Характерный элемент электронагревателя открытого типа цоколь фарфоровый изолятор открытая спираль

Обновлено: 07.05.2024

Многие промышленные системы требуют нагрева как части производственного процесса. В пластмассовой промышленности нагреватели являются ключевым ингредиентом для поддержания температуры расплавленного пластика. Пластик течет через основание пресс-формы, литниковое сопло, коллектор, в головку штампа или через цилиндр для литья под давлением. Без тепла ни форма, ни машина бесполезны.

Обогреватель следует рассматривать с самого начала, поскольку он является неотъемлемой частью всей системы. Доступно множество конфигураций нагревателя. Однако, если смотреть на нагреватель с точки зрения изоляции, в промышленности доступны три распространенных типа нагревателей: слюдяные, керамические и с минеральной изоляцией.

Какой тип обогревателя вам нужен?

При выборе типа обогревателя необходимо понимать рабочие характеристики и ограничения каждого типа обогревателя. Геометрия детали, требования к температуре и времени нагрева обычно определяют тип используемого нагревателя.

Каждый из трех типов обогревателей имеет отличительные характеристики. Уникальный материал, который отличает эти нагреватели, - это внутренняя изоляция, которая обеспечивает необходимую диэлектрическую прочность, пока тэн нагревает деталь. Изоляция каждого нагревателя играет важную роль в определении срока службы и производительности нагревателя.

Миканит

Миканит в основном добывается из палеозойских пород и встречается во многих регионах мира, включая Индию, юг Африки и Россию, а также на американских континентах. Слюда используется в таких приборах, как тостеры и микроволновые печи, а также в кольцевых и пллоских нагревателях. Слюда относится к категории силикатов алюминия, что означает, что химически они содержат кремнезем (SiO4). Изоляционный материал, используемый в нагревателях слюды, обладает превосходными физическими характеристиками, такими как термические, механические, электрические и химические свойства. Существует два основных типа слюды: (1) мусковит, который содержит большое количество калия, способствующий сильным механическим свойствам, и (2) флогопит, содержащий различные уровни магния, что позволяет ему выдерживать более высокие температуры, чем мусковит.

Слюда имеет уникальную особенность: можно получать очень тонкие чешуйки постоянной толщины. Он проводит небольшое количество тепла, особенно перпендикулярно его слоям. Кроме того, он негорючий и не выделяет паров. С точки зрения нагрева слюда является отличным вариантом из-за ее устойчивости к эрозии и искрению, а также ее диэлектрической прочности. Кроме того, слюда устойчива к воздействию химикатов и воды, а также обладает отличной прочностью на сжатие. Миканит также выдерживает напряжения изгиба благодаря своей высокой эластичности.

Хотя некоторые типы слюды могут выдерживать температуры, превышающие 1000 ° C, температура слюды не должна превышать 400 ° C при использовании в сборке нагревателя. Когда температура превышает этот уровень, в связующем начинается разрушение и происходит ослабление электрической прочности изоляции.

Эти особенности важны, поскольку кольцевой миканитовый нагреватель из слюды изгибается под перпендикулярным давлением, образуя определенный диаметр. Типичный слюдяной хомутовый нагреватель имеет толщину примерно 3 мм и может иметь различную геометрию и определенные особенности, такие как отверстия и вырезы. Универсальность его конструкции хорошо подходит для многих сфер применения и различного оборудования.

Самым большим недостатком миканитовых нагревателей является максимальная температура оболочки 350 ° C. Растет число процессов, требующих более высоких температур, чем могут предложить миканитовые нагреватели.

Керамика

Стеатит - это тип керамики, состоящий в основном из оксида алюминия (Al2O3), кремнезема (SiO2) и оксида магния (MgO). Стеатит образуется, когда эти материалы смешиваются в правильной пропорции и обжигаются при определенной температуре. L-3 и L-5 - самые распространенные марки стеатита. L-3 используется в большинстве областей применения. Однако L-5 рекомендуется там, где критичны низкие электрические потери. Керамика формируется с использованием отраслевых методов обработки, и ее можно легко обрабатывать на станке или спекать по форме в различные конструкции.

Керамические кольцевые нагреватели рассчитаны на работу при температуре до 500ºC. Такой уровень производительности является прямым результатом отличных изоляционных свойств керамических сегментов нагревателей. Костяшки работают вместе, как шар в колене или локте, чтобы создать диаметр нагревателя. К сожалению, прочность керамики также является ее слабостью, поскольку она накапливает тепло, выделяемое проводом элемента, что затрудняет контроль температуры нагревателя. Это может привести к появлению ненужного перегрева, особенно на ранних стадиях процесса производства пластика.

Минеральная изоляция

Обогреватели с минеральной изоляцией доминируют на рынке в отношении общих характеристик нагревателя. Нагреватели с минеральной изоляцией состоят из оксида магния, известного как MgO, который представляет собой оксид металлического магния. Оксид магния или минеральная изоляция представляет собой мелкозернистый порошок в сыпучем виде. Он расположен между резистивным элементом и оболочкой нагревателя. Во многих нагревателях с минеральной изоляцией MgO спрессован в тонкий твердый слой. Спрессованный MgO обеспечивает отличную теплопроводность и большую диэлектрическую прочность.

MgO имеет верхний предел полезной температуры более 1000 ° C. Обычно это никогда не достигается, потому что резистивная проволока из нихрома нагревателя имеет гораздо более низкую рабочую температуру, около 800 ° C. Как показывает практика, температура патронного ТЭНа с минеральной изоляцией не должна превышать 760 ° C. Способность тонкого слоя изоляции противостоять прохождению тока, но при этом обеспечивать быструю теплопередачу, создает эффективный нагреватель.

Патронный нагреватель с минеральной изоляцией обеспечивает быстрый нагрев и охлаждение. Уплотненная изоляция также обеспечивает более высокую удельную мощность, что позволяет нагревателю быстрее нагревать деталь, что означает сокращение брака при запуске машины. ТЭН с минеральной изоляцией очень чувствителен к точному регулированию температуры благодаря своей малой массе. Меньшая тепловая задержка и минимальное превышение температуры приводят к более быстрому запуску и сокращению времени цикла. Другими нагревателями, в которых используется минеральная изоляция, являются трубчатые электрические ТЭНы, кабельные и гибкие формируемые нагреватели.

Вывод

Выбор подходящего нагревателя для области применения важен, особенно при эксплуатации при повышенных температурах. Когда важны такие характеристики, как температура, производительность и эффективность, разбивка этих типов изоляционных материалов поможет покупателю выбрать правильный нагреватель для своего применения.

Компания Термоэлемент производит промышленные нагреватели с разными типами изоляции, которые подойдут для любого оборудования с электронагревом. Звоните нам прямо сейчас по телефону и получите бесплатную консультацию от наших специалистов прямо сейчас.

Резистивные нагреватели широко используют в различных промышленных сферах, где необходим нагрев труб, горячеканальных систем, литьевого оборудования, экструдеров, пресс-форм и мн. др. Множество различных типов нагревателей могут иметь отличия по форме, параметрам, способу установки, диапазону температурной подачи и материалов изготовления. Неизменным элементом в любом виде электронагревателя резистивного типа является проволока высокого сопротивления. В качестве изоляционного материала зачастую используются миканит, керамика либо периклаз. Некоторые устройства могут эксплуатироваться без корпусной основы, у других же в качестве наружной оболочки могут применяться нержавеющая сталь, алюминий, латунь, керамика. Для подключения к электросети могут использоваться различные варианты выводов, основной характеристикой которых должна быть высокая термостойкость.

Электрические проводники для промышленных нагревателей

Электрический проводник является основой любого резистивного нагревательного элемента. Передавая электрическую энергию, проводник нагревается до высоких тепловых значений, поэтому его характеристики должны включать устойчивость к чрезмерным температурам. Электрический проводник не должен утрачивать свои свойства и поддаваться распаду от воздействия высокой термической нагрузки. Обычно в качестве элемента для промышленных нагревателей, который преобразует ток в тепло, используется резистивная нихромовая проволока.

Изоляционный слой

В качестве внутренней термоизоляции для электронагревателей используются миканит, керамика и в случае патронных ТЭНов — периклаз (сыпкий материал с высокими показателями теплопроводности). Миканитовый изолятор представляет собой материал многослойной композиции, который изготавливается путем чередования смоляных клеящих листов слюды. Клееный миканит подвергается сушке под высоким давлением. На выходе изделие прочное, устойчивое к изгибу, не расслаивается, не крошится и обладает определенной твердостью. Такой изолятор не впитывает влагу из окружающей среды. Часто в качестве прокладочного материала используют миканит, способный выдерживать температуру до 180 градусов Цельсия. Но есть и способы его производства, благодаря которым такой материал может легко переносить температуру до 750 градусов Цельсия, и именно этот материал используется в качестве изолятора для промышленных обогревателей. Термостойкие миканиты изготавливаются из разных составов, например: флогопитовый миканит способен выдерживать нагрузку до 750 градусов, а материал другого состава, например мусковит - до 500 градусов Цельсия.

Керамическая изоляция является одним из самых надежных и качественных видов изоляции, используемых в промышленности. Керамика изготавливается методом высокотемпературного нагрева и отлита из прессованного порошка. Обычно для производства используют смесь традиционного глиняного порошка и другие природные минералы. Независимо от типа керамики, производственные процессы всегда одинаковы.

Преимущества керамической изоляции:

Хорошая переносимость экстремально высоких температур;
Высокий уровень прочности;
Отличные диэлектрические характеристики;
Длительный срок службы;
Стабильные физические показатели в экстремальных условиях труда и многое другое.

Керамическая изоляция обычно используется в блоке предохранителей низкого напряжения, в трубках и корпусах предохранителей, в промышленных нагревателях, в патронах и цоколях ламп и т.д.

Материал корпуса электронагревателя

Плоские ТЭНы могут иметь керамический и металлический корпус или состоять из миканитовой оболочки. В случае кольцевых нагревательных элементов в качестве корпуса обычно используется керамика или металл. Существует много других типов нагревателей, в которых используются похожие типы корпусов, имеющих очень разные варианты исполнения. Внешняя оболочка промышленного нагревателя во многом определяет его эксплуатационные возможности.

Корпус из нержавеющей стали является наиболее популярным типом материала для приборов нагрева. Он отлично выдерживает механические нагрузки, обладает высокой устойчивостью к коррозии и характеризуется хорошей теплопроводностью. Такие обогреватели служат долго, они удобны и просты в установке, а крепления отличаются отличной надежностью.

Керамические корпуса могут одновременно выполнять функции электрического изолятора и корпуса промышленного нагревателя. Керамика очень термостойкая и достаточно долговечная. Такой материал имеет много преимуществ в том виде, что он не проводит электрический ток, не поддается коррозии, не наносит вреда окружающей среде и обладает хорошей прочностью. Керамические корпуса могут выдерживать температуру до 1000 градусов по Цельсию без физических и химических изменений.

Заказать промышленные нагреватели для любого типа оборудования по индивидуальной сборке можно у компании «Полимернагрев». Оформляйте заявку на сайте, и мы свяжемся с вами через несколько минут. На основе ваших требований будет выполнен точный чертеж, по которому мы изготовим самые надежные устройства для нагрева. Доставка осуществляется по всей территории России.

Под каждый тип промышленного оборудования используются определенные виды нагревателей. Конструкция машины и требования к температуре нагрева определяют вид нагревательного прибора. Корпуса нагревателей могут изготавливаться из различных материалов, которые обладают термической стойкостью и высокой тепловой проводимостью. Сопротивление нагревателя обеспечивает токопроводящий элемент, по которому после подключения к сети проходит электричество.

Конструкция нагревательного прибора и рабочие характеристики определяют тип электронагревателя. На сегодняшний день в промышленности и быте используют:

Открытые нагреватели (нагревающая спираль);

Нагреватели с герметичной конструкцией.

Открытые нагреватели

Открытые нагреватели не имеют корпуса и состоят из резистивной спиральной проволоки. Помещают их в специально отведенные канавки оборудования с изоляцией. Крепление осуществляется с помощью кронштейнов. Теплоотдача происходит конвекционным путем или методом излучения. Выработка тепла после подключения осуществляется достаточно быстро, схема нагревательного элемента не выделяется особой сложностью и по цене они недорогие. Немаловажным преимуществом есть то, что открытые нагреватели легко ремонтировать. Но, стоит отметить, что они не безопасны в эксплуатации и не имеют защиты от замыканий и механических ударов.

К открытым нагревателям относятся:

Открытые миканитовые элементы нагрева; ; ЭНы для электропечей отжига;
Проволочные нагреватели.

Негерметичные нагреватели

Устройство негерметичного нагревателя имеет изоляционную защиту. Относятся такие нагреватели к подвиду закрытых элементов. В качестве теплового проводника применены резистивные ленты или спирали. В качестве изолятора зачастую используют бусы из керамики. Бусы защищают нагревательный элемент от соприкосновений с объектом, поддающимся нагреванию, но не обеспечивают защиту от контакта с воздухом. Данная конструкция нагревателя не выделяется сложностью при сборке, но является надежной в эксплуатации. Существуют негерметичные нагреватели, которые размещают в кожухи из металла наполненные порошковым изолятором. Это более надежный вариант негерметичного нагревателя, но он дольше выходит на заданные температуры.

К негерметичным нагревателям относятся:

Герметичные нагреватели

Герметичные электронагреватели имеют полностью закрытую конструкцию и могут подавать температуры разными способами: конвекционным; теплопроводным, излучением. В таком варианте изготавливают трубчатые элементы нагрева (ТЭН). В их состав входят нагревательная спираль, корпус из тонкого металла и изоляционный наполнитель. Изоляцией наполняют пространство между резистивной спиралью и оболочкой нагревателя. Для контакта в стержни встроены клеммы.

В герметичном варианте производят следующие устройства нагрева:

Герметичные нагреватели применяют на многих промышленных установках, так как они обладают высокой безопасностью, служат длительный период, хорошо справляются с высокотемпературным беспрерывным рабочим процессом и могут применяться в агрессивной среде.

Несмотря на положительные качества одних нагревателей и недостатки других все они предназначены для выполнения определенных функций. В то время как герметичные нагреватели способны качественно выполнять свои задачи в агрессивных средах, некоторые элементы нагрева открытого типа подают более высокотемпературный нагрев. Если устройство нагрева используется не по своим техническим возможностям, оно будет часто выходить из строя. Выбирая нагреватель, опирайтесь на условия его установки, значения температурной подачи, скорость набора температуры и индивидуальные факторы работы.

Заказать любой тип электронагревателя по индивидуальному чертежу от компании «Полимернагрев» можно прямо сейчас воспользовавшись контактной информацией на сайте. Вся изготавливаемая нами продукция соответствует европейским стандартам и адаптирована под отечественного потребителя.

Электронагреватели, применяемые для термической обработки агломератов, ТПА и другого оборудования по производству заготовок и полноценных изделий из термопластов используются также и в нагреве труб, форм для литья, баков и других аналогичных установок.

По типу устройства электронагреватели контактного типа разделяют на две основные группы, которые в свою очередь делятся по типам, рабочим температурным диапазонам, форме и материалам, входящим в их оснастку.

По конструкционной сборке и форме резистивные нагреватели обычно разделяют:

a) Стандартные плоские;

b) П-образной формы;

c) Г-образной формы.

a) Круглые цельные;

b) Хомутовые полукольца;

c) Сопловые с двойным нагревательным элементом.

В промышленности также часто применяют индукционные нагреватели, которые имеют множество принципиальных отличий от резистивных устройств обогрева.

Чем отличаются резистивные электронагреватели от индукционных?

Нагреватели на резистивной основе широко применяются в промышленной обработке термопластов. В конструкции таких приборов основным элементов выступает резистивная проволока, замкнутая в изолятор. В качестве материала для изоляции могут использоваться слюдопласты, керамика и периклаз. Вид изоляционного материала подбирается исходя из конструктивных особенностей нагревателя и задач, которые он должен выполнять при работе. В процессе прохождения тока по резистивной проволоке, она нагревается, а изоляционный материал служит диэлектриком и передает тепловую энергию нагревательному корпусу, от которого тепло поступает к объекту нагрева. Индукционные нагреватели функционируют по более сложному принципу. Основой работы индукционных устройств является воздействие электромагнитного излучения на объект нагрева. Нагреватели такого типа также имеют отличия по форме, и в их конструкцию входит проволока, которая индуцирует излучение внутри цилиндрического контура.

Различия по форме

Форма любого нагревателя напрямую зависит от сферы его применения и типа самого устройства. Индукционные нагреватели изготавливаются в цилиндрической форме, которая определена природой электромагнитного излучения. Для удобств эксплуатации это самый оптимальный вариант. Резистивные же нагреватели не зависят от формы волны, так как теплоотдача идет непосредственно от резистивного элемента. С помощью хомутовых элементов нагрева можно воздействовать теплом на любые цилиндрические поверхности. Такие устройства обычно производят в металлической оболочке или заключают проволоку высокого сопротивления в керамику определенной конструкции.

Максимальная температурная выработка кольцевого ТЭНа зависимо от типа конструкции — 350 – 500 градусов Цельсия. Устройства нагрева, состоящие из резистивного элемента, протянутого через керамические костяшки способны приобретать самые различные формы объекта, на который их монтируют. Плоские ТЭНы предназначаются для обогрева плоских поверхностей, что и определило их название. Различные выполнения в виде П- или Г-образных конструкций также подгоняются под форму объекта нагрева. У таких приборов имеется двойная нагревательная поверхность, способная прогреть два станка поставленных к стенке бака или две формы. Плоские ТЭНы характеризуются высокими предельными температурами работы. Например, патронные ТЭНы отлично подходят для локального нагрева определенных зон и помещаются в специально отведенные отверстия оборудования.

Использование: изоляция греющей спирали в керамических ленточных нагревателях, керамических кольцевых нагревателях, плоских керамических нагревательных элементах.

Материал: техническая керамика

Температура: -40 .. +800°С

Использование: изоляция частей нагревательных элементов, патронные ТЭНы.

Материал: керамика

Температура: до 1000°С

Назначение: изоляторы для сыпучих предохранителей

Температура: -40 .. 500°С

Количество отверстий под размещение контактов: от 1 до 10

Материал: техническая керамика

Для электроизоляции работающих при высоких температурах приборов необходимо применять температуроустойчивые жаропрочные материалы. Электротехническая керамика является одним из таких материалов, она является отличным изолятором и при этом легко выдерживает высокие температуры до 1 000 °C.

В зависимости от дополнительного элемента, который входит в состав технической керамики, ее разновидности отличаются своими характеристиками. Силикатная керамика, которая преимущественно используется в качестве изоляционных материалов для нагревателей, изготавливается в основном с добавлением натуральных минеральных элементов.

Типы электротехнической керамики, которые вы можете найти на нашем сайте, это технический фарфор, кордиеритовая керамика и стеатит.

Фарфор.
Такой тип керамики получается при добавлении в состав силикат алюминия. Технический фарфор является очень популярным материалом для изоляторов с напряжением работы до 1500кВ постоянного и 1150кВт переменного тока. Он обладает высокой устойчивостью к токам утечки, не горит и невосприимчив к температурам до 1000 градусов.

Стеатит.
Данный материал получается при добавлении силиката магния. Благодаря своему химическому составу стеатитовая керамика получается очень прочной и обладает повышенной термостойкостью. Свойства стеатита позволяют изготавливать блоки изоляторов с высокой точностью геометрических размеров

Кордиерит.
Керамический материал с добавлением кремнеземных силикатов. В основном при изготовлении кордиеритовой керамики применяют натуральные компоненты, такие как огнестойкие глины, тальк и искусственный глинозем. Кордиеритовая керамика спекается при высоких температурах, благодаря чему становится очень жароустойчивой с очень низким коэффициентом термического расширения.

В компании ТЕРМОЭЛЕМЕНТ мы предлагаем вам на нашем сайте купить керамические изоляторы для нагревателей, такие как изоляционные керамические бусы, блоки для сухих ТЭНов, кольцевых и плоских керамических нагревателей, патронных ТЭНов, клеммных колодок, предохранителей.

Читайте также: