1 Сурет – Периодты әрекеттегі кедергілі пештер

Үздіксіз әрекеттегі электрлік кедергілі пештері (әдістемелік пештер).

Орныққан технологиялық үрдіс кезінде термиялық өңдеуде өнімділікті арттыру үшін үздіксіз әрекеттегі пештер қолданылады. Мұндай пештерде технологиялық үрдістердегі талап бойынша тәуелділік берілген температурада қыздырылатын бұйымдарды ғана емес, сонымен қатар осы температурада шыдамдылықты және суытуды жүргізуге болады. Бұл кезде пештерді белгілі бір шарттарға байланысты технологиялық үрдістерді өткізуге болатын және бірнеше аймақтан тұратын етіп жасайды.

Конвейерлі пеш – бөлшектерді алмастырудағы көлденең конвейерлі үздіксіз әрекеттегі пеш (2 суретті қара).

1- жылулық оқшауланған қорап; 2 – жүктелетін терезе; 3 – қыздырылатын бұйым;

4 – қыздырылатын бөлшектер; 5 – конвейер.

2 Сурет

Бұл пештер арнайы қозғалтқыштармен қозғалысқа келетін, өзара екі білікпен тартылған конвейер – төсемді пеш екенін көрсетеді. Қыздырылатын бұйымдары конвейерге төселіп және пештің жұмыс кеңістігінде осы конвейер арқылы қозғалады. Конвейер түгелдей пеш камерасына орналастырылады және суымайды. Бірақ конвейердің білігі өте қиын жағдайда болады және сумен салқындатуды талап етеді. Сондықтан жиі конвейердің ұшын пеш шегінен шығарады. Конвейерлі қыздырылатын пештер негізінен 1200 К дейінгі температурада ұсақ бөлшектермен салыстырып қыздыру үшін қолданылады.

Жоғары температура үшін (1400 К жоғары) – бөлшектерді жұмыс кеңістігі жаңына итеріп ауыстыру үшін үздіксіз әрекеттегі итеруші пештері (3 суретті қара) қолданылады. Олар ұсақ, сонымен қатар ірі бөлшектерді қыздыру үшін пайдаланылады. Осындай пештердің түбіне отқа төзімді материалдан жасалған пісірілген немесе арнайы табандық құйылған қозғалмалы қыздырғыш бұйымдарына құбыр, рельс және шығыршық тәрізді бағыттаушылар орнатылады.

Итеруші пештер табандықсыз жасалған, дұрыс пішінді дайындамаларды қыздыруға арналған. Сонымен бірге, қыздырылатын бұйымдарды пешке тікелей тығыз бағыттаушыға орналастырады.

1 – жетек механизмі бар итергіш; 2 – қыздырылатын бұйымдар; 3 – жылулық оқшауланған қорап; 4 – қыздырылатын бөлшектер; 5 – пеш түбі; 6 – шынықтырушы астау.

3 Сурет

Тартып өңдейтін электрлік пеш – қыздырылатын камера арқылы сымдарды, орамдарды немесе таспаны қыздыруға арналған үздіксіз әрекеттегі пеш. Ол өзін қыздырылатын бұйымдар арқылы өтетін қыздырғыштары бар муфель ретінде көрсетеді (4 суретті қараңыз).

1 – жылулық оқшауланған қорап; 2 – қыздырғыш;3 – муфель; 4 – қыздырылатын бұйымдар.

4 Сурет

Жұмыс температурасы 1500 К болатын пештер металлды муфельмен, ал аса жоғары температурада – керамикалық муфелмен жабдықталған. 1600 К температурадағы пештердің үстіне молибенді қыздырғыш оралған көп арналы алундты муфелмен жабдықталады.

Тартып өңдейтін пештерде қыздырудың аралас әдісі қолданылады; тікелей – контактілі жетекті шығыршық және жанама – қыздырғыш көмегі арқылы. Тікелей қыздыру орындалмаған кезде, жанама қыздыру үрдістердің басы мен соңында термиялық өңдеуді қамтасыз етеді.

5 дәріс

Қыздырғыш элементтер

1. Қыздырғыш материалын таңдаудың шарттары.

2. Қыздырғыштар дайындауға жұмсалатын материалдар.

3. Электрлік жылыту және электрлік қыздыру қондырғылары. Электрлік кептіргіштер.

4. Құбырларды, бетондарды және топырақты қыздыруға арналған қондырғылар.

Қазіргі таңда керамикалық қыздырғыштар жасау кең өріс алып келеді. Осылайша ішінде кейбір керамикалық материалдар қолданылған пештер ойлап табылды және олар жоғары температурада қомақты электрөткізгіштікке ие болады. Осы ретте ең жақсы көрсеткіш алынған, құрамында 4% кальций тотығы немесе 6% иттрий тотығы бар цирконий тотығы. Қыздырғыштар U-формасына ие және диаметрі 16÷40 мм цилиндрлі жұмыс камерасында 2000°С температураны ұстап тұрады.Мұндай қыздырғыштардың жұмыс істеу мерзімі бірнеше мың сағатты құрайды.

Белгілі бір температурада өзінің кедергісін күрт жоғарылататын төментемпературалы өзін-өзі шектегіш қыздырғыш элемент жасалды. Бұл электрқыздырғыштары бойлық токөткізгіш мыс шиналарынан тұратын жалпақ лента түріндегі термопластикалық полимерлерден жасалады. Полимерлі лентаға графит молекуласы кіреді. Қыздырылған кезде полимер кеңейеді және белгіл бір температуралық облыста кедергіні бірнеше есе жоғарылатып графит молекулалары арасындағы байланысты үзеді. Полимер суытылған кезде графит молекулалары арасындағы электрөткізгіштік қалпына келеді.

Майда бөлшектердің тез және біркелкі қыздырылуы үшін жылубөлгіш элементі ерітілген тұздар немесе оңай ерігіш қышқылдар болып табылатын қондырғылар қолданылады.

Төменгі температуралы электрқыздырғыштың қондырғылары

Төменгі температуралы қыздырғыштың қолданылу облысы өте кең:

- сырлау, қанықтыру, лактаудан кейін өнімді кептіру үшін;

- кеме трюмдарын кептіру үшін, құрылыс жұмыстары кезінде бөлмелерді жылыту үшін және т.б.;

- әртүрлі технологиялық процесстер кезінде ауаны және газды қыздыру үшін;

- технологиялық труба желісін қыздыру үшін;

- бетонды қыздыру үшін;

- жыныстарды қыздыру үшін;

- сұйық, пластикалық, қоймалжың материалдары бар ыдыстарды және де қатты денелер – пресстерді, штамптарды және т.б. материалдарды қыздыру үшін қажет.

Өнімдерді кептіру және ауаны қыздыруға арналған қондырғылар.

Өнімдерді кептіруге арналған қондырғылардың көбісінде энергияны конвекциямен үйлесім табатын (конвекциялы-радиациялық типті қондырғылар) сәуле арқылы жібереді. Әсіресе 600°С-дан жоғары температурада қыздырылатын денедегі жылулық сәулелену процесі өте әсерлі өтеді. Алайда, кей жағдайларда мысалы, лактелетін жабындыларды кептіргенде, қыздыру процесі төменгі температураларда (300-400°С) және инфрақызыл қыздыру принципі бойынша өткен жөн. Өйткені, мұндай температурада cәулеленетін толқын ұзындығы үшін жабынды қабықша түссіз келеді, сәулелену беткі қабатындағы жабындыны қыздырады. Жылу берілу беткі қабаттан жабындыға жылуөткізгіштік арқылы беріледі. Мұндай қыздырудың бірізділігі кептіруді анағұрлым тездетеді. Одан бөлек, өте жоғары температураларда сыртқы қабаттың күйіп кетуі әсерінен оның астына буланып үлгермеген ылғал немесе басқа да ұшқыш бөлшектердің пайда болуының салдарынан, жабындының сыртқы қабатының бұзылуына әкеп соғады.

Әр түрлі беттерді кептіретін қондырғы ретінде арнайы сәулеленетін панелдер қолданылады. Оларда қыздырғыш ретінде трубкалы элементтер, әр түрлі лампалар немесе керамикалық трубкаға оралған нихромды спиральдар. Негізінен қыздырғыыштың сыртқы жағынан жылулық сәулеленудің металлдық шағылыстырғыштары орналастырылады.

Сәулелік панелдер мен рефлекторлар бөлмелерді жылыту үшін қолданылады. Дәл осы мақсатта шынайы конвекциялы әртүрлі электрқыздырғыштары да, сонымен қатар еденнің астына төселіп немесе ғимараттың басқа бір бөлігіне орналастырылып, бойындағы өтетін электр тогы арқылы қыздырылатын электр кабельдері де қолданылады.

Технологиялық қондырғыларда ауаны немесе газды қыздыру үшін және бөлмелерді жылыту үшін, мәжбүрлі газ конвекциясы бар аппарат – электрокалориферлер қолданылады. Оларда жылу көзі ретінде өзі арқылы газ үрленетін трубаның ішінде орналасқан нихромды спираль сым немесе электр тогы арқылы қыздырылатын трубаның өзі қолданылады.

Трубаларды, бетонды қыздыруға және басқада мақсаттарға

арналған қондырғылар

Сұйықтық ағысын қыздыру үшін арнайы электрлі қыздырғыш труба желілері қолданылады. Труба желілерін қыздыруға арналған элементтер қалыңдығы 5 мм-ге дейінгі жалпақ, тұйықталмаған металл сақиналардан тұрады. Осындай екі сақина арасында – қалыңдығы 1 мм миканитті жолаққа оралған және екі жағынан қалыңдығы 0,5мм болатын миканитті жолақшамен оқшауланған, ішкі және сыртқы қыздырғыш орналақан. Элемент қыздырылатын бетке жақсы жататын жалпақ сақиналардан тұрады. Тұйықталудың алдын алу үшін қыздырғыштың байланыструшылары керамикалық қалпақтармен қапталған.

Электр энергиясы арқылы бетонды да қыздыруға болады. Бетонды қыздырудың ең көп тараған рационалды схемасы ол оның массасы арқылы электр тогын өткізу. Массаға электр тогын енгізу үшін әр түрлі электродтар пайдаланылады. Оларды арматурлы (d=6-10мм) немесе жолақты болаттан жасауға болады. Электродтар ішкі - яғни бетонның ішіне салынатын, тігілетін- опалубканың бетіне бекітілетіледі немесе қорғаныс бөліктің сыртқы бетіне, жүзетін – бетонның ашық бетіне салынатын болып бөлінеді. Негізінен электродтарды группалармен орналастыру, яғни қорек көзіне бір емес бірнеше электродтар қосылатын орналастыру әдісі қолданылады.

Токты тура өткізу арқылы жүзеге асатын электрқыздыру жынысты еріту үшін қолданылады. Жынысты еріту сыртқы бөліктен бастап жыныстың суық қабатына дейін немесе керісінше бағытта – қатып қалған тереңдіктегі суық қабатынан сыртқы бөлігіне қарай.

Бірінші жағдайда электрқыздыру үшін көлденең немесе тік салыстырмалы қысқа электродтар қолданылады. Қатып қалған жыныс – нашар жолсерік, сондықтан қыздырудың басында оның бетіне опилкалар салынады, мысалға, жеңіл электролит сіңірілген. Жыныстың жоғарғы бөлігі қыздырылғаннан кейін жылу бөле байстайды. Қыздырудың шамасына қарай барған сайын көп бөлігі еріп жылулық тізбекке қосылады.

Жынысты қатқан түбіне дейін еріту үшін тік тереңдік электродтарын қолданған әлдеқайда экономиялық жағынан тиімді. Электродтарды қатып тұрған қабаттың 15-20 см-ге дейін қағады. Қыздырудың басында қатып тұрған бөлік арқылы ток өтіп, оны қыздырып ерітеді.Ток өтіп жатқан қима біртіндеп кеңейіп қатқан жыныстың тізбектелген еруі басталады. Электродтарды жынысқа шахматты реттілікпен кіргізіп үш топқа арнайы үшфазалы тоққа қосу үшін бөледі. Электродтар ара қашықтығы әдетте 220 кернеуде 0,5м ал 380 кернеуде 0,7 м. соңғы жағдайда электродтар саны екі есеге азаяды.

Электродтың диаметрін оның ұзындығы мен жыныстын қаттылығына байланысты 12 мен 19 мм арасында таңдалады. Төменгі бөлігінің ұшын ұштайды ал жоғарғы бөлігінен 3-4мм иаметрлі тесік жасап мыс сым өткізіп бір жағынан оны электродқа дәнекерлесе, екінші жағынан желіге қосады. Жылытудың ұзақтығы ерітілетін қабаттың қалындығы мен жыныстың ылғалдылығына байланысыты. Қату қтереңдігі 1,5 м, ылғалдылығы 18 м, және кернеу 220 В болған саздауыт жыныстарда жылыту уақыты 16 сағат.

Суды жылытуға арналған электротермикалық құрал – бойлерлерде электр тоғын тікелей су арқылы өткізу және ішіне орналасқан ТЭНдер арқылы жүзекеге асады. Бойлер цилиндрлі болат ыдыс болып келеді. Жоғарғы қақпағында стерженьді электродтар мен оларға сәйкесінше түтікшелі антиэлектродтар орналасқан. Олардың арасында шынытестолитті цилиндрлер бар. Қазандықпен берілетін қуат мөлшерін цилиндрдің электродтар мен антиэлектродтарға қатысы арқылы өзгертеді.

Бойлердің номиналды жұмыс істеу тәртібі суды 3000 Ом*см 20 С-та жылытуға негізделген. Біріккен электрқарсылықтың номиналды мәнін алу үшін жүйеге тұз ерітіндісін қосу арқылы немесе дистильденген су қосу арқылы жүзеге асады. Бойлер басқа да электрқарсылықты суда жұмыс істей береді, бірақ, беткі тығыздықтың қатты көбеюінен және газдың түзілуінен сақтану үшін оның үлкендігі 1000-5000 Ом*см аралығында болуы керек. Шығын судың температурасы автоматты түрде датчик арқылы бақыланып тұрады.

6 дәріс

Индукциялық қыздыру қондырғылары

6.1 Индукциялық пештердің түрлері

6.2 Индукциялық қыздыру қондырғысының қоректендіру көзі

Дәрістің мазмұны:

- индукциялық қыздыру қондырғыларын оқып, үйрену.

Дәрістің мақсаты:

- индукциялық қыздыру қондырғыларымен танысу.

Денеде өтетін индукциялық қыздыру электрмагниттік энергияны жұтуға, құйын тоқтарын тудыруға, денені Джоул-Ленц заңы бойынша қыздыруға негізделген.

Индукциялық қалқымалы пештер құрылымының ерекшелігі бойынша екі түрге бөлінеді: арналы және тигельді (оқбақырлы). Осы пештердің құрылымы белгілі мөлшерде олардың электрлік параметрлерін, энергетикалық мінездемелерін және технологиялық мүмкіншіліктерін анықтайды.

Индукциялық арналы пештер.

Бұл пештердің арнасы металлмен балқытылған, қысқа тұйықталған орамы трансформатордың екіншілік орамасы болып табылады, онда пешке келетін электрлік энергияның 90-95% жұтылады. Арналы пештер электр технологиялық мінездемелері бойынша жүктеменің екіншілік орама ұзындығы күштік трансформатордың тарамдалған орамасына сәйкес. Индукциялық арналы пештердің (ИАП) принциптік сұлбасы 5 суретте көрсетілген. Негізгі магнит ағыны Ф₁ өтетін магнитөткізгіштің М бір оқтаушасында ағынның ыдырауын азайту мақсатында бірінші ретті w₁ және екінші ретті w₂ орамаларын орналастырады.