فرن الحث البوتقة: مبدأ التشغيل ، الرسم البياني والاستعراضات

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

نظرًا لظهور مكونات إلكترونية وعازلة ميسورة التكلفة في الإنتاج الحديث ، أصبح مجال تطبيق التسخين التعريفي أوسع من أي وقت مضى. تستخدم هذه التكنولوجيا ليس فقط في علم المعادن ، ولكن أيضًا في تطوير الأجهزة المنزلية.

مبدأ التسخين التعريفي

يعتمد تشغيل فرن الحث على مبدأ المحولات لتبادل الطاقة. يتكون المحث من أنبوب نحاسي ، يتم لفه بعد ذلك في ملف متعدد الدورات. يتم توفير تيار متناوب للدائرة الأولية للمحث ، مما يؤدي إلى تكوين مجال مغناطيسي متناوب حوله. تحت تأثير مجال مغناطيسي في الجسم يتم وضعه داخل المحرِّض ، ينشأ مجال كهربائي ، مما يؤدي لاحقًا إلى عملية التسخين. الطاقة ، وبالتالي الحرارة المتولدة عن فرن الصهر الحثي بوتقة تعتمد بشكل مباشر على تردد المجال المغناطيسي المتناوب. لذلك ، من أجل التشغيل الفعال ، يحتاج الفرن إلى تيارات عالية التردد.

تطبيق أفران الحث

الاستقراءيمكن استخدام التسخين للعمل مع أي مادة: معدن ، خبث ، غاز ، إلخ. الميزة الرئيسية لاستخدامه هي نقل الحرارة بدون تلامس. أيضًا ، يتيح لك التسخين التعريفي تحقيق أي معدل تسخين تقريبًا - كل هذا يتوقف على قوة المولد الذي يغذي الفرن. خسائر الحرارة أثناء هذا التسخين ضئيلة. الحد الأقصى لدرجة الحرارة التي يمكن أن يسخن بها جسم ما في الفرن محدود فقط بمقاومة المادة المقاومة للحرارة. تجعل عملية نقل الحرارة غير المتصل إلى المادة المسخنة من الممكن إنتاج تدفئة في بيئة فراغ.

وفقًا لاستعراضات علماء المعادن ، فإن نطاق أفران الحث محدود إلى حد ما بسبب أوجه القصور الحالية. تشمل عيوب فرن البوتقة ما يلي:

• ارتفاع سعر المعدات الكهربائية ؛
• الخبث البارد يعقد عملية التكرير ؛
• انخفاض استقرار البطانة أثناء ارتفاع درجات الحرارة بين الذوبان.

مخطط فرن الحث البوتقة

فرن بوتقة الحث لديه الهيكل التالي

العنصر الرئيسي للفرن هو البوتقة (7) ، مغطاة بغطاء (1). تقع البوتقة داخل محث التسخين (3) ، وهي مصنوعة على شكل ملف متعدد الدورات. الملف عبارة عن أنبوب نحاسي ، يتم بداخله ، لغرض التبريد ، تدوير الماء باستمرار. يمر التدفق المغناطيسي من المحرِّض عبر الدوائر المغناطيسية (4) ، المصنوعة من فولاذ محول خاص. يتم توفير مجموعة الدوران (2) لإمالة الفرن أثناء التعبئةسائل مصهور. الفرن مركب على هيكل ميلو (5). يتم التبريد باستخدام خراطيم تبريد المياه (6). منصة مساعدة (8) تستخدم لخدمة الفرن

أيضًا ، يشتمل مخطط فرن البوتقة على محول ومكثفات ووحدة تحكم ونظام ضخ الغاز. فرن البوتقة الكهربائي يعمل بالطاقة بواسطة التيارات بتردد 50 هرتز.

ملامح العناصر الهيكلية الداخلية

غالبًا ما يكون المحرِّض مصنوعًا من أنبوب دائري. ولكن هناك حالات لا ينطبق فيها أنبوب نحاسي دائري. في بعض الحالات ، يتم استخدام العناصر المحددة لتصميم فرن بوتقة التعريفي ، مما يؤدي إلى تقليل التدفق المغناطيسي للتسرب. يتم عزل أنابيب الحث عن بعضها البعض باستخدام الألياف الزجاجية المشبعة بورنيش خاص. يتم ضغط المنعطفات المحمية بواسطة كتل مصنوعة من مادة عازلة. يتم تثبيت المحرِّض والبوتقة ، الموضوعة داخل الملف ، على منصة نقالة مصنوعة من الطوب المقاوم للحرارة أو الخرسانة المقاومة للحرارة. في ظل الظروف الصناعية ، تتم عملية تصنيع البوتقة مباشرة في الفرن. في هذه الحالة ، يتم تثبيت المحث في الحالة المجمعة على منصة نقالة ومعزول بالأسبستوس. بعد ذلك ، يتم تعبئة البليت بمسحوق حراري ، يتم ضغطه باستخدام وحدة تعمل بالهواء المضغوط. الفجوة بين القالب المركب في الأسفل والمحث مليئة بمساحيق حرارية.

يتم توفير بطانة المنطقة فوق المحرِّض بواسطة طوب حراري. كما تصطف الياقة وشلال الصرفالطوب الحراري. يتم عمل فرن بوتقة الحث في أصعب الظروف ، لذلك يتم فرض متطلبات متزايدة على جودة المواد المقاومة للحرارة المستخدمة. تتأثر متانة البطانة بتكوين الكتلة الحرارية ، وطريقة التشغيل والتردد المطبق للتيار الكهربائي. كقاعدة عامة ، تصمد البوتقة حتى 100 تذوب ثم تفشل.

تصميم العناصر الخارجية

إطار فرن بوتقة الصهر هو القاعدة التي تتصل بها جميع عناصره. في الأجهزة الصناعية الكبيرة ، يكون للإطار شكل غلاف صلب. يجب أن تتمتع جميع أجزاء الإطار بقوة عالية ، بسبب تأثير المجال الكهرومغناطيسي للمحث عليها. يمكن تسخين الغلاف تحت ظروف معينة بنفس طريقة تسخين المادة الموجودة في الفرن. لتقليل التسخين ، من المنطقي صنع الإطار من مواد غير موصلة. ومع ذلك ، نظرًا لأن المواد العازلة باهظة الثمن ، فعادة ما تكون مادة الإطار من الصلب. ينقسم الهيكل الفولاذي إلى عدة عناصر ، والتي بدورها معزولة عن بعضها البعض. تستخدم الشاشات لتقليل المجال الكهرومغناطيسي بالقرب من الإطار. يتم تثبيت شاشة واقية بين المحرِّض وجسم الفرن. الشاشة اسطوانية الشكل ومصنوعة من الالمنيوم او النحاس

المحور هو عنصر تصميم مهم. المطلب الرئيسي لآلية الدوران هو توفير ميل للتصريف الكامل للمعدن. يمكن استخدام آليات التناوب مختلفة. تستخدم الأفران الصغيرة يدويًا أو كهربائيًاونش. يتم إمالة الأفران الصناعية باستخدام رافعة شعاعية. يمكن تجهيز الأفران ذات السعة الكبيرة بمحرك إمالة هيدروليكي.

يعمل الغطاء ، الذي يغطي فرن الصهر ذي البوتقة ، على الحفاظ على درجة الحرارة داخل الوحدة عند مستوى أعلى. ومع ذلك ، مع الأخذ في الاعتبار أنه لا يمكن تغطية الفرن إلا بعد ذوبان الشحنة بالكامل ، فإن استخدام الغطاء ليس إلزاميًا.

صنع الفرن بنفسك

تستخدم أفران الحث على نطاق واسع ليس فقط في الصناعة ، ولكن أيضًا في الحياة اليومية. يمكنك العثور على مخططات لعدد كبير من الأجهزة المنزلية ، لكن بعضها ، في أحسن الأحوال ، لن يعمل ببساطة ، وفي أسوأ الأحوال ، سيضر بصحة منشئه. يحذر العديد من المعجبين من مثل هذه العواقب. في الحياة اليومية ، يتم استخدام طريقة التسخين التعريفي في مثل هذه الأجهزة:

• قناة فرن صهر المعادن
• فرن الحث البوتقة هو الأبسط من حيث التصميم ، وبالتالي فهو الأكثر شعبية بين المتحمسين ، بناءً على التقييمات ؛
• غلاية تسخين المياه على أساس طريقة الاستقراء ؛
• مواقد الحث التي تتنافس مع مواقد الغاز الشهيرة.

فرن مجاري

يستخدم هذا النوع من الأفران لإنتاج الحديد الزهر عالي الجودة ، وكذلك لصهر سبائك الألومنيوم والسبائك الخاصة غير الحديدية. يتم تصنيع فرن مجاري بقوة تصل إلى 3 كيلو وات بشكل مستقل عن محول اللحام ، والذي يتوافق تردده مع محول اللحام. هذا الفرن يذوبقطعة فارغة من البرونز أو النحاس يصل وزنها إلى نصف كيلو جرام. يسمح فرن القناة أيضًا بإعادة صهر الدورالومين ، ولكن يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن عملية "التقادم" يجب أن تتبع الذوبان. يمكن أن يصل وقت هذه العملية إلى أسبوعين ويعتمد على تكوين السبيكة.

لتصنيع الفرن ، يتم ترك الملف الأولي لمحول اللحام دون تغيير ، ويتم وضع بوتقة من النوع الدائري بدلاً من الملف الثانوي. أفضل مادة لبوتقة فرن صغير القناة هي البورسلين الكهربائي. لن تعمل الخيارات الأخرى بسبب انخفاض القوة وخسائر العزل. وفقًا لعلماء المعادن الهواة ، تكمن المشكلة في أنه من غير الممكن معالجة البورسلين الكهربائي بمفردك ، ومن غير المحتمل جدًا العثور على عنصر مناسب للبيع. وبسبب البوتقة النادرة ، لم يجد فرن القناة تطبيقًا واسعًا بين المتحمسين ، على الرغم من أن هذا النوع من الفرن له كفاءة تزيد عن 90٪.

فرن الحث البوتقة

فرن البوتقة العصامي يستخدم بشكل أساسي في تنقية المعادن الثمينة. على سبيل المثال ، باستخدام موصل راديو مصنوع في الاتحاد السوفيتي ، يمكنك استخراج كمية معينة من الذهب من جهات الاتصال الخاصة به. باستخدام التدفئة الخارجية ، لا يمكن تحقيق هذه النتيجة.

إلى جانب تعدين الذهب ، غالبًا ما يتم استخدام هذا الفرن لتسخين المعدن بالتساوي ، وهو أمر ضروري لتصلب عالي الجودة. من خلال تغيير موضع الجزء في المحرِّض وضبط قوته ، من الممكن تحقيق درجة الحرارة المطلوبة في منطقة معينة من المعدن. من المهم أن استخدام مثل هذا الفرن سيكون في حدود الميزانية ، لأنهيتم توجيه كل الطاقة تقريبًا إلى عملية تسخين الجزء.

غلايات الحث

غلايات تسخين المياه التعريفي لديها كل فرصة لاستبدال الغلايات التقليدية في المستقبل. يعتبر المستخدمون أن السعر المرتفع هو عيب مثل هذا السخان ، ولكن في نفس الوقت ، مع تنظيم العديد من المراجعات ، يمكن تمييز العديد من المزايا:

• الموثوقية. لايوجد في الغلاية ملف كهربائي وهو الحلقة الضعيفة للغلاية التقليدية.
• كفاءة تقارب 100٪
• سلامة. وصول الكهرباء إلى جسم الغلاية مستحيل بسبب ميزات التصميم.
• لا يحتاج الجهاز الى تأريض خاص.
• مقاومة لارتفاعات الطاقة
• لا مقياس
• المتانة. المرجل قادر على العمل بدون صيانة لنحو 30 سنة

غلاية ماء ساخن محلية الصنع

أساس هذا السخان هو محول طاقة بقوة تصل إلى 1.5 كيلو واط ، تم تصميم الملف الأساسي لجهد 220 فولت. يجب إزالة اللف الثانوي ، ويجب زيادة عدد دورات الأساسي.

ينصح الحرفيون ويحذرون: استخدام مثل هذا الجهاز محلي الصنع غير آمن ، لذلك يجب تأريض المحول ، ويجب توصيل الجهاز نفسه من خلال RCD عالي السرعة.

محث في المطبخ

مواقد الطهي التعريفي لم تعدتسبب مفاجأة وتستخدم على نطاق واسع في الحياة اليومية. يعتمد تشغيل الجهاز على نفس مبادئ فرن الحث ، مع الاختلاف الوحيد في أن الملف الثانوي هو الجزء السفلي المعدني لأواني الطهي.

أصبح استخدام هذه الألواح ممكنًا بسبب الظهور في إنتاج عازل ، والذي ، بالإضافة إلى أداء مهمة عزل المحرِّض ، يجب أن يتمتع أيضًا بخصائص قوة وخصائص صحية. ظهرت مادة تلبي جميع المتطلبات مؤخرًا نسبيًا ، وتشكل تكلفتها جزءًا مهمًا من السعر الإجمالي للصفيحة.

يدعي المستخدمون بالإجماع: الإنتاج الذاتي لطباخ التعريفي لا معنى له لسببين. أولاً ، يتطلب الطهي على هذا الموقد ضبطًا دقيقًا لكل نوع من أنواع الطعام. من أجل الضبط الضروري لجميع المعلمات الكهربائية أثناء عملية الطهي ، يلزم وجود متحكم دقيق. السبب الثاني هو سعر الأجزاء الإلكترونية التي يتكون منها الموقد. في المجموع ، ستكلف جميع العناصر أكثر بكثير من تكلفة الجهاز المنتهي بالفعل.

طباخ التعريفي لديه الصفات الإيجابية التالية:

• نقص ، على عكس أفران الميكروويف ، إشعاع طرف ثالث ؛
• القدرة على برمجة الموقد ليناسب أسلوب الطبخ الخاص بك ؛
• طهي أطباق مثل الكراميل بدون سخونة أو حرق ؛
• اقتصاد بفضل الاستخدام الفعال لطاقة التدفئة.