Ev yapımı elektrikli kül fırını (küçük). 820 sıcaklıkta bir kül fırınında ön ısıtma için sıcaklık eğrilerinin çizilmesi

Şu anda, oldukça çeşitli kritik borular, parlak bir yüzey elde etmek için onlara koruyucu gaz verilerek çeşitli tasarımlara sahip sürekli mufla fırınlarında ısıl işlem sırasında ısıtılıp soğutulmaktadır. Muflalar, yanma ürünleri veya elektrikli ısıtıcılar aracılığıyla dışarıdan ısıtılır. Fırınlar hantaldır, yüksek sıcaklıklı fırınlardaki elektrikli ısıtıcılar sıklıkla yanar ve düzensiz ısınma ve bükülme nedeniyle muflaların kullanım ömrü kısadır. Bununla birlikte, ana dezavantajları mekanizasyon eksikliğidir: fırının giriş tarafında sürekli bir akışın (her bir mufla boyunca bir tüp) düzenlenmesi için, borular manüel olarak manşonlar kullanılarak birbirine bağlanır ve çıkış tarafında manüel olarak bağlanırlar. yuvasından çıkarıldı. Bu, işçilik verimliliğini azaltır ve özellikle küçük çaplı borularda (6-12 mm) gözle görülür kusurlara yol açar. Konveyör mufla fırınları hantaldır, ekonomik değildir ve çoğu zaman arızalı devreler nedeniyle arızalanır.

Küçük çaplı boruların (özellikle ince duvarlı olanların) doğrudan akışkan yatak tarafından ısıtıldığında sürekli taşınmasının organize edilmesi, borunun tel gibi sürekli sonsuz bir biçimde hareket ettiği teknolojik süreçlerden bahsetmemekle birlikte önemli zorluklara da neden olur. iplik.

Pervouralsk Yeni Boru Fabrikası çalışanları, dışarıdan akışkan yatakla ısıtılan muflonlarda deformasyon sırasında ortaya çıkan gerilimleri azaltmak için soğukta şekillendirilmiş perlit sınıfı boruların ısıl işlemini (ısıtma ve soğutma) yapmayı önerdi. Bu tür ilk birim anlatılmaktadır.

Ön deneyler, akışkan yataklı ısıtmalı muflalardaki ısıtma hızının, bu tüplerin 320 mm'lik korundum parçacıklarından oluşan akışkan yataklı doğrudan ısıtma hızının yaklaşık yarısı kadar olduğunu, ancak zincirli konveyörlü bir alevli gaz mufla fırınından önemli ölçüde daha yüksek olduğunu göstermiştir. Aynı mufla sıcaklığında (920 ° C), 25 X 2 borunun (çelik 20) muflalarındaki ısıtma süresi sırasıyla 2,5 ve 6 dakikaydı ve alev fırınının çalışma alanının sıcaklığı kaynama sıcaklığı katmanından 70-80°C daha yüksekti. Bu koşullar altında ısıtma hızlarındaki farklılık, konveyör fırınının borusuyla birlikte ısıtılan zincirlerdeki büyük metal kütlesi ve muflanın uzunluğu boyunca eşit olmayan sıcaklıklar ile açıklanmaktadır. Bu aynı zamanda bir konveyör fırınındaki boruların yaklaşık yarı yarıya daha düşük soğuma hızını da açıklamaktadır. Küçük çaplı (25 mm) bir mufta, yağlayıcının yanması nedeniyle ısıtılan boruların yüzeyinin onlara koruyucu gaz sağlamadan bile hafif olması ilginçtir, çünkü yağsız borular doğrudan ısıtıldıktan sonra ısıtılır. HPTR değirmeni.

Bu verilere dayanarak tesisin tasarım departmanı ve ısı mühendisliği laboratuvarı, UPI ile birlikte tamamen mekanize beş hatlı bir mufla ünitesi tasarladı. Raflı bir yükleme masası içerir; boruları fırına sokan ve ayrı bir elektrikli tahrik ve bir pnömatik basınç cihazına sahip beş telli bir boru aparatından oluşan bir cihaz; ~2,8 m uzunluğunda (ısıtılan parçanın uzunluğu 1,3 m), 114 mm çapında ve 10 mm duvar kalınlığında X23N18 çeliğinden yapılmış beş adet muflanın yerleştirildiği akışkan yataklı bir ısıtma odası. 175 mm'lik bir adım; aslında mufların devamı olan 1,7 m uzunluğunda boru şeklinde bir su soğutucusu (boru içinde boru); boruları alan cihaz (dönme hızı tahrik cihazının hızına eşit olan bireysel bir elektrikli tahrikli manyetik silindir); Düz makaralı ve zincir çıkarıcılı makaralı konveyör tablası.

Akışkan yataklı bir fırın, gaz geçirmez metal kaplamalı, sıvı cam üzerine şamotla kaplı, dikdörtgen kesitli bir ısıtma odasına sahiptir. Fırındaki ocağın rolü, her biri 50 mm kafa çapına sahip X23N18 çelikten yapılmış 40 (aslında 39) kapağa sahip, 960 x 570 mm alana sahip iki çıkarılabilir gaz dağıtım ızgarası tarafından gerçekleştirilir. karenin köşelerinde 110 mm'lik bir aralık ile. Her kapakta, karıştırma odalarından gaz-hava karışımının sağlandığı, 2,8 mm çapında altı delik bulunur. Fırını kurutmak ve ısıtmak için iki telli bir brülör GNP-2 sağlanmıştır. Akışkanlaştırılmış malzeme, 300 mm'lik bir toplu katman yüksekliğine (kapaklardaki deliklerden) sahip 32 (320 mikron) GOST 3647-71 ve OH-11-60 korindondur.

Ünite tesis tarafından üretilip kuruldu ve Aralık 1970'te ticari işletmeye alındı. Fırının tahmini maliyeti 9 bin ruble, bunun 2,5 bin rublesi duvarcılık için. ve fırına 1,5 bin ruble yüklenen korindon EB-32. Korindonun gerçek maliyetleri önemli ölçüde daha azdır, çünkü maliyeti 293 ruble / tondur ve yükü 1 tonu geçmez.Bir üfleyicinin maliyeti -2 bin ruble. Tahmini mekanizasyon maliyeti 11 bin ruble, enstrümantasyon ve otomasyon - 4 bin ruble.

Akışkan yataklı bir ünitede boruların ısıtılmasının hızlandırılması, alevli mufla fırınlarına kıyasla boruların uzunluğunun azaltılmasını mümkün kıldı ve bu da boruların birleştirilmesi ihtiyacını ortadan kaldırdı. Buzdolabıyla birlikte fırının uzunluğu, ısıl işlem görmüş boruların uzunluğundan daha az olduğundan, borunun her zaman fırının dışında, fırından önce bir boru itme cihazında veya manyetik bir yerde bulunan serbest bir ucu vardır. buzdolabından sonra silindiri çekerek. Borular, manyetik silindiri geçtikten sonra, otomatik veya uzaktan kontrol edilen bir zincir ejektörünün üzerine düşer ve dağıtım masasından dışarı atılır.

Ünitedeki tek manuel işlem, boruların kabile aparatına paketlenmesi görevidir ve boruların çapına ve et kalınlığına bağlı olarak 1'den 30'a kadar boru her mufladan 1,0-0,2 m/dak hızla aynı anda hareket eder. .

Fırındaki sıcaklık, teorik olarak gerekli miktarı (a = 1,15-2,5) önemli ölçüde aşan belirli bir nominal sıcaklık için gaz akış hızının sabit bir hava akış hızında değiştirilmesiyle otomatik olarak korunur. Akışkanlaştırmanın çalışma hızları, 900-1100° C fırın sıcaklığında 0,5-0,8 m/s'dir. Bu kontrol yöntemi egzoz gazlarındaki kayıpları artırır, ancak otomasyon sistemini basitleştirir ve ayarlanan hızı pratik olarak değiştirmeden sıcaklığı düzenlemenize olanak tanır akışkanlaştırıcı madde. Nominal sıcaklık arttıkça hava debisi kontrolör tarafından arttırılır.

Kalafatlanmış termokupllar kullanılarak yapılan ölçümler, fırın ısıtıldıktan ve sabit bir moda ulaştıktan sonra (ateşlemeden yaklaşık 2 saat sonra), tüm muflaların sıcaklığının hem uzunluk hem de kesit boyunca aynı olduğunu ve neredeyse akışkanlaştırılmış maddenin sıcaklığına eşit olduğunu gösterdi. yatak. Yalnızca muflanın giriş ucundaki sıcaklık biraz daha düşüktü. Sonuç olarak, akışkan yataklı mufla fırınlarında, katmandan muflaya olan ısı transferi, yalnızca iç ısı transferi ile belirlenen boruların ısıtma hızını sınırlamaz.

Fırın normal olarak 900-1000°C sıcaklıkta çalışır. Rölantide 900°C'de; 950 ve 1000°C sıcaklıkta normal şartlara düşürülen doğalgaz tüketimi sırasıyla 16, 21 ve 24 m3/saattir. Fırın verimliliğindeki artışla birlikte toplam gaz tüketiminin bir miktar arttığı, spesifik gaz tüketiminin ise keskin bir şekilde azaldığı görülmektedir. Sürekli fırınlarda 1 ton boru şeklindeki ürünün ısıtılması için harcanan spesifik ısı tüketimine ilişkin çeşitli yazarlardan gelen veriler sunulmaktadır; akışkan yataklı bir fırında spesifik ısı tüketiminin alevli fırınlara göre 1,9-1,25 kat daha az olduğu açıktır.

1000 ° C fırın sıcaklığında ve 8 X 1,5 mm ölçülerindeki 520 kg/saat borunun 820 ° C'ye ısıtılmasıyla yapılan denge testleri, sağlanan ısının %29,8'inin boruları ısıtmak için tüketildiğini, duvar işçiliğinden kaynaklanan kayıpları gösterdi. %18,7, fırının üstü açık olan radyasyon kayıpları %11, muflalara verilen koruyucu gazın (nitrojen) ısıtılması %5,2, baca gazlarından kaynaklanan kayıplar %35,3'tür. Fırının verimliliğinin verimliliğine bağımlılığının, projenin temelini oluşturan hesaplanana oldukça yakın olduğu ortaya çıktı.

Bir mufla içinde hareket eden bir borunun sıcaklığının içine bir termokupl yerleştirilmiş halde ölçülmesiyle elde edilen termogramlar, mufladaki boru sayısı arttıkça her bir borunun belirli bir sıcaklığa kadar ısıtılma süresinin arttığını, ancak sonuçta ortaya çıkan azalmaya rağmen göstermektedir. boruların hareket hızı arttıkça fırının verimliliği artar. 0,55 m/dak hızda 40 X 2 mm çapında bir boru 120-130 s'de 820 ° C'ye kadar ısınırsa, o zaman iki - 180 s'de, bu da hızın 1,5 kat azalmasıyla izin verir Verimlilikte yaklaşık %35'lik bir artış için.

Verileri analiz ederken şunu akılda tutmak gerekir: 10 mm'den büyük borularda, ilk bölümde ısınmayı yavaşlatan su ve yağlayıcı varlığı; muflanın duvarda bulunan kısmındaki boruların yavaşça ısıtılması; muflanın ve boruların çıkış ucunun termal iletkenlik ile soğutulması (mufla, ısı yalıtım contası olmadan buzdolabına bağlanır, böylece boruların soğuması zaten mufun çıkış kısmında başlar).

Aralık 1970'den Mart 1972'ye kadar sürekli endüstriyel işletmede olan tarif edilen fırında, ara ve son boyutlardaki (ihracat dahil) çelik 10 boruları tavlandı; 20; 35; 45; 15X; 20X; 40X; 4-12 mm çapında ve et kalınlığında 20A<4,0 мм, а также готовых труб для ВАЗа из сталей 10, 20 диаметром 6-36 мм толщиной стенки <55,0 мм. Механические свойства как по длине отдельной трубы, так и по разным трубам всех пяти муфелей, заметно не различались (o в и о s обычно не более чем ±1-2 кгс/мм 2 , б не более ±4%), были стабильны по времени и вполне удовлетворяли техническим условиям. Металлографические исследования показали, что микроструктура металла труб после отжига в кипящем слое представляет собой равноосные зерна феррита и перлита.

Normal çalışma koşullarında ısıl işlem görmüş borular hafif bir yüzeye sahiptir. Verimliliğin artmasıyla birlikte, borular buzdolabını 300 ° C'yi aşan bir sıcaklığa kadar ısıtılmış halde bırakır, böylece yüzeyde kararmış renkler görünür (teknik koşulların izin verdiği ölçüde).

1971 yılında fırın, ortalama 300 kg/saat verimlilikle 6589 saat yük altında çalıştı, yani -2000 ton ürün üretti (fırın -1000 saat yükleme olmadan çalıştı - rölanti, test, çalışma modları; -1000 saat) saat aksama süresiydi) ve 1972 - 1116 saat arasındaki 2 ay boyunca ortalama 322 kg/saat üretkenlik ile. Fırının, bitmiş boyutlardaki (5 X 1-8 X 1 mm) borularda 1000 ° C katman sıcaklığında maksimum verimliliği (3,6-4 ila 1 mm veya daha az) ulaşır. İşletme yılı boyunca fırın 3,5 bin tondan fazla boru işledi. Akışkan yataklı ve alev ısıtmalı mufla fırınlarının karşılaştırmalı göstergeleri tabloda verilmiştir. 27, mağaza verilerine göre derlenmiştir.

Masadan Şekil 27'de, akışkan yatağa geçiş sırasında boruların fırın tabanından 1 m2'den çıkarılmasının 58,5 kg/(m2saat)'ten 240 kg/(m2saat)'e, yani altı katına çıktığı görülmektedir. Hizmet çalışanlarının sayısı yarıya indirildi (vardiya başına ikiden bire). Fırının ekipman ve enstrümantasyonla birlikte maliyeti 35,5 bin ruble, ekonomik etkisi ise yılda 45 bin ruble'den fazlaydı.

Aynı PNTZ atölyesinin çalışanları, bu fırınları çalıştırmanın olumlu deneyimini kullanarak Kasım 1972'de VAZ ve diğer müşteriler için boruların hafif ısıl işlemine yönelik üçüncü on mufla ünitesini ticari işletmeye aldı.

Birimin bileşimi Şek. 74, raf 1'i içerir; makaralı tabla görevi 2; boruları fırına yönlendiren, elektrikli tahrikli üç elektromanyetik kesit silindiri (3); 0,4 mm akışkanlaştırılmış elektrokorundum tabakasına sahip bir ısıtma odasına (5) yerleştirilmiş, X23N18 çelikten yapılmış 89x6 mm çapında on susturucu (4); boru şeklinde su soğutucusu 6; boruların ayrılması için elektromanyetik kesitli silindir (7); borunun geçişini işaret eden ve boru boşaltma oluklarını (10) açan elektrik bobinleri bulunan, manyetik olmayan çelikten yapılmış kılavuz borular (8); boruları boşaltma oluğuna (10) hareket ettiren elektromanyetik tahrik silindiri (9); oluktan (10) cebe (11) düşen borular için bir bantlı konveyör. Bunları fırına beslemeden önce, borular iki işçi tarafından manyetik olmayan çelik borular kullanılarak birleştirilir.

Buzdolabından çıkışta, dönüş hızı boru görev silindirlerinden daha yüksek olan silindir (7) tarafından borular otomatik olarak açılır ve borular sepete serbestçe düşer. Teslimat masası ve taşıma bandı alanında, boru boşaltımının manuel kontrolü için, gerektiğinde üçüncü bir işçi tarafından bakımı yapılan, düğmeli bir uzaktan kumanda bulunmaktadır. Ünite, karbon çeliğinden yapılmış 0,5-3,5 mm et kalınlığına sahip 12-30 mm çapındaki boruları ısıtır. Isıl işlem görmüş boruların kalitesi için temel gereksinimler:

Ünitede işlenen boruların kalitesi belirtilen gereksinimleri karşılamaktadır. Hafif bir yüzey elde etmek için muflalara 70-80 m3/h koruyucu gaz (%95-96 nitrojen, %4-5 hidrojen) verilir. Muflalar, muflanlarla aynı borulardan yapılmış destekler üzerine monte edilir. Uygulama, et kalınlığı 5-7 ve 10-14 mm olan muflalar için destekler arasındaki optimum aralığın sırasıyla 300 ve 500 mm olduğunu göstermektedir. Desteklerin varlığı malzemenin akışkanlaşmasını etkilemez.

Ünitenin ısıtma odasının uzunluğu boyunca, Şekil 2'de gösterilenlere benzer. 69 ve 74, 3,78 x 1,58 m iç plan boyutlarına ve üst kısımda 2,04 m'ye kadar genişlemeye sahip, 1,94 m 2 alana sahip üç gaz dağıtım ızgarası ve buna bağlı olarak üç bağımsız sıcaklık kontrol bölgesi sağlanmıştır. . İmalat sırasında her ızgaraya 100x100 mm aralıkla 180 adet kapak kaynak yapılır. Şekil 2'de gösterilen ocakta olduğu gibi. 74'te, kapaklar 24 mm çapında, bir ucu dövülmüş bir borudan (çelik X23N18) yapılmıştır ve altına 3 mm çapında dört delik açılmıştır (boru duvar kalınlığı 7 mm). Üretimi emek yoğun olmayan bu tür kapaklar, ikinci beş katlı fırında mükemmel olduklarını kanıtladılar (tüm çalışma süresi boyunca hiçbiri başarısız olmadı). Isıtma odasının üst kısmında delikli bir kemer bulunmaktadır. Yığın katmanın yüksekliği 250 mm, ızgara ve katmanın direnci (toplam) ~8 kN/m2'dir. Nominal modda ve başlatma sırasında pnömatik sıvılaştırmanın (soğuk karışım için hesaplanan) koşullu hızı sırasıyla 0,1-0,15, 0,22-0,25 m/s'dir.

Teknolojik rejimin gereklerine uygun olarak fırının üç bölgesinde farklı sıcaklıklar korunur. VAZ için bitmiş boyutlardaki boruları işlerken (borular 30x1,5 ve 36x2,1 mm, TUZ-208-69), sırasıyla 850, 820 ve 810 ° C'dir. Boru hareket hızları 0,8-1,2 m/dk olup ortalama 600 kg/saat verimlilik sağlamaktadır. GOST 9567-60'a göre bitmiş ve ön bitmiş boyutlardaki borular için ve diğer bölge sıcaklıkları 950, 920 ve 820 ° C olup, boru hareket hızları et kalınlığına bağlı olarak 0,8-8 m/dak'dır. Bu boruların ortalama verimliliği 1 t/saat'e ulaşıyor.

Bir sıcaklık rejiminden diğerine geçişin (örneğin, sıcaklığın 820'den 950 ° C'ye yükseltilmesi) yalnızca 5-6 dakika sürdüğünü ve bu da farklı bir boru aralığına geçerken fırının aksama süresini pratik olarak ortadan kaldırdığını unutmamak önemlidir. Sıcaklık kontrolü, her bölge için gaz akış hızının sabit bir hava akış hızında değiştirilmesiyle otomatik olarak gerçekleştirilir. Bu modda mutlak yakıt tüketimi (doğal gaz) 55-80 m3/saat arasında değişmektedir. Ünitenin yatırım maliyetleri fırın için 12.086 RUB, enstrümantasyon ve otomasyon için 8.461 RUB ve mekanik ekipman için 23.048 RUB olarak gerçekleşti.

Bu ünite yeniden yapılandırılmış bir alevli kül fırını olduğundan, optimal bir mekanizasyon seçeneği yaratmak mümkün değildi. Bu arada, artık manuel emeği neredeyse tamamen ortadan kaldıran bu tür fırınların mekanizasyonunu oluşturmak için tüm ilk verilere sahibiz. Şu anda böyle bir fırın geliştiriyoruz. Bununla birlikte, mevcut pahalı ve çok gelişmiş olmayan mekanizasyona rağmen, fırının yeniden inşasının tahmini ekonomik etkisi yılda 81 bin ruble'dir. Son bölümde verilen hesaplama metodolojisinden, mufla ünitelerinde akışkan yatağın kullanımının daha karlı olduğu, muflanın termal yükü ne kadar büyükse, yani birim zamanda içinden o kadar fazla metal geçtiği sonucu çıkmaktadır. Bu nedenle akışkan yataklı bir ünite, alevli yatağın aksine, muflanın tüm kesiti borularla doldurulduğunda daha fazla üretkenlik sağlar. Bu, akışkan yataklı mufla ünitelerinin çok umut verici olduğu ve muflalarda oldukça büyük ürünlerin (borular, iğler, halkalar vb.) hafif ısıtılması için çok umut verici olduğu anlamına gelir; bu da bunların hareketini çok basit bir şekilde mekanize etmeyi mümkün kılar. Şu anda tesislerden birinde rulman bileziklerini ısıtmak için akışkan yataklı bir mufla ünitesinin inşaatını bitiriyoruz. Deneyler, çapı 130-140 mm, kalınlığı 20 ve genişliği 30-50 mm olan halkaların 8-12 dakikada 1100-1150 °C'ye ısıtıldığını göstermiştir. Aşağıdaki yöntemi kullanarak yapılan hesaplama aynı göstergeleri verir.

Boru fabrikalarında boruların hafif, risksiz işlenmesi için mufla konveyör fırınları oldukça yaygındır. Bu fırınlarda, boruları muflalarda taşıyan konveyör zincirinin ısıtılması, boruların kendilerinin ısıtılmasından birkaç kat daha fazla ısı gerektirir, bunun sonucunda hem belirli bir sıcaklığa ısıtma süresi hem de soğutma süresi keskin bir şekilde artar. Analiz, muflaların ısıtılması için akışkan yatağın kullanılmasının bu koşullar altında ısı transferini önemli ölçüde yoğunlaştırmaya izin verdiğini gösterdi. Ek olarak, genellikle aynı konveyör zinciri hem fırından hem de soğutucudan geçer. Bir konveyörü iki zincire bölerek (biri fırının içinde, diğeri buzdolabında), konveyör fırınlarının dezavantajını avantaja çevirebilirsiniz, çünkü bu durumda ilk zincir neredeyse tüm uzunluk boyunca sıcak olacaktır; boruların ısınmasını hızlandıracak ve ikincisi, tüm uzunluk boyunca soğuk, boruların soğutulmasına yardımcı olacaktır. Sıcak zincirin uzunluğunun azaltılması, üzerindeki mekanik ve termal yükleri azaltacak ve çalışma güvenilirliğini artıracaktır. Böyle bir birim şu anda bizim tarafımızdan PNTZ çalışanlarıyla birlikte geliştirilmektedir.

Yönetim Makalenin genel değerlendirmesi: Yayınlanan: 2012.05.21

Muhtemelen herkes kül fırınlarını duymuştur, ancak nadiren kimse bu cihazın yalnızca yapısını değil aynı zamanda amacını da açıklamayı taahhüt eder. Bu arada kül fırını, metallerin eritilmesi, kil veya seramik ürünlerin pişirilmesi, aletlerin sterilize edilmesi veya belirli kristallerin yetiştirilmesi için tasarlanmış son derece özel bir tasarımdır. Endüstriyel fırınlara ek olarak, bazen ev için bir kül fırını da vardır, çünkü ev ustalarının ürünleri yaygın olarak bilinmektedir.

Evde kullanıma yönelik kompakt fabrika yapımı fırınlar oldukça pahalıdır, bu nedenle giderek daha fazla insan cihazın kendilerinin inşa edilmesinden bahsediyor. Fırın imalatının her aşamasını tam olarak anlamak için öncelikle özellikleri, yapısı ve sınıflandırılması ile ilgili genel teorik konulara aşina olmalısınız.

Hazır fabrika versiyonu

sınıflandırma

Alt gruplara bölünmenin ilk işareti görünümdür. Yönlendirmeye göre fırınlar dikey ve yatay olarak ayrılır. Malzeme normal hava boşluğunda, havasız bir alanda veya inert gazla doldurulmuş bir kapsül içinde işlenebilir. Çalışmaya başlamadan önce dikkate alınması gereken ikinci ve üçüncü işleme yöntemlerini kendiniz yapmak imkansız olacaktır.

Kül içindeki sıcaklık 1000°C derecenin üzerine çıkabildiğinden ve ahşabın bu kadar spesifik bir yanma ısısına sahip olmadığından yakacak odun bir ısı kaynağı olarak hareket edemez. Bu nedenle ısıtıcının üretimi için yalnızca iki seçenek kullanılır:

İlk seçenek, yalnızca üretimde bulunabilen gazlı kül fırınıdır. Gaz ekipmanıyla yapılan herhangi bir manipülasyonun birkaç düzenleyici otorite tarafından derhal durdurulduğu biliniyor ve herhangi bir cihazın ev yapımı bir yöntem kullanılarak yapılmasından söz edilemiyor.
Elektrikli kül fırını, gerekli tüm güvenlik koşullarının karşılanması koşuluyla, yaratıcılığınızı kullanmanıza olanak tanır.

Üretimde büyük fırın

İşe hazırlanma

Herhangi bir çalışma belirli bir hazırlık aşamasıyla başlamalıdır. Bir eylem planı onaylanmış olsa bile alet ve malzemelerin hazırlanması gerekir, aksi takdirde ustanın performansını ve inşa edilen yapının kalitesini olumsuz etkileyecek uzun süreli iş kesintileri yaşanabilir.

Gerçek inşaat başlamadan önce, metal levhayı kesmek ve şamot tuğlaları işlemek için derhal bir öğütücü hazırlamanız gerekecektir. Öğütücünün daireleri uygun olmalıdır. Liste, günlük kullanım için sarf malzemeleri ve diğer sıhhi tesisat araçlarıyla elektrikli kaynakla desteklenecektir.

Malzemeler arasında nikrom veya fechral tel, bazalt yünü, şamot tuğla ve en az 2 mm kalınlığında sac bulunur. Yapının nasıl yapıldığına bağlı olarak bazı alet veya malzemelere ihtiyaç duyulmayabilir ve süreç sırasında ilaveler edinilecektir.

Ev yapımı soba

Soba yapmak için bazı hazır elemanlar

İşi planlarken, yalnızca sabır ve araç kullanma yeteneğini değil, aynı zamanda ustalığı da göstermeniz gerekecek. Sonuçta, bazı yapıların hazır temel unsurları haline gelebilecek pek çok gereksiz şeyle çevriliyiz. Şu anda, sobayı kendiniz yapma sürecini basitleştirmek için bazı ustaların hazır deneyimlerini ve gözlemlerini kullanacağız.

Gelecekteki fırının gövdesi olarak metal bir fırın kullanabilirsiniz. Elbette eski bir gaz sobasını veya elektrikli fırını nereden alacağınızı biliyorsunuzdur. Metal yüzey korozyondan zarar görmemişse, yapısal olarak yüksek sıcaklıklara dayanacak şekilde uyarlandığı için buluntu bir mahfaza görevi görebilir. Geriye kalan tek şey gereksiz parçaları sökmek ve plastik unsurlardan kurtulmak.

Eski fırın

Birçok elektrikli cihazda yalıtkan bir maddeyle doldurulduğundan ve hasar görmeden sökülmesi pek mümkün olmadığından, ısıtma elemanını kendiniz yapmanız gerekecektir. Ancak kendi kendine üretimde önemli bir avantaj vardır - belirtilen parametrelerle istenen geometriye sahip bir eleman yaratma yeteneği.

Daha yüksek sıcaklıklara dayanabildiği ve havayla teması ona fazla zarar vermediği için fekral kullanılması en çok tercih edilir, bu da nikrom için söylenemez.

Telin çapı 2 mm olmalıdır. Bobinin çapı ve telin uzunluğu, temel bir fiziksel formül kullanılarak ısıtma elemanının boyutlarına göre kolayca hesaplanabilir. Ortaya çıkan fırının çok fazla güç tükettiğine hemen dikkat edilmelidir. Değeri 4 kW'a ulaşır, bu da 25 A değerinde bir devre kesici ile panelden ayrı bir hat çekmeniz gerektiği anlamına gelir.

Bitmiş tel

Isı yalıtımı olarak, yalnızca düşük ısı iletkenliğine sahip değil, aynı zamanda yüksek sıcaklıklara da dayanabilen malzemeler kullanmanız gerekir. Okuyucuyu fiziksel masaları karıştırmaya zorlamamak için, uygun malzemelerin bazalt yünü, mağazadan satın alınan ısıya dayanıklı tutkal ve şamot tuğlaları veya şamot kili olduğunu hemen not ediyoruz. Eğer izolasyonu uygun derecede sağlamazsanız, ısının büyük bir kısmı amaçsızca kaybolacak ve bu da gereksiz enerji tüketimine yol açacaktır.

Kendi kendine üretim

Eski bir fırın bulmak mümkün değilse sac ve elektrik kaynağı kullanmanız gerekecektir. Bir öğütücü kullanarak gelecekteki ürünümüzün duvarları, gerekli boyutlara göre bir metal levhadan kesilir. Süreci basitleştirmek için fırın silindir şeklinde yapılır. Daha sonra metal şerit bir silindire yuvarlanır ve bir dikişle kaynak yapılır.

Metal daire bir uç görevi görecek, diğer tarafa ise biraz sonra kapı takılacak. Yapının güçlendirilmesi gerekiyor ve bunun için silindirin duvarları ile dairenin birleştiği yerde birkaç köşeyi kaynaklamanız gerekecek.

Bir metal levhayı silindir şeklinde bükün

Ortaya çıkan silindirin iç duvarları bazalt yünü ile kaplanmıştır. Bu malzeme tesadüfen seçilmedi. Açık ateşle temasta maksimum sıcaklık 1114°C derecedir, malzemenin ısı iletkenliği zayıftır ki bu bizim için bu koşullarda gereklidir ve aynı zamanda kritik sıcaklıklarda bile insan sağlığı için güvenlidir.

Şamot tuğlanın kenarları, enine kesitte yamuk gibi görünecek şekilde bir öğütücü ile işlenir. Bu elemanlar bir çeşit yangına dayanıklı halka oluşturmak için kullanılabilir.

Yanmaz bir halka oluşturma

Kenarlar farklı açılarda olacağından ve yapının sökülmesi gerekeceğinden her tuğlaya seri numarası yazılması tavsiye edilir. Tuğlaları düz bir yüzeye, iç kenarları "yukarı bakacak" şekilde döşedikten sonra, hafif bir açıyla sığ yuvalar oluşturup bu yuvalara bir spiral yerleştirilecektir. Oluklar spiral dönüşleri birbirinden izole etmeli ve ısıtma elemanının aktif bölge boyunca dağılımını sağlamalıdır. Şimdi tuğlaları tekrar bir halka halinde birleştirmeniz ve tel veya kelepçeyle sıkmanız gerekecek.

Hazırlanan spiral oluğa yerleştirilerek uçları bağlantı terminallerinin monte edileceği yere çıkarılır. Spiral halka fırının ısıtma elemanını temsil eder.

Spiral döşeme

Bazalt yünlü silindir, ucu yatay bir düzlemde olacak şekilde monte edilir. Yuvarlak duvarı yüksek sıcaklıklara maruz kalmaktan korumak için tabana şamot tuğlalar yerleştirilmiştir. İçeriye bir ısıtma elemanı yerleştirilir ve tüm boşluklar ısıya dayanıklı tutkalla doldurulur. Cihazın kuruması birkaç gün sürecektir. Bu süre zarfında fırın için bir kapı tasarlayıp yapabilirsiniz. Ocak kutusunu ne kadar sıkı kapatırsa, ev yapımı spiral o kadar uzun süre dayanır. Kendi kendine inşa edilen bir kül fırını, değerli metalleri eritebilir, kili pişirebilir ve bazı metalleri eritebilir.

Evde küçük kil ürünlerini pişirmek için fırının daha basit bir versiyonunu yapabilirsiniz. Açıkta ısıtma elemanına sahip bir elektrikli ocak ve uygun büyüklükte bir seramik kaptan oluşur. Parçayı doğrudan spiralin üzerine yerleştirmek mümkün olmadığından altına şamot tuğlalar yerleştirilir ve üstüne bir tencere konur.

Fırın oluşturmak için malzemeler

Ev yapımı tasarımın dezavantajları

Her cihazın belirli eksiklikleri yoktur ve ev yapımı bir cihaz da bunları çoğaltır. Belirlenen hedef göz önüne alındığında, diğerlerini yerine getirmek adına bazı gereksinimleri feda edebilirsiniz. Ancak olumsuz sonuçların listesini herkesin bilmesi gerekir.

Ev yapımı bir tasarım, güvenlik garantileri de dahil olmak üzere tüm garantilerden yoksundur.
Metalin ısıtıcı bobinden buharlaşması, işlenen değerli metalin bileşiminde yabancı maddeler şeklinde bulunmasına yol açabilir.
Ev yapımı ısı yalıtımı, ocakta tam ısı konsantrasyonu sağlamayacaktır, bu nedenle ev yapımı sobanın gövdesi çok sıcaktır ve dikkatli kullanım gerektirir. Bu arada, bu aynı zamanda bazı fabrika modellerinin de dezavantajıdır.
Sıcaklığın uygun şekilde izlenmemesi ve düzenlenememesi, fırının belirli bir ısıl işlem görevini yerine getirememesine neden olabilir.

Hazır fabrika fırınları oldukça dar bir görev yelpazesini yerine getirmek üzere tasarlanmıştır, ancak bu bir dezavantajdan çok profesyonelliğin bir göstergesidir. Belirli bir cihazın ana parametreleri ve uygulama kapsamı pasaportunda belirtilmiştir.

Kompakt ve sabit kül fırınlarının üretiminde liderler TSMP Ltd (İngiltere), SNOL-TERM (Rusya), CZYLOK (Polonya), Daihan (Güney Kore) gibi şirketlerdir. Sunulan liste, Rusya pazarına yönelik yüksek sıcaklık ekipmanı tedarikçilerini değerlendiren şirketlerin en iyi listesini yansıtmaktadır.

Kül fırını, maddeleri farklı sıcaklıklara eşit şekilde ısıtmak için tasarlanmıştır. İçinde bulunan mufla, ısıtılan nesneyi yanma ürünlerine doğrudan maruz kalmaktan korur.

Navigasyon:

Kül fırınları çeşitli kriterlere göre ayırt edilir.

Isıtma kaynağıyla.
İşleme moduna göre.
Tasarım verilerine göre.

Kül fırınının ısıtma kaynağı gaz veya elektrik olabilir.

İşleme modu:

normal (hava) atmosferde;
özel bir gaz ortamında - hidrojen, argon, nitrojen ve diğer gazlar;
vakum basıncında.

Yapısal olarak mufla fırınları fırınlara ayrılmıştır:

üst yükleme;
yatay doldurma;
çan şeklinde - fırın ocaktan ayrılacaktır;
tüp fırınları.

Ek olarak, termal göstergelere göre çeşitli fırın türleri vardır:

düşük sıcaklıktaki fırınlar: 100 - 500 derece;
ortalama sıcaklığa sahip fırınlar: 400 - 900 derece;
yüksek sıcaklık fırınları: 400 - 1400 derece;
çok yüksek sıcaklıklara sahip fırınlar: 1700 - 2000 dereceye kadar.

Not. Kül fırınının sıcaklığı doğrudan maliyetini belirler, yani maksimum sıcaklık ne kadar yüksek olursa fırın o kadar pahalı olur.

Kül fırınlarının avantajları arasında, ısıtılan maddenin yakıt yanma ürünlerinden veya ısıtma elemanlarının buharlaşmasından korunması ve oda boyunca eşit şekilde ısıtılması yer alır.

Muflanın arızalanması durumunda fırın tasarımı, hızlı bir şekilde değiştirilmesine olanak tanır ve bu da onarımları büyük ölçüde kolaylaştırır.

Dezavantajı yavaş ısıtma hızıdır (bu her zaman gerekli olmasa da). Kül fırınında yüksek hızlı ısıtma modları üretmek mümkün değildir. Bunun nedeni, muflanın ısınmasının zaman almasıdır. Bu da başka bir dezavantajı beraberinde getiriyor - ısıtma için ek enerji maliyetleri.

Kül fırınının ana bileşeni, çoğunlukla seramikten yapılan mufladır. Bu malzeme çeşitli fırın türlerinin üretimi için evrenseldir. Korindon muflaları da vardır, ancak bunlar yalnızca kimyasal ortamlarda kullanılır.

Muflanın etrafına tel şeklinde bir ısıtma elemanı sarılır ve seramik kaplama ile kaplanır.

Muflanın çevresinde ısı yalıtım malzemesi mevcut olup tamamı 1,5-2 mm kalınlığında metal sacdan yapılmış metal kasa ile kaplanmıştır.

Fırının ısınması mufla çevresinden başladığından yüksek sıcaklıklara (1150 derecenin üzerine) ulaşmak mümkün değildir. Bu bağlamda üreticiler, mufla üretimi için ısıtma elemanlarının içeriden yerleştirilmesine olanak tanıyan özel bir lifli malzeme geliştirdiler. Bu, mufla fırınlarının sıcaklık limitinin arttırılmasını mümkün kılar. Ancak lifli malzemenin dezavantajı kırılganlığıdır: ısıtılmış malzemeden çıkan gaz dumanlarının, tuzların ve yağların etkisi altında lif tahrip olur.

Günümüzde yüksek sıcaklıklı kül fırınları için, fırında 1750 dereceye kadar sıcaklıklara ulaşmayı mümkün kılan çok kaliteli Japon ısıtma elemanları kullanılmaktadır.

Gaz yakıtla çalışan fırınlar başlangıçta daha yüksek sıcaklıklara sahiptir.

Çalışma odasını daha eşit şekilde ısıtmak için bazı üreticiler havalandırma sistemi kurmuştur. Yanma ürünlerini uzaklaştırmak için, dumanı ve buharı fırından bir boru aracılığıyla uzaklaştıran bir egzoz mekanizması bulunmaktadır.

Fırındaki sıcaklığı kontrol etmek ve düzenlemek için, ısıtıcıya ve termokupl'a bağlı bir elektronik termostat kullanılır. Termostat, yalnızca sıcaklığı değil aynı zamanda ürünün fırında kalma süresini de kontrol etmenizi sağlar. Üstelik bu göstergelerin doğruluğu, özellikle laboratuvar mufla fırınlarında çok yüksektir çünkü araştırmanın doğruluğu, değerlerine ve elde edilen sonuca bağlıdır.

Kül fırınlarının uygulanması

Kül fırını, öncelikle metallerin ısıl işleminde ekipman olarak yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak avantajları sayesinde (Rusya'nın herhangi bir bölgesinde satın alınabilen) kül fırını uygulama kapsamını büyük ölçüde genişletti ve bu:

metallerin ısıl işlemi (sertleştirme, temperleme, tavlama, yaşlandırma);
seramik malzemelerin pişirilmesi seramik işlemenin son aşamasıdır;
külleme - test maddesinin inceleme için yanmadan küle dönüştürülmesi;
ölü yakma;
Analiz analizi, değerli metalleri (altın, gümüş, platin) cevherlerden, alaşımlardan ve bitmiş ürünlerden tanımlama ve ayırma yöntemidir;
kurutma – su veya diğer sıvı madde formundaki nemin malzemelerden ayrılması;
Tıpta (diş hekimliği) aletlerin sterilizasyonu.

Metallerin ısıl işlemi evde, laboratuvarda veya endüstriyel ölçekte yapılabilir. Buna dayanarak, farklı çalışma odası hacimlerine, kapasitelerine ve maksimum ısıtma sıcaklıklarına sahip çok çeşitli kül fırınları bulunmaktadır. Kişisel kullanım için bıçakları sertleştirmek için bir kül fırını satın alabilirsiniz, araştırma için bir laboratuvar kül fırını uygundur.

Metallerin ve alaşımların ısıl işlemi için kül fırınının özel özelliklere sahip olması gerekir.

Öncelikle metal sertleştirme, temperleme vb. işlemlere yönelik bir kül fırınının çok iyi yalıtım özelliklerine sahip olması gerekir. Genellikle birkaç katmanla donatılırlar: ateş tuğlası, fiber seramik malzeme ve metal levha koruyucu kasa. Fırının alt kısmı, yükleme ve boşaltma sırasında ısıtma elemanlarının darbelerinden korunmak için özel silisyum karbür plakalar ve ek bir tepsi ile donatılmalıdır. Ve en önemlisi, elektrikli kül fırınının, 1400 dereceye kadar yeterince yüksek bir ısıtma sıcaklığı sağlamak için yüksek kaliteli alaşımdan yapılmış özel ısıtma bobinlerine sahip olması gerekir.

Farklı bileşimlerdeki malzemeleri ısıtmak için bir laboratuvar kül fırını (fiyat, güce ve tasarım özelliklerine bağlıdır) kullanılabilir.

Sanat ve çömlek atölyelerinde seramik pişirimi için kül fırını kullanılmaktadır. Pişirmenin yanı sıra şişeleri ısıtır ve camı eritir. Seramik kül fırını 1300 dereceye kadar sıcaklık aralığına sahiptir ve ürünleri sıcaklık dalgalanmaları olmadan yavaşça ısıtmanıza ve soğutmanıza olanak tanıyan otomatik bir regülatörle donatılmıştır. Böyle yumuşak bir geçiş, kilin kül fırınında pişirilmesi durumunda da gereklidir.

Seramik için mufla fırınını doğrudan üreticiden satın alabilirsiniz, bu da maliyetini önemli ölçüde azaltır.

Not. Kül fırını genellikle arıza durumunda kolayca değiştirilebilen çıkarılabilir ısıtma elemanlarıyla donatılmıştır.

Seramikleri pişirmek için kullanılan bir kül fırını (fiyat, boyuta, güce, yükleme yöntemine ve konfigürasyona bağlıdır), 1 litreden 200 litreye ve hatta daha fazlasına kadar iç hazne hacmine sahip olabilir. Fırının tasarımı yukarıdan yüklemeli yuvarlak olabilir, önden yüklemeli hazne, çan tipi fırınlar vardır. Bu nedenle, ev kullanımı için bile satın alabileceğiniz seramik pişirme fırını, herhangi bir zanaatkarın çok çeşitli faaliyetleri için mevcuttur.

Değerli metallerle ve diş hekimliğinde çalışmak için, küçük bir mufla fırını veya hatta yaklaşık iki litre çalışma odası hacmine sahip bir mini mufla fırını mükemmeldir.

Bir kül fırınının maliyetinin ne kadar olduğunu düşünürken, içinde bulunması gereken özellikleri dikkate almalı ve iyi bir üretici seçmelisiniz. Rus yapımı mufla fırınları tüketiciler arasında iyi değerlendirmeler almış ve iyi bir fiyat politikasına sahiptir.

Geniş bir model yelpazesi, farklı tasarımlara sahip RF mufla fırınlarını seçmenize olanak tanır: gerekli yükleme konumuna sahip yatay ve dikey mufla fırınları, laboratuvar mufla fırınları (üretim üssü Samara'da bulunmaktadır).

Nacal mufla fırınları kalitesiyle bilinmektedir. Bu mufla fırını (Moskova'da teslimatla hemen satın alabilirsiniz) çeşitli alanlarda önde gelen işletmelerden çok sayıda olumlu yorum aldı.

Elektropribor firmasının kül fırını (St. Petersburg'da farklı modeller satın alabilirsiniz) alıcılar arasında da kendini kanıtlamıştır.

Belarus mufla fırını iyi kalitede (bu tür fırınları stoklayan birçok çevrimiçi mağaza olduğundan Minsk'te satın almak sorun olmayacak).

Bazı ustalar, fabrika kül fırını (fiyatı hala oldukça yüksek olan) imkanlarının ötesinde olduğundan, kendi elleriyle kül fırını yapma görevini üstleniyorlar. Kendiniz fırın yaparken mufla yapımına çok dikkat etmeniz gerekir. Ev kullanımı için mufla, karton çerçevenin etrafında bir çalışma odası oluşturan refrakter kilden yapılabilir. Kil kuruduğunda karton çıkarılır. Daha sonraki montajdan hemen önce, kil muflasını sertleşecek ve gerekli sertliği elde edecek şekilde yaktığınızdan emin olun. Daha fazla montaj fabrikadakinden farklı değildir.

Ancak bu kadar çok sayıda ev yapımı uzman yok, çoğu tüketici hala kül fırını almayı tercih ediyor, fiyat yeteneklerine göre seçiliyor.

Başlangıç

Bu girişim, birçok benzer girişimin genellikle başladığı gibi başladı - yanlışlıkla bir arkadaşımın atölyesine gittim ve o bana yeni bir "oyuncak" gösterdi - yarı sökülmüş bir MP-2UM mufla fırını ( Şekil 1). Soba eski, orijinal kontrol ünitesi eksik, termokupl yok ama ısıtıcı sağlam ve hazne iyi durumda. Doğal olarak sahibinin bir sorusu var: Ona bir tür ev yapımı kontrol eklemek mümkün mü? Basit olsa bile, sıcaklığın korunmasında çok az hassasiyet olsa bile, ama fırının çalışması için mi? Hmm, muhtemelen mümkün... Ama önce bunun belgelerine bakmak, sonra teknik özellikleri netleştirmek ve uygulama olanaklarını değerlendirmek güzel olurdu.

Yani, ilk olarak, belgeler çevrimiçidir ve “MP-2UM” (makalenin ekinde de yer almaktadır) aranarak kolayca bulunabilir. Ana özellikler listesinden fırın güç kaynağının tek fazlı 220 V, güç tüketiminin yaklaşık 2,6 kW, üst sıcaklık eşiğinin 1000 ° C olduğu anlaşılmaktadır.

İkinci olarak, ısıtıcının güç kaynağını 12-13 A akım tüketimi ile kontrol edebilecek ve ayrıca odadaki ayarlanan ve gerçek sıcaklıkları gösterebilecek bir elektronik ünite monte etmeniz gerekir. Kontrol ünitesi tasarlarken atölyede normal bir topraklamanın olmadığını ve ne zaman olacağının bilinmediğini unutmamalısınız.

Yukarıdaki koşullar ve mevcut elektronik veri tabanı dikkate alınarak, termokupl potansiyelini ölçen ve onu ayarlanan "ayarlanan" değerle karşılaştıran bir devre kurulmasına karar verildi. Karşılaştırma, çıkış sinyali röleyi kontrol edecek, bu da ısıtma elemanına 220 V şebeke voltajının sağlanacağı güçlü bir triyak açıp kapatacak olan bir karşılaştırıcı ile gerçekleştirilir. Triyakın faz-darbe kontrolünün reddedilmesi, yükteki yüksek akımlar ve topraklama eksikliği ile ilişkilidir. "Ayrık" kontrolle odadaki sıcaklığın geniş sınırlar içinde dalgalandığı ortaya çıkarsa devreyi "faz" devresine dönüştüreceğimize karar verdik. Sıcaklığı belirtmek için bir kadranlı gösterge kullanılabilir. Devrenin güç kaynağı sıradan bir transformatördür, anahtarlamalı güç kaynağının reddedilmesi de topraklama eksikliğinden kaynaklanmaktadır.

En zor kısım termokupl bulmaktı. Bizim küçük kasabamızda mağazalar bu tür ürünleri satmıyor, ancak her zamanki gibi radyo amatörleri, her türlü radyo-elektronik çöpünü garajlarında sonsuza kadar saklama arzusuyla kurtarmaya geldi. En yakın arkadaşlarıma “termokupl ihtiyacını” bildirdikten yaklaşık bir hafta sonra şehrin en eski radyo amatörlerinden biri aradı ve Sovyet döneminden beri ortalıkta dolaşan bir tür olduğunu söyledi. Ancak kontrol edilmesi gerekecek - bunun düşük sıcaklıkta bir kromel-copel olduğu ortaya çıkabilir. Evet, elbette kontrol edeceğiz, teşekkürler, ancak herhangi biri deneyler için uygun olacaktır.

Başkaları tarafından bu konuyla ilgili olarak neler yapıldığına bakmak için kısa bir "internet gezisi", ev yapımı insanların onları temelde bu prensibe göre inşa ettiğini gösterdi - "termokupl - amplifikatör - karşılaştırıcı - güç kontrolü" ( İncir. 2). Bu nedenle orijinal olmayacağız - zaten kanıtlanmış olanı tekrarlamaya çalışacağız.

Deneyler

Öncelikle termokuplun seçimine karar verelim - sadece bir tane var ve tek eklemli, yani kompanzasyon devresinde oda sıcaklığında herhangi bir değişiklik olmayacak. Termokupl terminallerine bir voltmetre bağlanarak ve bağlantı noktasına sıcak hava tabancasından farklı sıcaklıklarda hava üflenerek ( Şek. 3), bir potansiyeller tablosu derleyin ( Şekil 4) buradan voltajın her 100 derece için yaklaşık 5 mV'lik bir artışla arttığı görülebilir. İletkenlerin görünümünü dikkate alarak ve elde edilen okumaları ağdan alınan tablolara göre farklı bağlantı noktalarının özellikleriyle karşılaştırarak ( Şekil 5), kullanılan termokuplun kromel-alümel (TCA) olduğu ve 900-1000 °C sıcaklıkta uzun süre kullanılabileceği yüksek olasılıkla varsayılabilir.

Termokuplun özelliklerini belirledikten sonra devre tasarımını deniyoruz ( Şekil 6). Devre güç bölümü olmadan test edildi, ilk versiyonlarda bir LM358 işlemsel yükselteç kullanıldı ve son versiyonda bir LMV722 kuruldu. Aynı zamanda iki kanallıdır ve aynı zamanda tek besleme gücüyle (5 V) çalışacak şekilde tasarlanmıştır, ancak açıklamaya göre daha iyi sıcaklık stabilitesine sahiptir. Bununla birlikte, kullanılan devrede ayarlanan sıcaklığın ayarlanması ve korunmasındaki hata zaten oldukça büyük olduğundan, bunun aşırı bir reasürans olması pekala mümkündür.

sonuçlar

Son kontrol diyagramı şekilde gösterilmiştir. Şekil 7. Burada, termokupl T1 terminallerinden gelen potansiyel, yaklaşık 34 dB (50 kat) kazancı olan OP1.1 işlemsel yükselticinin doğrudan ve ters girişlerine beslenir. Güçlendirilmiş sinyal daha sonra R5C2R6C3 alçak geçişli filtreden geçirilir; burada 50 THz gürültü, termokupldan gelen seviyeden -26 dB'ye zayıflatılır (bu devre daha önce programda simüle edilmişti, hesaplanan sonuç şu şekilde gösterilmiştir: Şekil 8). Daha sonra, filtrelenmiş voltaj, karşılaştırıcı görevi gören OP1.2 işlemsel yükselticinin ters girişine beslenir. Karşılaştırıcının eşik seviyesi, değişken direnç R12 (yaklaşık 0,1 V ile 2,5 V arasında) kullanılarak seçilebilir. Maksimum değer, referans voltaj kaynağının monte edildiği ayarlanabilir zener diyot VR2'nin bağlantı devresine bağlıdır.

Karşılaştırıcının aynı seviyeye yakın giriş voltajlarında anahtarlama "sıçramasına" sahip olmadığından emin olmak için, içine pozitif bir geri besleme devresi yerleştirilir - yüksek dirençli bir direnç R14 takılıdır. Bu, karşılaştırıcının her tetiklendiğinde referans voltaj seviyesini birkaç milivolt kadar değiştirmesine olanak tanır, bu da bir tetikleme moduna yol açar ve "sıçramayı" ortadan kaldırır. Karşılaştırıcının akım sınırlama direnci R17 aracılığıyla çıkış voltajı, kontakları VS1 triyakını açan veya kapatan ve içinden 220 V'luk bir voltajın geçtiği K1 rölesinin çalışmasını kontrol eden transistör VT1'in tabanına beslenir. kül fırınının ısıtıcısına verilir.

Elektronik parçanın güç kaynağı Tr1 transformatörüne dayanmaktadır. Şebeke voltajı, bir alçak geçiş filtresi C8L1L2C9 aracılığıyla birincil sargıya beslenir. İkincil sargıdan gelen alternatif voltaj, VD2...VD5 diyotları üzerindeki bir köprü tarafından düzeltilir ve C7 kapasitörü üzerinde yaklaşık +15 V seviyesinde yumuşatılır, çıkışından stabilizatör mikro devresi VR1'in girişine beslenir. OP1'e güç sağlamak için stabilize edilmiş +5 V elde ediyoruz. K1 rölesini çalıştırmak için +15 V'luk dengesiz bir voltaj alınır, aşırı voltaj R19 direnci tarafından "söndürülür".

Güç kaynağındaki voltajın görünümü yeşil LED HL1 ile gösterilir. K1 rölesinin çalışma modu ve dolayısıyla fırının ısıtma işlemi, HL2 LED'i tarafından kırmızı renkte gösterilir.

İşaret cihazı P1, basmalı düğme anahtarı S1'in sol konumunda fırın odasındaki sıcaklığı ve S1'in sağ konumunda gerekli sıcaklığı göstermeye yarar.

Ayrıntılar ve tasarım

Devredeki parçalar hem sıradan çıkış parçaları hem de yüzeye montaj için tasarlanmış parçalar kullanılır. Hemen hemen hepsi 100x145 mm ölçülerinde tek taraflı folyo PCB'den yapılmış baskılı devre kartı üzerine kuruludur. Ayrıca bir güç transformatörü, aşırı gerilim koruyucu elemanlar ve triyaklı bir radyatör de eklenmiştir. Açık Şekil 9 panonun baskı tarafından görünümünü gösterir (program formatındaki dosya makalenin ekindedir; LUT çizimi "yansıtılmalıdır"). Kartı kasaya takma seçeneği şekilde gösterilmiştir. pirinç. 10. Burada ayrıca ön duvara monte edilmiş P1 işaretçisini, HL1 ve HL2 LED'lerini, S1 düğmesini, R12 direncini ve S2 paket anahtarını görebilirsiniz.

Dalgalanma koruyucusunun ferrit halka çekirdekleri eski bir bilgisayar güç kaynağından alınır ve daha sonra yalıtımlı tel ile doldurulana kadar sarılır. Diğer bobin türlerini de kullanabilirsiniz ancak daha sonra baskılı devre kartında gerekli değişiklikleri yapmanız gerekecektir.

Kontrol ünitesini sobaya monte etmeden hemen önce, filtreden transformatöre giden iletkenlerden birinin boşluğuna bir kesme direnci lehimlendi. Amacı, transformatörün birincil sargısının C9 kondansatörü ile şöntlenmesiyle elde edilen rezonans devresinin kalite faktörünü azaltacak kadar güç kaynağını korumak değildir.

F1 sigortası panelin 220 V girişine lehimlenmiştir (dikey olarak monte edilmiştir).

Gücü 3...5 W'tan fazla olan ve sekonder sargı gerilimi 10...17 V aralığında olan herhangi bir güç transformatörü uygundur. Daha azı ile mümkündür, o zaman kurmanız gerekecektir. Daha düşük bir çalışma voltajında röle (örneğin, beş volt).

Operasyonel amplifikatör OP1, 50'den fazla statik akım transfer katsayısına ve 50...100 mA'dan fazla çalışma kolektör akımına sahip, benzer parametrelere sahip LM358, transistör VT1 ile değiştirilebilir (KT3102, KT3117). Baskılı devre kartı üzerinde ayrıca bir SMD transistörünün (BC817, BC846, BC847) kurulumu için yer vardır.

50 kOhm dirençli R3 ve R4 dirençleri, ikisi paralel olmak üzere nominal değeri 100 kOhm olan 4 dirençtir.

R15 ve R16, HL1, HL2 LED'lerinin terminallerine lehimlenmiştir.

Röle K1 – OSA-SS-212DM5. Direnç R19, aşırı ısınmayı önlemek için seri olarak bağlanmış birkaç parçadan oluşur.

Değişken direnç R12 – RK-1111N.

Basmalı düğme anahtarı S1 – KM1-I. Gerekli sayıda kutup için S2 – PV 3-16 (versiyon 1) paket anahtarı veya PV veya PP serisinden benzeri.

Triyak VS1 – TC132-40-10 veya TC122…142 serisinden akım ve gerilime uygun başka bir ürün. R20, R21, R22 ve C10 elemanları triyak terminallerine bağlanır. Soğutucu eski bir bilgisayar güç kaynağından alındı.

1 mA'e kadar uygun herhangi bir boyut ve hassasiyet, P1 işaretleyici elektrikli ölçüm cihazı olarak kullanılabilir.

Termokupldan kontrol ünitesine giden iletkenler mümkün olduğu kadar kısa yapılmış ve simetrik dört telli hat şeklinde (açıklandığı gibi) yapılmıştır.

Güç giriş kablosunun çekirdek kesiti yaklaşık 1,5 mm2'dir.

Kurulum ve yapılandırma

Devrede adım adım hata ayıklamak daha iyidir. Onlar. doğrultucu elemanlarını voltaj dengeleyicilerle lehimleyin - voltajları kontrol edin. Elektronik parçayı lehimleyin, termokupl bağlayın - röle yanıt eşiklerini kontrol edin (bu aşamada harici bir ek güç kaynağına bağlı bir tür ısıtma elemanına ihtiyacınız olacaktır ( Şekil 11) veya en azından bir mum veya çakmak). Daha sonra tüm güç bölümünün lehimini çözün ve yükü bağlayın (örneğin bir ampul ( Şekil 12 Ve Şekil 13)) Ampulü açıp kapatarak kontrol ünitesinin ayarlanan sıcaklığı koruduğundan emin olun.

Ayarlama yalnızca amplifikatör kısmında gerekli olabilir - buradaki ana şey, termokuplun maksimum ısıtılmasında OP1.1 çıkışındaki voltajın 2,5 V seviyesini aşmamasıdır. Bu nedenle, çıkış voltajı yüksekse, o zaman kademenin kazancını değiştirerek düşürülmelidir (R3 ve R4 dirençlerinin direncini azaltarak). Çıkış EMF değeri düşük bir termokupl kullanılıyorsa ve OP1.1 çıkışındaki voltaj küçükse, bu durumda kaskad kazancını arttırmak gerekir.

Ayar direnci R7'nin değeri, kullanılan P1 cihazının hassasiyetine bağlıdır.

Kontrol ünitesinin bir versiyonunu voltaj göstergesi olmadan ve buna göre istenen sıcaklık eşiğini önceden ayarlama modu olmadan monte etmek mümkündür - yani. S1, P1 ve R7'yi devreden çıkarın ve ardından sıcaklığı seçmek için R12 direncinin sapına bir işaret koymalı ve blok gövdesine sıcaklık işaretlerini içeren bir ölçek çizmelisiniz.

Ölçeği kalibre etmek zor değildir - alt sınırlarda bu, bir havya sıcak hava tabancası kullanılarak yapılabilir (ancak uzun ve nispeten soğuk uçlarının soğumaması için termokuplun mümkün olduğu kadar ısıtılması gerekir). termal bağlantı). Ve daha yüksek sıcaklıklar, çeşitli metallerin fırın odasında eritilmesiyle belirlenebilir ( Şekil 14) – bu nispeten uzun bir işlemdir, çünkü ayarları küçük adımlarla değiştirmek ve fırına ısınması için yeterli süre vermek gerekir.

Fotoğraf gösterildi pirinç. 15, atölyedeki ilk çalıştırma sırasında yapılır. Sıcaklık kalibrasyonu henüz yapılmadı, bu nedenle cihazın ölçeği temiz - gelecekte üzerinde çok renkli işaretler görünecek ve bir işaretleyici ile doğrudan cama uygulanacaktır.

Bir süre sonra soba sahibi aradı ve kırmızı LED'in yanmadığından şikayetçi oldu. Yapılan incelemede arızalı olduğu ortaya çıktı. Büyük olasılıkla, bu, son kez açıldığında fırının yeteneklerinin kontrol edilmesi ve sahibine göre odanın beyaza kadar ısıtılması nedeniyle oldu. LED değiştirildi, ancak kontrol ünitesi hareket ettirilmedi - birincisi, belki de kontrol ünitesinin aşırı ısınması meselesi değildi ve ikincisi, bu tür sıcaklıklara gerek olmadığı için artık bu tür aşırı modlar olmayacak.

Andrey Goltsov, r9o-11, İskitim, yaz 2017

Radyo elemanlarının listesi

Tanım	Tip	Mezhep	Miktar	Not	not defterim
OP1	Operasyonel amplifikatör	LMV722	1	LM358 ile değiştirilebilir	Not defterine
VR1	Doğrusal regülatör	LM78L05	1		Not defterine
VR2	Gerilim referansı entegresi	431 TL	1		Not defterine
VT1	Bipolar transistör	KT315V	1		Not defterine
HL1	Işık yayan diyot	AL307VM	1		Not defterine
HL2	Işık yayan diyot	AL307AM	1		Not defterine
VD1...VD5	Doğrultucu diyot	1N4003	5		Not defterine
VS1	Tristör ve Triyak	TS132-40-12	1		Not defterine
R1, R2, R5, R6, R9, R17	Direnç	1 kOhm	6	smd 0805	Not defterine
R3, R4	Direnç	100 kOhm	4	metne bakın	Not defterine
R8, R10, R11	Direnç	15 kOhm	3	smd 0805	Not defterine
R13	Direnç	51Ohm	1	smd 0805	Not defterine
R14	Direnç	1,5 MOhm	1	smd veya MLT-0.125	Not defterine
R15, R16	Direnç	1,2 kOhm	2	MLT-0.125	Not defterine
R18	Direnç	510Ohm	1	smd 0805	Not defterine
R19	Direnç	160Ohm	1	smd 0805, metne bakın	Not defterine
R20	Direnç	300Ohm	1	MLT-2	Not defterine
R21	Direnç

Laboratuvar kül fırını özel bir fırındır. yüksek sıcaklık ısıtma ekipmanları Laboratuvar koşullarında kullanılmak üzere tasarlanmıştır. Bu cihaz özel tasarımlı bir fırındır.

Tam sağlar etkileşim eksikliği Yakıtın yanması sonucu havaya salınan çeşitli bileşenlere sahip ısıtılmış nesneler ( is, gaz halindeki maddeler ve is).

Bu tür ısıtma koşulları oluşturmak için kullanılır muf- ısıtılan ürün ile kullanılan yakıt arasında bir tür bariyer olan yanmaz bir oda.

Laboratuvar kül fırını nedir?

Bu mufların çoğu ateşe dayanıklı tuğla, ısıya dayanıklı çelik veya yüksek mukavemetli seramik elyaf. Bu cihaz sayesinde üreticiler çeşitli pahalı metallerin yanı sıra kimyasal olarak saf numunelerin yabancı maddelerle kirlenmesini önleme olanağına sahip oluyor.

Ekipmanın özel teknik özelliklere sahip olması nedeniyle Birçok alanda kullanıma uygundur endüstri:

V kimyasal laboratuvarlar;
üretim yapan işletmelerde takı;
V jeofizik laboratuvarlar;
üreten işletmelerde balmumu nesneleri;
V yiyecek endüstri;
faaliyet gösteren işletmelerde çeşitli değerli metallerin kupelasyonu;
V diş merkezler;
çeşitli gerçekleştirmek analitik çalışma(kristallerin ısıtılması ve kurutulması, yakılması veya büyütülmesi);
İçin çeşitli şekillerde ateşleme döküm için;
imalatı için porselen veya seramik ürünler;
İçin mayo, Ve çeşitli metallerin sertleştirilmesi ve bunların alaşımları;
için ölü yakma.

Modern ekipman aşağıdaki özelliklere sahip olmalıdır:

Yeterli iç mekan böylece işlenen nesneler cihazın içine serbestçe sığar.
Geniş sıcaklık aralığı farklı türde işler yapmanızı sağlar.
Termostat.
Sistem davlumbaz.
Fırsat bir bilgisayara bağlanma(bu gereklilik bazı cihaz modelleri için geçerlidir).

Tasarım özellikleri

Ekipman, çeşitli ürünlerin işlenmesi için özel koşullar yaratacak şekilde uyarlanmış özel bir yapıya sahiptir. Asıl fark diğer fırın türlerinden mevcudiyet yanmaz oda veya sözde mufla. Bu, malzemelerin yüzeyinin, kullanılan yakıttan salınan gaz halindeki maddelerle etkileşime girmesini önleyen bir bariyer oluşturur.

Muffle yapmak için- cihazın ana kısmı - ve diğer elemanlar için üreticiler genellikle ısıya dayanıklı çelik, refrakter tuğla ve ayrıca yüksek mukavemete sahip seramik elyaf kullanırlar.

Fotoğraf 1. Laboratuvar mufla fırınının yapısının şematik gösterimi. Yalnızca ana parçalar belirtilmiştir.

Doğru cihaz nasıl seçilir?

Ekipmanı mümkün olduğunca verimli çalıştırmak için aşağıdakilere dikkat etmeniz gerekir: özellikleri:

seçenekler;
mümkün olan maksimum yükler;
güç;
maksimum ateşleme sıcaklığı;
çalışma gerilimi;
besleme gerilimi;
düzgün ısıtma;
ekipmanın çalışmasının güvenliği;
fiyat.

Öncelikle karar vermeniz gerekiyor hacimçalışma odasının yanı sıra sıcaklık aralığı. Ayrıca dikkat edilmesi gerekenler ısıtma zorluğu.

Laboratuar fırınlarının çeşitleri

Ekipman seçerken daha az önemli göstergeler hız ve üniforma ısıtma muf odası.

Bireysel gereksinimlere bağlı olarak seçim yapabilirsiniz yatay veya dikey fırın: Birincisi oldukça büyük bir kapasiteye sahip, ikincisi ise kısa sürede ısınıyor.

Laboratuvar mufla fırınları aşağıdakilerle donatılmıştır: açık veya kapalı ısıtma elemanları. Birinci tip cihazlar, odanın ısıtılmasının gerekli olduğu durumlarda kullanım için idealdir. kısa sürede yüksek sıcaklığa. Ancak bu tür ekipmanlar, nesnelerin işlenmesi sırasında açığa çıkan çeşitli agresif maddelerin olumsuz etkilerine karşı daha hassastır.

Kapalı bir ısıtma elemanı kullanan fırınlar farklılık gösterir daha uzun servis ömrü, üniforma ısıtmaçalışma odası, ancak maksimuma ısınmak çok daha uzun sürer. Bu tip cihazların önemli bir dezavantajı, ısıtma elemanının arızalanması durumunda tüm odanın değiştirilmesi gerekmesidir.

En basit tasarım, sahip olduğu ekipmandır. tek kademeli termostat. Onun ana tuhaflık— En başından itibaren hazne belirli bir sıcaklığa kadar ısıtılır ve daha sonra çalışma süreci boyunca bu muhafaza edilir. Çoğu zaman bu fırınlar kurutma veya pişirme gibi basit işler için kullanılır.

Daha karmaşık analitik çalışmalar için, aşağıdakiler nedeniyle çalışan mufla fırınları tasarlanmıştır: özel program kontrolü.

Isıtma sürecini birkaç farklı seviyeye ayarlamanıza olanak tanırlar. Kontrol, dijital göstergeli ve sesli alarmlı bir mikroişlemci kullanılarak gerçekleşir.

Gerektiğinde program otomatik olarak başlatılabilir.

Çalışan bir fırın seçmek için, kontrol etmem gerekiyor herhangi bir ekipmanın bulunmaması durumunda mekanik hasar(talaşlar, aşınmalar, çizikler ve diğerleri) tüm bileşenlerde.

Yararlı video

Metal işlemeye yönelik büyük hacimli bir kül fırınının nasıl göründüğünü gösteren bir video izleyin.