Муфельная печь что такое – Муфельная печь своими руками — устройство, расчеты и инструкция по изготовлению печи для плавки — termopaneli59.ru

Содержание

Муфельная печь: назначение, устройство, применение, изготовление

Сегодня муфельные печи востребованы на предприятиях различной направленности. Они незаменимы при проведении испытаний, ускорении химических процессов и прочих работ с металлом, керамикой, стеклом и т.д. Если вы хотите купить муфельную печь, обратите внимание, что применять оборудование разрешено только после изучения инструкции производителя.

Муфельные печи могут иметь различный объем загрузочной камеры и тип открывания

Муфельная электрическая печь – что это такое

Муфельная печь – это оборудование, которое позволяет создавать оптимальные условия для лабораторных исследований и производственных процессов, связанных с нагреванием материалов и изделий. Абсолютное большинство этих агрегатов работает от электричества. Чтобы Электропечи оптимально соответствовали своему назначению, их изготавливают из качественных материалов.

При работе с муфельными печами необходимо четко придерживаться правил техники безопасности

История возникновения муфельных печей

Муфельные печи впервые были применены во Франции. Их появление связано с именем известного каретного мастера Жанто, семейство которого сооружало экипажи для королевского двора и знатных вельмож. Им была изобретена рулевая трапеция в конце 17 — начале 18 вв., но испытания ее все время срывались из-за поломки опытных осей. Ситуация изменилась в лучшую сторону, когда к мастеру пожаловал русский дворянин, желавший заказать знаменитому европейскому каретнику изготовление роскошного экипажа. Он должен был стать подарком Петра Первого хану из Бухары.

Попробовав ось на прочность, этот заказчик рассказал Жанто, как ее улучшить. Сначала нужно было выполнить цементирование в муфеле, изготовленном из материала, в состав которого входят истолченные в порошок рога крупного скота. И только после этого осуществлять закалку. Такая технология обработки позволяла стали оставаться внутри вязкой, а снаружи – иметь твердую каленую корку.

Муфельная печь, сконструированная французским мастером, называлась системой сооружения осей

Сферы, где применяются муфельные печи

Во многих сферах используется муфельная печь, применение ее достаточно широко. Прибор необходим для термической обработки, а также хранения разнообразных образцов и материалов в определенных температурных условиях.

Разберемся, для чего нужна муфельная печь, оборудование используется для:

Закалки, отпуска, плавки и прочих операций с металлами.
Термического обжига керамики.
Озоления и кремации.
Высушивания всевозможных веществ.
Аналитических исследований.
Выращивания монокристаллов.
Производства ювелирных изделий и сувениров.

Муфельные печи применяют при работе со стоматологическими материалами, драгоценными металлами и прочими типами материалов

Основные разновидности муфельных печей

Все виды муфельной печи условно разделить по таким признакам как:

Назначение (промышленные, лабораторные, ювелирные, учебные).
Вид конструкции (горизонтальная и вертикальная загрузка, трубчатые печи).
Среда обработки (воздушная, газовая, вакуумная).
Вес (от 18 кг).
Объем рабочей камеры (от 3 л).
Степень нагрева (умеренная, средняя, высокотемпературная).

Если же рассматривать подробнее муфельную печь и что это такое, то модели можно разбить по типу нагрева на электрические и газовые.

Муфельные печи по назначению бывают лабораторными и учебными, промышленными, ювелирными и т.д.

Преимущества и недостатки муфельных электропечей

Что такое муфельная печь – это нагревательная техника, имеющая широкий диапазон рабочих температур и обеспечивающая точность их регулировки. Кроме удобства загрузки и выгрузки обрабатываемых материалов, среди преимуществ теплообразующих приборов можно выделить:

Равномерность прогревания материалов без перепадов температурных показателей.
Скорость остывания образцов после термообработки, для перехода к следующим производственным этапам.

Герметичность закрывания дверей позволяет минимизировать потери тепла и увеличить эффективность

Но муфельная печь, назначение которой заключается в воздействии высокими температурами на поверхности, имеет и ряд особенностей, которые некоторые пользователи считают недостатками. К ним относят:

Невозможность использовать технику при температурах выше 1300° С.
Относительно невысокая термостойкость муфеля, определяющая количество выдерживаемых теплосмен (нагрев-охлаждение).
Необходимость дополнительной электроэнергии для разогрева самого муфеля.

Муфельные печи характеризуются значительной тепловой инерционностью, которая в разных случаях рассматривается как плюс или минус оборудования

Как устроена электрическая муфельная печь

Рабочей емкостью электрической муфельной печи является так называемый муфель. Это керамический или волоконный резервуар полуцилиндрической формы, нагреватели в котором встроены в стенки, т.е. являются внутренними или закрытыми. Существуют электропечи для керамики и фарфора со стационарными муфелями, а также такие, что оснащены стационарной нагревательной камерой и сменным муфелем. В любом случае, при закрытых нагревательных элементах обрабатываемые материалы и предметы защищены от прямого излучения нагревателей. А те, в свою очередь, – от воздействия агрессивных паров и летучих веществ, выделяемых при нагреве.

Устройство муфельной печи

Из чего состоит конструкция муфельной электропечи

Муфельная электропечь представляет собой устройство, состоящее из нескольких элементов:

Рабочей камеры . В ней происходит нагревание разных веществ и предметов.
Корпуса. Выполняет защитную и теплоизолирующую функции.
Нагревательных элементов. Обеспечивают выполнение термических операций.

Проволока или ленты расположены в камере, они могут быть частично или полностью открытыми или же – абсолютно закрытыми.

Принцип работы муфельной печи

Рассматривая муфельную печь, ее устройство и принцип работы, можно сказать, что за прошедшие века оборудование прошло множество трансформаций и видоизменилось. Только суть его функционирования осталась неизменной. Детали или вещества, помещенные в муфель, изолируются от внешней среды и равномерно нагреваются со всех сторон.

Вредные вещества, которые могут выделять образцы в процессе нагрева, выводятся при помощи системы вентиляции. Кроме того, в печах предусмотрена естественная или принудительная конвекция

Нагревательные элементы муфельных электропечей

Как видно на многих фото, муфельная печь выполняет термообработку благодаря нагревателям. Они могут быть разной формы и размеров. В зависимости от этих показателей может потребоваться разное количество рабочих элементов. Располагаются они по всему периметру загрузочного блока, при этом могут отличаться:

Конструкцией (трубчатые, ленточные, спиральные и т.д).
Материалами изготовления (нихром, фехраль, вольфрам, хромит и т.д).
Способом обустройства (закрытые, открытые).

Самая распространенная форма нагревателей – спираль, созданная из проволоки с отменными показателями термостойкости и сопротивления

Система управления муфельной электропечью

Современная муфельная печь – устройство, которое дает возможность обрабатывать различные материалы, удобно в обращении благодаря модулям управления. Сегодня механические, аналоговые модели используются все реже, на смену им пришли электронные и программируемые терморегуляторы. С их помощью можно быстро и четко:

Задавать любые термические значения.
Выставлять градиенты и время включений.
Контролировать текущие тепловые показатели.
Проводить термообработку с высокой точностью.
Устанавливать время и температурные отметки нагрева.
Определять период выдержки и время охлаждения и т.д.

Современные модули позволяют программировать даже сложные рабочие циклы оборудования

Купить муфельную печь или сделать ее самостоятельно

Разобраться, как пользоваться муфельной печью, вполне возможно самостоятельно, а вот как изготовить данный прибор – понять не совсем просто. Рассмотрев даже неполный перечень необходимых исходных материалов и схематическое описание процесса сооружения дает понять, что самостоятельное изготовление муфельных печей – дело достаточно сложное. Рынок же предлагает большой выбор самых разных их моделей, что позволяет найти лучший вариант.

Что значит муфельная печь, выполненная в строгом соответствии с технологическими требованиями, знают работники лабораторий, цехов и мастерских – оборудование не только ускоряет множество процессов, но и позволяет выполнять их с предельной точностью.

Изготовление муфельной печки в домашних условиях

Как сделать муфельную печь своими руками

Независимо от того, по какой схеме изготавливается муфельная печь, конструкция прибора будет состоять из следующих элементов:

Муфель. Делать его самому лучше и не пытаться, т.к. нужна керамика с высокой теплопроводностью, которую могут обеспечить лишь присадки из редких металлов. Выйти из положения поможет приобретение готовой керамической посуды в магазине лабораторного оборудования.
Огнеупор. В качестве первого слоя можно положить асбестовые плиты и волокно, а также шамотный кирпич, что по стоимости будет дешевле всего. Для связки лучше взять огнеупорную смесь для кладки.
Корпус. Многие «самодельщики» используют старые холодильники, которые обязательно укрепляют, особенно дно. Это можно сделать с помощью обварки стальным прямоугольным уголком.
Нагревательный элемент. Есть готовые спирали, но при желании можно намотать их самостоятельно из нихромовой или фехралевой проволоки.

Для надежной облицовки корпуса применяется базальтовая вата

Инструменты и материалы для изготовления муфельной печи

Применение муфельной печи актуально в различных сферах. В зависимости от условий эксплуатации и типа обрабатываемых образцов, для производства оборудования применяются:

Конструкционные стали. Они используются для изготовления корпуса (кожухи), опоры, дверцы и некоторых других элементов.
Высокоглиноземистые материалы и огнеупорное волокно. Их применяют для сооружения рабочих камер – муфелей.
Нихром, фехраль, вольфрам, молибден, тантал. Эти и другие материалы служат основой для нагревательных элементов муфельной печи.
Волокнистые прессованные блоки. Они составляют высокоэффективную термоизоляционную оболочку (футеровку).

Обязательное условие для используемых материалов – экологичность, жаростойкость и ударопрочность

В качестве инструментов для создания муфельной электро печи применяют:

Дрель и набор сверл.
Болгарку, отрезные и шлифовальные круги.
Сварочный аппарат, электроды, струбцины и магнитные уголки.
Ножовку.
Шуруповерт.
Рулетку, металлическую линейку и строительный угольник.

Для конструирования муфельной печи понадобятся приспособления по работе с металлом и деревом

Пошаговый процесс изготовления муфельной печи

Прежде чем приступить к конструированию, подготовьте чертеж муфельной печи, все данные в котором будут выведены при помощи формул и точных вычислений. Убедитесь, что у вас имеются все необходимые комплектующие и приспособления. После подготовки составных частей начинают их подгонку, среди многочисленных этапов которой:

Укладка кирпичей на дно и стенки будущей муфельной печи.
Уплотнение двери, которое можно осуществить с помощью силикона, а иногда создают винтовое запирающее устройство.
Прокладка нагревательной спирали и т.д.

При выборе оптимального объема рабочей камеры учитывайте размер объектов, которые будут обрабатываться

Основные расчеты для изготовления муфельных печей

Исходя из того, для чего предназначена печь муфельная выбираются и ее оптимальные характеристики, и возможности. Чтобы работа агрегата была продуктивной и безопасной, нужно провести множество расчетов. Потребуется определить:

1. Параметры электрического нагревателя электропечи муфельной

Как выглядит муфельная печь – камера с дверью, внутри которой находится нагреватель. От того, правильно ли вы подберете составляющие, зависит, будет ли функционировать агрегат. Среди прочего стоит уделить внимание не только предполагаемой мощности нагревателя, но и его:

Материалам изготовления.
Размещению.
Конструкции.

Нужно определить сечение и длину проволоки, которая будет применена для создания нагревателя. Например, минимальный диаметр для спиралей из:

Нихрома – (7÷10) × d.
Фехрали – (4÷6) × d.

Все расчеты нужно тщательно проверять, чтобы не допустить быстрого сгорания нагревателей и пожароопасных ситуаций

2. Мощность и силу тока муфельной печи

Чтобы муфельная печь, описание функционирования которой можно найти на разных тематических форумах, выполняла все поставленные задачи, необходимо высчитать:

Мощность. Найти оптимальный показатель можно исходя из объема печи. В таблице ниже представлены рекомендованные соотношения показателей.

Сила тока. Для расчета используется формула: P÷U, где P – мощность, U – напряжение.

Объем камеры измеряется в литрах, тогда как удельная мощность ваттах

3. Оптимальную длину проволоки электропечи муфельной

Учитывая, для чего используется муфельная печь, необходимо правильно подобрать размер проволоки. Имея значение её общего и удельного сопротивления, используемой в качестве нагревательных спиралей, можно найти длину проводника.

Сопротивление нагревательного элемента (R), определяется по формуле U÷I, где U – напряжение, I – сила тока.

Мощность тока влияет на выбор сечения проволоки – если используются комплектующие с недостаточными возможностями, слишком большой ток быстро их перегреет, расплавит или вызовет перегорание

4. Удельную поверхностную мощность муфельной электропечи

Некоторые модели печи муфельной могут вырабатывать разное количество тепловой мощности. Проводник образует определенное число энергии на всей своей площади. Можно определить, каким должен быть этот показатель, чтобы поверхность не утратила эксплуатационных и механических свойств. Превышать допустимое значение не рекомендуется, иначе спираль быстро выйдет из строя. Чтобы избежать этого необходимо сделать просчет с проволокой большего диаметра или увеличить длину нагревательного элемента.

Вычисляется показатель βдоп по формуле: βэф × α, где βэф – эффективная удельная поверхностная мощность, α – коэффициент эффективности теплового излучения спирали.

На пересечении столбцов и строк образуется значение βэф

Как видите, устройство, и работа муфельной печи представляют собой сложную систему. Подробнее о возможностях оборудования можно узнать у специалистов компании «Лабор». Звоните, мы подберем для вас оптимальный тип электропечей для любых целей!

labor-snol.ru

Муфельная печь — это… Что такое Муфельная печь?

Вид муфеля электрической муфельной печи ПМ-8.

Муфельная печь — нагревательное устройство, предназначенное для нагрева разнообразных материалов до определенной температуры. Главной особенностью этой печи является наличие т. н. муфеля, защищающего обрабатываемый материал и являющегося главным рабочим пространством муфельной печи (муфель предохраняет материал или изделие от контакта с топливом и продуктами его сгорания, в том числе газами).Муфельные печи со сменными муфелями и стационарной нагревательной камерой работают по следующему принципу. В постоянно разогретую печь загружается муфель с садкой. После нагрева до заданной температуры и выдержки муфель извлекается из печи для охлаждения и на его место устанавливается другой.

Типы муфельных печей

Муфельные печи подразделяются по типу нагрева:

По защитному режиму обработки:

По конструкции:

Вертикальной загрузки (горшковые)
Колпаковые (с отделением от пода)
Горизонтальной загрузки (простые)
Трубчатые (поверка термопар)

Электрические муфельные печи

Материалы для муфельных печей

Материалы предназначенные для производства муфельных печей:

Конструкционные стали: мягкие стали общего назначения для конструкции теплоизолирующих кожухов, опор, дверц и др.
Огнеупорные материалы: высокоглиноземистые огнеупорные муфели, электроизоляция, дверцы и др. Вспененные огнеупорные засыпки для теплоизоляции печей
- Материалы для электрических печных нагревателей:
Сплавы типа: нихром, фехраль в виде проволоки, ленты и стержней
Вольфрам: проволока, лента и стержни
Молибден: проволока, лента и стержни
Тантал: проволока, лента и стержни
Платина и платиновые сплавы: проволока, лента, стержни
Хромит лантана: стержни, трубки и профили
Хромит иттрия: стержни, трубки и профили
Хромит скандия: стержни, трубки и профили

Области использования

Основные области использования муфельных печей:

В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена.
Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники.
Эта отметка установлена 13 мая 2011.

dic.academic.ru

Для чего нужна муфельная печь. История создания :: SYL.ru

Муфельная печь представляет собой камерное устройство с системой горизонтальной выгрузки, что является неотъемлемым критерием безопасности владельца при использовании. В определённых случаях может потребоваться шахтный вариант, в котором муфель сделан глухим и расположен вертикально — это не только существенно сократит срок изготовления, но и позволит обеспечить нагревание предметов без прямого контакта с воздухом. В любом случае ключевыми элементами нагревания печи остаются система нагрева, камера и термопара, контролирующая поддержку необходимой температуры.

История возникновения

В конце XVII — начале XVIII вв. французский каретный мастер Жанто приступил к изобретению рулевой трапеции, получившей его имя, но начать практические испытания ему не удавалось, ведь оси опытных образцов постоянно ломались. Жанто, который был уверен, что изобретение принесёт ему огромные прибыли, совсем отчаялся, ведь кареты, поставленные на его ось, постоянно опрокидывались прямо во время поездки. Однако дело существенно продвинулось, когда в мастерскую к Жанто наведался русский дворянин, желающий заказать по приказу Петра Первого роскошную карету от лучшего европейского мастера на подарок хану из Бухары.

Попробовав изделие на прочность, дворянин посоветовал Жанто сначала выполнять цементирование в муфеле с рогами крупного скота, истолчёнными в порошок, а только потом приступать к закалке. Благодаря этому способу внутри сталь должна была остаться вязкой, а снаружи — покрыться твёрдой калёной коркой, которая прослужит много лет, прежде чем сотрётся.

Несмотря на то, что муфельная печь для обжига керамики существенно видоизменилась за прошедшее время, она продолжает сохранять свои основные характеристики. Муфель представляет собой контейнер, устойчивый к высоким температурам и имеющий непроницаемую структуру. В нём деталь проходит необходимую термообработку благодаря тому, что он полностью изолирует её от внешних воздействий, обеспечивая в то же время равномерный нагрев со всех сторон.

Со временем требования к качеству термообработки существенно увеличились, что позволило уже в начале XIX века начать массовое применение печей в промышленных масштабах. На сегодняшний день появилась даже низкотемпературная муфельная печь, в которой элементы проходят процедуру горячего отверждения.

Применение на сегодняшний день

Основные категории использования:

Безопасная переплавка ценных металлов, чтобы избежать в их структуре примесей и не допустить прямого взаимодействия с пламенем.
Искусственное старение металлов.
Обжиг керамики.
Получение ровной поверхности.
Сушка материалов, обладающих высокой степенью теплопроводности.
Сжигание объектов до состояния минеральных компонентов, например, при кремации тела.

Муфельная печь используется также для выращивания монокристаллов и высокотемпературной обработки медицинского оборудования. Благодаря этому удаётся уничтожить все вредоносные бактерии, не повредив при этом сами инструменты.

Что лучше — сделать или купить?

Если вы хотите создать такое устройство, как муфельная печь, своими руками, будьте готовы к тому, что объём муфеля не превысит показателя в 7 литров, а сама работа окажется длительной и трудоёмкой. Перед тем как приступить к работе, определитесь с выбором подходящей модели, на которую будете ориентироваться. Они различаются:

Температурой нагревания — от 100 до 2000 °C.
Конструкцией.
Режимом обработки.
Типом нагревания.

Бесспорным лидером продаж является муфельная печь модели ПМ-8 и ПМ-10 — муфельная камера не превышает 6,5 л. Именно её прототип выбирает большинство людей для собственноручного изготовления, ведь основным материалом, используемым в работе, является только жаропрочная керамика.

Выпускается в нескольких вариантах, К и М, отличающихся только тем, что на последнем присутствует цифровое управление. Стоимость начинается от 1 тыс. долларов, при этом с рук можно приобрести гораздо более дешёвый вариант, конструкция которого будет функционировать так же хорошо, как если бы вы купили её в магазине.

Несмотря на то, что эта муфельная печь обладает отличными данными, один существенный недостаток всё же имеется — это дверца. Она существенно раскаляется в процессе работы, из-за чего владелец часто получает ожоги.

Как приступить к созданию?

Впервые приступая к изготовлению такой конструкции, как муфельная печь, своими руками, лучше всего отдать предпочтение конструкции, которая будет использоваться для незначительных работ. Существенно удешевить изделие можно, создав незначительное отверстие в задней стенке муфеля. Его будет вполне достаточно, если вы не собираетесь использовать такую конструкцию, как муфельная печь, в промышленных масштабах.

В первую очередь определитесь, на каком топливе — газе или электричестве — будет работать муфельная печь. Цена за устройство на газу будет начинаться от 1 тыс. долларов, однако электрической системой гораздо проще управлять. Кроме того, потребуется приобрести качественный датчик температур (термопару), отслеживающий градус нагревания до 1300 градусов. Крепление датчика к печи можно сделать из мягкой стальной проволоки, аккуратно скрутив её пассатижами таким образом, чтобы концы не соприкасались между собой.

Из соображений безопасности муфель лучше не пытаться делать самостоятельно, ведь при неправильной конструкции изделие после обработки попросту потеряет свою стоимость. Лучше всего приобретите в магазине лабораторного оборудования керамическую химическую посуду под необходимый тип выгрузки.

Второстепенное назначение

Муфельная печь позволяет быстро удалить влагу из материала. При этом совершенно неважно, будет это обычная вода или жидкий элемент химического состава в материале. Кроме того, небольшие конструкции очень удобно использовать при проведении купелирования (лабораторных опытов), с лёгкостью осуществляя плавление свинца с золотом или серебром путём окисления кислородом, содержащимся в воздухе структуры, для выделения драгоценных металлов в чистом виде.

Приступая к выбору муфельной печи, лучше отдать предпочтение известным производителям, которые гарантируют качество товара, обеспечивающего к тому же высокие показатели обжига.

www.syl.ru

Что это такое муфельная печь и как ее сделать своими руками

Муфельные печи — это устройства с древней историей. Мастера издавна применяли их для обработки керамики, стекла и металла. Суть работы ее сводится к нагреву материала опосредованно, без контакта с источником тепла (пламенем). Делается это путем нагрева особой керамической емкости, которая и называется муфелем.

Читайте в статье

Назначение

В производственной практике муфели применяются как для исследований, так и изготовления деталей или целых изделий. Современные муфельные печи для нагрева используют не только древесный уголь (в комплекте с мехами), но и газ, и электричество. Последнее особенно удобно из-за простоты конструкции и невысокой стоимости данного вида энергии.

Все основные функции муфелей можно свести к следующим:

Обжиг — работа с керамикой и эмалями.
Отпуск — касается прежде всего металлических изделий со значительным внутренним напряжением кристаллической структуры.
Закалка — часто финальная стадия обработки металлических изделий, придает им высокие эксплуатационные качества.
Отжиг — применяется при работе как с металлами, так и со стеклом.
Плавление — для стекла и металлов.
Сушка — керамические изделия (применяется терморегулятор, диапазон — от 10 до 50 градусов).
Озоление — чаще всего встречается в лабораторно-исследовательской практике, суть его в полном удалении летучих соединений из материала и превращении его в золу.

Характеристики

Все муфельные печи как фабричного, так и самодельного происхождения отличаются несколькими базовыми характеристиками:

Объем рабочей камеры — он может колебаться от 1 до 100 литров. Конкретное значение зависит от того, для чего будет применяться это оборудование
Мощность в кВт — от ее значения зависит не только теплотворная способность устройства, но и тип электропитания — до 5 кВт используют бытовой ток, а если мощность больше, то исключительно трехфазный.

Тип нагревательных элементов — чаще всего это спирали или стержни из нихрома, фехраля или вольфрама
Наличие блока терморегуляции и его особенности (программируемый или нет, плавный или ступенчатый)
Общий вес устройства — при его больших значениях потребуется надежное основание, и выбор места установки существенно ограничится

Виды

Большинство современных муфельных устройств можно разделить на три группы по особенностям их конструкции, типу нагревательного элемента и возможным режимам обработки материала

Тип нагревательного элемента

В муфелях чаще всего применяются газовые или электрические нагревательные элементы. Первые представляют собою тарельчатые или трубчатые горелки, а вторые — проволочные спирали, ленты или стержни. Диаметр проволоки обычно не менее 2.5-3 мм. Иногда ее заключают в трубку из кварцевого стекла — так повышается защита металла нагревателя от окисления кислородом и водяными парами.

В качестве металлов для электрического нагревателя наиболее расхожи нихром и фехраль, гораздо реже применяются вольфрам, платина или тантал (в средах инертных газов).

Конструкция

По типу конструкции муфели бывают:

Колпаковые — обрабатываемый материал помещается на термостойкий поддон, который и накрывается сверху муфелем с нагревательными элементами (как колпаком)
Камерные — это емкость цилиндрической или кубической формы, материал в которую загружается через дверцу на одной из боковых сторон (горизонтально). Нагревающие элементы расположены по всем внутренним сторонам в особых канавках.
Шахтные — имеют второе название — горшковые. По сути это перевернутый вариант колпаковых муфелей. Здесь материал загружается через верхнюю крышку в довольно глубокую внутреннюю емкость печи.
Тоннельные — называются так по сходству с одноименным строительным сооружением. Часто такие муфели интегрированы в конвейер. Деталь поступает ко входу на специальной ленте, ею же перемещается внутри печи и выходит с обратной стороны.

Режим обработки

Муфели могут быть универсальными (чаще всего это небольшие лабораторные установки) и специализированными:

для обработки и плавки металлов (до 1600 градусов)
для сушки и обжига керамики (от 100 до 600 градусов)
для озоления и плавки различных химических соединений (около 1000 градусов)
для варки стекла и нанесения эмалей, глазури на керамику и металл (около 1000-1300 градусов)

Критерии выбора

Выбирая муфельную печь, нужно основываться на ее предназначении и условиях будущей эксплуатации. Прежде всего нужно обратить внимание на рабочий объем муфеля, тип нагревательного элемента, возможные температуры, потребляемый ток и общую функциональность.

Допустимые нагрузки и режимы температур

Все печи по мощности делятся на две группы:

до 5 кВт — питаются от бытовой сети в 220 В
от 6 кВт и более — им нужна трехфазная сеть на 380 В

В обоих случаях линия питания должна быть выделенной и оснащенной индивидуальными средствами автоматической защиты.

По температурным режимам печи могут быть до 900 градусов — это специализированные на обжиге керамики устройства, имеющие значительный внутренний объем. Также муфели могут иметь рабочую температуру от 1200 до 1600 градусов — наиболее универсальные для лабораторий и производственных мастерских устройства.

Функциональность

Под функциональностью подразумеваются прежде всего габариты, вес устройства, способ загрузки материала и наличие дополнительных функций. Под последними понимается прежде всего возможность максимально точного контроля температуры и управления ее изменением в автоматическом режиме. Все перечисленное должно отвечать особенностям производственного или исследовательского процесса, в которых предполагается задействовать муфель.

Спираль для нагрева и рабочий объем камеры

Нагревательный элемент чаще всего имеет вид спирали с диаметром витков около 0.5-1 см. Толщина самой проволоки от 2.5 до 3-4 мм. Размещается она в особых канавках по поверхности всех стенок и дна муфеля. Крепеж, предохраняющий спирали от провисания, выполняется из керамических трубочек или шпилек. На дно устанавливается опорная решетка для тигеля из термостойкой стали.

В среднем рабочий объем муфеля равен 10-30 литрам. Большие объемы имеют устройства, специализированные на сушке и обжиге керамики (до 100-200 литров).

Условия безопасной установки

Изготовив или приобретя фабричную модель муфельной печи, нужно установить ее в мастерской или лаборатории с соблюдением всех правил безопасности. По сути они сводятся к набору широко известных требований по эксплуатации нагревательного оборудования на электричестве и газе:

Для питания устройства проводится отдельная линия, в нее встраиваются надежные средства защиты от замыкания, соответствующие мощности печи.
Муфель имеет значительный вес и при работе сильно нагревается, поэтому он должен стоять на надежном и негорючем основании.
Недопустимо использовать это оборудование в помещениях с высокой влажностью — велик риск удара током и раскрошивания внутренней футеровки.
Все манипуляции с муфелем нужно производить в средствах защиты от высокой температуры для рук и лица (перчатки и очки).
В обязательном порядке оборудование должно быть заземлено.

Самостоятельное изготовление

Самостоятельно изготовить муфельную печь своими руками при наличии соответствующих материалов не составляет особого труда. Для этого нужно обладать навыками работы с металлом, кирпичом и электротехническими схемами. Из инструментов необходим следующий минимальный набор:

Дрель с набором сверл по металлу.
Угловая шлифмашина с несколькими абразивными и шлифовальными дисками.
Инверторный сварочный аппарат и несколько электродов к нему.
Ручные пилы по металлу с запасными полотнами.
Пассатижи и кусачки.

Понадобится также и некоторое количество материалов. Их точное число зависит от проекта, по которому будет строиться печь, и вычисляется в каждом случае отдельно. Нужно приобрести:

Металлический уголок 5×5 см и толщиною 2-3 мм
Листовая сталь толщиною 2-3 мм
Метизы для крепежа и изготовления запорных элементов (болты и муфты)
Шамотный кирпич
Базальтовая или перлитовая вата в виде готовых матов
Силиконовый герметик для печных работ
Фарфоровые трубки внутренним диаметром 4-5 мм
Электрический провод в термостойкой изоляции
Электронные детали для блока терморегулирования (тиристоры с радиаторами, мощные резисторы для балласта, готовый электронный термометр на термопаре, тумблеры и автоматические предохранители на 15-20 ампер)
Нихромовая или фехралевая проволока диаметром 2-3 мм и длиною 10-15 метров (в катушке)

Все перечисленное пригодится как для постройки электрической, так и газовой муфельной печи. В последнем случае электронные компоненты не пригодятся. Нужен будет только полупроводниковый термометр. Конкретную схему или чертеж можно подобрать в интернете или использовать одну из приводимых здесь. Размеры муфельной печи можно менять при необходимости. Главное — правильно пересчитать величину нагревательной спирали.

Совет! В сети встречаются рекомендации изготавливать корпус печки из отслуживших свой срок газовых печей или стиральных машин. Этого не стоит делать, так как видимая простота оборудования обернется недолговечностью конструкции и ее плохими эксплуатационными качествами. Разумнее изначально делать основательную конструкцию из металлического уголка и листа.

Газовая муфельная печь изготавливается из горелки и керамического муфеля (делается из подходящего по свойствам керамического сосуда). Пламя горелки нагревает наружную поверхность керамики и не контактирует с содержимым муфеля. Подобное устройство всегда имеет малый рабочий объем и применяется для изготовления и обработки небольших металлических или керамических поделок (например, закалка или отпуск клинков ножей, обжиг миниатюрных скульптур). Большие муфельные печи изготовить в условиях домашней мастерской затруднительно, а эксплуатация ее будет небезопасна.

Если нужна печь с рабочим объемом от 10 литров, то правильным выбором будет муфельная электропечь — она практичнее и много безопаснее. Суть ее самостоятельного изготовления сводится к сварке основного каркаса из металлического уголка и листа. На него изнутри монтируется термоизоляция из двух слоев — базальтовой ваты (внешний) и шамотного кирпича (внутенний). В кирпиче проделываются пилой, УШМ и стамеской канавки или желобковые углубления для нагревательных спиралей. Чаще всего делают два независимых контура (могут работать одновременно).

Важно. Щели между кирпичами промазываются особой термостойкой глиной для кладки печей (она выдерживает до 1700 градусов). Это безопасное и надежное средство, главное — тщательно затирать швы и не делать их толще 3 мм.

Дверцу уплотняют с помощью нескольких слоев силиконового герметика. Со временем он износится, но его легко подновить. В финале сборки печи подключают к блоку терморегулятора — он позволит контролировать внутреннюю температуру и плавно ее менять. Часто дополнительно устанавливают электронные программируемые блоки — они не только выполняют измерительные функции, но и позволяют производить термообработку по сложной программе без контроля со стороны человека.

Совет! При изготовлении корпуса муфельной печи нужно не забыть проделать несколько технических отверстий в ее крышке для выхода испаряющейся влаги.

Отзывы

Николай М.: «Два года назад самостоятельно собрал первую свою муфельную печь. Делал работающую на электричестве. Рабочий объем — 90 литров. С тех пор успешно применяю для обжига керамики. Нареканий по работе особых нет. Совет всем, кто будет делать ее как и я самостоятельно — не экономьте на качестве термоизоляции и позаботьтесь об удобстве смены нихромовых спиралей — они иногда перегорают. Если не подумать заранее, замена нагревательных элементов превращается в по-сути новую сборку-разборку муфеля».

Олег В.: «У меня собственная зубоврачебная практика. Три года назад решил заняться протезированием и для этих целей приобрел SNOL 7.2(8.2)-1100. Качество муфеля достойное. Работает интенсивно до сих пор. И я и мои пациеты довольны — коронки льются на ура. Средства потраченные на данное оборудование вернулись буквально за полгода его эксплуатации».

Муфельная печь — это отличное приспособление для работы не только с керамикой, но и со стеклом, металлами. Ее приобретение не повредит любой серьезной мастерской. В домашних же условиях есть возможность существенно сэкономить средства и построить этот нужный агрегат своими руками из элементарных материалов. Его качество будет таково, что не сильно уступит фабричным моделям.

www.tproekt.com

Что такое муфельная печь | Твой ювелир

Муфельная печь своими руками

Что такое муфельная печь? Муфельная печь представляет собой устройство для нагрева, которое предназначено для равномерного нагрева различных предметов до определенной температуры. Данная печь — необходимое устройство в ювелирном производстве и не только. Её главной особенностью является наличие муфеля, который защищает обрабатываемый предмет и является основным рабочим пространством.Также муфель предохраняет нагреваемый предмет или изделие от контакта с продуктами сгорания топлива, в том числе и различными газами.

Для различных видов художественного и технического творчества очень часто возникает потребность в тепловой обработки используемых материалов, пайка, плавка металлов, закалка или отпуск, эмальерные работы ну и конечно работы с керамикой.

Покупка печи для развития своих талантов и пробы своих способностей в различных творческих направлениях является не рациональной тратой денежных средств, ведь цены на данный вид оборудования очень большие, тем более если Вы только в начале своего творческого пути и не имеете профессиональных навыков.

Чтобы избежать подобных не рациональных вложений, предлагаю Вам смастерить муфельную печь своими руками и вот краткое описание совсем простенькой, но не хуже других выполняющей свою функцию муфельной печи. Для начала её вместительность примерно около 0,5 литра, такой объём как в обычной бутылке. Почему такой маленький объём, спросите Вы? Я предлагаю такую маленькую по объёму муфельную печь, так как для её изготовления Вам потребуется гораздо меньше расходного материала и весьма доступного. Данная маленькая печь имеет мощность не более одного киловатта, а нагревается до 1200 градусов при использовании простой нихромовой спирали, такой, которая используется на обычной электроплитке.

Необходимые материалы для изготовления муфельной печи своими руками

Чтобы максимально упростить технологию создания муфельной печи своими руками, я лично сам сделал их штуки 4-5 с разными литражами и соответственно с различной мощностью. Последняя 6 литровая печь, была мощностью 500ватт и потребляла 4 квт. Для нашей маленькой первой печи следует приготовить следующие материалы:

Асбест листовой примерно около 1 кв. метра, даже можно меньше. Затем асбестовую крошку, желательно, но можно просто настрогать лист или просто найти трубу, которая сделана из циркониевой керамики. Можно просто купить или кусочек выпросить, они бывают в энергосетях, нам требуется кусок длиной 15 сантиметров и диаметром внутри 5см. Будет ещё лучше, если найдете 6 или 7 сантиметров.

В обычной котельной, которые есть во дворах многоэтажных домов, попросите килограмм, а лучше два каолиновой глины и у них же пару стаканов мелкого шамота. Также у них бывает готовая масса, если получится добыть её, то будет очень хорошо, она не является дефицитом. Также спросите у работника котельной, может у них и асбест есть, не обязательно нужен новый.

Теперь необходимо найти подходящую жестяную банку, объёмом литров на 5-6, она будет играть роль корпуса печи. На данном этапе пожалуй всё. Затем готовим обмазку для муфеля. Разводим глину до состояния густоты, как у жидкого творога и добавляем в неё асбестовую крошку, примерно 4-5 частей от массы. Имеется в виду шамотной крошки или подсыпаете готовый шамот, чтобы получилась масса наподобие шпатлевки.

Данной массой в дальнейшем необходимо будет обмазать аккуратно нихромовую проволоку слоем 1-1,5 см. намотанную на муфель. Проволоку наматывать следует с натягом, предварительно отступив от края 1.5 — 2 см. Внимательно, не забудьте оставить выводы начала и конца обмотки сложенным вдвойне этим же проводом примерно сантиметров по 15. Витки не должны замыкаться между собой, используйте провод из меди такого же диаметра, наматывайте обмотку как бы в два провода, затем медный провод аккуратно уберёте, и получится обмотка с одинаковыми расстояниями между каждым витком.

Следующим этапом обмазываем всю обмотку каолиново-шамотно-асбестовой массой. Работу выполняйте аккуратно, не спешите, старайтесь выдерживать по возможности равную толщину слоя. Закончив обмазку, можно считать, что 70% работы уже сделано. Теперь оставьте на 3-5 дней всё это дело сушиться, где – нибудь в помещении.

После сушки, для полной уверенности, можно нашу печку просушить в обычной духовке. Конечно, можно высушить и другим способом, установим печь на любую теплоизолирующую подставку и подсоединим выводы нашей обмотки к ЛАТРу. Затем постепенно увеличиваем напряжение и вскоре будет хорошо видно, как от обмазки пойдет белый пар и муфель постепенно начнет разогреваться. Примерно через 2 часа он при определенном напряжении, в тёмном помещении должен начать понемногу светиться, таким темно вишневым цветом.

Когда мы поместим наш муфель в корпус с хорошей теплоизоляцией и включим печь на полную мощность, вот тогда внутри муфеля, от нагрева, цвет будет почти желтый. Да, кстати, чуть не забыл, не забудьте сделать дно муфеля из такой же массы.

Теперь необходимо установить готовый муфель, в специальный корпус, который состоит из железной банки, а также нужно подготовить специальные отверстия, для выводов с фарфоровыми трубчатыми изоляторами.

На дно корпуса муфельной печи, укладываем не большую стопку листов асбеста по форме дна, затем засыпаем их асбестовой крошкой. Толщина стопки, должна быть не менее 5 см., а слой крошки около 3см. Теперь точно по центру устанавливаем муфель, пропускаем выводы и продолжаем дальше засыпать асбестовую крошку и аккуратно утрамбовывать её между корпусом и муфелем. Старайтесь не повредить электрические выводы. Так набиваем до самого верха муфеля.

Следующим этапом, вырезаем вставку с отверстием под наружный диаметр нашего муфеля из листа асбеста и осторожно плотно закрываем засыпку из асбестовой крошки. Крышку ставим на место, а сверху прокладываем стопку асбестовых листов, толщина которых 3-4 см. и придавливаем любым предметом весом 3-5 кг., можно использовать чугунный утюг.

Теперь еще раз проверяем обмотку на замыкание с корпусом и подключаем к ЛАТРу или регулятору напряжения. Начинаем подавать напряжение с 60-80 вольт, ждём около одного часа, если ничего страшного не происходит, то каждые пол часа повышаем напряжение примерно на 30-40 вольт. Через 1 час 30 минут нужно заглянуть в печь и оценить обстановку. Таким образом, за 2-3 часа муфельная печь должна набрать температуру примерно 1000-1110 градусов. Больше давать не стоит, так как может перегореть спираль, при этом цвет в муфеле должен быть ярко желтый.

Вот и всё, муфельная печь своими руками готова. В конце хочу дать совет и за одно предупредить, лучше пусть печь дает предельную максимальную мощность при сетевом напряжении ниже 220вольт, а в наших розетках она почти всегда ниже. Желательно около 180-200вольт, тогда не возникнут проблемы с нагревом при пониженном напряжении в сети. Однако, если напряжение нормальное, то есть 220 вольт, то в этом случае у Вас есть плавная температурная регулировка.

tvoi-uvelirr.ru

Простой, надежный муфель для высокотемпературной печи

Самой сложной и ответственной частью высокотемпературной муфельной печи, является, собственно – муфель с нагревателем поверх него. Для изготовления муфеля печи применяют металлы и керамику. Металлы позволяют достичь в рабочем объеме печи особенно равномерного распределения температуры – в ряде случаев (например, отжиг стеклянных приборов) это весьма важно. Чаще применяют керамику.

Для специальных лабораторных печей, оперирующих малыми объемами веществ, часто применяют готовые керамические трубки, при этом остается только намотать и скрепить высокотемпературной обмазкой проволочный нагреватель. Снабдив миниатюрный муфель кожухом с теплоизоляцией, получаем готовую специальную печь. Для больших объемов рабочей камеры, умельцы в качестве муфеля используют керамическую трубку от мощного реостата. Изготовление печи аналогично. В более общем случае, муфель приходится изготавливать специально. Рождать, так сказать, в муках.

Действительно — самостоятельное изготовление керамического муфеля, как правило, вызывает затруднения – гончарное дело, просто только на первый взгляд и подразумевает множество нюансов и отработка технологии – дело длительное. Кроме того – высохший муфель требует обжига при высокой температуре, осуществить который, также, чаще всего затруднительно, тем более для муфелей, сколь ни будь существенных размеров.

Предлагаю «сухой» способ изготовления муфеля не требующий специального оборудования или навыков керамиста. Основная часть муфеля, представляет собой коробку из двух П-образных частей, каждая из которых выпилена из огнеупорного (шамотного) кирпича. Толщина стенки – около 10 мм. Преимущества способа очевидны – шамотный кирпич – фабричным способом выполненный огнеупор, прессованный, обожженный, все как положено по уставу. Теплопроводность шамота изрядная – много выше обычного глиняного кирпича, именно поэтому из него запрещено складывать печи – внешние стенки быстро и сильно разогреваются, печь становится пожароопасной. Шамот в отопительных дровяных печах применяется только для футеровки.

При использовании в качестве заготовки шамотного кирпича снимается целый пласт задач, связанных с керамикой, который, как правило, и встает камнем преткновения и могильной плитой задуманной конструкции. Резка же кирпича, УШМ с алмазным диском — навык куда более распространенный. В конце концов, можно потренироваться на дешевых глиняных кирпичах. Муфель получается вполне приличного размера – более 4л.

Что было использовано при работе.

Инструменты.
Главным героем этого действа, была безусловно — углошлифовальная машинка с алмазным диском, в народе – «болгарка». Сверление отверстия в шамоте (для термопары) – перфоратор в режиме сверления с обычным буром. Пригодился небольшой молоток. Обязательно использование защитных очков, желательно и наушников или берушей. Посуда для воды. Удлинитель (работы уличные).

Материалы
Три шамотных кирпича. Вода.

Итак.

В начале, следует сказать, что шамотный кирпич пилится существенно хуже глиняного, порой, со звоном и искрами. Очень помогает делу вода – при выпиливании держать рядом ведро воды с ковшиком и после всякого мелкого реза, поливать заготовку водой. Это кроме прочего, смывает пыль и кусочки шамота, что позволяет лучше видеть место работы. Но лучше всего, вымочить кирпич несколько суток в воде. Это на порядок облегчает обработку – шамот пилится почти так же легко, как глиняный кирпич, периодически поливать при этом место резов, также не повредит.

Мощность УШМ и соответственно – диаметр диска. С одной стороны – большая машинка позволяет орудовать большим диском, которым удобно делать глубокие пропилы. С другой – маленькая, с диском ø125мм, позволят кое-где работать одной рукой (не при глубоких резах), лучше контролировать инструмент при вероятном заклинивании диска. Но придется поизворачиваться. Да, помним, что «болгарка» — инструмент один из самых опасных – в отличии от остальных, он абсолютно не имеет упора и рассчитывать следует только на твердость рук и соответствующий навык – будьте осторожны. Да, обрабатываемый кирпич следует зафиксировать, хотя бы от горизонтальных поползновений, ну хотя бы несколькими реечками, приколоченными к рабочему столу.

Разметку можно делать как по сухому кирпичу, так и после вымачивания.

Привожу последовательность собственных действий, для инструмента с диаметром пильного диска – 125мм.

Несколько резов до середины кирпича на максимально возможную глубину. На расстоянии 5…7мм друг от друга. Пилить лучше так, чтобы линия разметки была снаружи. Кирпич переворачивается и действия повторяются.

После выполнения пропилов, заготовку-кирпич стоит промыть водой и приступать к удалению сердцевины. Орудовал рычагом – хорошо подошел ключ от УШМ, но можно и молотком. Ближайший к оставляемой стенке зубец, таким образом ломать не стоит – наружная стеночка немногим толще выламываемого, мало ли что, лучше осторожненько молоточком.

Вымываем обломки, осколки и пропиливаем второй ярус, таким же образом. Увы, корпус редуктора машинки не позволяет добраться до середины, ее приходится пластать косыми резами. Вот здесь, много пыли (а в вымоченном кирпиче – скорее грязи) и мелких обломков образуется при каждом резе, так что поливать водой приходится ежечасно.

После выбивания зубцов остается множество неровностей которые также следует выровнять, но не обычными резами,
а длинными боковыми движениями машинки, примерно так, чтобы работала боковая поверхность алмазного диска. Не забывать про воду.

Порядок, остались утолщения в углах, их пришлось выбирать несколько иначе, причем оказалось, что никак туда диском не забраться. Проблему решила замена изношенного диска новым – недостающих 5…7мм, в аккурат хватило.

После подобных экзерциций, выпилить донышко – пустяковая работа – из кирпича была выпилена пластинка толщиной около 20мм, по периметру ее сделана «четверть» глубиной 10мм. На эти 10мм, дно вставляется в корпус муфеля.

В дне было высверлено отверстие ø10 мм, для термопары. Как уже говорилось – твердосплавным сверлом (буром).

Здесь был применен состав для кладки огнеупорных кирпичей «Терракот».

Слой 12 мм без растрескивания, вероятно, позволит изготовить муфель из одного этого состава.

Разведенная водой смесь очень удобна в работе, приходилось применять ее для кладки шамотной футеровки в дровяной печи. Здесь же, на нее установлено дно муфеля, смесь применена также для обмазки нагревателя. П-образные половинки не склеивались – все равно будет трещина при нагревании-охлаждении, кроме того, половинки насмерть стягивались плотной намоткой проволочного нагревателя. В сущности, дно тоже было не обязательно клеить, достаточно плотной подгонки. Шов дна также впоследствии растрескался, а как же.

Выводы, замечания общего свойства

-Ну, в принципе, нет ничего невозможного, для человека с интеллектом.

Служебный роман.

Казавшееся страшным выпиливание, паче чаяний, оказалось вовсе не обременительным, а при тщательном вымачивании (несколько суток) кирпичей, и где то приятным занятием. Муфель получился, по меркам высокотемпературных печей вполне приличных размеров. При необходимости меньшего объема (специализированная печь, например для lampwork) можно взять один «швеллер», перекрыв его пластинкой.

Температура применения муфеля при использовании нагревателя из нихромовой проволоки – до 950°С, при применении фехралей – несколько выше. В последнем случае следует помнить, что контакт фехраля с асбестом не допустим.

В данном муфеле отсутствует специальная крышка – она будет выполнена из асбестового картона, на манер дверки миниатюрной печи.

Описанные выше работы электрическим инструментом с резкой-сверлением кирпичей, изрядно снижают его ресурс – абразивная пыль, коллекторные двигатели. Очень полезно после подобных работ, не полениться продуть дрели-болгарки сжатым воздухом, хоть даже и без разборки – через штатные проемы в корпусе.

На фото, муфель с нагревателем и асбестовой обмоткой, извлеченный для осмотра, после месячной эксплуатации.

Доставка новых самоделок на почту

Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

usamodelkina.ru

Муфельная печь — Википедия. Что такое Муфельная печь

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Нагретая электрическая муфельная печь с открытой дверцей

Му́фельная печь — нагревательное устройство, предназначенное для нагрева чего-либо до заданной, обычно высокой температуры. Название произошло от позднелатинского слова muffla — муфта, глиняный ящик^[1].

Главной особенностью этой печи является наличие так называемого муфеля — оболочки, защищающей нагреваемый материал или изделие при нагреве и являющегося главным рабочим пространством муфельной печи. Назначение муфеля — изолировать материал или изделие от контакта с топливом и продуктами его сгорания, в том числе газообразными.

Существуют муфельные печи со сменными в процессе работы муфелями и стационарной, не остужаемой в процессе работы нагревательной камерой. При их использовании в постоянно разогретую печь загружается муфель с порцией нагреваемого материала (садкой). После нагрева до заданной температуры и выдержки муфель извлекается из печи для охлаждения и использования содержимого и на его место устанавливается другой муфель.