Кільцеві нагрівачі, що мають повітряне охолодження

Щоб створити оперативне нагрівання, а після досягнення потрібного значення швидке зниження температури, на металевому обладнанні циліндричної форми застосовують кільцеві нагрівачі з повітряним охолодженням. В систему входять нагрівач хомутового типу, ізолятор із кераміки (міканіту), кожух із металу, вентилятор. Комутаційні висновки дозволяють здійснити різні типи підключень.

ТЕНи застосовуються для виготовлення пластикової тари, пакувальних матеріалів, протягування листового термопласту. Їх застосовують на соплових ділянках, грануляторах, екструдерах, термопластавтоматах.

Не тільки нагрівання

Прийнято вважати, що внаслідок роботи ТЕНів теплова енергія акумулюється. Є ще одна причина, що формує надмірний термічний потенціал.

Коли шнек екструдера входить у роботу, його лопаті з великим зусиллям переміщають в'язкі маси напівфабрикату. Коли матеріал просувається до фільєрів, з'являється тертя пластикового концентрату про внутрішню частину обладнання. Зсувні сили нагрівають продукт, що проштовхується, підвищуючи його температуру. А тим часом зверху йде подача енергії за допомогою струму. Термічний надлишок небезпечний випалом сировинної маси, тому температуру доводиться контролювати за допомогою охолодження.

Особливості функціоналу

В порівнянні зі звичайними кільцевими ТЕНами вентилятор допомагає стабілізувати терморежим при збільшенні температури та необхідності швидкого охолодження поверхонь. Це попереджає перегрів деталей та подальший їхній вихід з ладу. Примусове обдування виконується тільки для циліндричних поверхонь.

• Завдяки наявності термодатчика технологічний процес здійснюється з економною витратою електроенергії.
• Процес виготовлення пластикових виробів відбувається у заданому тепловому режимі.
• Підвищення та скидання температури відбувається автоматично, без втручання людини.
• Зріблення підвищує швидкість виконання процесів, а кожух та вентилятор нормалізують виробничі параметри.

Різновид ТЕНів хомутових з вентилятором

Робочі показники залежать від матеріалу ізолятора.

№	З чого зроблено	Гранична температура, ℃	Максимальне значення питомої потужності, Вт/см2
1	Керамічний	+700	9
2	Міканітовий	+350	4
3	Алюмінієвий литий	+500	2

Керамічні беруть участь у високотемпературних циклах. Вони швидко нагріваються та вміють заощаджувати енергію. Завжди задіяні разом із термопарою.

Міканітові встановлюють там, де необхідне застосування тонких ТЕНів. У матеріалі можна робити наскрізні отвори. Не слід цим зловживати, щоб зберегти проектний потенціал поверхні, що гріє.

Алюмінієві литі служать довше за інших ТЕНів. Моделі з ребра оперативно нагрівають циліндри досить швидко відводять тепло при подачі повітря.

Нагрівачі виготовлені з пари напівкілець, щоб було зручно вдягати на обладнання. Місце фіксації піддається температурному, вібраційному впливу, тому після завершення виробничого циклу потрібно перевіряти надійність з'єднань. Нещільне примикання небезпечне різницею температур на поверхні обладнання, що спричиняє недотримання правильного режиму виготовлення продукції та появи шлюбу.

Чим охолоджувати циліндричні контури

Коли термопара показує, що температура на поверхні обладнання досягла встановленої межі, потрібно оперативно виконати відключення нагрівача та активувати обдув вентилятором.

Існує дві моделі зниження температури.

1. За допомогою води, що подається трубками.
2. Подачею потужного струменя холодного повітря.

Рідинне охолодження

Трубки відливаються, коли встановлюються в алюмінієві литі ТЕНи. В інших випадках вони знаходяться в пазах циліндра. Для подачі води потрібен насос, що охолоджує чилер. Нагнітання води створює умови для її циркуляції. Чиллер нейтралізує зайву теплову енергію, щоб вода не закипала від контактування через тонкі труби з екструдером. Переміщення води допускається за відкритим чи закритим контуром. Як ТЕН вибирають литий алюміній.

Повітряне охолодження

Вентилятор, що прикріплюється до кожуха, термопара для циліндра, датчик перевірки температури для нагрівача і ТЕН створюють систему скидання температури. Такий варіант на 100-150% дешевший, ніж організація системи водяного охолодження. Тут використовують керамічні та міканітові нагрівачі.

Порівняння двох моделей терморегуляції

Спочатку при виробництві пластмас температуру розплаву коригували тільки ТЕНи з литого алюмінію. Було багато факторів, які не до кінця влаштовували, але альтернативних методів не було. Перерахуємо їх по порядку.

• Установка займає більше часу, ніж ТЕНи з вентилятором.
•  Для розміщення всіх складових потрібно виділяти чимало місця.
•  Втрати носія в контурі.
•  Не найточніше вимірювання температури.
•  Високі витрати під час застосування.
•  Поява тріщин на трубках подачі носія, забивання соляними відкладеннями, періодична необхідність заміни складових системи.

Порівняння вартості

Для повітряної системи виготовлені ТЕН, вентилятор з кожухом, ребра, що охолоджують. Для водяної версії знадобиться литий нагрівач, а з дорожчих компонентів – чилер, помпа, водопровідні комунікації.

Енергетичні витрати

Щоб при технологічному процесі рідина повноцінно виконувала свої функції, потрібна постійна робота насоса (інакше вона перегріється та закипить, що внесе незворотні зміни у виготовлення пластикової продукції). У середньому витрати відрізняються на 10-80% (при виробництві поліетилену низької густини вони нижчі, ніж для звичайного ПЕТ). Є й фактичні докази: для охолодження поверхні екструдера діаметром 3,5 дюйми при подачі повітря енергії витрачається майже на 25% менше, ніж за водного зниження температури.

Місце під встановлення

Для теплообмінника, водяного насоса, водопідведення потрібна окрема площа. У невеликих цехах це може стати проблемою.

Сервісні роботи

Трубки вимагають очищення, адже всередині накопичуються мінеральні відкладення, пил. Рекомендується застосовувати дистильовану воду, але не кожен виробник прислухається до слушних порад. А якщо відбудеться закупорка каналів, то відразу вийдуть з ладу ТЕНи, а пізніше – – перегріється екструдер. Вентилятору очисні роботи не потрібні.

Якісне, рівномірне та надійне охолодження

Водяний контур не зможе забезпечити рівномірність температур на технологічному обладнанні: на початку шнека нижчий показник, а ближче до кінця – більш високий. Тому характеристики готового продукту будуть нижчими, ніж при вентильованому охолодженні. Хоча і в цій схемі спостерігаються деякі відхилення від 100% контролю температури на ділянках, але вони набагато нижчі і нечисленні.

Що, крім вентилятора, допомагає кращому відводу тепла в ТЕНах з повітряним охолодженням

У корпусі заховані спеціальні ребристі платівки-"їжачки". Їх завдання полягає у відборі акумульованого тепла та відведення його від екструдера (іншого циліндричного обладнання). Розташовують вставки між ТЕНами, виробляють різного діаметра, ширини та товщини. Матеріалом для виготовлення є мідь, латунь або алюміній.

Найдешевшим є Al. У процесі підвищення температури він на 25% швидше спрацьовує, ніж латунь. А мідь на 35% обганяє за швидкістю нагрівання сталь. Аналогічні показники спостерігаються і під час остигання ребер.

При термічному значенні нагріву, що дорівнює +300…+350℃ радимо замовити алюмінієві ребра: вийде недорого та ефективно. Металеві охолоджувальні «помічники» функціонують за температури не більше +450℃.

Розбір складових

Розглянемо докладніше елементи конструкції з повітряним охолодженням. Системи відрізняються універсальністю та широким підбором компонентів за геометричними розмірами.

• Довгий час як нагрівачі застосовували бронзу, мідь і латунь. Але надто висока вартість та значна маса зробили їх малопридатними після застосування алюмінієвих виробів. Також було запропоновано ще одне рішення – міканітові та керамічні ТЕНи.

Легші за вагою міканітові нагрівачі не мають теплоізоляційного шару. Для заміни запропоновано сталевий кожух із листового металу, який оптимізує нагрівання/охолодження екструдера. Поруч встановлюється вентилятор, який нагнітає повітря у бік кожуха. Після завершення обдування повітря виводиться з-під кожуха.

• Кільцеві керамічні ТЕНи також виробляють у полегшеному вигляді, без ізоляції. Зовнішня частина складається з листа з перфорацією для швидкого здійснення терморегуляції. Керамічна стрічка накривається кожухом, до якого приєднано вентилятор.
• Кожух, представлений у вигляді двох стулок зі сталі, розбиває вузьконаправлений потік повітря, що вентилюється, який потім потрапляє і на ТЕН, і на циліндр. Фіксація фланцями дозволяє якісно встановити на кожух двигун вентилятора.
• Вентилятори відцентрового типу доповнені ґратами. Це блокує потрапляння всередину сторонніх включень, які можуть пошкодити лопаті. Слід вибирати правильну відстань від пристрою нагнітання до циліндра з ТЕНом. Вентилятор кріплять в одній точці: подвійне кріплення спричинить швидку поломку. Монтаж робиться на видувному фланці, кронштейні двигуна або проміжному фланці.

Методи підключення кільцевих ТЕНів

Розроблено різні типи активації нагрівачів із резистивними елементами.

• Металевий струмопровідний болт з гайками. Зручний тим, що розміщується з будь-якого боку нагрівача у радіальному чи тангенціальному напрямку.
• Керамічна колодка на ніжці. Кріпиться по осі або аналогічно болтовому типу. Проводи підключення з нікелевим провідником закриті бусами. Після встановлення потребує акуратної експлуатації.
• Колодка з керамічного матеріалу, поміщена у зовнішній металевий кожух. Привід розташовується в щільному обплетенні, що унеможливлює його перетирання в зоні контакту.
• Провід у силіконовому оснащенні, що витримує діапазон температур +250+600℃. Активний кінець монтується у товщину ТЕНу.
• Допускається використання іншого типу підключення, замовленого клієнтом.
• Керамічна коробка з П-подібною ніжкою. Вимагає періодичної перевірки щільності контакту та обережного використання після монтажу.
• 2-х- та 3-хконтактні елементи підключення. Розміщуються у будь-якому напрямку, не допускають появи короткого замикання.

Правильність підключення кільцевого нагрівача

Коли тепловий пристрій правильно змонтований, він без зазорів прилягає до обладнання. Якщо ви не впевнені, що інсталяція зроблена правильно, ознайомтеся з вказаним нижче алгоритмом дій.

• Від'єднайте електричне підключення, прокладене від мережі до ТЕНу.
• Перевірте, які значення потужності та напруги струму вказані на етикетці (вигравіровані на нагрівачі).
• Зробіть виміри опору. Залежно від типу підключення виберіть дві клеми або пару проводів.
• Отримані значення запишіть і порівняйте з тими, які можна знайти за формулою:

R = U : W, де

R – опір;

U – напруга;

W – потужність.

•  Заміряйте омметром фактичні дані.

Дані останнього виміру не повинні перевищувати розрахункові характеристики на 5% або бути нижчими, ніж на 10%.

Intmax: виробник лінійки товарів для організації теплових процесів

Замовити кільцеві тени з повітряним охолодженням радимо у виробника. «Інтмакс» спеціалізується з випуску нагрівачів різного типу. Виконуємо розрахунок, виготовлення продукції з прив'язкою » до реальних виробничих умов.

У нас ви зможете купити на замовлення кільцеві ТЕНи з вентиляторами на обладнання, що випускає пластикову продукцію. Телефонуйте менеджерам, щоб надіслати вихідні дані, після чого ми приступимо до проектування необхідних деталей.