29.07.2020
Патронные ТЭНы – промышленные электронагреватели, выполненные в форме цилиндра, поэтому их также называют пальчиковыми нагревателями. Их устанавливают в специальные отверстия, при этом нагрев выполняется по всей площади. Стандартные размеры патронных ТЭНов: диаметр – от 4 мм и далее, длина – 50-1300 мм. К преимуществам устройств данного типа относят: экономичность, различные варианты подключения, наличие термопары (опционально), различные типы исполнения и конфигурации, поддержание заданных температурных режимов.
Основные виды
Существует Г-образные (ТЭПНГ) патронные ТЭНы, ключевая особенность которых – загнутая форма под прямым углом. Применяют в составе оборудования по переработке пластмасс и полимеров.
Пальчиковые ТЭНы также могут иметь нестандартные форму и размеры, изготавливаться по эскизам заказчика.
Особенности выбора нагревателя для монтажа
Процедура замера ТЭНа патронного типа выполняется последовательно, как указано ниже:
- Достичь температуры, до которой требуется выполнять обогрев.
- Рассчитать мощность, необходимую для достижения заданной температуры.
- Выбрать оптимальные значения длины и диаметра нагревательного элемента с учетом площади обогрева.
- Определить число нагревательных элементов, способных обеспечить равномерный нагрев. Определить мощность каждого нагревателя как частное от деления общей мощности на расчетное число нагревателей.
- Рассчитать удельную мощность по формуле: Q/3,14*d*l, где Q – мощность, d – диаметр, l – длина.
- Рассчитать посадку как разницу между наименьшим внешним диаметром ТЭНа и максимального внутреннего диаметра отверстия для установки.
- В случае чрезмерной удельной мощности, рекомендуют увеличить плотность посадки элементов, увеличить/уменьшить число нагревателей, снизить мощность (повлияет на время запуска).
Процесс монтажа
Посадочное отверстие должно быть таким, чтобы нагревательный элемент устанавливался с небольшим натягом (не должен свободно помещаться в отверстие). Но не стоит забывать, что есть стандарт - прямые по монтажу. Все наши нагреватели имеют допуск 0.01-0.05 мм чтобы максимально плотно их установить в канал.
Некоторые части нагревателя не рассчитаны на высокие температуры. Например, провод выдерживает нагрев до 350 °С. Для конструкций, в которых возможен нагрев провода свыше 250 °С, рекомендуют вариант исполнения СВ с керамическими бусами на никелевой проволоке.
Более высокая удельная мощность ТЭНа обусловлена вариантом установки, при котором тепловая энергия снимается с его поверхности быстрее. Если элемент установлен так, что часть его корпуса находится снаружи, для снятия излишков тепловой энергии можно использовать воздух из окружающей среды. Однако, металл обладает более высокими теплопроводными свойствами, чем воздушная среда.
Поэтому, при таком монтаже срок эксплуатации ТЭНа значительно сокращается. Если вариант установки нагревателя предусматривает расположение части его корпуса вне установочного отверстия, следует убедиться в том, что эта часть корпуса была определена как необогреваемая зона в процессе оформления заказа.
Демонтаж
Выемку нагревательного элемента можно выполнять при помощи специального стержня, диаметр которого должен быть близким к диаметру ТЭНа.
Стержень используют в случае, если нагревательный элемент установлен с натягом (плотно сидит в установочном отверстии). Использование стержня слишком малого диаметра может привести к повреждению нагревательного элемента в процессе демонтажа.
Причины поломок и способы продления эксплуатационного срока
ТЭНы патронного типа могут быстро выходить из строя по следующим причинам:
- Загрязнение, чаще всего жидкостями и твердыми материалами. Если защитить нагреватель от загрязнителей не представляется возможным, рекомендуют выбрать вариант конфигурации с проводом защищенного типа. Если в качестве загрязнителя выступает жидкая среда, следует выбрать нагреватель с меньшим напряжением, чтобы снизить риск короткого замыкания.
- Повреждение провода от теплового воздействия. Устранить проблему можно двумя способами: снижением мощности или повышением напряжения.
- Механическое повреждение проводов движущимися частями установки, в составе которой используются ТЭНы. Решить проблему можно использованием нагревателей с обжатыми проводами вместо прессованных. Обжатые подключают изнутри, они способны выдерживать более высокие нагрузки на изгиб. Дополнительный вариант защиты – использование гибкого шланга из нержавеющего сплава.
- Несоответствие эксплуатационных параметров указанным в паспорте на изделие. Один из примеров неверной эксплуатации был описан выше, когда часть корпуса нагревательного элемента расположена снаружи. Чтобы избежать подобных проблем, необходимо четко указать холодную зону нагревателя в процессе оформления заказа.
- Чрезмерная мощность или напряжение. Между сроком эксплуатации и мощностью существует обратная взаимосвязь – чем меньше мощность, тем дольше будет служить нагревательный элемент. Необходимо найти компромисс между временем запуска и эксплуатационным сроком ТЭНа.
