Муфельная печь – это особый вид нагревательного оборудования, как правило, электрического. Внутри есть кожух, называемый муфелем и изолирующий рабочую область от нагревателей. Благодаря этому детали, подвергающиеся обработке, защищены от воздействия угарных газов. При наличии специальных навыков муфельная печь может быть сделана своими руками.
Сферы применения
Для отопления дома такое устройство не применяется. Его используют в разных направлениях производства и промышленности. Строение печи создает благоприятную среду для насыщения поверхности обрабатываемых изделий химическими элементами (к примеру, хромом или углеродом). Ее широко используют в обработке металла – для закалки деталей, состаривания, плавления, цианирования и иных операций. Также печь применяется для обжига керамической продукции и стерилизации медицинского инструментария.
Внутренняя камера устроена так, чтобы создавалась равномерность нагрева всей рабочей зоны. Благодаря этому все детали, подвергаемые обработке в один прием, находятся в одинаковых условиях. Но скоростную термообработку в этом устройстве реализовать трудно: нагрев до высоких температур происходит медленно.
Конструкция и принцип работы
Печка муфельная имеет внутри рабочую камеру. Пространство между ней и наружным кожухом наполнено теплоизолирующим материалом. Его качество влияет на эффективность работы печки и делает ее использование безопасным: кожух не перегревается, вследствие чего мастеру труднее обжечься. Муфель изготавливают из веществ, характеризующихся химической инертностью. В его камеру помещаются инструменты и изделия, подлежащие обработке.
Нагревательные элементы помещаются в стенках кожуха либо вне его, а их функционирование (температура и длительность действия) контролируется блоком регулировки. Принцип работы основан на передаче тепла от нагретой внутренней камеры зоне, где находятся обрабатываемые детали.
Кожух является сменной деталью: в печной корпус можно монтировать разные муфели для тех или иных типов операций. Они различаются между собой формой и типом загрузки:
- муфели, имеющие вид колпачка, устанавливаются в печь сверху;
- простые муфели загружаются сбоку;
- установка кожуха, выполненного в виде емкости, производится сверху (после нагревания его не отделяют от пода, в отличие от колпачкового варианта).
Материал муфеля зависит от того, для работы в каких условиях он предназначен. Изделия из корунда подходят для эксплуатации в химической среде, из огнеупорных волокон – в нейтральной. Конструкции из керамики инертны, поэтому их применяют в любых условиях и для разных процессов: плавления, обжига и других.
Разновидности муфельных печей
Печные конструкции выпускаются для использования в разных отраслях. Они различаются габаритами и техническими параметрами. Среди основных типов можно выделить следующие:
- Лабораторная муфельная печь используется для испытательных работ с материалами – разных форм термической обработки, проведения химических анализов. Поскольку для таких условий нужен высокоточный контроль температурных условий, оборудование снабжается программным блоком управления. Показатели нагрева у них начинаются от 1100 градусов.
- Ювелирная печь применяется для работы с драгоценными металлами. Прежде всего, в ней плавят сырье. Поскольку ювелиры работают с небольшими объемами металлов, сама печь тоже маленькая. Линейные габариты камеры у нее не превышают 20 см. Температурные показатели должны быть достаточными для плавления платины, серебра и других металлов.
- Стоматологическая печь применяется для сушки, нагревания и обжига, а также для стерилизации инструментов. Как и ювелирная, она имеет компактные размеры.
- Печи для использования в промышленности, напротив, имеют крупные габариты. Часто такие агрегаты имеют много вспомогательных функций и способны выдерживать очень высокие температуры – 1500 градусов и выше. Однако эксплуатация при значениях выше 1800 градусов способствует ускорению выхода нагревательного элемента из строя.
- Учебная муфельная печь для обжига и закалки обычно имеет невысокие показатели нагрева (до 1100 градусов) и компактные габариты.
Печки бывают простыми в использовании и управлении и сложными. Во втором случае оператор может работать с агрегатом, управляя им через компьютер. Нагревание может осуществляться в воздухе, вакууме или специальном газу (восстановительные, гелий, водород и пр.).
Как выбрать подходящую печь
При приобретении печки необходимо обращать внимание на целевые параметры. Для решения каждой категории задач требуется создание определенных условий в камере.
Допустимые нагрузки и режимы температур
Питание агрегатов невысокой мощности (5 кВт и менее) реализуется через обычную бытовую сеть 220 В. Если показатель составляет 6 кВт или больше, для его функционирования требуется трехфазная сеть 380 В. Для питания любой печки нужна выделенная линия, снабженная средствами автоматической защиты, закупленными специально под нее.
Печи с невысокими показателями нагрева (до 900 градусов) хорошо подходят для обжига керамических изделий. Модели с рабочими значениями 1100-1600 градусов обычно используются на производстве и в лабораториях.
Функциональность
В это понятие входят метод загрузки сырья, размеры печки и ее масса, а также имеющиеся специальные функции, связанные с особенностями управления температурой. Все эти параметры должны подходить требованиям процесса, в котором будет задействован агрегат.
Спираль для нагрева и рабочий объем камеры
Витки спирали имеют диаметр 5-10 мм и делаются из проволоки сечением 2,5-4 мм. Монтируют нагревательный элемент в канавах, имеющихся на стенках, и закрепляют трубками из керамики. Стандартный объем камеры – 10-30 л. У печей, предназначенных для работы с керамикой, он больше и достигает 200 л.
