Indukcinis lydymas. Lydymosi indukcinė krosnis metalui, diagrama, tipų savybės Indukcinės krosnies brėžinys

Indukcinės krosnys plačiai naudojamos metalurgijos pramonėje. Tokios krosnys dažnai gaminamos savarankiškai. Norėdami tai padaryti, turite žinoti jų veikimo principą ir dizaino ypatybes. Tokių krosnių veikimo principas buvo žinomas prieš du šimtmečius.

Indukcinės krosnys gali išspręsti šias problemas:

• Lydantis metalas.
• Karščio gydymas metalines dalis.
• Tauriųjų metalų valymas.

Tokios funkcijos yra pramoninėse orkaitėse. Dėl gyvenimo sąlygos ir patalpai šildyti yra specialios konstrukcijos krosnys.

Veikimo principas

Indukcinė krosnis veikia kaitindama medžiagas, naudodama sūkurinių srovių savybes. Tokioms srovėms sukurti naudojamas specialus induktorius, kurį sudaro induktorius su keliais didelio skerspjūvio vielos posūkiais.

Į induktorių tiekiamas kintamosios srovės maitinimo šaltinis. Induktoriuje kintamoji srovė sukuria magnetinį lauką, kuris kinta priklausomai nuo tinklo dažnio ir prasiskverbia į vidinę induktoriaus erdvę. Įdėjus bet kokią medžiagą į šią erdvę, joje kyla sūkurinės srovės, kurios ją šildo.

Veikiančiame induktoriuje vanduo įkaista ir užverda, o pasiekus reikiamą temperatūrą metalas pradeda tirpti. Indukcines krosnis galima apytiksliai suskirstyti į tipus:

• Krosnys su magnetine šerdimi.
• Be magnetinės šerdies.

Pirmojo tipo krosnyse yra induktorius, uždarytas metalu, kuris sukuria specialų efektą, padidinantį magnetinio lauko tankį, todėl šildymas atliekamas efektyviai ir greitai. Krosnyse be magnetinės šerdies induktorius yra išorėje.

Krosnių tipai ir savybės

Indukcines krosnis galima suskirstyti į tipus, turinčius savo veikimo charakteristikas ir skiriamieji bruožai. Vieni naudojami darbui pramonėje, kiti – kasdieniame gyvenime, maisto ruošimui.

Vakuuminės indukcinės krosnys

Ši krosnis skirta lydiniams lydyti ir lieti naudojant indukcinį metodą. Jį sudaro sandari kamera, kurioje yra tiglio indukcinė krosnis su liejimo forma.

Vakuume galima užtikrinti tobulus metalurgijos procesus ir gauti kokybiškus liejinius. Šiuo metu vakuuminė gamyba persikėlė į naują technologiniai procesai iš ištisinių grandinių vakuuminėje aplinkoje, kuri leidžia kurti naujus produktus ir sumažinti gamybos sąnaudas.

Vakuuminio lydymosi privalumai

• Skystas metalas ilgą laiką gali būti laikomas vakuume.
• Padidėjęs metalų degazavimas.
• Lydymo proceso metu galite bet kada perkrauti krosnį ir paveikti rafinavimo bei deoksidacijos procesą.
• Galimybė nuolatinis stebėjimas ir reguliuoti lydinio ir jo temperatūrą cheminė sudėtis dirbant.
• Didelis liejinių grynumas.
• Greitas kaitinimo ir lydymosi greitis.
• Padidėjęs lydinio homogeniškumas dėl aukštos kokybės maišymo.
• Bet kokios formos žaliava.
• Ekologiškas ir ekonomiškas.

Vakuuminės krosnies veikimo principas yra tas, kad tiglyje vakuume, naudojant aukšto dažnio induktorių, išlydomas kietas užtaisas ir išvalomas skystas metalas. Vakuumas susidaro išpumpuojant orą. Vakuuminis lydymas leidžia labai sumažinti vandenilio ir azoto kiekį.

Kanalinės indukcinės krosnys

Krosnys su elektromagnetine šerdimi (kanalu) plačiai naudojamos spalvotųjų ir juodųjų metalų liejyklose kaip laikymo krosnys ir maišytuvai.

1 - vonia
2 – kanalas
3 - Magnetinė šerdis
4 - Pirminė ritė

Kintamasis magnetinis srautas eina išilgai magnetinės grandinės, kanalo kontūras žiedo pavidalu skystas metalas. Žiedas susijaudinęs elektros, kuris įkaitina skystą metalą. Magnetinį srautą generuoja pirminė apvija, veikianti kintamąja srove.

Magnetiniam srautui sustiprinti naudojama uždara magnetinė grandinė, pagaminta iš transformatorinio plieno. Krosnies erdvė dviem angomis sujungta su kanalu, todėl krosnį užpildžius skystu metalu, susidaro uždara kilpa. Orkaitė negalės veikti be uždaros grandinės. Tokiais atvejais grandinės varža yra didelė, joje teka nedidelė srovė, kuri vadinama tuščiosios eigos srove.

Dėl metalo perkaitimo ir magnetinio lauko veikimo, kuris linkęs išstumti metalą iš kanalo, skystas metalas kanale nuolat juda. Kadangi metalas kanale įkaista aukščiau nei krosnies vonioje, metalas nuolat kyla į vonią, iš kurios ateina žemesnės temperatūros metalas.

Jei metalas nusausinamas žemiau leistina norma, tada skystasis metalas elektrodinamine jėga bus išstumtas iš kanalo. Dėl to viryklė spontaniškai išsijungs ir elektros grandinė nutrūks. Kad tokių atvejų būtų išvengta, krosnys šiek tiek metalo palieka skysto pavidalo. Tai vadinama pelke.

Kanalinės krosnys skirstomos į:

• Lydymosi krosnys.
• Maišytuvai.
• Laikančios krosnis.

Tam, kad sukauptų tam tikrą kiekį skysto metalo, įvertinant jo cheminės sudėties vidurkį ir sulaikant jį, naudojami maišytuvai. Skaičiuojama, kad maišytuvo tūris yra ne mažesnis kaip du kartus didesnis už valandinį orkaitės našumą.

Kanalinės krosnys skirstomos į klases pagal kanalų vietą:

• Vertikalus.
• Horizontalus.

Pagal darbo kameros formą:

• Būgninės indukcinės krosnys.
• Cilindrinės indukcinės krosnys.

Būgninė krosnis pagaminta iš suvirinto plieninio cilindro su dviem sienelėmis galuose. Orkaitei sukti naudojami pavaros ritinėliai. Norėdami pasukti orkaitę, turite įjungti elektros variklio pavarą su dviem greičiais ir grandinine pavara. Variklis turi plokštelinius stabdžius.

Ant galinių sienelių yra sifonas metalui pilti. Yra skylės priedams pakrauti ir šlakui pašalinti. Taip pat yra kanalas metalui išpilti. Kanalo blokas susideda iš krosnies induktoriaus su V formos kanalais, įtaisytais į pamušalą naudojant šablonus. Pirmojo lydymosi metu šie šablonai išsilydo. Apvija ir šerdis aušinami oru, įrenginio korpusas – vandeniu.

Jei kanalo krosnis yra kitokios formos, tada metalas išleidžiamas pakreipus vonią naudojant hidraulinius cilindrus. Kartais metalas išspaudžiamas perteklinis slėgis dujų.

Kanalinių krosnelių privalumai

• Mažas energijos suvartojimas dėl mažų šilumos nuostolių iš vonios.
• Padidėjęs induktoriaus elektrinis efektyvumas.
• Žema kaina.

Kanalinių krosnių trūkumai

• Sunkumai reguliuojant metalo cheminę sudėtį, nes krosnyje likęs skystas metalas sukelia sunkumų pereinant iš vienos sudėties į kitą.
• Mažas metalo judėjimo greitis krosnyje sumažina lydymo technologijos galimybes.

Dizaino elementai

Orkaitės rėmas pagamintas iš mažai anglies išskiriančio plieno lakšto, kurio storis nuo 30 iki 70 mm. Rėmo apačioje yra langai su pritvirtintomis induktoriais. Induktorius pagamintas iš plieninio korpuso, pirminės ritės, magnetinės grandinės ir pamušalo. Jo korpusas pagamintas nuimamas, o dalys viena nuo kitos izoliuotos tarpinėmis, kad kėbulo dalys nesudarytų uždaros kilpos. Priešingu atveju bus sukurta sūkurinė srovė.

Magnetinė šerdis pagaminta iš 0,5 mm specialių elektrotechninio plieno plokščių. Plokštės yra izoliuotos viena nuo kitos, kad būtų sumažinti sūkurinių srovių nuostoliai.

Ritė pagaminta iš varinis laidininkas skerspjūvis, priklausomai nuo apkrovos srovės ir aušinimo būdo. Aušinamas oru leistina srovė 4 amperai per mm 2, aušinant vandeniu, leistina srovė yra 20 amperų per mm 2. Tarp pamušalo ir gyvatuko sumontuotas ekranas, kuris aušinamas vandeniu. Ekranas pagamintas iš magnetinio plieno arba vario. Šilumai iš gyvatuko pašalinti yra sumontuotas ventiliatorius. Norint gauti tikslius kanalo matmenis, naudojamas šablonas. Jis pagamintas iš tuščiavidurio plieno liejinio. Šablonas dedamas į induktorių, kol jis užpildomas ugniai atsparia mase. Jis yra induktoriuje kaitinant ir džiovinant pamušalą.

Pamušalui naudojamos ugniai atsparios drėgnos ir sausos masės. Drėgnos masės naudojamos spausdintų arba pilamų medžiagų pavidalu. Piltas betonas naudojamas, kai induktorius yra sudėtingos formos, jei neįmanoma sutankinti masės per visą induktoriaus tūrį.

Induktorius užpildomas šia mase ir sutankinamas vibratoriais. Sausos masės sutankinamos aukšto dažnio vibratoriais, taranuotos – pneumatiniais tamperiais. Jei ketus lydomas krosnyje, pamušalas pagamintas iš magnio oksido. Pamušalo kokybę lemia aušinimo vandens temperatūra. Veiksmingiausias pamušalo tikrinimo būdas – patikrinti indukcinės ir aktyviosios varžos vertę. Šie matavimai atliekami naudojant valdymo prietaisus.

Į krosnies elektros įrangą įeina:

• Transformatorius.
• Kondensatorių baterija elektros energijos nuostoliams kompensuoti.
• Droselis skirtas 1 fazės induktoriaus prijungimui prie 3 fazių tinklo.
• Valdymo pultai.
• Maitinimo kabeliai.

Kad krosnis veiktų normaliai, maitinimas yra prijungtas prie 10 kilovoltų, antrinėje apvijoje yra 10 įtampos pakopų krosnies galiai reguliuoti.

Pamušalo pakavimo medžiagose yra:

• 48% sausas kvarcas.
• 1,8 % boro rūgšties, persijota per smulkų 0,5 mm akučių sietą.

Pamušalo masė paruošiama sausoje formoje, naudojant maišytuvą, o po to sijojama per sietelį. Paruoštas mišinys turi būti laikomas ne ilgiau kaip 15 valandų po paruošimo.

Tiglis išklotas sutankinant vibratoriais. Elektriniai vibratoriai naudojami didelėms krosnims iškloti. Vibratoriai panardinami į šablono erdvę ir sutankina masę per sienas. Tankinant vibratorius perkeliamas kranu ir sukamas vertikaliai.

Tiglio indukcinės krosnys

Pagrindiniai tiglio krosnies komponentai yra induktorius ir generatorius. Induktoriaus gamybai naudojamas varinis vamzdis, suvyniotas 8-10 apsisukimų. Induktorių formos gali būti įvairių tipų.

Šio tipo orkaitės yra labiausiai paplitusios. Krosnies konstrukcijoje nėra šerdies. Įprasta orkaitės forma yra cilindras, pagamintas iš ugniai atsparios medžiagos. Tiglis yra induktoriaus ertmėje. Į jį tiekiama kintamoji srovė.

Tiglio krosnių privalumai

• Sukraunant medžiagą į orkaitę išsiskiria energija, todėl papildomų kaitinimo elementų nereikia.
• Pasiekiamas didelis daugiakomponentinių lydinių homogeniškumas.
• Krosnyje galite sukurti redukcijos arba oksidacijos reakciją, nepriklausomai nuo slėgio.
• Aukštas krosnies našumas dėl padidėjusio galios tankio bet kokiu dažniu.
• Metalo lydymosi sutrikimai neturi įtakos darbo efektyvumui, nes šildymui nereikia daug elektros energijos.
• Galimybė bet kokius nustatymus ir lengvas veikimas su automatizavimo galimybe.
• Nėra vietinio perkaitimo, temperatūra išlyginama visame vonios tūryje.
• Greitai lydosi, todėl galima sukurti aukštos kokybės lydinius, turinčius gerą homogeniškumą.
• Aplinkos sauga. Išorinė aplinka nėra veikiama jokia žalingas poveikis orkaitės. Lydymas taip pat nekenkia aplinkai.

Tiglio krosnių trūkumai

• Žema šlakų temperatūra, naudojama lydalo paviršiui apdoroti.
• Mažas pamušalo patvarumas esant staigiems temperatūros pokyčiams.

Nepaisant esamų trūkumų, tiglio indukcinės krosnys įgijo didelį populiarumą gamyboje ir kitose srityse.

Indukcinės krosnys patalpų šildymui

Dažniausiai tokia viryklė įrengiama virtuvėje. Pagrindinė jo konstrukcijos dalis yra suvirinimo keitiklis. Krosnies konstrukcija dažniausiai derinama su vandens šildymo katilu, kuris leidžia šildyti visas pastato patalpas. Taip pat galima prijungti tiekimą karštas vanduoį pastatą.

Tokio įrenginio veikimo efektyvumas mažas, tačiau tokia įranga dažnai naudojama namo šildymui.

Indukcinio katilo šildymo dalies konstrukcija yra panaši į transformatoriaus. Išorinė grandinė yra tam tikro transformatoriaus apvijos, prijungtos prie tinklo. Antroji vidinė grandinė yra šilumos mainų įtaisas. Jame cirkuliuoja aušinimo skystis. Prijungus maitinimą, ritė sukuria kintamąją srovę. Dėl to šilumokaičio viduje sukeliamos srovės, kurios jį šildo. Metalas šildo aušinimo skystį, kuris dažniausiai susideda iš vandens.

Tuo pačiu principu veikia buitinės indukcinės viryklės, kuriose iš specialios medžiagos pagaminti indai veikia kaip antrinė grandinė. Ši krosnelė yra daug ekonomiškesnė įprastos plokštės dėl šilumos nuostolių nebuvimo.

Katilo vandens šildytuvas turi valdymo įtaisus, kurie leidžia palaikyti tam tikrą aušinimo skysčio temperatūrą.

Šildymas elektra yra brangus malonumas. Ji negali konkuruoti su kietojo kuro ir dujos dyzelinis kuras ir suskystintomis dujomis. Vienas iš būdų sumažinti išlaidas yra šilumos akumuliatoriaus montavimas, taip pat katilo prijungimas naktį, nes naktį dažnai taikomas lengvatinis mokestis už elektrą.

Norėdami apsispręsti dėl indukcinio katilo įrengimo savo namuose, turite pasitarti su profesionaliais šildymo inžinerijos specialistais. Indukcinis katilas praktiškai neturi pranašumų prieš įprastą katilą. Trūkumas yra didelė įrangos kaina. Įprastas katilas su kaitinimo elementais parduodamas paruoštas montavimui, tačiau reikalingas indukcinis šildytuvas papildoma įranga ir nustatymai. Todėl prieš perkant tokį indukcinį katilą būtina atlikti kruopščius ekonominius skaičiavimus ir planavimą.

Pamušalas indukcinės krosnys

Pamušalo procesas yra būtinas norint apsaugoti krosnies korpusą nuo padidėjusios temperatūros poveikio. Tai leidžia žymiai sumažinti šilumos nuostolius ir padidinti metalo lydymo ar medžiagų šildymo efektyvumą.

Kvarcitas, kuris yra silicio dioksido modifikacija, naudojamas pamušalui. Yra tam tikrų reikalavimų pamušalo medžiagoms.

Tokia medžiaga turėtų suteikti 3 medžiagų būsenų zonas:

• Monolitinis.
• Buferis.
• Tarpinis.

Tik trijų sluoksnių buvimas dangoje gali apsaugoti krosnies korpusą. Pamušalui neigiamą įtaką daro netinkamas medžiagos išdėstymas, prasta medžiagos kokybė ir sunkios krosnies eksploatavimo sąlygos.

Indukciniai šildytuvai veikia pagal „srovės generavimo iš magnetizmo“ principą. Specialioje ritėje sukuriamas didelės galios kintamasis magnetinis laukas, kuris uždarame laidininke sukuria sūkurines elektros sroves.

Indukcinėse viryklėse uždaras laidininkas yra metalinis indas, šildomas sūkurinėmis elektros srovėmis. Apskritai tokių prietaisų veikimo principas nėra sudėtingas, o jei turite šiek tiek fizikos ir elektrotechnikos žinių, surinkti indukcinį šildytuvą savo rankomis nebus sunku.

Šie įrenginiai gali būti pagaminti atskirai:

1. Prietaisaišildymui šildymo katile.
2. Mini orkaitės metalams lydyti.
3. Plokštės maisto ruošimui.

Indukcinė viryklė „pasidaryk pats“ turi būti pagaminta laikantis visų šių prietaisų veikimo standartų ir reglamentų. Jei žmonėms pavojinga elektromagnetinė spinduliuotė sklinda už korpuso šoninėmis kryptimis, tuomet naudoti tokį įrenginį griežtai draudžiama.

Be to, dideli krosnelės projektavimo sunkumai kyla renkantis kaitlentės pagrindo medžiagą, kuri turi atitikti šiuos reikalavimus:

1. Idealiai praleidžia elektromagnetinę spinduliuotę.
2. Ne laidi medžiaga.
3. Atlaiko aukštos temperatūros apkrovą.

Buitinėse indukcinėse kaitlentėse naudojama brangi keramika, kai gaminama namuose indukcinė viryklė, rasti vertingą alternatyvą tokiai medžiagai yra gana sunku. Todėl pirmiausia turėtumėte suprojektuoti ką nors paprastesnio, pavyzdžiui, indukcinę krosnį metalams grūdinti.

Gamybos instrukcijos

Brėžiniai

Norėdami pagaminti krosnį, jums reikės šias medžiagas ir įrankiai:

• lydmetalis;
• tekstolito plokštė.
• mini gręžtuvas.
• radioelementai.
• termo pasta.
• Cheminiai reagentai plokštėms ėsdinti.

Papildomos medžiagos ir jų savybės:

1. Ritės gamybai, kuris skleis kaitinimui reikalingą kintamąjį magnetinį lauką, reikia paruošti 8 mm skersmens ir 800 mm ilgio vario vamzdžio gabalą.
2. Galingi galios tranzistoriai yra brangiausia naminio indukcinio įrenginio dalis. Norėdami įdiegti dažnio generatoriaus grandinę, turite paruošti 2 tokius elementus. Šiems tikslams tinka šių markių tranzistoriai: IRFP-150; IRFP-260; IRFP-460. Gaminant grandinę naudojami 2 identiški iš išvardytų lauko efektų tranzistoriai.
3. Virpesių grandinės gamybai reikės 0,1 mF talpos keraminių kondensatorių, kurių darbinė įtampa 1600 V. Kad ritėje susidarytų didelės galios kintamoji srovė, reikės 7 tokių kondensatorių.
4. Taip dirbant indukcinis įtaisas , lauko tranzistoriai labai įkais ir jei radiatoriai nuo aliuminio lydinys, tada po kelių sekundžių darbo maksimali galia, šie elementai suges. Tranzistoriai turėtų būti dedami ant šilumos kriauklių per ploną šiluminės pastos sluoksnį, kitaip tokio aušinimo efektyvumas bus minimalus.
5. Diodai, kurie naudojami indukcinis šildytuvas, turi veikti itin greitai. Šiai grandinei tinkamiausi diodai: MUR-460; UF-4007; JAI – 307.
6. 3 grandinėje naudojami rezistoriai: 10 kOhm galia 0,25 W – 2 vnt. ir 440 omų galia – 2 W. Zener diodai: 2 vnt. kurių darbinė įtampa 15 V. Zenerio diodų galia turi būti ne mažesnė kaip 2 W. Droselis, skirtas prijungti prie ritės maitinimo gnybtų, naudojamas su indukcija.
7. Norėdami maitinti visą įrenginį, jums reikės maitinimo šaltinio, kurio galia iki 500 W. ir įtampa 12 - 40 V.Šį įrenginį galite maitinti iš automobilio akumuliatoriaus, bet negalėsite gauti didžiausių galios rodmenų esant tokiai įtampai.

Pats elektroninio generatoriaus ir ritės gamybos procesas užtrunka šiek tiek laiko ir atliekamas tokia seka:

1. Iš varinis vamzdis daroma 4 cm skersmens spiralė Norėdami pagaminti spiralę, užsukite varinį vamzdelį ant strypo su Plokščias paviršius 4 cm skersmens spiralė turi turėti 7 posūkius, kurie neturi liestis. Prie 2 vamzdelio galų prilituojami tvirtinimo žiedai, skirti prijungti prie tranzistorių radiatorių.
2. Spausdintinė plokštė pagaminta pagal schemą. Jei įmanoma sumontuoti polipropileninius kondensatorius, tai dėl to, kad tokie elementai turi minimalius nuostolius ir stabilų darbą esant didelėms įtampos svyravimų amplitudėms, įrenginys veiks daug stabiliau. Kondensatoriai grandinėje sumontuoti lygiagrečiai, kad susidarytų svyruojanti grandinė su varine ritė.
3. Metalo šildymasįvyksta ritės viduje po to, kai grandinė prijungiama prie maitinimo šaltinio arba akumuliatoriaus. Kaitinant metalą, būtina užtikrinti, kad spyruoklės apvijose nebūtų trumpojo jungimo. Jei įkaitintu metalu vienu metu paliesite 2 ritės apsisukimus, tranzistoriai suges akimirksniu.

Niuansai

1. Atliekant metalų kaitinimo ir grūdinimo eksperimentus, indukcinės ritės viduje temperatūra gali būti reikšminga ir siekti 100 laipsnių Celsijaus. Šis šiluminio šildymo efektas gali būti naudojamas buitiniam vandeniui šildyti arba namų šildymui.
2. Aukščiau aptarto šildytuvo diagrama (3 pav.), esant maksimaliai apkrovai, ritės viduje gali skleisti 500 W magnetinę energiją. Šios galios nepakanka dideliam vandens kiekiui pašildyti, o norint sukonstruoti didelės galios indukcinę ritę, reikės pagaminti grandinę, kurioje reikės naudoti labai brangius radijo elementus.
3. Biudžetinis sprendimas skysčių indukciniam šildymui organizuoti, yra kelių aukščiau aprašytų įrenginių, esančių nuosekliai, naudojimas. Šiuo atveju spiralės turi būti toje pačioje linijoje ir neturėti bendro metalinio laidininko.
4. Kaipvamzdis iš iš nerūdijančio plieno kurių skersmuo 20 mm. Ant vamzdžio „suvertos“ kelios indukcinės spiralės, kad šilumokaitis būtų spiralės viduryje ir nesiliestų su jo posūkiais. Vienu metu įjungus 4 tokius įrenginius, šildymo galia bus apie 2 kW, kurios jau pakanka skysčiui šildyti per srautą su maža vandens cirkuliacija iki verčių, leidžiančių naudoti šis dizainas pasiūloje šiltas vanduo mažas namas.
5. Jei prijungsite tai šildymo elementas su gerai izoliuotu baku, kuris bus virš šildytuvo, bus sukurta katilo sistema, kurioje skystis bus šildomas nerūdijančio vamzdžio viduje, šildomas vanduo kils aukštyn, o jo vietą užims šaltesnis skystis.
6. Jei namo plotas yra reikšmingas, tada indukcinių ritių skaičius gali būti padidintas iki 10 vnt.
7. Tokio katilo galią galima nesunkiai reguliuoti išjungiant arba įjungiant spirales. Kuo daugiau sekcijų įjungiama vienu metu, tuo didesnė tokiu būdu veikiančio šildymo įrenginio galia.
8. Norėdami maitinti tokį modulį, jums reikės galingo maitinimo šaltinio. Jei yra keitiklis suvirinimo aparatas nuolatinė srovė, tada iš jo galima pagaminti reikiamos galios įtampos keitiklį.
9. Dėl to, kad sistema veikia nuolatine elektros srove, kuri neviršija 40 V, tokio įrenginio veikimas yra gana saugus, svarbiausia generatoriaus maitinimo grandinėje įrengti saugiklių bloką, kuris trumpojo jungimo atveju išjungs sistemą ir taip pašalins gaisro galimybė.
10. Tokiu būdu galite organizuoti „nemokamą“ namų šildymą., priklauso nuo maitinimo šaltinio įrengimo indukciniai įtaisaiįkraunamos baterijos, kurios bus įkraunamos naudojant saulės ir vėjo energiją.
11. Baterijos turi būti sujungtos į 2 dalis, sujungtas nuosekliai. Dėl to maitinimo įtampa su tokia jungtimi bus ne mažesnė kaip 24 V, o tai užtikrins katilo veikimą dideliu galingumu. Be to, serijinis ryšys sumažins srovę grandinėje ir padidins baterijų tarnavimo laiką.

1. Išnaudojimas naminiai prietaisai indukcinis šildymas, ne visada pašalina kenksmingų žmonėms plitimą elektromagnetinė radiacija, todėl indukcinis katilas turi būti montuojamas negyvenamoms patalpoms ir ekranuotas cinkuotu plienu.
2. Privaloma dirbant su elektra reikia laikytis saugos taisyklių ir ypač tai taikoma kintamosios srovės tinklams, kurių įtampa yra 220 V.
3. Kaip eksperimentas gali būti padaryta kaitlentė maisto ruošimui pagal straipsnyje nurodytą schemą, tačiau nerekomenduojama nuolat eksploatuoti šio įrenginio dėl šio prietaiso pačių pagaminto ekranavimo netobulumo, dėl to žmogaus organizmas gali būti veikiamas kenksmingos elektromagnetinės spinduliuotės, kuri gali neigiamai paveikti paveikti sveikatą.

Pats indukcinės krosnies veikimo principas yra tas, kad šiluma lydymuisi gaunama iš elektros energijos, kurią generuoja kintamasis magnetinis laukas. Tokiose krosnyse energija paverčiama iš elektromagnetinės, vėliau į elektrinę ir galiausiai į šilumą. Kaip savo rankomis pasidaryti indukcinę krosnį?

Tokios krosnys skirstomos į du tipus:

1. Tiglis. Tokiose krosnyse induktorius ir šerdis yra metalo viduje. Šio tipo krosnys naudojamos pramoninėse vario, aliuminio, ketaus, plieno lydyklose, taip pat brangiųjų metalų lydymosi juvelyrinėse gamyklose.
2. kanalas. Šio tipo krosnyse induktorius ir šerdis yra aplink metalą.

Palyginti su katilais ar kitomis viryklėmis, indukcinės krosnys turi daug privalumų:

• akimirksniu sušilti;
• sutelkti energiją tam tikrame diapazone;
• aplinkai nekenksmingas prietaisas ir santykinis saugumas;
• nėra atliekų;
• didžiulės temperatūros ir talpos reguliavimo galimybės;
• lydančio metalo homogeniškumas.

Šildymui naudojamos ir indukcinės krosnys. Tai patogus ir tuo pačiu tylus šildymo būdas.

Nereikalauja specialios patalpos katilui. Nuosėdos nesikaupia ant kaitinimo elemento, o cirkuliacijai per šildymo sistema Galite naudoti bet kokį skystį, ar tai būtų aliejus, vanduo ar kiti. Krosnelė taip pat patvari, nes susidėvi minimaliai. Kaip minėta anksčiau, jis yra labai draugiškas aplinkai, nes į orą nepatenka kenksmingų teršalų, taip pat atitinka visus priešgaisrinės saugos reikalavimus.

Informacijos rinkimas

Žmogui, kuris supranta, kaip skaityti ir suprasti elektros schema, nebus sunku išsiaiškinti, kaip padaryti tokią indukcinę krosnį. Internete pamatysite dešimtis ar net šimtus įvairių indukcinių krosnių gamybos variantų buitinės šiukšlės, pavyzdžiui, iš senos mikrobangų krosnelės arba suvirinimo keitiklio.

Būtinai atminkite, kad elektros srovė yra pavojingas dalykas. O norint pagaminti indukcinę krosnį, reikia žinoti, kas yra šildymas naudojant indukciją. Patartina su savimi turėti žmogų, kuris išmano bent elektrotechnikos pagrindus arba turi patirties dirbant su elektros įrenginiais.

Veikimo principas

Tokios viryklės veikimo pagrindas yra šilumos ištraukimas iš elektros srovės, kuri, naudojant induktorių, sukuria kintamąjį magnetinį lauką. Pasirodo, šilumą pirmiausia gauname iš elektromagnetinės energijos, o paskui iš elektros energijos. Srovių, tekančių per induktoriaus (induktoriaus) vijas, uždarumas generuoja šilumą ir šildo metalą iš vidaus.

Tokia viryklė gali turėti supaprastintą versiją ir veikti iš 220 V namų tinklo. Bet tam reikia lygintuvo, tai yra adapterio.

Krosnies konstrukcija

Indukcinio įtaiso konstrukcija yra panaši į transformatorių. Jame pirminė apvija maitinama kintamąja srove, o antrinė apvija tarnauja kaip šildomas korpusas.

Paprasčiausias induktorius laikomas izoliuotu laidininku (spiralės arba šerdies formos), kuris yra ant paviršiaus metalinis vamzdis arba jo viduje.

Štai keletas mazgų, kurie veikia indukcija:

• induktorius;
• lydymosi krosnies skyrius;
• kaitinimo krosnies kaitinimo elementas;
• generatorius;
• rėmelis.

Indukcinė krosnis nebėra naujas gaminys – šis išradimas egzistuoja nuo XIX amžiaus, tačiau tik mūsų laikais, tobulėjant technologijoms ir elementų bazei, pagaliau pradeda visur įsilieti į kasdienybę. Anksčiau buvo daug klausimų apie indukcinių krosnių subtilybes, bet ne visi fiziniai procesai buvo visiškai suprantami, tačiau patys agregatai turėjo daug trūkumų ir buvo naudojami tik pramonėje, daugiausia metalams lydyti.

Dabar, atsiradus galingiems aukšto dažnio tranzistoriams ir pigiems mikrovaldikliams, padariusiems proveržį visose mokslo ir technologijų srityse, atsirado tikrai efektyvios indukcinės viryklės, kurios gali būti laisvai naudojamos buitinėms reikmėms (virimui, vandens šildymui, šildymui) ir net surinkta savo rankomis.

Krosnies fizinis pagrindas ir veikimo principas

1 pav. Indukcinės krosnies schema

Prieš rinkdamiesi ar gamindami indukcinį šildytuvą, turėtumėte suprasti, kas tai yra. IN Pastaruoju metu Susidomėjimas šia tema išaugo, tačiau tik nedaugelis žmonių puikiai supranta magnetinių bangų fiziką. Tai sukėlė daugybę klaidingų nuomonių, mitų ir daugybę neveiksmingų ar nesaugių naminių gaminių. Indukcinę krosnį galite pasigaminti savo rankomis, tačiau prieš tai turėtumėte įgyti bent pagrindinių žinių.

Indukcinės viryklės veikimo principas pagrįstas elektromagnetinės indukcijos reiškiniu. Pagrindinis elementas čia yra induktorius, kuris yra aukštos kokybės induktorius. Indukcinės krosnys plačiai naudojamos kaitinti ar lydyti elektrai laidžias medžiagas, dažniausiai metalus, dėl šiluminio efekto sukeliant sūkurinę elektros srovę. Aukščiau pateikta diagrama iliustruoja šios krosnies struktūrą (1 pav.).

Generatorius G gamina kintamo dažnio įtampą. Veikiant jo elektrovaros jėgai, induktoriaus ritėje L teka kintamoji srovė I 1. Induktorius L kartu su kondensatoriumi C yra virpesių grandinė, suderinta su rezonansu su šaltinio G dažniu, dėl kurios krosnies efektyvumas žymiai padidėja.

Pagal fizikinius dėsnius erdvėje aplink induktorių L atsiranda kintamasis magnetinis laukas H. Šis laukas gali egzistuoti ir ore, tačiau charakteristikoms pagerinti kartais naudojamos specialios feromagnetinės šerdys, kurių magnetinis laidumas yra geresnis nei oro.

Magnetinio lauko linijos praeina per induktoriaus viduje esantį objektą W ir jame sukelia magnetinį srautą F Jei medžiaga, iš kurios pagamintas ruošinys W, yra elektrai laidži, jame atsiranda indukuota srovė I 2, užsidaranti viduje ir suformuojanti sūkurinę indukciją. srautai. Pagal elektros šiluminio poveikio dėsnį sūkurinės srovės įkaitina objektą W.

Indukcinio šildytuvo gamyba

Indukcinė krosnis susideda iš dviejų pagrindinių funkcinių blokų: induktoriaus (kaitinimo indukcinė ritė) ir generatoriaus (kintamosios srovės įtampos šaltinis). Induktorius yra plikas varinis vamzdis, susuktas į spiralę (2 pav.).

Norėdami savo rankomis pasigaminti ne didesnės kaip 3 kW galios krosnį, induktorius turi būti pagamintas pagal šiuos parametrus:

• vamzdžio skersmuo – 10 mm;
• spiralės skersmuo – 8-15 cm;
• ritės apsisukimų skaičius – 8-10;
• atstumas tarp posūkių yra 5-7 mm;
• Mažiausias atstumas ekrane yra 5 cm.

Neleiskite, kad šalia esantys ritės posūkiai liestųsi, laikykitės nurodyto atstumo. Induktorius jokiu būdu neturi liestis su apsauginiu krosnies ekranu, tarpas tarp jų turi būti ne mažesnis, nei nurodyta.

Generatorių gamyba

3 pav. Lempos grandinė

Verta paminėti, kad indukcinei krosnei gaminti reikia bent jau vidutinių radijo inžinerijos įgūdžių ir gebėjimų. Ypač svarbu, kad jie būtų sukurti antrą pagrindinis elementas– aukšto dažnio srovės generatorius. Be šių žinių negalėsite surinkti ar naudoti naminės viryklės. Be to, tai gali būti pavojinga gyvybei.

Tiems, kurie imasi šio reikalo išmanydami ir suprasdami procesą, yra įvairių būdų ir diagramos, pagal kurias galima surinkti indukcinę krosnį. Renkantis tinkamą generatoriaus grandinę, rekomenduojama atsisakyti kieto spinduliuotės spektro variantų. Tai apima plačiai naudojamą grandinę naudojant tiristoriaus jungiklį. Aukšto dažnio spinduliuotė iš tokio generatoriaus gali sukelti galingus trikdžius visiems aplinkiniams radijo įrenginiams.

Nuo XX amžiaus vidurio indukcinė krosnis, surinkta iš 4 lempų, sulaukė didelio radijo mėgėjų pasisekimo. Jo kokybė ir efektyvumas toli gražu nėra geriausi, o radijo lempas šiais laikais sunku gauti, tačiau daugelis ir toliau renka generatorius pagal šią konkrečią konstrukciją, nes ji turi didelį pranašumą: minkštą siaurajuostį generuojamos srovės spektrą. , kurio dėka tokia krosnis skleidžia minimalius trukdžius ir yra kuo saugesnė (3 pav.).

Šio generatoriaus darbo režimas reguliuojamas naudojant kintamąjį kondensatorių C. Kondensatorius turi turėti oro dielektriką, tarpas tarp jo plokščių turi būti ne mažesnis kaip 3 mm. Diagramoje taip pat yra neoninė lempa L, kuri tarnauja kaip indikatorius.

Universali generatoriaus grandinė

Šiuolaikinės indukcinės krosnys veikia su pažangesniais elementais - mikroschemomis ir tranzistoriais. Džiaugiasi didele sėkme universali schema dvitaktis generatorius, išvystantis galią iki 1 kW. Veikimo principas pagrįstas nepriklausomu žadinimo generatoriumi, kai induktorius įjungtas tilto režimu (4 pav.).

Pagal šią schemą surinkto stūmimo generatoriaus pranašumai:

1. Galimybė dirbti 2 ir 3 režimais, be pagrindinio.
2. Yra paviršiaus šildymo režimas.
3. Reguliavimo diapazonas 10-10000 kHz.
4. Minkštas emisijos spektras visame diapazone.
5. Nereikalauja papildomos apsaugos.

Dažnio reguliavimas atliekamas naudojant kintamąjį rezistorių R2. Darbo dažnių diapazonas nustatomas kondensatoriais C 1 ir C 2. Tarppakopinis derinimo transformatorius turi turėti žiedinę ferito šerdį, kurios skerspjūvis ne mažesnis kaip 2 kv.cm. Transformatoriaus apvija pagaminta iš emaliuotos vielos, kurios skerspjūvis 0,8-1,2 mm. Tranzistoriai turi būti dedami ant bendro radiatoriaus, kurio plotas 400 kv.cm.

Išvada tema

Induktyvinės viryklės skleidžiamas elektromagnetinis laukas (EMF) veikia visus aplink ją esančius laidininkus. Tai apima poveikį žmogaus organizmui. Vidaus organai veikiami EML jie tolygiai įšyla, didėja bendra temperatūra visą kūną.

Todėl dirbant su virykle svarbu imtis tam tikrų atsargumo priemonių, kad būtų išvengta neigiamų pasekmių.

Visų pirma, generatoriaus korpusas turi būti ekranuotas naudojant korpusą, pagamintą iš cinkuoto geležies lakštų arba tinklelį su mažais elementais. Tai sumažins spinduliuotės intensyvumą 30-50 kartų.

Taip pat reikia nepamiršti, kad šalia induktoriaus energijos srauto tankis bus didesnis, ypač išilgai apvijos ašies. Todėl indukcinė ritė turi būti vertikaliai, o šildymą geriau stebėti iš tolo.

Indukcinė krosnis naudojama spalvotųjų ir juodųjų metalų lydymui. Šio veikimo principo vienetai naudojami toliau nurodytose srityse: nuo geriausių papuošalų gamybos iki didelio masto pramoninio metalų lydymo. Šiame straipsnyje bus aptartos įvairių indukcinių krosnių savybės.

Indukcinės krosnys metalo lydymui

Veikimo principas

Indukcinis šildymas yra krosnies veikimo pagrindas. Kitaip tariant, elektros srovė sukuria elektromagnetinį lauką ir gaunama šiluma, kuri sunaudojama pramoniniu mastu. Šis fizikos dėsnis mokomasi paskutinėse klasėse vidurinė mokykla. Tačiau nereikėtų painioti elektrinio bloko ir elektromagnetinių indukcinių katilų sąvokos. Nors darbo pagrindas šen bei ten – elektra.

Kaip tai atsitinka

Generatorius yra prijungtas prie kintamosios srovės šaltinio, kuris į jį patenka per viduje esantį induktorių. Kondensatorius naudojamas sukurti virpesių grandinę, kuri yra pagrįsta pastoviu veikimo dažniu, kuriam sistema sureguliuota. Kai įtampa generatoriuje padidėja iki 200 V ribos, induktorius sukuria kintamąjį magnetinį lauką.

Grandinė dažniausiai uždaroma per feromagnetinio lydinio šerdį. Kintamasis magnetinis laukas pradeda sąveikauti su ruošinio medžiaga ir sukuria galingą elektronų srautą. Kai elektrai laidus elementas pradeda indukcinį veiksmą, sistema patiria liekamojo streso atsiradimas, kuris kondensatoriuje prisideda prie sūkurinės srovės atsiradimo. Sūkurinės srovės energija paverčiama šiluminė energija induktorius ir norimas metalas kaitinamas iki aukštos lydymosi temperatūros.

Induktoriaus gaminama šiluma naudojama:

• minkštųjų ir kietųjų metalų lydymui;
• metalinių dalių (pavyzdžiui, įrankių) paviršių grūdinimui;
• jau pagamintų dalių terminiam apdorojimui;
• buitiniams poreikiams (šildymui ir maisto ruošimui).

Trumpos įvairių krosnių charakteristikos

Įrenginių tipai

Indukcinės tiglio krosnys

Tai labiausiai paplitęs indukcinio šildymo krosnių tipas. Išskirtinis bruožas, skiriasi nuo kitų tipų tuo, kad jame atsiranda kintamasis magnetinis laukas, kai nėra standartinės šerdies. Cilindro formos tiglis esantis induktoriaus ertmės viduje. Krosnis, arba tiglis, yra pagaminta iš medžiagos, kuri puikiai atspari ugniai ir yra prijungta prie kintamosios elektros srovės.

Teigiami aspektai

Tiglio vienetai apima prie aplinkai nekenksmingų šilumos šaltinių, aplinka neteršiama nuo metalo lydymosi.

Tiglio krosnių eksploatavimas turi trūkumų:

• technologinio apdorojimo metu naudojami žemos temperatūros šlakai;
• Pagamintas tiglio krosnių pamušalas pasižymi mažu atsparumu sunaikinimui, tai labiausiai pastebima esant staigiems temperatūros pokyčiams.

Esami trūkumai nesukelia jokių ypatingų sunkumų, tiglio indukcinio įrenginio, skirto metalui lydyti, pranašumai yra akivaizdūs, todėl šio tipo prietaisai tapo populiarūs ir paklausūs tarp daugybės vartotojų.

Kanalinės indukcinės lydymosi krosnys

Surado šį vaikiną platus pritaikymas lydant spalvotuosius metalus. Veiksmingai naudojamas variui ir vario lydiniams žalvario, vario nikelio, bronzos pagrindu. Aliuminis, cinkas ir lydiniai, kuriuose yra šių metalų, aktyviai lydomi kanalų blokuose. Plačiai paplitęs tokio tipo krosnių naudojimas yra ribotas dėl to, kad negalima pagaminti lūžiams atsparių įdėklų. vidinės sienos fotoaparatai.

Kanalinėse indukcinėse krosnyse išlydytas metalas šiluminis ir elektrodinaminis judėjimas, kuris užtikrina pastovų lydinio komponentų maišymo krosnies vonioje homogeniškumą. Indukcinio principo kanalinių krosnių naudojimas pateisinamas tais atvejais, kai išlydytam metalui ir gaminamiems luitams keliami specialūs reikalavimai. Lydiniai yra aukštos kokybės pagal dujų prisotinimo koeficientą ir organinių bei sintetinių priemaišų buvimą metale.

Indukcija kanalų krosnys veikia kaip maišytuvas ir yra skirti kompozicijai išlyginti, palaikyti pastovi temperatūra procesas, ir pylimo į kristalizatorius ar formas greičio pasirinkimas. Kiekvienam lydiniui ir liejimo kompozicijai yra specialaus mokesčio parametrai.

Privalumai

• lydinys kaitinamas apatinėje dalyje, prie kurios nėra oro prieigos, o tai sumažina garavimą nuo viršutinio paviršiaus, kaitinama iki minimalios temperatūros;
• kanalinės krosnys priskiriamos ekonomiškoms indukcinėms krosnims, nes vykstantį lydymąsi užtikrina mažas elektros energijos suvartojimas;
• krosnis pasižymi dideliu efektyvumu dėl uždaros kilpos magnetinio laido naudojimo;
• Nuolatinė išlydyto metalo cirkuliacija krosnyje pagreitina lydymosi procesą ir skatina vienodą lydinio komponentų maišymąsi.

Trūkumai

• akmens vidinio pamušalo patvarumas mažėja, kai naudojama aukšta temperatūra;
• pamušalas sunaikinamas lydant chemiškai agresyvius bronzos, alavo ir švino lydinius.
• tirpstant užterštam žemos kokybės įkrovimui, kanalai užsikemša;
• paviršinis šlakas vonioje neįkaista iki aukštos temperatūros, o tai neleidžia atlikti operacijų tarpe tarp metalo ir pastogės bei išlydyti drožlių ir laužo;
• kanalų blokai netoleruoja veikimo sutrikimų, todėl juos nuolat reikia laikyti krosnies žiotyse reikšminga suma skystas lydinys.

Visiškas išlydyto metalo pašalinimas iš krosnies sukelia greitą įtrūkimą. Dėl tos pačios priežasties neįmanoma atlikti greito keitimas iš vieno lydinio į kitą, turite padaryti keletą tarpinių lydalo, vadinamų balastu.

Vakuuminės indukcinės krosnys

Šis tipas plačiai naudojamas plienui lydyti Aukštos kokybės ir karščiui atsparios kokybės nikelio, kobalto ir geležies lydiniai. Įrenginys sėkmingai susidoroja su spalvotųjų metalų lydymu. Stiklas verdamas vakuuminiuose įrenginiuose, dalys apdorojamos aukšta temperatūra, gaminti pavienius kristalus.

Krosnis priskiriama aukšto dažnio generatoriams, esantiems izoliuotoje išorinė aplinka induktorius, praleidžiantis aukšto dažnio srovę. Norint sukurti vakuumą, iš jo išpumpuojamos oro masės. Visos priedų įvedimo, įkrovimo ir metalo išpylimo operacijos atliekamos automatiniais mechanizmais su elektriniu arba hidrauliniu valdymu. Lydiniai su mažomis deguonies, vandenilio, azoto ir organinių medžiagų priemaišomis gaunami iš vakuuminių krosnių. Rezultatas gerokai pranašesnis už atviras orkaites indukcinis veiksmas.

Karščiui atsparus plienas iš vakuuminių krosnių naudojamas įrankių ir ginklų gamyboje. Kai kurie nikelio lydiniai, kuriuose yra nikelio ir titano, yra chemiškai aktyvūs, todėl sunku juos gauti kitų tipų krosnyse. Vakuuminės krosnys atlieka metalo liejimą įsukdami tiglį vidinė erdvė korpusas arba kameros su stacionaria krosnele pasukimas. Kai kurių modelių apačioje yra anga, skirta metalui išleisti į sumontuotą talpyklą.

Tiglio krosnys su tranzistoriniu keitikliu

Naudojamas riboto svorio spalvotiesiems metalams. Jie yra mobilūs, lengvi ir lengvai perkeliami iš vienos vietos į kitą. Krosnies pakete yra aukštos įtampos tranzistorius universalus keitiklis. Leidžia pasirinkti galią, rekomenduojamą prisijungti prie tinklo, ir atitinkamai keitiklio tipą, kurio reikia šiuo atveju keičiant lydinio svorio parametrus.

Tranzistorinė indukcinė krosnis Plačiai naudojamas metalurgijos apdirbimui. Jo pagalba kalvystėje kaitinamos detalės, grūdinami metaliniai daiktai. Tigliai tranzistorinėse krosnyse yra pagaminti iš keramikos arba grafito, skirti lydyti feromagnetinius metalus, tokius kaip ketus arba plienas. Grafitas įrengiamas lydyti žalvarį, varį, sidabrą, bronzą ir auksą. Jie lydo stiklą ir silicį. Aliuminis gerai tirpsta naudojant ketaus arba plieno tiglius.

Kas yra indukcinių krosnių pamušalas

Jo paskirtis – apsaugoti krosnies korpusą nuo žalingo aukštos temperatūros poveikio. Šalutinis poveikis yra šilumos išsaugojimas, todėl didėja proceso efektyvumas.

Indukcinės krosnies konstrukcijos tiglis pagamintas vienu iš šių būdų:

• kasimo būdu mažo tūrio krosnyse;
• spausdintas metodas iš ugniai atsparios medžiagos mūro pavidalu;
• kombinuotas, derinant keramiką ir buferinį sluoksnį tarp mūro ir indikatoriaus.

Pamušalas pagamintas iš kvarcito, korundo, grafito, šamoto grafito, magnezito. Į visas šias medžiagas dedama priedų, kurie pagerina pamušalo charakteristikas, mažina tūrio pokyčius, gerina sukepinimą, padidina sluoksnio atsparumą agresyvioms medžiagoms.

Norėdami pasirinkti tam tikrą pamušalo medžiagą atsižvelgti į kai kurias lydinčias sąlygas, būtent metalo tipas, tiglio kaina ir ugniai atsparios savybės, kompozicijos tarnavimo laikas. Turėtų būti tinkamai parinkta pamušalo kompozicija Techniniai reikalavimai procesui atlikti:

• aukštos kokybės luitų gavimas;
• didžiausias visiško lydymosi kiekis be remonto darbų;
• saugų specialistų darbą;
• lydymo proceso stabilumas ir tęstinumas;
• gavimo kokybiška medžiaga naudojant ekonomišką išteklių kiekį;
• įprastų medžiagų naudojimas pamušalui už mažą kainą;
• minimalus poveikis aplinkinei erdvei.

Indukcinių krosnių naudojimas leidžia gauti puikios kokybės lydiniai ir metalai su minimaliu įvairių priemaišų ir deguonies kiekiu, todėl padidėja jų naudojimas sudėtingose ​​gamybos srityse.