Який хомутовий нагрівач замовити в циліндри ТПА

Щороку у світі виробляється близько півмільярда тонн пластикових виробів. Литєве виробництво пластмас широко використовує термопластавтомати – високопродуктивне обладнання безперервного циклу для формування різноманітних виробів методом інжекційного пресування розплавленої полімерної сировини.

Ключовим технологічним вузлом ТПА є екструдерний блок, що включає в себе один або кілька пластифікуючих циліндрів, що нагріваються. Для рівномірного, гнучко регульованого підігріву циліндрів до заданих температур плавлення матеріалів, що переробляються (від 150 до 400°С) використовуються спеціальні електронагрівачі хомутового типу резистивної дії.

Пристрій та принцип роботи

Хомутовий електронагрівник є кільцевим термоелементом, що складається з двох напівсфер. Він вмонтований у корпус хомута, що закріплюється на циліндрі термопластавтомату. Нагрівання здійснюється контактним (резистивним) способом, при якому струм проходить через провідники. Спочатку нагріваються ТЕНи, потім вони передають тепло елементу. Хомут із нагрівальним елементом кріпиться на циліндр за допомогою затяжного пристрою, забезпечуючи щільний контакт із поверхнею для ефективної теплопередачі.

Термопластавтомати широко використовуються для виготовлення виробів методом лиття під тиском:

• термічних пластиків (поліетилен, поліпропілен, ПВХ, полістирол);
• термоеластопластів (TPU, TPE);
• фтореластомірів;
• силіконів.

Продукція знаходить застосування в таких галузях, як авто- та суднобудування, медицина, харчова індустрія, предмети побутового використання тощо

Конструктивні особливості та матеріали виготовлення

Розробка конструкції хомутових електронагрівачів ведеться з урахуванням геометричних параметрів циліндрів конкретних моделей ТПА та технічних вимог підприємств-виробників.

1. Хомутовий нагрівач із ТЕНами. Це термічні пристрої, запресовані в ізолюючі втулки і рівномірно розподілені по внутрішній поверхні металевого хомута циліндричної або напівциліндричної форми. Забезпечує гнучке налаштування потужності за рахунок використання різної кількості ТЕНів. Простий у виготовленні та обслуговуванні.
2. Хомутовий нагрівач з ніхромовими плоскими елементами. У цій конструкції всередині хомута рівномірно розміщені нагрівальні пластини з листового ніхрому або ніхромового сплаву. Стійок до корозії, забезпечує інтенсивне нагрівання циліндра по довжині.
3. Аналог із керамічними нагрівачами. Усередині металевого корпусу хомута рівномірно розподілені керамічні електронагрівачі-циліндри з вбудованим нагрівальним резистивним елементом. Забезпечує дуже швидке нагрівання при компактних розмірах. Витримує температури понад +1000°С. Картину псує досить висока вартість.
4. Гнучкий хомутовий нагрівач. Є згинальною нагрівальною стрічкою, вбудованою в кевларовий кожух. Легко огинає циліндри різних розмірів та конфігурацій. Зручний за нестандартних геометричних параметрів ТПА. Має високу механічну міцність і довгий термін служби.

З огляду на високу термічну здатність, тривалий період експлуатації, рівномірність нагрівання, доступну вартість, найчастіше в «Інтмакс» замовляють хомутові вироби з електричним способом нагріву.

Який замовити хомутовий ТЕН з урахуванням температури нагріву

При підборі нагрівачів враховують декілька параметрів.

1. Технічні характеристики ТПА: габарити, конструкція, потужність приводів, що визначає розміри та конструкцію самих нагрівачів.
2. Особливості матеріалу, що переробляється: пластмаса, гума, метал. Від цього залежить робочі термопоказники.
3. Потрібні температурні режими: температура плавлення, в'язкість розплаву і т.д. Це впливає на потужність та швидкість нагрівання.
4. Геометрія поверхонь, що нагріваються: діаметр шнека, форма сопла, розмір бічної поверхні. Це важливо для забезпечення рівномірного нагрівання.

Ключовим параметром при виборі є потужність нагрівачів. Вона визначається з розрахунку 100-120 Вт/см² площі циліндра, що нагрівається.

Діапазон робочих температур повинен відповідати необхідним температурним режимам. Правильно встановлена швидкість нагрівання забезпечує необхідну продуктивність ТПА. На якість готової продукції впливає точність та тривалість підтримки потрібної температури. ККД ТЕНу підвищуватиметься при економічній витраті енергії.

Зважаючи на вищезазначені показники, вдається роботу ТПА зробити продуктивною та стабільною.

Автоматичне регулювання температури нагрівання циліндрів

Для забезпечення стабільності технологічного процесу виробництва товарів на основі термопластичних полімерів дуже важливим є точне регулювання температури нагріву циліндрів.

У сучасних системах управління технологічними лініями з виробництва полімерних плівок та волокон використовується автоматичне регулювання температури нагріву циліндрів на основі наступних параметрів.

1. Температура стінок циліндра. Вимірюється термопарами, інфрачервоними датчиками, встановленими вздовж циліндра. Дозволяє визначити поточний показник температури.
2. Обсяг сировини, що подається. Визначається витратомірами на вході в екструдер. Дозволяє коригувати потужність нагріву за зміни продуктивності обладнання.
3. Тиск розплаву полімеру. Контролюється датчиками тиску на вхідному та кінцевому ділянці циліндра. Підвищення тиску може свідчити про неповне плавлення полімеру.
4. В'язкість розплаву. Визначається по моменту, що крутить, на шнеку екструдера. Характеризує рівень плавлення полімеру.

На підставі показань цих датчиків регулятори в режимі реального часу коригують потужність хомутових нагрівальних елементів для підтримки заданого температурного профілю по довжині циліндра. Це дозволяє оперативно компенсувати теплові втрати та запобігати перегріву/недогріву розплаву.

Система автоматичного регулювання може включати як аналогові ПІД-регулятори, так і сучасні цифрові регулятори на базі промислових контролерів або ПЛК. Цифрові регулятори забезпечують високу точність та стабільність температури по всій довжині циліндра.

Застосування автоматичного регулювання температури циліндрів дозволяє мінімізувати брак продукції, підвищити енергоефективність процесу та якість виробів, що випускаються.

Монтаж хомутових електронагрівачів

При встановленні хомутових ТЕНів на циліндричну поверхню ТПА виконують підготовку посадкових поверхонь. Сюди входить якісне очищення від бруду, знежирення, перевірка якості антикорозійного захисту. Нагрівальний елемент встановлюється у суворій відповідності до інструкції заводу-виробника ТПА. Обов'язково проводиться контроль зазору між хомутом та циліндром. Виконується фіксація хомута затяжними болтами з величиною затиску, вказаною в інструкції. Потім потрібно підключення хомута до системи живлення та керування ТПА. Укладання та маркування кабелів.

Після завершення програмування та калібрування датчиків ТЕНу робиться термічна настройка та пробний запуск по нагріванню циліндра. Перевіряють дані щодо підвищення температури та охолодження системи, виявляються можливі витоки, здійснюється підтяжка з'єднань.

Тим, хто знаходиться в пошуку необхідних нагрівальних елементів для ТПА, рекомендується звернутися до компанії «Інтмакс». Виробник виготовить необхідні хомутові ТЕНи з огляду на фактичні показники виробництва.