Почему важно применение качественных кольцевых нагревателей для экструдеров?
Повышенная температура может привести не только к возникновению брака, но и к износу оборудования, а в некоторых случаях – к повреждению. Высокие температурные показатели провоцируют возникновение избыточного давления внутри ствола, что может стать причиной его разрыва. Для предотвращения подобной ситуации нужно предпринять следующие действия:
- установить разрывные диски на головке цилиндра, которые в случае превышения давления разорвутся и выполнят сброс избыточного давления;
- обязательный монтаж манометров, подключенных к системе сигнализации;
- применение нагревательных элементов с термопарой и функцией регулировки мощности.
Стоит отметить! При выборе конкретной модели обратите внимание на возможность установки нагревателей с круглыми ТЭНами с воздушным охлаждением. Применение этих элементов позволит в случае необходимости быстро снизить температуру цилиндра экструдера или теплопластавтомата.
Какие существуют виды кольцевых нагревателей?
Название этого типа промышленных ТЭН обусловлено формой исполнения их корпуса: он выполнен в виде кольца или полукольца в зависимости от конкретной модели и ее назначения. Это исполнение идеально подходит для установки на трубопроводах, оборудовании цилиндрической формы в условиях, когда требуется нагрев и строгое поддержание температурных значений транспортируемой среды.
Во всех кольцевых нагревателях в качестве источника тепловой энергии выступает спираль, изготовленная из хромоникелевого сплава. Преимущество этого материала кроется в способности выделять достаточное количество тепла даже под воздействием невысокого напряжения. Поэтому в каталоге есть модели устройств, работающих с низкими и высокими токами (от 12 до 380 В).
Несмотря на идентичный нагревательный элемент, кольцевые ТЭНы имеют разные технические характеристики, которые зависят от типа изоляционного материала:
- С миканитовым изолятором. Максимальная мощность этих моделей – 4 Вт на квадратный сантиметр. Даже на пределе своей производительности максимальная температура, которую способны выдать эти нагреватели, не превышает 350 градусов.
- С керамическим изолятором. Такие модели нагревателей обладают более высокой мощностью, которая достигает 9 Вт на сантиметр в квадрате. Максимальная температура нагрева – 500 градусов Цельсия. Представленное оборудование применяется в исключительных случаях, когда выдаваемой нагревателями с милаканитовым изолятором мощности недостаточно.
- Литые алюминиевые. Имеют наименьшую максимальную мощность – до 2 Вт. Однако за счет конструкции корпуса этот тип кольцевых нагревателей способен выдать температуру в 500 градусов.
Важно! Для избежания перегрева нагреваемого участка экструдера или термопластавтомата необходимо перед каждым пуском оборудования в работу проверить надежность креплений. Это обусловлено тем, что из-за периодического нагрева/охлаждения крепежные элементы могут ослабнуть. В результате нарушается плотность прижима нагревателя, провоцирующая неравномерный прогрев.
Какие есть способы охлаждения цилиндра?
В случае перегрева пластикового сырья или необходимости быстрого отключения экструдера нужно быстро охладить цилиндр рабочего агрегата. Для этого недостаточно просто отключить круглый ТЭН. Требуется наличие полноценной воздушной или жидкостной системы охлаждения.
В ассортименте компании «Электронагрев» есть хомутовые нагреватели с охладителем, которые, кроме датчика температуры ТЭНа, имеют термопару для контроля температуры цилиндра. При этом эта термопара подключена к воздуходувке, которая включается автоматически в соответствии с заданными параметрами.
Нагреватели с жидкостным охлаждением имеют в своей конструкции трубки, по которым перемещается теплоноситель. Они могут быть залиты в корпусе или представлять собой отдельный блок. Перемещение хладагента происходит по закрытому или открытому контору.
Обратите внимание! Охлаждение цилиндра экструдера или термопластавтомата должно осуществляться только в исключительных случаях. Если оборудование требует постоянной подачи холодного воздуха или циркуляции теплоносителя, это говорит о неправильном выборе конструкции шнека для конкретного состава сырья.
Почему мощность кольцевого нагревателя не столь важна?
Хомутовые нагреватели играют важную роль в работе экструдеров и теплопластавтоматов, однако здесь следует понимать, что она не настолько значима, как может показаться. Даже опытные инженеры и работники, которые непосредственно взаимодействуют с этим оборудованием, ошибочно возлагают на них большую ответственность за качество готового изделия.
На самом деле основные задачи, которые решают кольцевые нагреватели – поддержание необходимой температуры полимера при холодном пуске установки и ее повышение для решения тех или иных производственных задач. Поэтому наличие избыточной мощности не оказывает положительный результат на скорость производства или качество изделий.
Если подать избыточную мощность на нагреватели, это приведет к перегреву цилиндра. В результате расплавленный полимер потеряет требуемые физические свойства, а дальнейший перегрев может спровоцировать воспламенение.
При правильном выборе шнека и количества его оборотов необходимость дополнительного прогрева экструдера или термопластавтомата минимальна. Это обусловлено тем, что в процессе перемещения по цилиндру пластик поддается воздействию энергии сдвига, которая провоцирует повышение температуры вязкого полимера. На поддержание нормальной температуры экструдирования оказывает большее влияние правильность подбора шнека, чем нагревателей.
Какие конструктивные особенности кольцевого нагревателя?
За исключением латунных и алюминиевых моделей корпус хомутовых нагревателей изготовляется из химически устойчивых марок нержавеющей стали. Корпус обеспечивает надежную защиту ТЭНа и от негативного воздействия окружающей среды. Ведь кроме экструдеров и термопластавтоматов, эти устройства могут устанавливаться на участках трубопроводов, например, при транспортировке серной кислоты высокой концентрации, текучесть которой зависит от температуры окружающей среды. Для удобства эксплуатации на конкретном технологическом процессе корпус может иметь дополнительные пазы и отверстия под различные типы прижимных креплений.
Подключение к сети выполняется в виде резьбового стержня или гибкого кабеля под клеммное соединение проводов. Конкретный вариант исполнения зависит от мощности нагревателя и рабочего напряжения.
Отличительной особенностью устройств является использование в их конструкции специальных тканеподобных изоляторов. Они полностью исключают возникновение коротких замыканий и любой контакт между витками нагревательных элементов. Кроме этого, материал выполняет функцию теплообменника, который обеспечивает равномерную отдачу тепла от всех ТЭН.
Какие комплектующие поставляются с кольцевыми нагревателями для экструдеров?
По умолчанию комплект поставки хомутового нагревателя включает само устройство, элементы крепления, блок управления и контроля за температурой ТЭНы. Для выполнения простых задач, а также для технологических участков с небольшой производительностью, этого достаточно. Однако для крупных производителей или при постановке задачи максимальной автоматизации процесса формировки и экструдирования потребуется приобрести дополнительные компоненты.
- Термопары. Позволяют контролировать температуру цилиндра, расплава на разных этапах прохождения сырья. При подключении к средствам автоматизации они позволят поддерживать температурные показатели полимера в оптимальных значениях путем включения/отключения системы охлаждения или кольцевых нагревателей.
- Высокотемпературная проводка. Позволяет решить проблему подключения ТЭНа в условиях, когда возможен контакт проводки с оборудованием, находящимся под высокой температурой. Термоустойчивый кабель выдерживает нагрев до 450 градусов Цельсия.
- Термостойкие разъемы подключения. Представляют собой блоки, выполненные из нержавеющей стали, керамики или керамоорганической резины. В зависимости от модели, эти разъемы способны выдержать контакт с кольцевым нагревателем температурой от 100 до 500 градусов.
Требуется помощь в выборе хомутового нагревателя – свяжитесь с экспертами «Электронагрев» для бесплатной консультации. Компания является непосредственным производителем, поэтому вы можете заказать устройство по индивидуальному проекту, что гарантирует 100% совместимость с используемым экструдером или термополимеравтоматом.