Муфельные печи: режимы и принцип работы

Муфельные печи: режимы и принцип работы

20.12.2021
Муфельная печь представляет собой устройство, обеспечивающее равномерность прогрева веществ до значительных температур. Конструктивные особенности муфеля позволяют надежно отделить нагреваемое изделие от продуктов горения, образующихся в процессе работы оборудования.

Для муфельных печей предусматривается разделение на группы, различаемые:

  • источником нагрева;
  • режимом термической обработки;
  • конструктивными особенностями.
  • Существующие модели муфельных печей в качестве источника энергии могут использовать электроэнергию или природный газ.

По режимам обработки существует три возможных варианта:

  • в атмосферных условиях;
  • в газовой среде;
  • в вакууме.

В зависимости от конструкции встречаются следующие доступные варианты:

  • с верхней загрузкой образцов;
  • с горизонтальной завалкой;
  • колпаковые;
  • трубчатые.

Разделение предусматривается и по максимальному температурному режиму:

  • низкотемпературные (max 500 градусов);
  • среднетемпературные (max 900 градусов);
  • высокотемпературные (max 1400 градусов);
  • сверх высокотемпературные (max 2000 градусов).
Допустимый температурный режим основной критерий, оказывающий итоговое влияние на ценник муфельной печи. Чем большие температуры способна поддерживать модель, тем дороже за нее предстоит заплатить.

Муфельные печиСреди сильных сторон оборудования равномерность прогрева материалов по всей площади и исключение негативного воздействия на них продуктами, образующимися в процессе горения. Кроме того, сам муфель легко снимается для выполнения ремонта или замены в случае возникновения поломок, что положительно сказывается на ремонтопригодности печей, позволяет снизить сроки их простоя и стоимости восстановления.

Вместе с этим недостатком муфеля является длительный нагрев, что приводит к повышенному расходу электроэнергии (газа) и не позволяет проводить операции, связанные с быстрым прогревом исследуемого образца.

Принципы работы муфеля


Основным элементом любой муфельной печи выступает сам муфель. Материалом его изготовления в большинстве случаев является керамика. Для работы с химически агрессивной средой встречаются муфели из корунда, но их стоимость существенно выше, а никаких преимуществ при работе с обычными материалами нет.

Для нагрева муфеля вокруг него обустраивается нагревательный элемент, чаще всего металлическая проволока. С наружной стороны она покрывается тонким слоем керамики и дополнительно теплоизолируется. Корпус печи изготавливается из стали. Толщины листа в 1,5-2мм вполне достаточно, чтобы обеспечить ей необходимую прочность, надежность и защиту от механических повреждений.

Такая конструкция предусматривает размещение нагревательных элементов вне пределов муфеля, что ограничивает максимальную температуру нагрева величинами в 1100-1150 градусов. Для достижения более высоких температур используется особая технология, когда нагревательные элементы размещают в стенках самого муфеля, используя для этого особый волокнистый материал. В этом случае имеется возможность прогревать внутреннее пространство до 1750 градусов, но обратной стороной такого нагрева является недолговечность волокна, разрушающегося под внешним термическим и химическим (испарения изучаемых материалов) воздействием.

Печи на газовом топливе менее мобильные, более опасные в эксплуатации, но они обладают перед электрическими моделями преимуществами по максимальной рабочей температуре. Конструктивно может предусматриваться вентиляция, позволяющая максимально равномерно распределять по внутреннему объему нагретую рабочую среду, гарантируя идентичность температур на каждом участке. В отдельных случаях предусматривается принудительная вытяжка, позволяющая отводить газы и иные продукты сгорания топлива (газовые модели).

Сфера применения печей


Сегодня область применения муфельных печей обширна, но наибольшее распространение они приобрели при термической обработке металлов. С ее помощью можно проводить обжиг, закаливать детали, придавать им поверхностям эффект старения.

Среди других направлений использования подобных печей:

  • обжиг керамической продукции в процессе ее производства;
  • озоление веществ (трансформация в золу) для последующего изучения;
  • кремация биологических существ;
  • пробирный анализ при выделении из пород драгоценных металлов;
  • сушка – удаление влаги под действием нагрева материалов;
  • стерилизация предметов путем уничтожения бактерий и микроорганизмов.

Муфельные печиПотребность в термической обработке металлов возможна в различных целях, поэтому на рынке можно встретить лабораторные и промышленные модели муфельных печей, а также максимально простые и компактные образцы для бытового использования. Последние используют для закалки ножей и других небольших по размерам предметов. Лабораторные модели адаптированы для разнообразных исследований, в то время как промышленные наделены максимальной производительностью и емкостью рабочей камеры.

Модели для бытового использования в большинстве случаев рассчитаны на невысокие температуры и имеют ограниченные возможности управления (в первую очередь автоматического), поэтому они не в состоянии заменить печи, предназначенные для оснащения лабораторий или производственных помещений.

Печи, используемые в процессе обработки металлов, предусматривают особый набор технических характеристик. Первоочередно это касается высоких теплоизоляционных свойств, получаемых за счет многослойной структуры с огнеупорным кирпичом, керамикой и внешним металлическим корпусом. Дно печи необходимо выстилать карбидокремниевыми плитами с наличием второго дна, предназначенного для механической защиты нагревательных элементов от повреждений при перемещении печи. Повышенные требования предъявляются и к качеству нагревательных элементов, способных выдерживать длительную температуру до 1400 градусов.

Лабораторные муфельные печи позволяют проводить опыты и исследования с самыми разнообразными материалами, включая моделирование различных ситуаций.

Печи, приспособленные для работы с керамикой и стеклом, обладают пределом нагрева до 1300 градусов. Их особенностью является наличие терморегулятора, обеспечивающего плавность нагрева и остывания без резких скачков, что необходимо для обеспечения должного качества производимых изделий. Востребованы подобные средства термической обработки в мастерских, занимающихся изготовлением различных гончарных изделий, в первую очередь декоративных.

В некоторых случаях печи для обжига обладают конструкцией со съемными ТЭНами, что повышает удобство проведения ремонта, позволяет провести их замену без необходимости покупки новой печи целиком. Стоимость ремонта при этом при этом снижается многократно.

Вариативность печей для обжига сегодня крайне велика. Они могут между собой различаться не только формой и типом загрузки материалов (верхняя, горизонтальная - передняя), но и объемом рабочей камеры муфеля. У наиболее компактных моделей он составляет 1-2 литра, а самые крупные рассчитаны на 200 литров. Такая вариативность упрощает возможность подбора оптимальной модели печи для каждого конкретного пользователя с учетом его индивидуальных потребностей и финансовых возможностей.

Мини-печи, обладающие объемом не более 2 литров, востребованы при работе с драгоценными металлами и в стоматологии при изготовлении зубных протезов и коронок. Больший объем для данных сфер применения является излишним.

Муфельные печи российского производства


Муфельные печиНа сегодня на рынке представлены не только импортные модели, но и образцы муфельных печей отечественного происхождения. Они могут иметь горизонтальную или вертикальную загрузку, различный объем и конструктивные особенности, при этом такие печи представляют собой качественное и надежное нагревательное оборудование. За счет такой вариативности всегда есть возможность подобрать оптимальный вариант.

Существует вариант даже собрать печь своими руками, но по своим характеристикам она будет существенно уступать моделям заводского изготовления. Такие изделия подойдут для выполнения отдельных операций в быту, но не более.

Компания UED выступает поставщиком лабораторного оборудования на российском рынке с 2013-го года, предоставляя возможность в числе прочей продукции приобрести муфельные печи различных типов и объемов рабочей камеры.

Вся представленная в продаже продукция отвечает существующим стандартам, имея сертификаты качества. Привлекательные цены и возможность доставки в любой из российских регионов и страны СНГ делает покупку в компании UED выгодным и удобным решением.

Специалисты компании всегда помогут с подбором оптимальной муфельной печи в соответствии с требованиями заказчика, организуют доставку, проконсультируют по любым вопросам, связанным с эксплуатацией и обслуживанием оборудования.