Печь муфельная из ШВП (шамотно- волокнистой плиты)

Это описание бюджетной муфельной печи, построенной на основе шамотно- волокнистых плит производства Апрелевского завода теплоизделий. Это то, что называется дёшево и сердито. На весну 2015 года одна плита стоит 1670 руб. Но купить одну плиту не получится, продают коробками. В коробке 4 штуки. Поэтому исходить будем из этого количества.
 Размеры плиты 500х500х100 мм. Этот размер меня устраивает, поэтому исхожу из этого размера, хотя в продаже есть и более крупные типоразмеры. На этой страничке я буду описывать конструкцию самой муфельной печи, без блока управления. Потому как один регулятор температуры у меня применяется в нескольких печах, его описанию я уделю отдельную страничку. Вся конструкция будет плясать от размера плит, от наиболее оптимального раскроя этих плит, с учётом наименьшего отхода. Итак, с учётом исходного размера плит, получился муфель с внутренним объёмом 27 литров.

На этом рисунке схематически показано расположение плит ШВП, а также обрезков этих плит. Красным нарисованы габариты печи, то есть металлические стенки ящика. В одной клетке- 10 см. То есть полная плита на этом рисунке будет 5х5х1 клетка. Из 4 полных плит у нас получается:- дверь, потолок и обе боковые стенки. Задняя стенка и под (днище) печи сделаны из обрезков. Таким образом на всё хватило одной коробки плит.

Железо

Таким образом габариты корпуса печи будут:
 500 плита+ 4 мм две толщины железного листа+ 6 мм две толщины уголка 25х25. Итого 510 мм.
 Высоту с ножками выбирайте сами, исходя из своего роста.

На средней фотографии внизу стоит задняя крышка печи и заготовка дверцы. Обращаю внимание- глубина короба будет такая же, как и ширина и высота. Это потому, что сзади будет проветриваемая полость для коммутации силовой части питания нагревателей, а также слаботочной термопары.
Вся электроника управления печью будет находиться в отдельном корпусе, поэтому мне не приходится заботиться об охлаждении корпуса печи. В задней полости печи перфорация снизу, сверху, а также в задней крышке. Поэтому воздух свободно гуляет в этой полости и площадь площадок для подключения нихрома довольно большая и поэтому ставить вентиляторы для охлаждения нет необходимости.

Раскрой плит ШВП

Обработка плит ШВП не представляет никакой трудности. Можно это делать теми же инструментами, что и по дереву, и по металлу тем более.

    

На первом видео распил ШВП плит. Берутся две металлические направляющие и фиксируются на заранее размеченных линиях. Если есть сноровка, то можно просто придерживать рукой. На первом видео задача усложняется тем, что шамотная вставка в дверцу печи не с прямыми углами, а скошенная. Но прижав нижнюю направляющую к столу, а верхнюю удерживая рукой, можно справиться с этой задачей.

На втором видео показано фрезерование пазов в плите для укладки нагревателей. Чтобы показать как, я использовал обрезок плиты.

       

Следует учесть, что шамот сильно тупит инструмент, и если ножовочным полотном можно пренебречь, а вот борфрезу лучше использовать дешёвую. На фото показано, как сработалась копеечная фреза по дереву с рынка. При фрезеровке канавки не забывайте заглублять фрезу под углом, чтобы нагреватель не выпадал.

При разметке пазов под нагреватели следует учесть следующие соображения. Если при разметке пода нагреватели должны располагаться равномерно (правый рисунок), то при разметке боковин нагреватели следует сместить вниз, чтобы при прокалке, допустим, опок их нагрев происходил равномернее. Так как горячий воздух будет подниматься.
 Воздухообмен в муфеле будет происходить на естественной тяге. В низу дверцы и в потолке приварены обрезки нержавеющих труб на 3/4 дюйма. И дальше всё это монтируется в корпус. Корпус предварительно окрашивается термостойкой краской

  

Электрика

Здесь я не буду останавливаться на расчёте спиралей. Ранее я уже расписывал упрощённый расчёт нагревателей из нихрома и фехралей. Укажу только данные нагревателей именно для этой печи. Прежде всего, я сделал расчёт, когда все три нагревателя- правый, левый и под- подключаются параллельно. Это сделано специально. Если внезапно какая то спираль перегорит, то две оставшиеся закончат цикл прокалки по заданной программе. При последовательном включении одна оставшаяся не потянет.
 Данные нагревателей:
- правая, левая- Нихром 0,7 мм Длина 21,8 метров, R=62,4 ом, 775 ВА.
-под- Нихром 0,6 мм, 19 метров, R=73?9 ом, 654 ВА.
Итого=2204 ВА

 

На первом фото показана намотка спирали из нихрома.
 В дрель зажимается трубка подходящего диаметра. В данном случае бог послал мне краснометку диаметром 8 мм. Конец спирали крепится возле патрона. Если сноровки ещё нет, то рекомендую ручную дрель. Если есть опыт, то лучше электрическую.
После того, как спираль намотана, следует её растянуть на необходимую длину. Для этого есть одна хитрость. Берётся кусок кембрика подходящего диаметра, примерно равному диаметру вашей спирали. В данном случае бог послал мне силиконовую трубку диаметром 10 мм. Трубка укладывается в паз. и отмечается длина. Затем спираль равномерно растягивается за концы спирали до длинны, отмеченной на трубке. Не в коем случае не кусками, отрезками, а именно за концы. Иначе равномерности не будет, а назад сжать уже не получится. Затем спираль укладывается в пазы, а концы выводятся через заднюю стенку через просверленные отверстия.

Монтаж электрической части можно вести как вам удобнее, или как вы привыкли. Я, например, сделал таким образом, как на фото. Это, прежде всего, шины из нержавейки. Даже если они нагреются, всё равно не окислятся и будет хороший контакт. От алюминиевой рамы они изолированы при помощи керамических крепёжек, сделанных из прокладок мощных транзисторов. Можно использовать и керамику от старых розеток, именно так я подключил термопару к компенсационному проводу (на левой раме вверху). Перемычку можно было бы сделать и поменьше :o). Но просто такая уже была. Выводы нихрома оформил в муллитокремнезёмные трубки (МКР). Если у вас нет, не страшно. Используйте какие нибудь бусы от старого утюга. На худой конец керамические трубочки от резисторов, предохранителей. Просто нихром не любит контакта с мертелем на основе жидкого стекла, коим я замазал щели.

        

Хочу добавить, что лучше не скреплять детали футеровки никаким мертелем. Печи не любят жёсткого соединения. Лучше притёртые поверхности всухую. Если бы две стенки были не из отрезков, я так бы и сделал.

Дверца

Я сначала планировал прямоугольную дверцу. Но при вырезании проёма в передней стенке образовался кусок листового железа, который жаба не позволила выкинуть. Поэтому и дверь получилась под пирамидку.

    

Вставка из ШВП садилась на эту же мастику. Обработка плиты такая же лёгкая. На втором фото видно приточное отверстие с нержавеющей вставкой.

    

На первом фото дверная петля. У вас может не оказаться такой, как у меня. Ничего, пойдёт простая с рынка. Главное, сначала делается дверца, потом печь укладывается на спину, накладывается дверь, центруется, делается шаблон из бумаги или картона, по шаблону делается тяга, а уже потом приваривается к дверце. На втором фото традиционный запор. Веса шарика достаточно, чтобы поджимать дверь. Главное, без фанатизма.

Итого

Получаем муфель ёмкостью 27 литров, мощностью 2,2 кВА, температура свыше 900 (больше мне не надо). Управление общее на две печи. На фото под левой печью. Описание регулятора здесь. Достаточно воткнуть вилку нужной печи в розетку сзади блока управления. И термопару с соблюдением полярности к клеммам тоже сзади блока управления. Главное не забыть, какая печь кочегарит в данное время :O)