Pota indüksiyon ocağı: çalışma prensibi, diyagram ve incelemeler

2024 Yazar: Howard Calhoun | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-17 10:43

Modern üretimde uygun fiyatlı elektronik ve yalıtkan bileşenlerin ortaya çıkması nedeniyle, indüksiyonla ısıtmanın uygulama alanı giderek daha da genişliyor. Bu teknoloji sadece metalurjide değil, aynı zamanda ev aletlerinin geliştirilmesinde de kullanılmaktadır.

İndüksiyonla ısıtma prensibi

Endüksiyon ocağının çalışması, enerji alışverişinin transformatör prensibine dayanmaktadır. İndüktör, daha sonra çok turlu bir bobine bükülen bir bakır borudan yapılmıştır. İndüktörün birincil devresine alternatif bir akım verilir, bu da çevresinde alternatif bir manyetik alan oluşumuna yol açar. İndüktörün içine yerleştirilen gövdedeki bir manyetik alanın etkisi altında, daha sonra ısıtma işlemine yol açan bir elektrik alanı ortaya çıkar. İndüksiyon potalı eritme fırını tarafından üretilen güç ve buna bağlı olarak ısı, doğrudan alternatif manyetik alanın frekansına bağlıdır. Bu nedenle verimli çalışması için fırının yüksek frekanslı akımlara ihtiyacı vardır.

Endüksiyon fırınlarının uygulanması

İndüksiyonısıtma herhangi bir malzeme ile çalışmak için kullanılabilir: metal, cüruf, gaz vb. Kullanımının ana avantajı temassız ısı transferidir. Ayrıca, indüksiyonla ısıtma, hemen hemen her ısıtma hızına ulaşmanızı sağlar - bunların tümü fırını besleyen jeneratörün gücüne bağlıdır. Bu tür ısıtma sırasındaki ısı kayıpları minimumdur. Bir cismin bir fırında ısıtılabileceği maksimum sıcaklık, yalnızca refrakter malzemenin direnci ile sınırlıdır. Isıtılan malzemeye temassız ısı transferi işlemi, vakum ortamında ısıtmanın üretilmesini mümkün kılar.

Metalurjistlerin incelemelerine göre, mevcut eksiklikler nedeniyle indüksiyon fırınlarının kapsamı biraz sınırlıdır. Potalı fırının dezavantajları şunlardır:

• elektrikli ekipmanın yüksek fiyatı;
• rafinasyon sürecini zorlaştıran soğuk cüruflar;
• Ergimeler arasındaki sıcaklık artışları sırasında astar stabilitesinde azalma.

Potalı indüksiyon ocağı şeması

İndüksiyon potalı fırın aşağıdaki yapıya sahiptir.

Fırının ana elemanı, bir kapakla (1) kaplı pota (7)'dir. Pota, çok turlu bir bobin şeklinde yapılmış ısıtma indüktörünün (3) içinde bulunur. Bobin, içinde soğutma amacıyla suyun sürekli dolaştığı bir bakır borudur. İndüktörden gelen manyetik akı, özel transformatör çeliğinden yapılmış manyetik devrelerden (4) geçer. Döner tertibat (2), şişeleme sırasında fırını eğmek için sağlanmıştır.erimiş sıvı. Fırın bir mello yapısı (5) üzerine kuruludur. Soğutma, su soğutma hortumları (6) ile yapılır. Fırına servis vermek için yardımcı bir platform (8) kullanılır.

Ayrıca, potalı fırının şeması bir transformatör, kapasitörler, bir kontrol ünitesi ve bir gaz pompalama sistemi içerir. Potalı elektrikli fırın, 50 Hz frekanslı akımlarla çalışır.

İç yapısal elemanların özellikleri

Çoğu zaman indüktör yuvarlak bir borudan yapılır. Ancak yuvarlak bakır borunun uygulanamadığı durumlar vardır. Bazı durumlarda, kaçak manyetik akının azalması nedeniyle bir indüksiyon potalı fırın tasarlamak için profilli elemanlar kullanılır. İndüktör tüpleri, özel bir vernik ile emprenye edilmiş cam elyafı ile birbirinden izole edilmiştir. Korumalı dönüşler, dielektrik malzemeden yapılmış bloklar tarafından sıkıştırılır. Bobinin içine yerleştirilen indüktör ve pota, refrakter tuğla veya ısıya dayanıklı betondan yapılmış bir palet üzerine kurulur. Endüstriyel koşullar altında, pota üretim süreci doğrudan fırında gerçekleşir. Bu durumda, monte edilmiş durumdaki indüktör bir palet üzerine kurulur ve asbest ile yalıtılır. Bundan sonra palet, bir pnömatik ünite kullanılarak sıkıştırılan refrakter toz ile doldurulur. Tabana monte edilen şablon ile indüktör arasındaki boşluk refrakter tozlarla doldurulur.

İndüktörün üzerindeki bölgenin kaplaması refrakter tuğlalarla sağlanır. Yaka ve tahliye oluğu da astarlıdırrefrakter tuğla. İndüksiyon potalı fırının çalışması en zor koşullarda gerçekleşir, bu nedenle kullanılan ısıya dayanıklı malzemelerin kalitesine artan gereksinimler uygulanır. Kaplamanın dayanıklılığı, refrakter kütlenin bileşiminden, çalışma modundan ve elektrik akımının uygulanan frekansından etkilenir. Kural olarak, pota 100 erimeye kadar dayanır ve ardından başarısız olur.

Dış elemanların tasarımı

Ergitme potalı fırının çerçevesi, tüm elemanlarının bağlı olduğu temeldir. Büyük endüstriyel cihazlarda çerçeve, sağlam bir kasa şeklindedir. Endüktörün elektromanyetik alanının üzerlerindeki etkisi nedeniyle çerçevenin tüm parçaları yüksek mukavemete sahip olmalıdır. Kabuk, belirli koşullar altında, fırındaki malzeme ile aynı şekilde ısıtılabilir. Isıtmayı az altmak için çerçeveyi iletken olmayan malzemelerden yapmak mantıklıdır. Ancak dielektrik malzemeler pahalı olduğu için çerçeve malzemesi genellikle çeliktir. Çelik yapı, sırayla birbirinden izole edilmiş birkaç elemana bölünmüştür. Çerçevenin yakınındaki elektromanyetik alanı az altmak için ekranlar kullanılır. İndüktör ve fırın gövdesi arasına koruyucu bir ekran yerleştirilmiştir. Ekran silindiriktir ve alüminyum veya bakırdan yapılmıştır.

Döner, önemli bir tasarım öğesidir. Döndürme mekanizması için temel gereksinim, metalin tamamen boş altılması için bir eğim sağlamaktır. Dönme mekanizmaları farklı kullanılabilir. Küçük fırınlar manuel veya elektrikli kullanırvinç. Endüstriyel fırınlar bir kiriş vinci kullanılarak yatırılır. Büyük kapasiteli fırınlar, hidrolik yatırmalı tahrik ile donatılabilir.

Pota ergitme fırınını kapatan kapak, ünite içindeki sıcaklığı daha yüksek seviyede tutmaya yarar. Ancak fırını ancak şarjın tamamen erimesinden sonra kapatmanın mümkün olduğu düşünüldüğünde, bir kapak kullanılması zorunlu değildir.

Kendin yap fırın yapımı

İndüksiyon fırınları sadece endüstride değil, günlük hayatta da yaygın olarak kullanılmaktadır. Çok sayıda ev yapımı cihaz için şemalar bulabilirsiniz, ancak bazıları en iyi ihtimalle çalışmayacak ve en kötü ihtimalle yaratıcılarının sağlığına zarar verecekler. Birçok taraftar bu tür sonuçlar hakkında uyarıyor. Günlük yaşamda, bu tür cihazlarda endüksiyonla ısıtma yöntemi kullanılır:

• kanal metal eritme fırını;
• pota indüksiyon ocağı tasarımı en basit olanıdır ve bu nedenle incelemelere göre meraklılar arasında en popüler olanıdır;
• Endüksiyon yöntemine dayalı su ısıtma kazanı;
• Popüler gaz sobalarıyla rekabet eden indüksiyon ocakları.

Kanal fırını

Bu tip fırın, yüksek kaliteli dökme demir üretiminin yanı sıra duralumin ve demir dışı özel alaşımları eritmek için kullanılır. 3 kW'a kadar güce sahip bir kanal fırını, frekansı endüstriyel olana karşılık gelen bir kaynak transformatöründen bağımsız olarak yapılır. Bu fırın eriryarım kilograma kadar boş bronz veya bakır. Kanal fırını ayrıca duralüminin yeniden eritilmesine de izin verir, ancak “yaşlanma” sürecinin eritmeyi takip etmesi gerektiği dikkate alınmalıdır. Bu işlemin süresi 2 haftaya kadar olabilir ve alaşımın bileşimine bağlıdır.

Fırının imalatı için kaynak transformatörünün birincil sargısı değişmeden bırakılır ve ikincil sargının yerine halka tipi bir pota yerleştirilir. Küçük kanallı bir fırının potası için en iyi malzeme elektroporselendir. Diğer seçenekler, düşük mukavemet ve dielektrik kayıplar nedeniyle çalışmayacaktır. Amatör metalürji uzmanlarına göre sorun, elektroporselin kendi başınıza işlenmesinin mümkün olmaması ve satılık uygun bir element bulmanın pek mümkün olmamasıdır. Bu tip fırınların verimi %90'ın üzerinde olmasına rağmen, kanal fırınının meraklılar arasında geniş uygulama bulamamasının nedeni tam da kıt potadır.

Pota indüksiyon ocağı

Kendi kendine yapılan pota fırını öncelikle değerli metallerin saflaştırılmasında kullanılır. Örneğin, Sovyetler Birliği'nde yapılan bir radyo konektörüne sahip olarak, kontaklarından belirli bir miktar altın çıkarabilirsiniz. Harici ısıtma kullanılarak bu sonuca ulaşılamaz.

Altın madenciliğinin yanı sıra, böyle bir fırın genellikle yüksek kaliteli sertleştirme için gerekli olan metali eşit şekilde ısıtmak için kullanılır. İndüktördeki parçanın konumunu değiştirerek ve gücünü ayarlayarak metalin belirli bir bölgesinde istenilen sıcaklığa ulaşmak mümkündür. Böyle bir fırının kullanımının oldukça bütçeli olması önemlidir, çünküneredeyse tüm enerji parçayı ısıtma sürecine yönlendirilir.

İndüksiyon kazanları

İndüksiyonlu su ısıtma kazanları, gelecekte geleneksel kazanları değiştirme şansına sahiptir. Kullanıcılar, yüksek fiyatı böyle bir su ısıtıcısının dezavantajı olarak görüyorlar, ancak aynı zamanda çok sayıda incelemeyi sistematik hale getirerek, çeşitli avantajlar ayırt edilebilir:

• Güvenilirlik. Kazan, geleneksel bir kazanın zayıf halkası olan bir elektrik bobinine sahip değildir.
• Verimlilik neredeyse %100.
• Güvenlik. Tasarım özellikleri nedeniyle kazan gövdesine elektrik erişimi mümkün değildir.
• Cihazın özel topraklamaya ihtiyacı yoktur.
• Güç dalgalanmalarına karşı dayanıklıdır.
• Ölçeklenmez.
• Dayanıklılık. Kombi yaklaşık 30 yıl bakım gerektirmeden çalışabilmektedir.

Ev yapımı sıcak su kazanı

Böyle bir su ısıtıcısının temeli, birincil sargısı 220 V voltaj için tasarlanmış 1,5 kW'a kadar güce sahip bir güç transformatörüdür. Tüp renkli TV'den bir transformatör mükemmeldir. Sekonder sargı çıkarılmalı ve primerin dönüş sayısı arttırılmalıdır.

Zanaatkarlar tavsiyede bulunur ve uyarır: Böyle bir ev yapımı cihazın kullanımı güvenli değildir, bu nedenle transformatör topraklanmalı ve cihazın kendisi yüksek hızlı bir RCD üzerinden bağlanmalıdır.

Mutfakta indüktör

İndüksiyonlu ocaklar artıkSürprize neden olur ve günlük yaşamda yaygın olarak kullanılır. Cihazın çalışması, bir indüksiyon ocağınınkiyle aynı prensiplere dayanmaktadır, tek fark, ikincil sargının tencerenin metal tabanı olmasıdır.

Bu tür plakaların kullanımı, indüktörü izole etme görevini yerine getirmenin yanı sıra, aynı zamanda sağlam ve hijyenik özelliklere sahip olması gereken bir dielektrik üretimindeki görünüm nedeniyle mümkün olmuştur. Tüm gereksinimleri karşılayan bir malzeme nispeten yakın zamanda ortaya çıktı ve maliyeti, plakanın toplam fiyatının önemli bir bölümünü oluşturuyor.

Kullanıcılar oybirliğiyle iddia ediyor: Bir indüksiyonlu ocağın kendi kendine üretimi iki nedenden dolayı mantıklı değil. İlk olarak, böyle bir ocakta yemek pişirmek, her yiyecek türü için ince ayar gerektirir. Pişirme işlemi sırasında tüm elektriksel parametrelerin gerekli ayarlanması için bir mikro denetleyici gereklidir. İkinci sebep ise sobayı oluşturan elektronik parçaların fiyatıdır. Toplamda, tüm öğeler zaten bitmiş bir cihazın maliyetinden çok daha pahalıya mal olacak.

İndüksiyon ocak aşağıdaki olumlu niteliklere sahiptir:

• eksikliği, mikrodalga fırınların aksine, üçüncü taraf radyasyonu;
• sobayı pişirme tarzınıza göre programlama yeteneği;
• karamel gibi yemekleri aşırı ısıtmadan veya yakmadan pişirmek;
• Isıtma enerjisinin verimli kullanımı sayesinde ekonomi.