annak lehetőségét, hogy belső rétegeik a szokásos módon, azaz kívülről történő hőellátással gyorsan felmelegedjenek. Az indukciós módszerrel a külső rétegekben és a belsőekben is azonos módon keletkezik hő, sőt ez utóbbiak túlmelegedésének veszélye is fennállhat, ha nem történik meg a külső rétegek szükséges hőszigetelése.

Az indukciós fűtés különösen értékes tulajdonsága, hogy a felmelegített testben nagyon magas energiakoncentráció érhető el, amely könnyen precíz adagolással állítható be. Csak azonos energiasűrűségi sorrendet lehet elérni, azonban ez a fűtési mód nehezen szabályozható.

Az indukciós fűtés jellemzői és jól ismert előnyei számos iparágban széles körű alkalmazásokat hoztak létre. Ezenkívül lehetővé teszi új típusú szerkezetek létrehozását, amelyek a hagyományos hőkezelési módszerekkel egyáltalán nem megvalósíthatók.

fizikai folyamat

Az indukciós kemencékben és berendezésekben az elektromosan vezető fűtött testben a hőt váltakozó elektromágneses tér által indukált áramok szabadítják fel. Így itt közvetlen fűtés történik.

A fémek indukciós melegítése két fizikai törvényen alapul: és a Joule-Lenz törvényen. Fémtestek (nyersdarabok, alkatrészek stb.) kerülnek bele, ami örvényt gerjeszt bennük. Az indukciós emf-et a mágneses fluxus változási sebessége határozza meg. Az indukciós EMF hatására örvényáramok (a testek belsejében zárva) áramlanak a testekben, hő szabadul fel. Ez az EMF keletkezik a fémben, az ezen áramok által felszabaduló hőenergia okozza a fém felmelegedését. Az indukciós fűtés közvetlen és érintésmentes. Lehetővé teszi olyan hőmérséklet elérését, amely elegendő a leginkább tűzálló fémek és ötvözetek megolvasztásához.

Intenzív indukciós fűtés csak nagy intenzitású és frekvenciájú elektromágneses mezőkben lehetséges, amelyeket speciális eszközök - induktorok - hoznak létre. Az induktorok 50 Hz-es hálózatról (teljesítmény-frekvenciás berendezések) vagy egyedi áramforrásokról - generátorokról és közép- és nagyfrekvenciás átalakítókról - táplálkoznak.

A kisfrekvenciás indirekt indukciós fűtőberendezések legegyszerűbb induktora egy szigetelt (feszített vagy tekercses) vezető, amelyet fémcső belsejében helyeznek el, vagy annak felületére helyezik. Amikor áram folyik át a vezető-induktoron, a csőben fűtőcsövek indukálódnak. A csőből (lehet tégely, tartály is) a hő a felmelegített közegbe (a csövön átfolyó víz, levegő stb.) kerül át.

Fémek indukciós hevítése és edzése

A fémek legszélesebb körben alkalmazott közvetlen indukciós melegítése közepes és magas frekvencián. Ehhez speciális induktorokat használnak. Az induktor kibocsát, ami a felmelegedett testre esik és abban elbomlik. Az elnyelt hullám energiája a testben hővé alakul. Minél nagyobb a fűtési hatásfok, a kibocsátott elektromágneses hullám típusa (lapos, hengeres stb.) minél közelebb áll a test alakjához. Ezért lapos induktorokat használnak lapos testek, hengeres tuskó - hengeres (szolenoid) induktorok melegítésére. Általában összetett formájúak lehetnek, mivel az elektromágneses energiát a megfelelő irányba kell koncentrálni.

Az indukciós energiabevitel jellemzője az áramlási zóna térbeli elrendezésének szabályozási lehetősége.

Először is, örvényáramok áramlanak az induktor által lefedett területen. A testnek csak az a része melegszik, amely mágneses kapcsolatban van az induktorral, függetlenül a test teljes méretétől.

Másodszor, az örvényáram-keringési zóna mélysége és ennek következtében az energialeadási zóna mélysége többek között az induktoráram frekvenciájától is függ (alacsony frekvenciákon növekszik, frekvencia növekedésével csökken).

Az induktorból a fűtött áramba történő energiaátvitel hatékonysága a köztük lévő rés méretétől függ, és annak csökkenésével növekszik.

Az indukciós hevítést acéltermékek felületedzésére, hevítésen keresztül plasztikus deformációra (kovácsolás, sajtolás, préselés stb.), fémek olvasztására, hőkezelésre (hevítés, temperálás, normalizálás, edzés), hegesztésre, felületkezelésre, fémek forrasztására használják. .

A közvetett indukciós fűtést technológiai berendezések (csővezetékek, tartályok stb.) fűtésére, folyékony közegek melegítésére, bevonatok, anyagok (például fa) szárítására használják. Az indukciós fűtési rendszerek legfontosabb paramétere a frekvencia. Minden folyamathoz (felületedzés, hevítésen keresztül) van egy optimális frekvenciatartomány, amely a legjobb technológiai és gazdasági teljesítményt biztosítja. Az indukciós fűtéshez 50 Hz és 5 MHz közötti frekvenciákat használnak.

Az indukciós fűtés előnyei

1) Az elektromos energia közvetlenül a fűtött testbe történő átvitele lehetővé teszi a vezető anyagok közvetlen melegítését. Ez növeli a fűtési sebességet a közvetett telepítésekhez képest, ahol a terméket csak a felületről melegítik fel.

2) Az elektromos energia közvetlenül a fűtött testbe történő átviteléhez nincs szükség érintkező eszközökre. Ez kényelmes az automatizált soros gyártás körülményei között, vákuum és védőfelszerelés használatakor.

3) A felületi hatás jelensége miatt a maximális teljesítmény a felmelegített termék felületi rétegében szabadul fel. Ezért az indukciós melegítés az edzés során a termék felületi rétegének gyors felmelegítését biztosítja. Ez lehetővé teszi az alkatrész nagy felületi keménységét, viszonylag viszkózus közeppel. A felületi indukciós edzés gyorsabb és gazdaságosabb, mint a termék egyéb felületkeményítési módszerei.

4) Az indukciós fűtés a legtöbb esetben növeli a termelékenységet és javítja a munkakörülményeket.

Indukciós olvasztókemencék

Az indukciós kemence vagy készülék egyfajta transzformátornak tekinthető, amelyben a primer tekercs (induktor) váltóáramú forráshoz van csatlakoztatva, és maga a fűtött test szolgál szekunder tekercsként.

Az indukciós olvasztókemencék munkafolyamatát a folyékony fém elektrodinamikai és termikus mozgása jellemzi fürdőben vagy olvasztótégelyben, ami hozzájárul a homogén összetételű fém előállításához és a térfogatban egyenletes hőmérsékletéhez, valamint alacsony fémhulladékhoz (több szer kevesebb, mint az ívkemencékben).

Az indukciós olvasztókemencéket acélból, öntöttvasból, színesfémekből és ötvözetekből öntvények előállítására használják, beleértve az formázottakat is.

Az indukciós olvasztókemencék ipari frekvenciacsatornás kemencékre és ipari, közepes és nagyfrekvenciás olvasztótégelyes kemencékre oszthatók.

Az indukciós csatornás kemence egy transzformátor, általában ipari frekvenciájú (50 Hz). A transzformátor szekunder tekercse egy olvadt fém tekercs. A fém egy gyűrű alakú tűzálló csatornába van zárva.

A fő mágneses fluxus EMF-et indukál a csatorna fémében, az EMF áramot hoz létre, az áram felmelegíti a fémet, ezért az indukciós csatornás kemence hasonló a rövidzárlatos üzemmódban működő transzformátorhoz.

A csatornás kemencék induktorai hosszirányú rézcsőből készülnek, vízhűtésesek, a tűzhelykő csatornarészét ventilátorral vagy központi légrendszerrel hűtik.

Az indukciós csatornás kemencéket folyamatos működésre tervezték, ritka átmenetekkel egyik fémminőségről a másikra. Az indukciós csatornás kemencéket elsősorban alumínium és ötvözeteinek, valamint réz és egyes ötvözeteinek olvasztására használják. A kemencék más sorozatai keverőként specializálódtak a folyékony vas, színesfémek és ötvözetek megtartására és túlhevítésére, mielőtt öntőformába öntik.

Az indukciós tégely kemence működése a vezető töltésből származó elektromágneses energia elnyelésére épül. A ketrec egy hengeres tekercs belsejében van elhelyezve - egy induktor. Elektromos szempontból az indukciós tégely kemence egy rövidre zárt légtranszformátor, melynek szekunder tekercse egy vezető töltés.

Az indukciós tégelyes kemencék főként fémek olvasztására szolgálnak formázott öntvényekhez szakaszos működés közben, valamint – az üzemmódtól függetlenül – bizonyos ötvözetek, például bronzok olvasztására, amelyek hátrányosan befolyásolják a csatornakemencék bélését.

Sokan úgy gondolják, hogy a fémolvasztási folyamat hatalmas létesítményeket, gyakorlatilag nagy létszámú gyárakat igényel. De létezik olyan szakma is, mint az ékszerész, valamint olyan fémek, mint az arany, ezüst, platina és mások, amelyekből finom és gyönyörű ékszereket készítenek, amelyek közül néhányat joggal tekintenek valódi műalkotásnak. Az ékszerműhely olyan vállalkozás, amely nem tűri a túlzott léptéket. És az olvadási folyamat bennük egyszerűen szükséges. Ezért itt egy indukciós kemencére van szükség a fém olvasztásához. Nem nagy, nagyon hatékony és könnyen kezelhető.

Az indukciós kemence működési elve csodálatos példa arra, hogy egy nemkívánatos jelenséget hogyan használnak fel fokozott hatékonysággal. Az úgynevezett Foucault-örvényáramok, amelyek általában megzavarnak mindenféle elektrotechnikát, itt csak pozitív eredményre irányulnak.

Ahhoz, hogy a fémszerkezet elkezdjen felmelegedni, majd megolvadni, ugyanazon Foucault-áramok alá kell helyezni, és egy indukciós tekercsben vannak kialakítva, amely nagyjából egy kemence.

Egyszerűen fogalmazva, mindenki tudja, hogy működés közben minden elektromos készülék felmelegszik. A fémolvasztó indukciós kemence teljes mértékben kihasználja ezt az egyébként nem kívánatos hatást.

Előnyök más típusú olvasztókemencékkel szemben

Az indukciós kemencék nem az egyetlen találmány, amelyet fémek olvasztására használnak. Vannak híres kandallók, nagyolvasztók és egyéb típusok is. Az általunk vizsgált kemence azonban számos tagadhatatlan előnnyel rendelkezik az összes többihez képest.

• Az indukciós sütők meglehetősen kompaktak lehetnek, elhelyezésük nem okoz nehézséget.
• Magas olvadási sebesség. Ha más fémolvasztó kemencék több órát is igénybe vesznek a felmelegedéshez, az indukció ezt többszörösen gyorsabban kezeli.
• A hatásfok csak valamivel kevesebb, mint 100%.
• Az olvadék tisztasága szerint az indukciós kemence magabiztosan az első helyet foglalja el. Más készülékekben az olvadékhoz előkészített munkadarab közvetlenül érintkezik a fűtőelemmel, ami gyakran szennyeződéshez vezet. A Foucault-áramok belülről melegítik fel a munkadarabot, befolyásolják a fém molekulaszerkezetét, oldalelemek nem kerülnek bele.

Ez utóbbi előny elengedhetetlen az ékszereknél, ahol az anyag gyakorisága növeli értékét, egyediségét.

A kemence elhelyezése

Kompakt indukciós kemence mérettől függően lehet padlós és asztali. Bármelyik opciót is választja, van néhány alapvető szabály a behelyezési hely kiválasztásához.

• Annak ellenére, hogy a sütő könnyen kezelhető, még mindig olyan elektromos készülék, amely biztonsági intézkedéseket igényel. És az első dolog, amit a telepítés során figyelembe kell venni, az a megfelelő áramforrás elérhetősége, amely megfelel az eszköz modelljének.
• Kiváló minőségű földelés elvégzésének képessége.
• Beépítés biztosítása vízellátással.
• Az asztali sütők stabil alapot igényelnek.
• De ami a legfontosabb, semmi sem zavarhatja a munkát. Ha az olvadék térfogatát és tömegét tekintve nem is túl nagy, a hőmérséklete meghaladja az 1000 fokot, és ha véletlenül kifröccsen a formából, az akár önmagán, akár a közelben lévőn nagyon súlyos sérülést okoz.

Nincs mit mondani arról, hogy a működő indukciós kemence közelében ne legyenek éghető és még inkább robbanásveszélyes anyagok. De egy sétatávolságra lévő tűzvédő pajzs feltétlenül szükséges.

Az indukciós kemencék típusai

Kétféle indukciós kemencét széles körben használnak: csatornás és tégelyes. Csak a működésükben különböznek egymástól. Minden más tekintetben, beleértve az előnyöket is, az ilyen olvasztókemencék nagyon hasonlóak. Nézzük meg mindegyik lehetőséget külön-külön:

• Csatorna sütő. Ennek a típusnak a fő előnye a folyamatos ciklus. Közvetlenül melegítés közben új nyersanyag-adagot tölthet be, és kirakhatja a már megolvadt fémet. Az egyetlen nehézség az indításkor jelentkezhet. A csatornát, amelyen keresztül a folyékony fémet eltávolítják a kemencéből, fel kell tölteni.
• Tégelyes kemence. Az első lehetőségtől eltérően a fém minden részét külön kell betölteni. Ez a lényeg. Az alapanyagot hőálló tégelybe helyezzük és az induktor belsejébe helyezzük. A fém megolvadása után kiürítik a tégelyből, és csak ezután töltik be a következő adagot. Egy ilyen kemence ideális kis műhelyek számára, ahol nincs szükség nagy tömegű olvadt nyersanyagokra.

Mindkét lehetőség fő előnye a gyártás sebessége. A tégely kemence azonban itt is nyer. Ezenkívül teljesen lehetséges, hogy otthon is elkészítse.

A házilag készített indukciós kemence nem tartalmaz nehézségeket, így egy hétköznapi ember, aki legalább egy kicsit jártas az elektrotechnikában, nem tudja összeállítani. Csak három fő blokkja van:

• Generátor.
• Induktor.
• Olvasztótégely.

Az induktor egy réz tekercs, amelyet magad is elkészíthetsz. A tégelyt vagy a megfelelő boltokban kell keresnie, vagy más módon kell beszereznie. Generátorként használható: hegesztő inverter, személyesen összeszerelt tranzisztor vagy lámpaáramkör.

Indukciós kemence hegesztő inverteren

A legegyszerűbb és legszélesebb körben használt lehetőség. Erőfeszítéseket csak az induktor felépítésére kell fordítani. Vegyünk egy 8-10 cm átmérőjű vékony falú réz csövet, és a kívánt minta szerint hajlítjuk meg. A fordulatokat 5-8 mm távolságra kell elhelyezni, és számuk az inverter jellemzőitől és átmérőjétől függ. Az induktor textolit vagy grafit tokban van rögzítve, a berendezés belsejében egy olvasztótégely található.

tranzisztoros indukciós kemence

Ebben az esetben nemcsak a kezével, hanem a fejével is kell dolgoznia. És szaladgáljon a boltokban a szükséges alkatrészek után. Végül is szüksége lesz különböző kapacitású tranzisztorokra, néhány diódára, ellenállásra, filmkondenzátorra, két különböző vastagságú rézvezetékre és néhány fojtógyűrűre.

• Az összeszerelés előtt figyelembe kell venni, hogy a keletkező áramkör működés közben nagyon felforrósodik. Ezért elég nagy hűtőbordákat kell használni.
• A kondenzátorok párhuzamosan vannak összegyűjtve egy akkumulátorban.
• A fojtószelep-gyűrűkre 1,2 mm átmérőjű rézhuzal van feltekerve. A teljesítménytől függően a fordulatok 7 és 15 között legyenek.
• A tégely méretének megfelelő átmérőjű hengeres tárgyra 7-8 menetnyi 2 mm átmérőjű rézhuzalt tekercselünk. A vezeték végeit elég hosszúra kell hagyni a csatlakoztatáshoz.
• Egy speciális séma szerint minden a táblára van szerelve.
• Az áramforrás egy 12 voltos akkumulátor lehet.
• Szükség esetén textolit vagy grafit tokot is készíthet.
• A készülék teljesítményét az induktor tekercsének fordulatszámának növelésével vagy csökkentésével szabályozzuk.

Nem könnyű egy ilyen eszközt önállóan összeszerelni. És ezt a munkát csak akkor tudja elvállalni, ha bízik tettei helyességében.

Lámpa indukciós sütő

A tranzisztorral ellentétben a lámpa kemence sokkal erősebbnek bizonyul, ami azt jelenti, hogy óvatosabbnak kell lennie mind vele, mind az áramkörrel.

• 4 párhuzamosan csatlakoztatott sugárlámpa nagyfrekvenciás áramot generál.
• A rézhuzal spirálra van hajlítva. A fordulatok közötti távolság 5 mm vagy több. Maguk a menetek 8-16 cm átmérőjűek Az induktornak olyan méretűnek kell lennie, hogy a tégely könnyen beleférjen.
• Az induktivitás nem vezető anyagból (textolit, grafit) készült házban van elhelyezve.
• A házra neon jelzőlámpát tehet.
• Az áramkörbe hangoló kondenzátort is beépíthet.

Mindkét áramkör gyártása megköveteli bizonyos ismeretek birtoklását, amit meg lehet szerezni, de jobb, ha ezt egy igazi szakember csinálja.

Hűtés

Ez a kérdés valószínűleg a legnehezebb mindazok közül, amelyeket egy olyan személy elé tesznek, aki úgy dönt, hogy önállóan összeállít egy olvasztóberendezést az indukciós elven. Az a tény, hogy nem ajánlott a ventilátort közvetlenül a sütő közelébe helyezni. A hűtőegység fém és elektromos részei hátrányosan befolyásolhatják a tűzhely működését. Előfordulhat, hogy egy távoli ventilátor nem biztosítja a szükséges hűtést, ami túlmelegedéshez vezet.

A második lehetőség a vízhűtés. Otthon azonban nem csak minőségi és korrekt kivitelezése nehéz, de anyagilag sem kifizetődő. Ebben az esetben érdemes megfontolni: nem lenne gazdaságosabb az indukciós kemence gyárilag gyártott, minden szükséges technológiának megfelelő ipari változatát megvásárolni?

Biztonsági óvintézkedések fém indukciós kemencében történő olvasztásakor

Ezt a témát nem kell bővíteni, hiszen szinte mindenki ismeri az alapvető biztonsági előírásokat. Csak azokon a kérdéseken kell foglalkozni, amelyek az ilyen típusú berendezésekre jellemzőek.

• Kezdjük a személyes biztonsággal. Az indukciós kemencével végzett munka során jól meg kell érteni, hogy itt a hőmérséklet nagyon magas, és ez égési sérülést okozhat. Ezenkívül a készülék elektromos és fokozott figyelmet igényel.
• Ha kész sütőt vásárolt, ügyeljen az elektromágneses mező behatási sugarára. Ellenkező esetben az órák, telefonok, videokamerák és egyéb elektronikus kütyük elkezdhetnek meghibásodni, vagy akár meg is hibásodhatnak.
• A munkaruházatot nem fém kötőelemekkel kell kiválasztani. Jelenlétük éppen ellenkezőleg, hatással lesz a kemence működésére.
• Ebben a tekintetben különös figyelmet kell fordítani a lámpás sütőre. Minden nagyfeszültségű elemet el kell rejteni a tokban.

Természetesen az ilyen berendezések valószínűleg nem fognak hasznosak lenni egy városi lakásban, de az állandóan bádogozással és ékszerekkel foglalkozó rádióamatőrök nem nélkülözhetik az indukciós kemencet. Számukra ez a dolog nagyon hasznos, mondhatni pótolhatatlan, és hogy hogyan segíti a munkájukat, jobb, ha megkérdezik tőlük.