Прототип муфельной печи из доступных и недорогих материалов, для отжига стекла

Муфельная печь своими руками: поэтапный процесс создания + видео

Прототип муфельной печи из доступных и недорогих материалов, для отжига стекла

Муфельные печи представляют собой конструкцию, нагревательные элементы которой позволяют добиться температуры, необходимой для обжига керамики, плавки металлов, закалки стали в личной мастерской.

Ювелиры и другие мастера, чья мастерская находится дома, понимают всю ценность такой конструкции.

А учитывая высокую стоимость муфельных печей, производимых заводским путем, подобная печь, выполненная самостоятельно, приобретает особое значение.

Устройство муфельной электрической печи

Классификация муфельных печей

По типу нагревательных элементов муфельные печи подразделяют на:

По предназначению они делятся на:

  1. для плавки металла;
  2. для обжига керамики;
  3. для плавки стекла;
  4. для закалки металла;

Бывают также промышленные и самодельные муфельные печи.

Промышленная муфельная печь с автоматикой

Но печи, работающие на газу сделать в домашних условиях невозможно, хотя газ и дешевле электричества, так как подобные эксперименты запрещены законодательством. Электрическое управление печью обеспечивает удобство регулирования температурного режима.

По конструктивному типу муфельные печи делят на:

  • горизонтальные (наиболее простые);
  • вертикальные или горшкового типа;
  • колпаковые;
  • трубчатые.

Нагрев может производиться в воздушной среде, в вакууме или в газовой среде. В домашних условиях есть возможность только для конструирования печи с термической обработкой изделий в воздушной среде.

При самостоятельном выполнении муфельной печи ей можно придать желаемую форму и объем, оформить ее в подходящем для интерьера стиле.

Основные части конструкции

  1. Внешняя часть печи, оболочка (корпус).В качестве корпуса для будущей муфельной печи удобно использовать вышедшую из употребления газовую плиту, точнее духовку от нее или электрическую печку. Для их использования демонтируют все пластиковые детали.

    В случае, когда нет возможности использовать такие варианты корпуса, его сваривают из листового металла (толщина не менее двух миллиметров).

  2. Теплоизоляционный слой. Эта часть конструкции крайне важна. От ее качества зависит КПД печи и теплопотери, которые она понесет.

     Внутренний слой термоизоляции – это огнеупорный (шамотный) кирпич, способный выдержать температуру до одной тысячи градусов.

  3. Внешний слой, сокращающий потери тепла в окружающее пространство, прокладывают из перлита или базальтовой ваты.

    Асбест использовать небезопасно, при его нагревании происходит выделение в атмосферу канцерогенных веществ.

  4. Элементы, непосредственно нагревающие рабочее пространство. Нагревательными элементами внутри муфельной печи служат спирали, скрученные из нихромовой или фехралевой проволоки. Толщина 1 мм.

    Нихромовая (никель-хромовая) проволока очень пластична и устойчива к коррозии.

  5. Фехралевая (алюминий, хром, железо) проволока несколько дешевле из-за отсутствия в составе алюминия и также обладает необходимыми свойствами для ее применения в муфельной печи.

Список материалов и инструментов  для сборки конструкции

  1. болгарка (машинка для шлифовки и резки материалов) с отрезными кругами для металла;
  2. сварочный аппарат;
  3. листовая сталь толщиной >2мм;
  4. металлические уголки;
  5. шамотный огнестойкий кирпич;
  6. огнеупорная смесь;
  7. силикон термостойкий;
  8. базальтовый термоизолятор (вата, плотностью 200 кг/м3) или перлит;
  9. защитные очки и респиратор;
  10. нихромовая (фехралевая) проволока сечением 1 мм;
  11. кусачки или ножницы по металлу.

Технология постройки муфельной печи

Порядок выполнения работ горизонтальной ли вертикальной муфельной печи аналогичен, различие состоит в расположении элементов печи.

  1. Корпус муфельной печи выполняем из листового железа. Вырезаем болгаркой прямоугольную полоску нужного размера, сгибаем ее в радиус и при помощи сварки герметично завариваем шов. Для предотвращения образования коррозии можно покрыть металл несколькими слоями огнеупорной краски. К полученному цилиндру привариваем дно. Для этого вырезаем из листа стали круг необходимого диаметра, равного диаметру цилиндра. Укрепляем стенки и донышко металлической арматурой. Корпус выполняем такого объема, чтобы внутри можно было разместить термозащитный слой и огнеупорный кирпич.
  2. Внутреннюю часть корпуса выкладываем толстым слоем базальтовой ваты.
  3. Для изготовления внутреннего термослоя (аккумулятора тепла) используем шамотный кирпич (огнеупорный).  Задача состоит в состыковке кирпичей в количестве семи штук в форме трубы, которая будет в дальнейшем служить рабочей камерой печи.
  4. Для этого раскладываем кирпич в ряд и делаем на каждом кирпиче разметку, по которой будем производить резку. Форма кирпичей после резки должна позволять собрать все кирпичи в форме полой трубы. Обрезку производим болгаркой. Для удобства кирпичи нумеруем. После обрезки собираем их вместе и закрепляем проволокой, проверяя правильность резки. При необходимости подправляем форму, добиваясь точности.

Помещаем образовавшуюся кирпичную трубу в корпус со слоем теплоизоляции.

Далее на внутренней поверхности кирпичей необходимо пропилить канавки под проволоку.

Но прежде из мотка нихромовой или фехралевой проволоки необходимо сделать спираль диаметром около 6 мм. Для этого наматываем проволоку на основу (карандаш, сварочный электрод или тонкий металлический пруток).Достаем кирпичи и вновь выкладываем их на ровную поверхность в ряд. 

Прикладываем спираль, делаем разметку под будущие канавки, которые будем вырезать в кирпичах болгаркой. Правильность линий проверяем строительным уровнем. В конечном итоге внутри рабочего пространства проволока будет уложена по спирали от дна к вершине рабочего пространства. Важно, чтобы витки не соприкасались друг с другом, иначе будет замыкание.

Чтобы вывести концы проволоки за пределы рабочей камеры и подключить их к автомату, между двумя соседними кирпичами вставляем три тонких длинных отрезка керамической плитки с пропиленными в них тонкими каналами под проволоку.

Применение таких керамических выводов в дальнейшем позволит легко производить ремонтные работы муфельной печи.

Коммутация электрической части с тремя ступенями мощности

  • для первой ступени мощностей необходимо два контура спиралей включать последовательно;
  • вторая ступень подразумевает отдельное подключение нижней спирали;
  • третья ступень мощности – параллельное включение двух контуров.

Готовую конструкцию рабочей камеры помещаем в корпус со слоем теплоизолирующего материала и одним кирпичом, уложенным на дно, обмазывая его огнеупорной (печной) глиной или огнеупорным клеем.

Чтобы вывести керамические каналы за пределы корпуса, сверлим в нем отверстия.

Крышку выполняем из листовой стали, вырезая ее по размеру печи и закрепляя на ней печной глиной огнеупорный кирпич. Сверху привариваем щеколду, ручки и навесы. Для герметичности по краям крышки и на примыкающие стенки муфельной печи наносим слой термостойкого силикона, предварительно тщательно обезжирив поверхности.

После полного высыхания печи подключаем проволоку к электрическому автомату со стабилизатором и проводим ряд испытаний, настраивая мощность накала спиралей и температуру в рабочем пространстве увеличивая или уменьшая напряжение сети.

Во время работы печи дверцу необходимо плотно запирать.

— самодельная муфельная печь

Источник: https://kamin-expert.ru/elektricheskie/mufelnaya-pech-svoimi-rukami.html

Муфельная печь из недорогих материалов общего применения, прототип

Прототип муфельной печи из доступных и недорогих материалов, для отжига стекла

Проблема нагрева до высоких температур часто встает перед мастером – это может быть термообработка металлов в слесарном деле, плавка цветных металлов для утилизации обрезков или художественного литья, проведение реакций при высокой температуре. В стеклодувном деле, высокотемпературная печь также является непременным атрибутом – после обработки стекла, обязателен отжиг для снятия внутренних напряжений, иначе, изделие с высокой вероятностью разрушается.

Отжиг стекла, происходит как правило, при температурах не превышающих 600°С, это позволяет применять в том числе и распространенные, не специализированные материалы, что очень снижает стоимость конструкции. Ниже, описано изготовление прототипа такой печи. Муфель ее выполнен (выпилен) из двух огнеупорных шамотных кирпичей, нагреватель – нихромовая проволока (выровненные спирали – запасные части для электрических плиток), Основная теплоизоляция – вспененный бетон в виде готовых блоков.В конструкции применены также материалы – немного асбестового картона (промежуточная изоляция компенсирующая расширение муфеля), жаростойкая кладочная смесь для печей (для обмазки проволочного нагревателя). Самой дорогостоящей частью печи был температурный ПИД контроллер с АлиЭкспресс – на его основе был собран блок управления.

Инструменты.


Для распиливания пенобетонных кирпичей, применялась ручная ножовка. Сверление отверстия в пенобетоне (выводы нагревателя) – сверло по металлу. Для сварки выводов нагревателя, использовался небольшой сварочный инвертор с графитовым электродом, но можно и обойтись.

Материалы.   

Четыре блока из пенобетона. Немного асбестового картона, нихромовая проволока, смесь огнеупорная кладочная, сопутствующие мелочи.

Нагреватель

Выполнен из нихромовой проволоки. Мощность рассчитывается по методике. Проще всего взять готовый нагреватель – новую (старые хрупки) спираль от электроплитки на подходящую мощность. Спираль выравнивается, измеряется ее длинна и по геометрическим размерам муфеля, рассчитывается число витков и шаг намотки.

Грани самодельного муфеля размечаются (шаг) карандашиком и наматывается нагреватель. Для фиксации шага намотки и вообще расползающихся витков, нагреватель обмазывается огнеупорным составом. Здесь был применен состав для кладки огнеупорных кирпичей «Терракот», обратите внимание на характеристики.

Толщина слоя обмазки получилась около 5мм, дополнительный вывод посредине муфеля – средний. Было намотано две обмотки от электроплитки, шаг намотки получился около 4мм. Намотки соединены последовательно.

Получилось меньшее значение мощности из рекомендуемого диапазона для этого объема камеры – что-то около 300 Вт/л. 

Короткие выводы нагревателя (нихром) были приварены к медным проволочкам сварочным инвертором отрегулированным на самый маленький ток – около 10А. Электрод графитовый, от вышедшего из строя гальванического элемента. Флюс – сухая бура или раствор буры в воде (вариант – в борной кислоте). Дополнительно, скрученная часть проволочек была изогнута петелькой и зажата в части винтовой клеммы.

Бьётся в тесной печурке огонь,                                                                                                   На поленьях смола, как слеза.

Мне в холодной землянке тепло… Дмитрий Хворостовский.

Для испытаний, муфель должен быть оснащен теплоизоляцией. Первый вариант теплоизоляции, был на скорую руку – из толстого асбестового шнура. Им в несколько слоев был обмотан муфель.

Температура контролировалась термопарой (тип К или хромель-алюмель) – в начале, штатной, входящей в состав мультиметра, затем, подключенной к самодельному блоку управления на основе температурного ПИД-контроллера.

Термопара мне досталась довольно короткая – около 300мм. На фото – ее концы пропущены сквозь стенку блока управления и подключены непосредственно к винтовым клеммам термоконтроллера.

Муфель и блок управления, пришлось расположить Т-образно.

Первое включение лучше проводить очень постепенно, чтобы плавненько испарить всю оставшуюся в материалах влагу – действовал так – нагрев до 100°С, выдержка 3…4часа, 200°С, еще 2 часа, 300°С – 2 часа, и так далее. 

При испытаниях выяснился пренеприятный момент – асбестовый шнур, является «асбестовым» лишь условно – снаружи у него действительно были асбестовые пряди, внутри же, нечто вроде ваты. Все это начинает сильно дымить и разрушаться при температуре выше 400°С, в то время, как «правильный» асбест работает до 800°С.

Именно этот шнур и подвел меня при испытаниях предыдущего муфеля – из талька с жидким стеклом.

Начавший разрушаться шнур удалил, заодно, можно было оценить повреждения глиняной обмазки нагревателя. Она оказалась в очень хорошем состоянии, нашлась одна несчастная трещина.

В качестве испытательной теплоизоляции, решено было применить вспененный бетон – Юрий Николаевич Бондаренко – ученый, стеклодув, астроном в переписке, советовал применять теплоизоляцию из крошки пенобетона – дешево и уверенно работает до 600°С.

Он применяет такую теплоизоляционную засыпку для цилиндрических керамических (керамическая труба от реостата) и металлических муфелей. 

Поскольку мой муфель с прямыми стенками и углами, решено было применить целые блоки из пенобетона. Кроме прочего, это позволило сложить без склеивания, из подогнанных блоков, некий прототип муфельной печи.

Это дает возможность некоторое время, смиряясь с неудобством при эксплуатации, пользоваться печью, с тем, чтобы оценить темп разрушений не предназначенного для таких температур материала. По окончании испытательного срока, сделать вывод – стоит ли делать металлический каркас с дверцей и механизмом открывания.

Поверх огнеупорной обмазки, обмотал муфель несколькими слоями асбестового картона. Это очень хороший, недорогой материал, вокруг которого несправедливо раздута совершеннейшая истерика. Бояться его не нужно, нужно с уважением относиться к некоторым особенностям работы с потенциально опасными веществами и материалами.

В данном случае – не следует регулярно дышать асбестовой пылью. Любые операции по формовке асбестового картона, лучше проводить, предварительно намочив материал. Размочив его хорошенько, можно практически вылепливать из асбеста нужные детали. Здесь, был применен старый, бывший в употреблении асбест, двух сортов.

До полного высыхания, изоляция скреплена бандажом из медной проволоки.

На торцевом кирпиче, сзади, сделаны два пропила для медных выводов нагревателя и просверлено отверстие для термопары.

Термопара

На Али Экспрессе был приобретен комплект из трех термопар К-типа. Безкорпусные, из толстых проволок, в специальных керамических «бусах» с двумя каналами в каждой. Длина каждой термопары – около 300мм. Применять их без специальных «компенсационных» проводов довольно неудобно.

Чтобы не ждать долгой доставки, сделал их, провода, из лишней родственной (также К-типа) безкорпусной термопары от мультиметра. Она недорогая и сделана из весьма тонких гибких проволочек. «Тестерная» термопара уже неоднократно применялась в разных местах, в результате всех ее эволюций, существенно укоротилась, пришлось, скрепя сердце задействовать еще одну жесткую, освободив ее от керамики.

Получилось чудо как хорошо – жесткий конец удобно и надежно зажимается в клеммах контроллера, мягкая серединка позволяет расположить блок управления в нужном положении. Тонкие проволочки заделаны в термотрубки, все соединения выполнены сваркой – по Бастанову («300 практических советов»), так же как и выводы нагревателя – 10А, графитовый электрод, бура.

Не забываем соединять проволочки «по одинаковости» – хромель к хромелю, копель к копелю. Проще всего это сделать, сварив из каждой пары термопару (заодно и потренироваться) и подключив ее к контроллеру, пометить «+» и «-».

Печь в таком виде использовалась чуть больше месяца, практически каждый день.

По сравнению с фото, между низом печи и столом организован зазор в 40…50мм, для вентиляции – при первых включениях испарялась влага из пористых пенобетонных блоков. Печь просто поставлена на два деревянных бруска – при рабочей температуре 550°С, внешние стенки нагревались весьма умеренно – не выше 40°С при многочасовой работе.

Разрушения теплоизоляции также незначительны – на внутренней поверхности, блоков неглубокие трещины. В целом, состояние хорошее, можно делать металлический каркас.На фото самая «разрушенная» плита – верхняя, на ней единственной, глубокая трещина, остальные части выглядят существенно лучше.

Теплоизоляция исследовалась периодически и можно сказать, что основные ее разрушения появились в первое время эксплуатации, в соответствии с теорией надежности.Существенных ошибок, как будто бы, допущено не было, тем не менее, кое-что можно улучшить. Во первых низковат «темп нагрева» – чуть маловата мощность нагревателя. Печь набирает рабочую температуру, но за два с хвостиком часа.

Это явилось следствием применения готовых спиралей от электроплиток. Их две, соединены последовательно. Можно соединить параллельно, но особенной нужды нет. Низкий темп нагрева позволит удобнее работать со стеклом, снижает термоудар, что в нашем случае (применение дешевых материалов общего назначения) весьма полезно. При штатной работе в мастерской никаких неудобств не испытывается.

Выводы нагревателя. Надо сказать, что красивое соединение медь-нихром сделать так и не удалось – удовлетворительное, но и только. Вероятно, дело в сильно разных материалах. Медь-медь или нихром-нихром сваривается значительно лучше, и здесь есть интересная возможность – сделать не греющийся вывод от греющегося нагревателя.

Вывод следует сделать также нихромовой проволокой, но значительно большего сечения (двумя-тремя сложенными такими же). Сопротивление вывода будет намного ниже, греться он не будет, а сваривать придется однородные материалы. Ну, или вовсе не возиться со сваркой и сделать выводы той же проволокой, что и мотали нагреватель – оставить длинные концы, потом заделать их в керамические или глиняные «бусы».

                                                                                                          Babay Mazay, сентябрь, 2018г.

“,”author”:null,”date_published”:”2018-09-23T00:00:00.000Z”,”lead_image_url”:”https://1.bp.blogspot.com/-FDPuBXgAG-I/W6cZFisjpVI/AAAAAAAADaU/NDKZeft7GgUy-iM3HGmnUJgsl0hSMXQDgCEwYBhgL/s400/IMG_20180812_133716.jpg”,”dek”:null,”next_page_url”:null,”url”:”http://www.notrural.ru/2018/09/mufelnaya-pech-svoimy-rukami-prototip.html”,”domain”:”www.notrural.ru”,”excerpt”:”муфельная печь из недорогих материалов, печь для lampwork своими руками, самодельная муфельная печь,”,”word_count”:1286,”direction”:”ltr”,”total_pages”:1,”rendered_pages”:1}

Источник: http://www.notrural.ru/2018/09/mufelnaya-pech-svoimy-rukami-prototip.html

Электроника для муфельной печи

Прототип муфельной печи из доступных и недорогих материалов, для отжига стекла

Очень часто обладатели самодельной печи для обжига сталкиваются с вопросом, как автоматизировать обжиг. Как вариант, можно приобрести готовый блок управления, или же можо сделать его своими руками. Об этом сегодняшний пост.

Самый главный компонент нашего блока — терморегулятор. В нашем случае — это Варта ТП703-10. Это отечественный прибор с довольно широким функционалом — в нем можно установить любое количество программ для обжига в пределах 100 шагов. Программы разделяются шагом со значением «0». (Подробнее о программировании терморегулятора можно посмотреть здесь.)

Второй компонент блока управления — это симистор с радиатором охлаждения. В нашем случае это ТС142-80. Он позволяет работать с током до 29 ампер без принудительного охлаждения. На корпус симистора подается напряжение, поэтому, нам потребуется еще текстолитовая пластина-изолятор.

Также нам потребуется резистор на 150 Ом, 0,5 Вт, тонкий и толстый провод, винтики, гаечки для закрепления контактов. И корпус, в котором все это будет размещаться. Корпус можно взять любой, подходящий по размеру. Нам подошел обычный корпус от компьютерного блока питания.

Ниже представлена наглядная схема подключения терморегулятора Варта ТП703-10 к нагревателям печи.

Так как наша печь потребляет около 3 кВт, то сечение толстого провода  достаточно взять 2,5 мм2. Если же делать этот блок универсальным — для подключения печей до 29А, то тогда нужен провод сечением 4 мм2. Резистор желательно разместить на текстолитовой пластине, к которой будет крепиться радиатор симистора.

Пластина сначала крепится к радиатору с помощью саморезов, а затем закрепляется на корпусе винтами с гайками, при этом между корпусом и пластиной нужно разместить шайбы-проставки. Таким образом, мы изолируем симистор с радиатором от корпуса.

Симистор вкручивается в отверстие на радиаторе охлаждения, поверхность прилегания при этом желательно смазать термопастой.

С помощью гравера или дрели с насадкой вырезаем отверстие для размещения терморегулятора.

Закрепляем терморегулятор с помощью штатных креплений. По габаритам прибор вписывается хорошо в корпус. Единственный момент — он довольно плотно подходит к корпусу своей задней частью, где подключаются провода — это может привести к короткому замыканию. Чтобы немного увеличить зазор, нужно добавить несколько шайбочек под гайки крепления прибора.

Для подключения термопары можно использовать специальные разъемы или же взять обычную электроклемму и закрепить ее винтом с гайкой на корпусе. Провода от прибора до клеммы можно использовать обычные медные, т.к. здесь нет перепада температуры.

Собираем корпус и проверяем работу нашего блока управления. Можно подключить, например, лампочку и полюбоваться на ее мигание) Если все нормально, то остается только соединить блок с печью — напрямую или с помощью силовых штепселя и розетки, и все, можно обжигать!

На этом я прощаюсь с вами, удачных вам обжигов и успехов в гончарном деле!

P.S. Терморегулятор Варта ТП703-10 можно приобрести в нашем интернет-магазине. Также можно взять сразу набор с симистром, радиатором и резистром.

Источник:

Прототип муфельной печи из доступных и недорогих материалов, для отжига стекла

ВКонтакте

ОК

Проблема нагрева до высоких температур часто встает перед мастером – это может быть термообработка металлов в слесарном деле, плавка цветных металлов для утилизации обрезков или художественного литья, прокаливание материалов, проведение реакций при высокой температуре.

В стеклодувном деле, высокотемпературная печь также является непременным атрибутом – после обработки стекла, обязателен отжиг для снятия внутренних напряжений, иначе, изделие с высокой вероятностью разрушается.

Отжиг стекла, происходит как правило, при температурах не превышающих 600°С, это позволяет применять в том числе и распространенные, не специализированные материалы, что очень снижает стоимость конструкции. Ниже, описано изготовление прототипа такой печи.

Муфель ее выполнен (выпилен) из двух огнеупорных шамотных кирпичей, нагреватель – нихромовая проволока (выровненные спирали – запасные части для электрических плиток), основная теплоизоляция – вспененный бетон в виде готовых блоков.

В конструкции применены также материалы – немного асбестового картона (промежуточная изоляция компенсирующая расширение муфеля), жаростойкая кладочная смесь для печей (для обмазки проволочного нагревателя). Самой дорогостоящей частью печи был температурный ПИД контроллер с АлиЭкспресс – на его основе был собран блок управления.

Что было использовано при работе.

Инструменты.

Для распиливания пенобетонных кирпичей, применялась ручная ножовка. Сверление отверстия в пенобетоне (выводы нагревателя) – сверло по металлу. Для сварки выводов нагревателя, использовался небольшой сварочный инвертор с графитовым электродом, но можно и обойтись.

Материалы

Кроме готового муфеля, были использованы четыре блока из пенобетона. Немного асбестового картона, нихромовая проволока, смесь огнеупорная кладочная, сопутствующие мелочи.

Нагреватель

Выполнен из нихромовой проволоки. Мощность рассчитывается по методике. Проще всего взять готовый нагреватель – новую (старые хрупки) спираль от электроплитки на подходящую мощность.

Спираль выравнивается, измеряется ее длина и по геометрическим размерам муфеля, рассчитывается число витков и шаг намотки. Грани муфеля размечаются (шаг) карандашиком и наматывается нагреватель.

Для фиксации шага намотки и вообще расползающихся витков, нагреватель обмазывается огнеупорным составом. Здесь был применен состав для кладки огнеупорных кирпичей «Терракот», обратите внимание на характеристики.

Толщина слоя обмазки получилась около 5мм, дополнительный вывод посредине муфеля – средний. Было намотано две обмотки от электроплитки, шаг намотки получился около 4мм. Намотки соединены последовательно. Получилось меньшее значение мощности из рекомендуемого диапазона для этого объема камеры – что-то около 300 Вт/л.

Выводы нагревателя

Короткие выводы нагревателя (нихром) были приварены к медным проволочкам сварочным инвертором отрегулированным на самый маленький ток – около 10А.

Электрод графитовый, от вышедшего из строя гальванического элемента. Флюс – сухая бура или раствор буры в воде (вариант – в борной кислоте).

Дополнительно, скрученная часть проволочек была изогнута петелькой и зажата в части винтовой клеммы.

Испытание, прототип печи

Бьётся в тесной печурке огонь,На поленьях смола, как слеза.

Мне в холодной землянке тепло… Дмитрий Хворостовский.

Для испытаний, муфель должен быть оснащен теплоизоляцией. Первый вариант теплоизоляции, был на скорую руку – из толстого асбестового шнура. Им в несколько слоев был обмотан муфель.

Температура контролировалась термопарой (тип К или хромель-алюмель) – в начале, штатной, входящей в состав мультиметра, затем, подключенной к самодельному блоку управления на основе температурного ПИД-контроллера.

Термопара мне досталась довольно короткая – около 300мм. На фото – ее концы пропущены сквозь стенку блока управления и подключены непосредственно к винтовым клеммам термоконтроллера. Муфель и блок управления, пришлось расположить Т-образно.

Первое включение лучше проводить очень постепенно, чтобы плавненько испарить всю оставшуюся в материалах влагу – действовал так — нагрев до 100°С, выдержка 3…4часа, 200°С, еще 2 часа, 300°С – 2 часа, и так далее.

При испытаниях выяснился пренеприятный момент – асбестовый шнур, является «асбестовым» лишь условно – снаружи у него действительно были асбестовые пряди, внутри же, нечто вроде ваты.

Все это начинает сильно дымить и разрушаться при температуре выше 400°С, в то время, как «правильный» асбест работает до 800°С. Именно этот шнур и подвел меня при испытаниях предыдущего муфеля – из талька с жидким стеклом.

Начавший разрушаться шнур удалил, заодно, можно было оценить повреждения глиняной обмазки нагревателя. Она оказалась в очень хорошем состоянии, нашлась одна несчастная трещина.

В качестве испытательной теплоизоляции, решено было применить вспененный бетон – Юрий Николаевич Бондаренко – ученый, стеклодув, астроном в переписке, советовал применять теплоизоляцию из крошки пенобетона – дешево и уверенно работает до 600°С. Он применяет такую теплоизоляционную засыпку для цилиндрических керамических (керамическая труба от реостата) и металлических муфелей.

Поскольку мой муфель с прямыми стенками и углами, решено было применить целые блоки из пенобетона. Кроме прочего, это позволило сложить без склеивания, из подогнанных блоков, некий прототип муфельной печи.

Это дает возможность некоторое время, смиряясь с неудобством при эксплуатации, пользоваться печью, с тем, чтобы оценить темп разрушений не предназначенного для таких температур материала. По окончании испытательного срока, сделать вывод – стоит ли делать металлический каркас с дверцей и механизмом открывания.

Поверх огнеупорной обмазки, обмотал муфель несколькими слоями асбестового картона. Это очень хороший, недорогой материал, вокруг которого несправедливо раздута совершеннейшая истерика. Бояться его не нужно, нужно с уважением относиться к некоторым особенностям работы с потенциально опасными веществами и материалами. В данном случае – не следует регулярно дышать асбестовой пылью.

Любые операции по формовке асбестового картона, лучше проводить, предварительно намочив материал. Размочив его хорошенько, можно практически вылепливать из асбеста нужные детали.

Здесь, был применен старый, бывший в употреблении асбест, двух сортов. До полного высыхания, изоляция скреплена бандажом из медной проволоки.

На торцевом кирпиче, сзади, сделаны два пропила для медных выводов нагревателя и просверлено отверстие для термопары.

Термопара

На Али Экспрессе был приобретен комплект из трех термопар К-типа. Безкорпусные, из толстых проволок, в специальных керамических «бусах» с двумя каналами в каждой. Длина каждой термопары – около 300мм. Применять их без специальных «компенсационных» проводов довольно неудобно.

Чтобы не ждать долгой доставки, сделал их, провода, из лишней родственной (также К-типа) безкорпусной термопары от мультиметра. Она недорогая и сделана из весьма тонких гибких проволочек.

«Тестерная» термопара уже неоднократно применялась в разных местах, в результате всех ее эволюций, существенно укоротилась, пришлось, скрепя сердце задействовать еще одну жесткую, освободив ее от керамики.

Получилось чудо как хорошо – жесткий конец удобно и надежно зажимается в клеммах контроллера, мягкая серединка позволяет расположить блок управления в нужном положении.

Тонкие проволочки заделаны в термотрубки, все соединения выполнены сваркой – по Бастанову («300 практических советов»), так же как и выводы нагревателя – 10А, графитовый электрод, бура.

Не забываем соединять проволочки «по одинаковости» — хромель к хромелю, копель к копелю.

Проще всего это сделать, сварив из каждой пары термопару (заодно и потренироваться) и подключив ее к контроллеру, пометить «+» и «-».

Источник: https://electshema.ru/osnovy/elektronika-dlya-mufelnoj-pechi.html

Муфельная печь — преимущества, устройство, цены и сфера применения

Прототип муфельной печи из доступных и недорогих материалов, для отжига стекла

Муфельная печь — это нагревательное устройство, внутри которого расположен специальный кожух — муфель. Он отделяет внутреннее рабочее пространство от топки (нагревателей). Таким образом, внутренняя камера защищает рабочую зону от угарных газов, а нагреваемые детали — от взаимодействия с этими газами. Как устроен муфель и изготавливается ли муфельная печь своими руками?

Муфельные печи: преимущества и недостатки

Муфель защищает зону нагрева от газов или продуктов испарений нагревательных элементов. Это создаёт условия для термической обработки деталей, для насыщения их поверхности определёнными элементами (углеродом, азотом, хромом). Также муфель используют для переплавки золота, обжига изделий из глины.

Камера муфельной печи

Кроме защитных свойств, внутренняя камера обеспечивает равномерное распределение температуры по всей рабочей зоне. Это создаёт одинаковые условия для термической обработки деталей на поддоне.

Муфельная печь серийного производства

Из недостатков муфелей стоит отметить низкую скорость нагрева до высоких температур, а значит, сложность скоростных режимов термической обработки в таких печах. Кроме того, разогрев самого муфеля требует дополнительного расхода энергии, а значит муфельные печи — более затратны в эксплуатации, чем печи без муфеля.

Муфельные печи: сфера применения

Перечислим сферу применения муфельных печей:

1. Металлургическое производство и исследования в металлургических лабораториях.

В муфельных печах разного размера проводят термическую обработку деталей из различных сплавов — закалку и отжиг, отпуск и состаривание.

Также в муфелях проводят насыщение поверхности углеродом, азотом, алюминием, кремнием, другими элементами (цементирование, азотирование, цианирование, диффузная металлизация — хромирование, алитирование).

Муфельная печь на металлургическом производстве

2. Переплавка золота и цветных сплавов, при которых недопустимо насыщение сплава посторонними примесями. В такой переплавке необходимо ограничить контакт сплава с продуктами горения или с продуктами окисления нагревательных элементов.

Переплавка металла в муфельной печи

3. Обжиг керамики — используется в процессе производства керамических изделий (посуды, скульптурных украшений из глины). Высокотемпературный обжиг обеспечивает прочность керамической поверхности и её водостойкость.

Обжиг керамики в муфельной печи

4. Сушка электропроводящих материалов и элементов.

Сушка материалов в муфельной печи

5. Стерилизация инструмента (в медицине).

Стерилизация инструмента в медицине

6. Сжигание (кремация).

Кремация в муфельной печи

Особенности муфельной печи для плавки металлов

Как устроены муфельные печи: конструкция

Главный конструктивный элемент печи — муфель. В его камеру загружают детали для термической обработки (или золото для переплавки, медицинский инструмент для температурной обработки, керамику для обжига). Муфель делают из химически инертного материала.

Камеру муфеля располагают внутри печи. При этом пространство между наружным кожухом и внутренней камерой заполняют теплоизолятором. Качественная теплоизоляция определяет КПД работы устройства, а также его безопасность (ограничивает сильный нагрев кожуха и не допускает возможности обжечься об него).

Камера муфельной печи

Нагревательные элементы располагают снаружи муфеля или в его стенках. Они нагревают внутреннюю камеру, которая в свою очередь передают тепло рабочему пространству.

Работой нагревательных элементов управляет регулятор. Он контролирует температуру и время нагрева, весь процесс термической обработки. Уровень автоматического регулирования влияет на цену нагревательного устройства.

Чем больше регулирующих функций, тем дороже печь.

Муфель: конструкция и материалы

Для изготовления внутренней камеры используются следующие материалы:

  • керамика;
  • керамическое волокно;
  • корунд;
  • огнеупорный (шамотный) кирпич.

Выбор материала для изготовления муфеля определяется условиями работы и предназначением печи. Например, муфель из огнеупорных волокон используется для нагрева в нейтральной среде. Корундовые камеры — можно использовать в химических средах. А вот керамический муфель — универсален. Благодаря инертности его используют для различных задач (переплавки, термической обработки, обжига).

Самодельная конструкция муфельной печи

В один и тот же корпус можно загружать муфели из разных материалов (для разных целей нагрева и обработки). Таким образом, внутренняя камера является сменным элементом, который может иметь вид горшка или колпака, загружаться с боку или сверху. Конструктивно муфели делят на следующие группы:

  1. Колпаковые (они загружаются сверху в виде колпака, после нагрева отделяются от пода).
  2. Горшковые (также загружаются сверху, но имеют вид ёмкости, от пода не отделяются).
  3. Простые (садку загружают с боку печи).

Нагревательные элементы

Для нагрева стенок внутренней камеры устанавливают нагревательные элементы. В качестве них используется проволока из термостойкого металла или сплава. При прохождении тока по проволокам они разогреваются и выделяют тепло. Для увеличения площади отдачи проволоку наматывают в виде спирали.

Нагревательный элемент муфельной печи

Также различают открытые и закрытые нагреватели. Открытые нагреватели имеют более высокую скорость нагрева, при поломке — легко заменяются новыми. Но при этом — быстрее окисляются (из-за нагрева) и чаще выходят из строя.

Закрытые нагреватели располагают внутри стенок муфеля. Они защищены от окисления, поэтому более долговечны. Недостатки: более длительный нагрев и большая стоимость ремонта (в случае поломки необходима замена всего муфеля).

Виды муфельных печей

Муфельные печи классифицируют по нескольким признакам. По способу нагрева их делят:

Электрическая муфельная печь Газовая муфельная печь

По виду защитной атмосферы:

  1. Воздушные (муфель ограничивает смешивание воздуха между рабочим пространством и нагревателями).
  2. Вакуумные (внутри муфеля создают разреженное пространство — вакуум).
  3. Печи со специальной атмосферой — пространство внутри муфеля заполняют специальным газом (инертным, азотирующим, восстанавливающим и др.).

Рабочая температура внутри печи может варьироваться от +400ºC до 2500ºC. По этому признаку муфельные печи классифицируют на типы:

  1. Для умеренного нагрева — до 500ºC.
  2. Для средних температур — до 900ºC.
  3. Для высоких температур — до 1400ºC.
  4. Для сверх высоких температур — до 2000-2500ºC.

Примечание: Температура нагрева определяет цену печи. Чем сильнее нагревает печь, тем выше её стоимость. Кроме того, цены муфелей зависят от размеров и функциональной оснастки (наличия термопар, вида нагревателей, автоматики).

Муфельная печь своими руками

В домашних условиях своими руками можно собрать простую конструкцию печи. При этом муфельная печь «своими руками» будет работать на электричестве. Главный элемент — муфель — можно изготовить из глины или сложить из шамотного кирпича.

Для глиняного муфеля делают заготовку из картона или фанеры. Полученный короб покрывают слоем глины толщиной от 1 см, сушат до затвердевания (3-5 дней) и обжигают в угольной печи. Температура обжига составляет 700-800ºC. Этого достаточно для остекловывания глиняной структуры и получения прочной внутренней камеры.

Муфельная печь, изготовленная своими руками

Полученный керамический муфель обматывают проволокой (нихромовой или фехралевой, диаметром 1 мм) — она будет работать в качестве нагревательного элемента.

Для того чтобы закрепить проволоку на кожухе, её покрывают вторым слоем глины (который также сушат и обжигают в угольной печи). Концы проволоки для дальнейшего подключения к электросети отставляют открытыми.

Для складывания шамотного муфеля в каждом кирпичике проделывают канавки (для расположения нагревательных спиралей). После складывания кирпичей в канавках располагают спиральную проволоку. Для закрепления в канавках спираль обмазывают глиной или укрепляют проволокой.

Готовую внутреннюю камеру размещают в металлическом корпусе. Его сваривают из листов стали толщиной 2 мм и более. В корпусе оставляют отверстия для подсоединения к нагревательной проволоке.

Внутрь кожуха помещают готовый муфель, подсоединяют контакты и делают теплоизоляцию. В качестве изолирующего материала используют базальтовую вату или асбестовую крошку (асбест — более вредный вариант, при его нагреве выделяются канцерогены).

Примечание: Такая муфельная печь своими руками позволяет обжигать изделия из керамики. Для металлургического отжига или переплавки цветных сплавов необходима печь промышленного производства.

Самостоятельное изготовление муфельной печи

Печи СНОЛ: цены и модели

Производитель электропечей СНОЛ (SNOL) предлагает различные нагревательные печи и камеры.

Муфельные варианты СНОЛ — это лабораторные электропечи для термической обработки деталей в воздушной среде. Они обустроены электрическими спиральными нагревателями и прямоугольной внутренней камерой.

Сфера применения печей СНОЛ: термическая и химико-термическая обработка, нагрев образцов, прокаливание.

Модельный ряд СНОЛ предоставляет печи с разными рабочими температурами и разным объёмом рабочего пространства. Рабочие температуры СНОЛ составляют 100-1300ºC. В моделях под заказ рабочие температуры могут быть выше — до 1600ºC.

Объём рабочих камер — 3, 6 или 10 л. Используются полузакрытые и закрытые нагреватели. В модификациях с объёмом рабочей камеры 3 и 6 л нагреватели расположены с трёх сторон.

В модификациях с камерой 10 л — нагреватели с 4-х сторон внутренней камеры.

Муфельная печь SNOL

Материал муфеля — керамика или волокно. Есть модели СНОЛ, в которых внутренняя камера выполнена из нержавеющей стали, из кирпича. Модульная конструкция печи позволяет при необходимости быстро и несложно заменить любой элемент.

Качество и надёжность работы нагревательных устройств СНОЛ обеспечивают японские программируемые терморегуляторы, фехралевые нагреватели.

Цены на печи СНОЛ — демократичны.

Муфельная печь — устройство, необходимое для работы металлургической лаборатории. Оно также востребовано в ювелирном деле и керамическом производстве, используется в медицине (для обработки инструмента).

Конструкция отличается простотой. Для отжига керамических изделий муфель можно изготовить своими руками. Для более ответственных видов химико-термической обработки лучше приобрести печь заводского изготовления.

Это будет гарантировать её качество и безопасность.

Описание работы муфельной печи Snol-7.2/1100

Источник: http://OPechi.com/pechi/mufelnaya-pech-preimushhestva-ustrojstvo-ceny-i-sfera-primeneniya.html

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.