При необходимости расплавить небольшую массу металла в домашних условиях можно использовать индукционную печь. Это несложное устройство, работающее от бытовой сети, доступно для изготовления своими руками. Используется оно для нагрева почти всех металлов, но, чаще всего, для железа и его сплавов.
Принцип работы и устройство индукционных печей
Работу индукционной печи обеспечивают токи, вырабатываемые переменным магнитным полем. Создать плавильную печь своими руками можно, пользуясь проверенной на опыте, рабочей электрической схемой.
Основные элементы конструкции этого теплогенератора:
- Тигель – ёмкость, в которой происходит расплавление металла. В самодельных индукционных установках применяют тигли, которые можно извлекать из печи.
- Тигель помещают в индуктор, который представляет собой спираль, состоящую из небольшого числа витков проводника. Если устройство планируется для частой работы, то в качестве проводника рекомендуется использовать медную трубку. Для печей, предназначенных для эпизодического кратковременного использования, вполне достаточно медной проволоки.
- С помощью генератора в индукторе создаются мощные токи, благодаря чему вокруг индукционной катушки возникает электромагнитное поле. Это поле, в свою очередь, создаёт вихревые токи, которые разогревают тигель и помещённый в него металл. Генератор состоит из четырёх, параллельно соединённых, электронных ламп.
Внимание! Для ускорения процесса тигель рекомендуется изготавливать из неметаллических материалов – шамота, кварцита, графита.
- Скорость нагрева регулируют конденсатором переменной ёмкости. Ёмкостью конденсатора управляют с помощью выведенной наружу ручки. При максимальном значении ёмкости металл нагревается до красного цвета за несколько секунд.
Помимо тигельных, существуют канальные индукционные печитеплогенераторы. В таких установках металл помещают в кольцевой жёлоб, расположенный вокруг индуктора. Внутри индуктора находится сердечник.
В промышленности применяют и тигельные, и канальные индукционные печи:
- Тигельные печи предназначены для расплавления сплавов на основе железа, меди, магния, алюминия, драгметаллов. Ёмкость тигля промышленных установок может достигать сотен тонн.
- Канальные индукционные установки используются, в основном, для расплавления чугуна и цветных металлов.
Эффективность работы данного теплогенератора определяется мощностью и частотой генератора, количеством потерь в вихревых токах, скоростью и количеством потерь тепла в окружающее пространство.
Преимущества и недостатки индукционных теплогенераторов
Установки данного типа обладают определёнными преимуществами:
- Благодаря активному перемещению металла расплав обладает однородностью.
- При нагреве сплавов в индукционной печи легирующие элементы не выгорают.
- В таком теплогенераторе возможно фокусирование энергии.
- При изготовлении такой печи можно самостоятельно выбрать способ футеровки, рабочую частоту, ёмкость установки, при работе – точно выбрать температуру расплава.
- Печь очень быстро готовится к работе, а расплавление металла происходит с достаточно высокой скоростью.
Внимание! Важным плюсом индукционных печей является экологичность происходящего в них процесса расплавления металла.
К минусам этого оборудования можно отнести следующие факторы:
- Нагрев шлака в индукционных теплогенераторах происходит за счёт тепла металла. Поэтому шлакам присуща более низкая температура, по сравнению с расплавляемым металлом.
- Из-за вязкости холодных шлаков из металлов затруднено удаление фосфора и серы.
- В пространстве между индуктором и металлом происходит рассеивание магнитного потока, что делает необходимым снижение толщины футеровки тигля. Это приводит к уменьшению эксплуатационного периода футеровочного слоя.
Как изготовить индукционную печь из сварочного инвертора
Однако индукционное оборудование применимо не только для расплавления металлов, но и для работы в системах отопления домостроений.
Преимуществами индукционных котлов являются следующие факторы:
- Система с таким теплогенератором не перегревается, благодаря постоянному движению теплоносителя. Испытывать такую установку без теплоносителя запрещено.
- Благодаря вибрациям в индукционной системе на стенках оборудования накипь не оседает.
- Разъёмных соединений в данном оборудовании нет, поэтому опасность протечек отсутствует.
- Малое количество шума при работе.
- Благодаря отсутствию традиционных нагревательных элементов система с индукционным теплогенератором имеет длительный рабочий ресурс.
- При работе индукционного отопительного оборудования не происходит выброса вредных компонентов.
Многие домовладельцы заинтересованы в использовании перспективного оборудования для обогрева своих помещений. Самостоятельно изготовить индукционный котёл для обеспечения работы отопительной системы можно с применением комплектующих сварочного инвертора.
Краткая схема изготовления индукционного теплогенератора своими руками на базе сварочного инвертора:
- В качестве корпуса нагревателя используют кусок толстостенной пластиковой трубы, для которого изготавливают две сетчатых крышки.
- Стальную проволоку диаметром до 7 мм нарезают кусками длиной примерно по 50 мм. Корпус должен быть заполнен проволокой полностью.
Совет! Оптимальный материал для проволоки – коррозионностойкая легированная сталь.
- Индукционная катушка изготавливается из пластикового корпуса, заполненного отрезками проволоки и закрытого с двух сторон сетчатыми крышками. На подготовленный корпус наматывают 90 витков проволоки из меди.
- С помощью переходников индукционную катушку присоединяют к отопительному контуру.
- К сети катушку подсоединяют через сварочный инвертор.
Внимание! Индукционные котлы разрешены к использованию только в закрытых отопительных системах, в которых движение теплоносителя осуществляется в принудительном порядке с помощью циркуляционного насоса.