Индукционная печь своими руками – сборочные элементы и нюансы технологии
Индукционные печи были изобретены аж в 1887 году. И уже через три года появилась первая промышленная разработка, с помощью которой плавили различные металлы. Хотелось бы отметить, что в те далекие годы эти печи были в диковинку. Все дело в том, что ученые того времени не совсем понимали, какие процессы происходят в ней. Сегодня в этом разобрались. Нас же в этой статье будет интересовать тема – индукционная печь своими руками. Насколько проста ее конструкция, можно ли в домашних условиях собрать этот агрегат?
Принцип работы
Начинать сборку надо, разобравшись в принципе работы и устройстве прибора. С этого и начнем. Обратите внимание на рисунок выше, по нему и будем разбираться.
В состав прибора входят:
Электромагнитное поле достаточно широкое. И даже многоступенчатость преобразования энергии, которое присутствует в самодельных индукционных печах, обладает максимальным КПД – до 100%.
Тигельная печь
Разновидности
- Канальные.
- Тигельные.
Не будем здесь расписывать все их отличительные особенности. Просто отметим, что канальный вариант – это конструкция, которая похожа на сварочный аппарат. К тому же, чтобы плавить металл в таких печах, приходилось оставлять немного расплава, без которого процесса просто не получалось. Второй вариант – это усовершенствованная схема, где используется технология без остаточного расплава. То есть, тигель просто устанавливается прямо в индуктор.
Как это работает
Зачем дома нужна такая печь?
Вообще, вопрос достаточно интересен. Давайте рассмотрим вот такую ситуацию. Существует достаточно большое количество советских электрических и электронных приборов, в которых использовались золотые или серебряные контакты. Изъять эти металлы можно разными способами. Один из них – индукционная печка.
То есть, берете контакты, складываете их в узкий и длинный тигель, который устанавливаете в индуктор.
Хотя необходимо отметить, что с помощью этого самодельного агрегата можно проводить различные процессы с металлами. К примеру, можно провести закалку или отпуск.
Катушка с батарейкой (генератором)
Компоненты печки
В разделе «Принцип работы» мы уже упоминали о всех частях индукционной печи. И если с генератором все понятно, то с индуктором (катушкой) надо бы разобраться. Для нее подойдет медная трубочка. Если вы собираете аппарат мощностью 3 кВт, то вам потребуется трубка диаметром 10 мм. Сама же катушка скручивается диаметром 80-150 мм, при количестве витков от 8 до 10.
Обратите внимание, что витки медной трубки не должны соприкасаться друг с другом. Оптимальное расстояние между ними 5-7 мм. Сама катушка не должна касаться экрана. Расстояние между ними – 50 мм.
Обычно промышленные индукционные печи имеют узел охлаждения.
В домашних условиях сделать такое невозможно. Но для агрегата мощностью 3 кВт работа до получаса ничем не грозит. Правда, со временем на трубке будет образовываться медная окалина, которая снижает КПД прибора. Так что периодически катушку придется менять.
Генератор
В принципе, сделать генератор своими руками – не проблема. Но это возможно лишь в том случае, если вы обладаете достаточными знаниями в радиоэлектронике на уровне среднего радиолюбителя. Если таковых знаний нет, тогда забудьте об индукционной печке. Самое главное, что и эксплуатировать этот прибор тоже надо умеючи.
Если вы встали перед дилеммой выбора схемы генератора, тогда примите один совет – у него должен отсутствовать жесткий спектр тока. Для того чтобы было понятнее, о чем идет речь, предлагаем самую простую схему генератора для индукционной печи на фотографии снизу.
Схема генератора
Необходимые знания
Электромагнитное поле действует на все живое. В качестве примера можно привести мясо в микроволновке.
Поэтому стоит позаботиться о безопасности. И, неважно, вы собираете печь и тестируете ее или работаете на ней. Есть такой показатель, как плотность потока энергии. Так вот он зависит от именно от электромагнитного поля. И чем выше частота излучения, тем хуже человеческому организму.
Во многих странах приняты меры безопасности, в которых учитывается плотность потока энергии. Есть разработанные допустимые пределы. Это 1-30 мВт на 1 м² тела человека. Эти показатели действуют, если облучение происходит не больше одного часа в сутки. Кстати, установленный оцинкованный экран снижает плотность потолка в 50 раз.
Не забудьте оценить статью:
как построить такой тип печи
Для того чтобы расплавить металл, используется специальный вид печей, которые называются индукционные. Отличие таких печей заключается в том, что нагревание металла осуществляется током. Ток, в свою очередь, возбуждается в непеременном поле индуктора.
В индукционных печах электрическая энергия проходит целый ряд превращений: сначала она становится электромагнитной, затем — электрической и только после этого – тепловой. Индукционные печи дают возможность наиболее полно использовать выделяемое тепло. И поэтому совершенно не удивительно, что такие печи являются самыми совершенными среди электрических печей. Многих сегодня интересует: возможна ли индукционная печь своими руками выполненная? На этот вопрос мы и постараемся найти ответ.
Печь индукционная может быть только двух типов. Первый – с сердечником канальный, а второй – без сердечника, тигельный. Если печь канальная, то это значит, что металл помещается в кольцевой желоб вокруг индуктора. Внутри этого индуктора и находится сердечник. А если печь тигельная, то тигель с металлом располагается внутри индуктора. Замкнутый сердечник в таком случае применить просто невозможно. (См. также: Установка котла отопления: методичность действий и важные рекомендации)
Достоинства и недостатки индукционных печей
Индукционные печи, несомненно, обладают определенными достоинствами, которые и выделяют их среди других печей.
К этим достоинствам относится:
Имеют индукционные печи и свои недостатки. Так, шлак в таких печах нагревается за счет того тепла, которое выделяется в металле. И поэтому шлак имеет более низкую температуру. Отсюда следует еще один недостаток: за счет вязких холодных шлаков и горячих металлов затрудняется удаление из них (металлов) серы и фосфора. И третий недостаток: в зазоре между металлом и индуктором наблюдается рассеивание магнитного потока, из-за чего приходится уменьшать толщину футеровки тигля печи. А это, в свою очередь, приводит к быстрому выходу из строя футеровки.
Промышленные индукционные печи
Как правило, в промышленности используются тигельные и канальные индукционные печи. При этом в тигельных печах выплавляется чугун, сталь, медь, магний, алюминий, драгоценные металлы. Емкость тигля таких печей может колебаться от нескольких килограммов до нескольких сотен тонн металла. В канальных индукционных печах выплавляются различные цветные металлы и их сплавы, а также чугун.
Промышленные индукционные плавильные печи бывают средней частоты, промышленной частоты и печи сопротивления. Так, индукционные печи средней частоты чаще всего используются в литейных цехах металлургических и машиностроительных заводов. А них расплавляется и перегревается сталь. Помимо этого, если используются графитовые тигли, то в них можно расплавлять цветные металлы. Для плавки чугуна и его перегрева используются тигельные индукционные печи промышленной частоты. А вот печи сопротивления предназначены для перегрева и переплава алюминия, его сплавов и цинка. (См. также: Виды печей)
Но возможности индукционных печей легли в основу создания незаменимого устройства – знаменитых микроволновых печей. Так, например, мини печь delonghi — духовые шкафы дают возможность быстро и вкусно готовить еду. Это электрические духовки, которые имеют специальные нагревательные элементы. Возможности индукционных печей значительно упростили нашу современную жизнь, сделав ее более комфортной.
Можно ли сделать индукционную печь в домашних условиях?
Такой вопрос очень часто задают радиолюбители, и сегодня им известно, что вполне возможно собратьиндукционную печь своими руками. Но для того чтобы это сделать, требуется действующая электрическая схема, описывающая такую самодельную индукционную печь. Одна такая схема предлагает использовать генератор ВЧ, вырабатывающий колебания с четко определенной частотой – 27, 12 МГц. Собрана такая схема на четырех тетродах – электронных лампах. Помимо этого в схеме используется неоновая лампа, предназначенная для того, чтобы сигнализировать о готовности устройства к работе.
Отличительной особенностью схемы, благодаря которой будет собрана индукционная мини печь своими руками, является тот факт, что наружу выведена ручка конденсатора переменного тока. И, что самое важное, имея даже совсем небольшую переменную емкость, помещенный в катушку кусок металла, довольно быстро расплавится. Так, как показали опыты, для того, чтобы расплавить небольшой кусок цинка, потребовалось всего 15-20 секунд.
Созданное по такой схеме устройство достаточно мощное. В этом можно убедиться, заметив, что за считанные секунды до красного состояния в нем нагреется отвертка. Но, собираясь создавать индукционные плавильные печи своими руками, необходимо выяснить, от чего зависит скорость плавления металла в них. Эта скорость имеет прямую зависимость от:
- Мощности используемого генератора;
- Потерь на гистерезис;
- Потерь на вихревые токи, возникающие внутри металла;
- Частоты;
- Скорости передачи образуемого тепла в окружающую среду.
Рекомендуется в схеме использовать мощные лампы, но их число не должно превышать четырех (в случае параллельного подключения). Питание такой печи осуществляется от сети 220 переменного тока с использованием выпрямителя.
Бытовое применение
Конечно, индукционная плавильная печь не часто используется в быту. Хотя многие хозяйки даже не подозревают, что технология, описанная в данной статье, присутствует практически в каждом доме.
Это могут быть микроволновые печи, электрические духовки, индукционные плиты. (См. также: Альтернативное отопление)
Индукционные плиты, например, дают возможность готовить всевозможные вкусные блюда, используя для этого индукционные вихревые токи. Такие плиты разогреваются практически мгновенно, причем, включить конфорку будет невозможно, если на ней не стоит посуда. Коэффициент полезного действия такой плиты составляет 90 процентов (у электрических эта цифра составляет 60-70 %, а у газовых – 30-60). Правда, для того чтобы пользоваться такими плитами нужно иметь специальную посуду.
Разновидность отопительного оборудования
Индукционные печи, конечно, сложно отнести к разряду отопительных. Но все-таки – они печи, и входят в широчайший ряд различных печей. Современные технологии дают возможность использовать новейшие достижения при разработке таких устройств. Например, planika биокамины — современные отопительные элементы, которые еще и играют важную декоративную роль.
И, что самое главное, такие камины можно устанавливать практически в любом помещении. Ведь в качестве топлива в них используется специальная жидкость, в результате сгорания которой образуется вода и тепло. И речи никакой не ведется при этом о пепле или копоти.
Вообще, если касаться отопительных устройств, то в последнее время все более популярными стали печи guca. Разработанные в Сербии, они отличаются высоким качеством исполнения, надежностью в эксплуатации и великолепным внешним видом. Конечно, при желании можно своими руками сложить печь или камин. Но, если не имеется опыта в таком деле, то и не стоит пробовать. Можно просто приобрести готовые устройства.
Многие специалисты рекомендуют thorma печи, выпускаемые в Словакии. Известно, что производятся данные печи камины на заводе, который имеет многолетний опыт в выпуске подобной продукции. Сегодня thorma является производителем номер один в Европе недорогих, но качественных отопительных приборов. Данные печи, как правило, имеют небольшой вес, за счет чего их можно монтировать без фундамента.
Помимо этого, они имеют небольшие габариты, и поэтому очень эффективны в небольших помещениях. Но, что самое главное, во всех этих печах имеются конвекционные камеры, дающие возможность практически полностью сжигать топливо и добиваться такого режима, как «длительное горение», которое может длиться до 10 часов.
Печь своими руками | Бронзовая печь, литейная печь и металлическое литье
Литейные печи «Сделай сам» — это не что иное, как литейные печи «Сделай сам». Можно делать разные печи. Процедуру некоторых из них можно описать следующим образом: Индукционная печь своими руками: Теоретически для реализации индукционного нагрева необходимы только три вещи: высокочастотный источник электроэнергии, рабочая катушка для создания переменного магнитного поля и заготовка-электрически способствующий. Однако практический подход очень сложен. Например, рабочая катушка и источник высокой частоты должны иметь согласующую сеть между ними, чтобы обеспечить лучшую передачу мощности. Обычно рабочая катушка встраивается в контур резонансного резервуара. В этом есть бесчисленное множество преимуществ. Первое преимущество заключается в том, что любой из параметров, то есть напряжение или ток, делается синусоидальным. Это приводит к меньшим потерям инвертора, позволяя ему получать выгоду от переключения при нулевом токе или при нулевом напряжении в соответствии с выбранной схемой. Видимость синусоидальной формы сигнала на рабочей катушке свидетельствует о чистоте сигнала. Также происходит меньше интерференции радиочастот с оборудованием, находящимся поблизости. Самодельная бронзовая печь: Для изготовления бронзовой печи своими руками необходимо взять кварцевые кирпичи размером 9 дюймов X 4 ? дюймов х 2? дюймов в первую очередь. После этого предполагается положить стальную пластину размером 18 дюймов на 24 дюйма в том месте, где предполагается построить печь. Другими словами, в качестве основы следует использовать стальную пластину. После этого следует начать строительство печи. Желательно, чтобы окружность печи составляла 14 дюймов. Небольшое отверстие диаметром 3 дюйма должно быть сделано на высоте 5,5 дюймов над полом. Пусть высота цилиндрической печи равна 11 ? дюймов (включая пол). Это отверстие предназначено для установки горелки. Вырез отверстия горелки должен быть выполнен таким образом, чтобы он действовал точно по касательной к печи. Это нужно сделать для того, чтобы пламя закружилось вокруг тигля, тем самым задев его косвенно. Особенностью бронзового литья является выделение ядовитых паров. |
Использование систем водяного охлаждения очень распространено в индукционных нагревателях большой мощности. Это облегчает отвод отработанного тепла из цепи согласования рабочей катушки и самой катушки. В этом процессе также используется управляющая электроника. Управляющая электроника, как следует из названия, контролирует интенсивность действия нагрева, тем самым обеспечивая стабильные результаты. Он также обеспечивает защиту от неприятных условий эксплуатации.
Конструктор должен выбрать одну из нескольких резонансных схем.
Поэтому всегда рекомендуется выполнять заливку в хорошо проветриваемом помещении. Рекомендуется носить защитную одежду. После завершения печи (включая вырезание отверстия для установки самого большого тигля) ей нужно дать высохнуть. В это время рекомендуется траление воды, вермикулита и каолиновой глины снаружи. Следует строго избегать немедленного использования, так как это может привести к образованию трещин. После сушки дайте печи медленно нагреться, чтобы уменьшить растрескивание «каолиновой пасты».| Технология |
Индукционная печь с открытым исходным кодом | Экология с открытым исходным кодом
Возможно, вы слышали, как мы говорили о , перерабатывающем цивилизацию из металлолома . Металл – основа развитой цивилизации. Металлолом в рафинированном виде можно в изобилии добывать из куч промышленного мусора на свалках и в рядах заборов.
Это может помочь нам производить новый металл в случае любых непредвиденных сбоев в глобальной цепочке поставок. Это придется делать до тех пор, пока мы не сможем напрямую взять полезные ископаемые и переплавить их в чистый металл.
Я с нетерпением жду того дня, когда наша индукционная печь сожжет наши сломанные тракторы и автомобили и выплюнет их в жидком виде. Это приводит к отливке полезных деталей с использованием форм, напечатанных на керамических принтерах с открытым исходным кодом — такие существуют. Это также приводит к обработке горячего металла, простейшей из которых является удар по наковальне, а более тонкой — прокатка. Можем ли мы сделать это для производства металлических прутков и листов в мастерской площадью 4000 квадратных футов, запланированной для Factor e Farm? Мы лучше. Технологии делают это практичным, хотя за пределами централизованных сталелитейных заводов это маловероятно. Мы видим индукционную печь, горячую прокатку, ковку, литье и другие процессы, имеющие решающее значение для производственного компонента набора Global Village Construction Set.
Мы только что получили обязательство в размере 5 000 долларов на открытие исходного кода этой технологии.
Программа поставки индукционной печи включает в себя высокочастотный, мощный источник (от 20 до 50 кВт (последний можно купить на Ebay за 1600 долларов) и собственно плавильную камеру. Ну, мы могли бы купить система «под ключ», возможно, на общую сумму 5 тыс. долл. США, и запускать ее от генератора LifeTrac.Единственный недостаток этого маршрута заключается в том, что если он сломается, мы мертвы в воде — либо с невозможностью исправления технологии с закрытым исходным кодом, или большой счет за ремонт. Один компонент, который дует и недоступен для ремонта, в принципе может превратить работающий блок питания в бесполезный хлам. Таким образом, стоит укротить эту технологию, открыв исходный код конструкции.0006
Таким образом, мы объявляем торги. Мы предлагаем от 100 до 3000 долларов за дизайн — в зависимости от степени его завершенности. Мы опубликуем это на eLance и других аутсорсинговых сайтах. Если вы имеете право на разработку дизайна, отправьте заявку по электронной почте opensourceecology по адресу gmail dot com. Мы открыты для других предложений по тактическим и стратегическим аспектам.
Предложения будут оцениваться по продемонстрированной компетентности претендента и по степени завершенности проекта. Полный проект должен включать в себя все следующее:
- Проект схемы индукционной печи, масштабируемой до 50 кВт в блоках по 1 или 5 кВт
- Конструкция позволяет выбирать мощность и частоту
- Источник питания может быть одно- или трехфазным.
- Технические характеристики системы охлаждения или отвода тепла
- Спецификации адаптируемой конструкции для первичной обмотки катушки
- Геометрический расчет плавильной камеры и основные расчеты передачи мощности
- Плавильная камера включает приспособления для загрузки и заливки.
