Cuptor cu cuptor de inducție: principiul funcționării, schema și revizuirile

Datorită apariției componentelor electronice și izolatoare disponibile în producția modernă, domeniul de aplicare al încălzirii prin inducție devine din ce în ce mai răspândit. Această tehnologie este folosită nu numai în metallurgie, ci și în dezvoltarea aparatelor electrocasnice.

Principiul încălzirii inductive

În centrul cuptorului de inducție se află principiul transformator al schimbului de energie. Inductorul este realizat dintr-un tub de cupru, care este apoi înfășurat într-o bobină multi-rotativă. Un curent alternativ este aplicat circuitului primar al inductorului, ceea ce duce la formarea unui câmp magnetic alternativ în jurul acestuia. Sub influența câmpului magnetic din corpul plasat în interiorul inductorului, apare un câmp electric care duce ulterior la un proces de încălzire. Puterea și, în consecință, căldura emisă de cuptorul de topire cu creuzet de inducție depind în mod direct de frecvența câmpului magnetic alternativ. În consecință, pentru o funcționare eficientă, cuptorul necesită curenți de înaltă frecvență.

Aplicarea cuptoarelor de inducție

Încălzirea prin inducție poate fi utilizată pentru a lucra cu orice material: metal, zgură, gaz, etc. Principalul avantaj al utilizării sale este transferul de căldură fără contact. De asemenea, încălzirea prin inducție face posibilă realizarea practică a oricărei încălziri - totul depinde de puterea generatorului care alimentează cuptorul. Pierderile de căldură la această încălzire sunt minime. Temperatura maximă la care poate fi încălzită obiectul în cuptor este limitată numai de rezistența materialului refractar. Procesul de transfer de căldură fără contact la materialul încălzit face posibilă producerea încălzirii într-un mediu cu vid.

Potrivit opiniei metalurgilor, domeniul cuptoarelor de inducție este oarecum limitat în legătură cu deficiențele existente. Cuptorul cu creuzet minus include:

• Prețul ridicat al echipamentelor electrice;
• Zgurii rece care complică procesul de rafinare;
• Stabilitate scăzută a căptușelii în timpul sarcinilor de temperatură între siguranțe.

Schema de cuptor de inducție cu creuzet

Cuptorul cu creuzet de inducție are următoarea structură.

Elementul principal al cuptorului este un creuzet (7), acoperit cu un capac (1). Creuzetul este amplasat în interiorul inductorului de încălzire (3), fabricat sub formă de bobină multi-rotativă. Bobina este un tub de cupru, în interiorul căruia, în scopul răcirii, apa circulă în mod constant. Fluxul magnetic din inductor trece de-a lungul miezurilor magnetice (4), care sunt realizate din oțel special de transformator. Ansamblul pivotant (2) este prevăzut pentru înclinarea cuptorului în timpul scurgerii lichidului topit. Cuptorul este instalat pe o structură de zidărie (5). Răcirea se face cu furtunuri de răcire cu apă (6). O platformă auxiliară (8) este utilizată pentru întreținerea cuptorului.

De asemenea, schema cuptorului cu creuze include un transformator, condensatoare, o unitate de comandă și un sistem de pompare a gazului. Puterea cuptorului electric cu creuzet este produsă de curenți cu o frecvență de 50 Hz.

Caracteristicile elementelor structurale interne

Cel mai adesea inductorul este confecționat dintr-un tub cu secțiune circulară. Dar există situații în care un tub rotund de cupru nu este aplicabil. În anumite cazuri, pentru construirea unui cuptor cu creuzet de inducție se utilizează elemente profilate, datorită cărora fluxul magnetic de disipare scade. Tuburile inductorului sunt izolate cu o cârpă din sticlă impregnată cu un lac special. Spălările protejate sunt comprimate prin blocuri din material dielectric. Inductorul și creuzetul plasat în interiorul bobinei sunt instalate pe un palet din cărămizi refractare sau beton rezistent la căldură. În condiții industriale, procesul de fabricare a creuzetului are loc direct în cuptor. În acest caz, inductorul în stare asamblată este instalat pe un palet și izolat cu azbest. După aceea, paletul este umplut cu pulbere refractară, care este compactată prin instalare pneumatică. Distanța dintre șablonul instalat pe partea inferioară și inductor este umplut cu pulberi de materiale refractare.

Căptușeala zonei de deasupra inductorului oferă cărămizi refractare. Gulerul și jgheabul de scurgere sunt, de asemenea, căptușite cu cărămizi rezistente la căldură. Lucrările cuptorului cu creuzet de inducție au loc în cele mai dificile condiții, prin urmare, crește calitatea materialelor rezistente la căldură utilizate. Durata de viață a căptușelii este afectată de compoziția masei refractare, modul de operare și frecvența aplicată a curentului electric. Ca regulă, creuzetul poate rezista până la 100 de topi și apoi se rupe.

Proiectarea elementelor externe

Cadrul cuptorului cu creuzet de topire este baza la care sunt atașate toate elementele sale. La dispozitivele industriale mari, cadrul seamănă cu o carcasă solidă. Toate părțile cadrului trebuie să aibă o rezistență ridicată, datorită influenței câmpului electromagnetic al inductorului asupra acestora. Cochiliul, în anumite condiții, poate fi încălzit în același mod ca materialul din cuptor. Pentru a reduce căldura, rama este fabricată rațional din materiale neconductoare. Cu toate acestea, deoarece materialele dielectrice au un preț ridicat, materialul pentru carcasă este de obicei oțel. Structura de oțel este împărțită în mai multe elemente, care, la rândul lor, sunt izolate unele de altele. Pentru a reduce câmpul electromagnetic în apropierea ecranelor folosite pe cadru. Un ecran de protecție este instalat între inductor și corpul cuptorului. Ecranul are forma unui cilindru și este fabricat din aluminiu sau cupru.

Unitatea pivotantă este un element de design important. Principala cerință pentru mecanismul de rotire este de a oferi o înclinare pentru o scurgere completă a metalului. Mecanismele de rotație pot fi diferite. În cuptoarele cu volum mic se utilizează un troliu manual sau electric. Cuptoarele industriale sunt înclinate cu un fascicul de macara. Cuptoarele cu volum mare pot fi echipate cu un dispozitiv hidraulic de înclinare.

Capacul, care acoperă cuptorul cu creuzet pentru topire, servește la menținerea temperaturii în interiorul unității la un nivel superior. Cu toate acestea, având în vedere că este posibil să se acopere cuptorul numai după ce topirea încărcăturii sa topit complet, utilizarea capacului nu este necesară.

Faceți o sobă cu propriile dvs. mâini

Cuptoarele cu inducție au găsit o aplicare largă nu numai în industrie, ci și în viața de zi cu zi. Puteți găsi scheme de un număr mare de dispozitive fabricate de ei înșiși, dar, în cel mai bun caz, unii dintre ei nu vor funcționa și, în cel mai rău caz, vor dăuna sănătății creatorului său. Mulți amatori avertizează asupra unor astfel de consecințe. În viața de zi cu zi, metoda de încălzire prin inducție este folosită în astfel de dispozitive:

• Canal pentru topirea metalelor;
• Cuptor de inducție cu crucișă - cel mai simplu în design și, în această privință, cel mai popular printre entuziaști, judecând după recenzii;
• Cazanul pentru încălzirea apei, a cărui activitate se bazează pe metoda de inducție;
• Suprafețele de gătit inductive, care concurează cu sobe de gaze populare.

Duct Cuptor

Acest tip de cuptor este utilizat pentru a produce fontă de înaltă calitate, precum și pentru topirea duraluminică și a aliajelor speciale colorate. Un cuptor cu canal cu o capacitate de până la 3 kW este fabricat independent de un transformator de sudură a cărui frecvență corespunde unei frecvențe industriale. Un astfel de cuptor face posibilă topirea unui balizaj de bronz sau de cupru cu o greutate de până la jumătate de kilogram. Cuptorul cu canal permite, de asemenea, topirea duralinei, dar este necesar să se țină cont de faptul că procesul de topire trebuie urmat de procesul de "îmbătrânire". Timpul acestui proces poate dura până la 2 săptămâni și depinde de compoziția aliajului.

Pentru fabricarea cuptorului, înfășurarea primară a transformatorului de sudură este lăsată neschimbată și un creuzet de tip creuzet este plasat în locul bobinei secundare. Cel mai bun material pentru creuzetul unui cuptor cu canal mic este electro-porțelanul. Alte opțiuni nu sunt potrivite datorită pierderilor reduse și pierderilor dielectrice. Potrivit recenziilor metalurgiștilor amatori, problema este că nu este posibilă procesarea electroforfonului de la sine și este foarte puțin probabil să se găsească un element adecvat pentru vânzare. Din cauza creuzetului limitate, cuptorul de canal nu a fost folosit pe scară largă de către entuziaști, deși acest tip de cuptor are o eficiență mai mare de 90%.

Cuptor cu creuzet de inducție

Cuptorul cu creuzet, produs manual, este utilizat în principal pentru purificarea metalelor prețioase. De exemplu, având un conector radio realizat în Uniunea Sovietică, puteți obține o anumită cantitate de aur din contactele sale. Utilizând încălzirea externă, un astfel de rezultat nu poate fi atins.

În plus față de mineritul de aur, un astfel de cuptor este adesea folosit pentru încălzirea uniformă a metalului, ceea ce este necesar pentru întărirea calității. Prin schimbarea poziției piesei în inductor și reglarea puterii sale, este posibilă atingerea unei temperaturi date la o anumită secțiune a metalului. Este important ca utilizarea unui astfel de cuptor să fie destul de bugetară, deoarece practic toată energia este îndreptată spre procesul de încălzire a piesei.

Inducția cazanelor

Inducția cazanelor cu apă caldă are toate șansele în viitor de a înlocui cazanele convenționale. Dezavantajul acestei încălzitoare este că utilizatorii consideră un preț ridicat, dar, în același timp, prin sistematizarea numeroaselor recenzii, există mai multe avantaje:

• Fiabilitate. Cazanul nu are o spirală electrică, care este o legătură slabă într-un cazan convențional.
• Coeficientul de eficiență este de aproape 100%.
• Securitate. Accesul la electricitate pentru corpul cazanului este imposibil datorită caracteristicilor de proiectare.
• Dispozitivul nu necesită o împământare specială.
• Rezistent la o sursă de curent în rețeaua electrică.
• Nu formează scară.
• Durabilitate. Cazanul poate funcționa fără întreținere timp de aproximativ 30 de ani.

Cazan pentru încălzirea apei

Baza unui astfel de încălzitor de apă este un transformator de putere cu o putere de până la 1,5 kW, a cărui primă înfășurare este proiectată pentru 220 V. Transformatorul dintr-un televizor cu tub color este perfect. Înfășurarea secundară trebuie înlăturată și trebuie să se mărească numărul de rotații primare.

Cadeții recomandă și avertizează: utilizarea unui astfel de dispozitiv de uz casnic nu este sigură, astfel încât transformatorul trebuie să fie legat la pământ, iar dispozitivul însuși trebuie să fie conectat printr-un RCD de mare viteză.

Inductor în bucătărie

Plitele de gătit cu inducție nu mai provoacă surpriză și sunt utilizate pe scară largă în viața de zi cu zi. În inima dispozitivului sunt aceleași principii ca și cuptorul de inducție, cu singura diferență fiind faptul că înfășurarea secundară este fundul metalic al vasului.

Utilizarea unor astfel de plăci a devenit posibilă datorită apariției în fabricarea unui dielectric care, pe lângă îndeplinirea sarcinii de izolare a inductorului, trebuie să aibă, de asemenea, caracteristici de rezistență și igienă. Satisfacerea tuturor cerințelor pe care materialul a apărut relativ recent, iar costul său este o parte semnificativă a prețului total al plăcii.

Utilizatorii într-o singură voce spun: fabricarea independentă a unui aragaz de inducție nu are sens din două motive. Primul - pregătirea de feluri de mâncare pe o astfel de plită necesită reglaj fin pentru fiecare tip de mâncare. Pentru reglarea necesară a tuturor parametrilor electrici în timpul pregătirii este necesar un microcontroler. Cel de-al doilea motiv este prețul pieselor electronice, din care se compune plăcuța. În concluzie, toate elementele vor costa mult mai mult decât costul unui dispozitiv gata.

Cuptorul de gătit inductiv are astfel de calități pozitive:

• Absenta, spre deosebire de cuptoarele cu microunde, a radiatiilor exterioare;
• Posibilitatea de programare a aragazului în felul dvs. de gătit;
• Pregătirea unor feluri de mâncare ca caramel, fără supraîncălzire și ardere;
• Eficiență, datorită utilizării raționale a energiei termice.