Tégliková indukčná pec: princíp činnosti, schéma a recenzie

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Vďaka nástupu cenovo dostupných elektronických a izolačných komponentov v modernej výrobe sa oblasť použitia indukčného ohrevu stále rozširuje. Táto technológia sa využíva nielen v metalurgii, ale aj pri vývoji domácich spotrebičov.

Princíp indukčného ohrevu

Prevádzka indukčnej pece je založená na transformátorovom princípe výmeny energie. Induktor je vyrobený z medenej rúrky, ktorá je potom stočená do viacotáčkovej cievky. Do primárneho obvodu induktora sa privádza striedavý prúd, čo vedie k vytvoreniu striedavého magnetického poľa okolo neho. Vplyvom magnetického poľa v tele umiestnenom vo vnútri induktora vzniká elektrické pole, ktoré následne vedie k procesu zahrievania. Výkon a v súlade s tým aj teplo generované indukčnou téglikovou tavnou pecou sú priamo závislé od frekvencie striedavého magnetického poľa. Pre efektívnu prevádzku preto rúra potrebuje vysokofrekvenčné prúdy.

Aplikácia indukčných pecí

Indukciaohrev je možné použiť na prácu s akýmkoľvek materiálom: kovom, troskou, plynom atď Hlavnou výhodou jeho použitia je bezkontaktný prenos tepla. Indukčný ohrev tiež umožňuje dosiahnuť takmer akúkoľvek rýchlosť ohrevu - všetko závisí od výkonu generátora, ktorý napája pec. Tepelné straty pri takomto vykurovaní sú minimálne. Maximálna teplota, na ktorú je možné predmet v peci zahriať, je obmedzená len odporom žiaruvzdorného materiálu. Proces bezdotykového prenosu tepla na ohrievaný materiál umožňuje vytvárať ohrev vo vákuovom prostredí.

Podľa recenzií metalurgov je rozsah indukčných pecí trochu obmedzený z dôvodu existujúcich nedostatkov. Nevýhody téglikovej pece zahŕňajú:

• vysoká cena elektrického zariadenia;
• studená troska komplikujúca proces rafinácie;
• Znížená stabilita obloženia počas teplotných špičiek medzi topeniami.

Schéma téglikovej indukčnej pece

Indukčná tégliková pec má nasledujúcu štruktúru.

Hlavným prvkom pece je téglik (7), pokrytý vekom (1). Téglik je umiestnený vo vnútri vyhrievacieho induktora (3), vyrobeného vo forme viacotáčkovej cievky. Cievka je medená trubica, vo vnútri ktorej za účelom chladenia neustále cirkuluje voda. Magnetický tok z induktora prechádza cez magnetické obvody (4), ktoré sú vyrobené zo špeciálnej transformátorovej ocele. Otočná zostava (2) je určená na naklápanie rúry počas plnenia do fliašroztavená kvapalina. Pec je inštalovaná na konštrukcii mello (5). Chladenie sa vykonáva hadicami vodného chladenia (6). Pomocná plošina (8) sa používa na obsluhu rúry.

Schéma téglikovej pece tiež zahŕňa transformátor, kondenzátory, riadiacu jednotku a systém čerpania plynu. Tégliková elektrická pec je napájaná prúdmi s frekvenciou 50 Hz.

Vlastnosti vnútorných konštrukčných prvkov

Induktor je najčastejšie vyrobený z okrúhlej rúrky. Existujú však situácie, v ktorých okrúhla medená rúrka nie je použiteľná. V určitých prípadoch sa na konštrukciu indukčnej téglikovej pece používajú profilované prvky, čím sa znižuje únikový magnetický tok. Indukčné rúrky sú navzájom izolované sklolaminátom impregnovaným špeciálnym lakom. Chránené závity sú stlačené blokmi vyrobenými z dielektrického materiálu. Induktor a téglik, umiestnené vo vnútri cievky, sú inštalované na palete zo žiaruvzdorných tehál alebo žiaruvzdorného betónu. V priemyselných podmienkach prebieha proces výroby téglika priamo v peci. V tomto prípade je induktor v zostavenom stave inštalovaný na palete a izolovaný azbestom. Potom sa paleta naplní žiaruvzdorným práškom, ktorý sa zhutní pomocou pneumatickej jednotky. Medzera medzi šablónou namontovanou na spodnej strane a induktorom je vyplnená žiaruvzdorným práškom.

Obloženie zóny nad induktorom je zabezpečené žiaruvzdornými tehlami. Objímka a odtokový žľab sú tiež obloženéžiaruvzdorná tehla. Práca indukčnej kelímkovej pece prebieha v najťažších podmienkach, preto sú na kvalitu použitých žiaruvzdorných materiálov kladené zvýšené požiadavky. Trvanlivosť výmurovky je ovplyvnená zložením žiaruvzdornej hmoty, prevádzkovým režimom a aplikovanou frekvenciou elektrického prúdu. Téglik spravidla vydrží až 100 roztavení a potom zlyhá.

Dizajn vonkajších prvkov

Rám taviacej téglikovej pece je základňou, ku ktorej sú pripevnené všetky jej prvky. Na veľkých priemyselných zariadeniach má rám formu pevného krytu. Všetky časti rámu musia mať vysokú pevnosť v dôsledku vplyvu elektromagnetického poľa induktora na ne. Škrupina sa môže za určitých podmienok ohrievať rovnakým spôsobom ako materiál v peci. Na zníženie zahrievania je racionálne vyrobiť rám z nevodivých materiálov. Pretože sú však dielektrické materiály drahé, materiálom rámu je zvyčajne oceľ. Oceľová konštrukcia je rozdelená na niekoľko prvkov, ktoré sú zase navzájom izolované. Obrazovky sa používajú na zníženie elektromagnetického poľa v blízkosti rámu. Medzi induktorom a telesom pece je inštalovaná ochranná clona. Obrazovka je valcová a vyrobená z hliníka alebo medi.

Otočný prvok je dôležitým dizajnovým prvkom. Hlavnou požiadavkou na otočný mechanizmus je poskytnúť sklon pre úplné vyprázdnenie kovu. Rotačné mechanizmy môžu byť použité rôzne. Malé rúry používajú manuálne alebo elektrickénavijak. Priemyselné pece sa nakláňajú pomocou nosníkového žeriavu. Veľkokapacitné rúry môžu byť vybavené hydraulickým pohonom sklápania.

Veko, ktoré zakrýva kelímkovú taviacu pec, slúži na udržanie teploty vo vnútri jednotky na vyššej úrovni. Vzhľadom na to, že pec je možné zakryť až po úplnom roztavení vsádzky, použitie krytu nie je povinné.

Vyrobenie rúry vlastnými rukami

Indukčné pece sú široko používané nielen v priemysle, ale aj v každodennom živote. Môžete nájsť schémy pre veľké množstvo domácich zariadení, ale niektoré z nich v najlepšom prípade jednoducho nebudú fungovať av najhoršom prípade poškodia zdravie svojho tvorcu. Mnoho fanúšikov varuje pred takýmito následkami. V každodennom živote sa metóda indukčného ohrevu používa v takýchto zariadeniach:

• kanálová pec na tavenie kovov;
• kelímková indukčná pec má najjednoduchší dizajn, a preto je medzi nadšencami najobľúbenejšia, súdiac podľa recenzií;
• kotol na ohrev vody založený na indukčnej metóde;
• indukčné varné dosky, ktoré konkurujú obľúbeným plynovým sporákom.

Potrubie

Tento typ pece sa používa na výrobu vysoko kvalitnej liatiny, ako aj na tavenie duralu a špeciálnych neželezných zliatin. Potrubná pec s výkonom do 3 kW je vyrobená nezávisle od zváracieho transformátora, ktorého frekvencia zodpovedá priemyselnému. Táto rúra sa roztopípolotovar z bronzu alebo medi s hmotnosťou do pol kilogramu. Kanálová pec umožňuje aj pretavenie duralu, treba však počítať s tým, že po tavení musí nasledovať proces „starnutia“. Čas tohto procesu môže byť až 2 týždne a závisí od zloženia zliatiny.

Pri výrobe pece je primárne vinutie zváracieho transformátora ponechané nezmenené a na miesto sekundárneho vinutia je umiestnený kruhový téglik. Najlepším materiálom pre téglik malej kanálovej pece je elektroporcelán. Iné možnosti nebudú fungovať kvôli nízkej pevnosti a dielektrickým stratám. Podľa amatérskych metalurgov je problém v tom, že elektroporcelán nie je možné spracovať svojpomocne a je veľmi nepravdepodobné, že sa nájde vhodný prvok na predaj. Práve kvôli vzácnemu tégliku nenašla kanálová pec medzi nadšencami široké uplatnenie, hoci tento typ pece má účinnosť viac ako 90 %.

kelímková indukčná pec

Tégliková pec vlastnej výroby sa používa predovšetkým na čistenie cenných kovov. Napríklad rádiovým konektorom vyrobeným v Sovietskom zväze môžete z jeho kontaktov získať určité množstvo zlata. Pri použití externého ohrevu nie je možné dosiahnuť tento výsledok.

Popri ťažbe zlata sa takáto pec často používa na rovnomerné zahrievanie kovu, čo je potrebné pre kvalitné kalenie. Zmenou polohy dielu v induktore a nastavením jeho výkonu je možné dosiahnuť požadovanú teplotu v určitej oblasti kovu. Je dôležité, že použitie takejto pece bude dosť rozpočtové, pretožetakmer všetka energia smeruje do procesu zahrievania dielu.

Indukčné kotly

Indukčné kotly na ohrev vody majú v budúcnosti všetky šance nahradiť konvenčné kotly. Používatelia považujú vysokú cenu za nevýhodu takéhoto ohrievača vody, ale zároveň pri systematizácii mnohých recenzií možno rozlíšiť niekoľko výhod:

• Spoľahlivosť. Kotol nemá elektrickú špirálu, ktorá je slabým článkom bežného kotla.
• Účinnosť takmer 100 %.
• Bezpečnosť. Prístup elektriny k telesu kotla je z dôvodu konštrukčných prvkov nemožný.
• Zariadenie nepotrebuje špeciálne uzemnenie.
• Odolné voči prepätiu.
• Nezmenšuje sa.
• Trvalosť. Kotol je schopný pracovať bez údržby približne 30 rokov.

Domáce kotol na teplú vodu

Základom takéhoto ohrievača vody je výkonový transformátor s výkonom do 1,5 kW, ktorého primárne vinutie je dimenzované na napätie 220 V. Perfektný je transformátor z trubicového farebného televízora. Sekundárne vinutie by sa malo odstrániť a počet závitov primárneho by sa mal zvýšiť.

Remeselníci radia a varujú: používanie takéhoto podomácky vyrobeného zariadenia nie je bezpečné, preto by mal byť transformátor uzemnený a samotné zariadenie by malo byť pripojené cez vysokorýchlostný RCD.

Induktor v kuchyni

Indukčné varné dosky už nie súspôsobujú prekvapenie a sú široko používané v každodennom živote. Činnosť zariadenia je založená na rovnakých princípoch ako pri indukčnej peci, len s tým rozdielom, že sekundárne vinutie je kovové dno riadu.

Použitie takýchto dosiek sa stalo možným vďaka tomu, že sa pri výrobe objavilo dielektrikum, ktoré okrem toho, že spĺňa úlohu izolácie induktora, musí mať aj pevnostné a hygienické vlastnosti. Materiál, ktorý spĺňa všetky požiadavky, sa objavil relatívne nedávno a jeho cena tvorí významnú časť celkovej ceny dosky.

Používatelia jednohlasne tvrdia: vlastná výroba indukčného variča nemá zmysel z dvoch dôvodov. Po prvé, varenie na takejto varnej doske si vyžaduje jemné doladenie pre každý druh jedla. Pre potrebné nastavenie všetkých elektrických parametrov počas procesu varenia je potrebný mikrokontrolér. Druhým dôvodom je cena elektronických častí, ktoré tvoria sporák. Celkovo budú všetky prvky stáť oveľa viac ako náklady na už hotové zariadenie.

Indukčný varič má tieto pozitívne vlastnosti:

• chýba, na rozdiel od mikrovlnných rúr, žiarenie tretích strán;
• možnosť naprogramovať sporák tak, aby vyhovoval vášmu štýlu varenia;
• varenie jedál ako karamel bez prehriatia alebo pripálenia;
• hospodárnosť vďaka efektívnemu využívaniu vykurovacej energie.