Список тематических статей

Нагреватель кольцевой

Понятие и общие сведения

Нагревательные элементы, предназначенные для обогрева деталей цилиндрической или трубчатой формы, называются кольцевыми нагревателями. Кроме кольцевых, называемых также хомутовыми, иногда используют и полукольцевые нагреватели.

Хомутовые нагреватели, как правило, полностью обхватывают наружную цилиндрическую поверхность обогреваемой детали. Изоляционная оболочка нагревателя обычно изготавливается из материала миканита или керамики.

Кольцевые нагреватели могут иметь различные внутренние и наружные диаметры, а также длину. В принципе, геометрические характеристики, отмеченные выше, вкупе со значением мощности и составляют основные характеристики кольцевых нагревателей.

Особенности конструкций

Миканитом называют разновидность термостойкой слюды. Этот материал имеет хорошие эксплуатационные свойства, недорог и способен выдерживать нагрев до 350 градусов С. При этом миконитовая оболочка имеет невысокую гибкость, что угрожает изломом и повреждением поверхности нагревателя. В состав кольцевого миканитового нагревателя входит лента из материала, обладающего высоким сопротивлением, обмотанная вокруг сердечника. Ее покрывают слоем миканита и помещается в стальной корпус, к которому подключается электрический контакт и хомут с винтами.

Керамический нагреватель обладает более высокой термостойкостью – обычно до 500 градусов С – и лучшей гибкостью. Керамические кольцевые нагреватели включают в состав проволочную спираль высокого сопротивления, которая помещается в канал изолятора из керамики. Такая конструкция предназначена для снижения тепловых потерь. Электрические контакты присоединяются к уже готовому керамическому нагревателю в сборе. С точки зрения прочих характеристик нагреватели двух типов, и миканитовые, и керамические, схожи.

Применение в переработке пластмасс

Кольцевые нагреватели широко используются в составе оборудования для производства изделий из полимерных материалов. Внутри практически любого типа оборудования кольцевой нагреватель работает в паре с термопарой или термосопротивлением, а вся эта система управляется соответствующим прибором – термоконтроллером. Ниже рассмотрим основные типы таких применений и используемых при этом нагревателей.

Рис.1. Обычный нагреватель материального цилиндра

1. 1. Применение в составе экструдеров.

При экструзии кольцевые нагреватели входят в состав непосредственно экструдеров для нагрева материального цилиндра, а также адаптеров для перехода расплавленной полимерной массы от экструдера к формующей головке. В зависимости от размера экструдера количество нагревателей может варьироваться от 3-4 до более чем десятка, а их диаметр – от 20 мм до полуметра.

1. 2. Применение в составе машин для литья пластмасс.

При литье под давлением хомутовые нагреватели используют как в составе литьевых машин (термопластавтоматов), так и внутри литьевых прессформ (см. ниже). Нагреватели предназначены для обогрева материального цилиндра машины и имеют внутренний диаметр, совпадающий с наружным диаметром ТПА.

1. 3. Применение в составе выдувной техники.

Экструзионно-выдувные и инжекционно-выдувные машины имеют схожую с экструзионной и литьевой техникой конструкцию узла пластикации. В обоих случаях машины обладают материальным цилиндром, который по всей своей длине обогревается кольцевыми нагревателями.

1. 4. Применение в составе прессформ.

Как правило, хомутовые нагреватели в техоснастке используются только в составе горячеканальных систем форм для литья пластмасс под давлением. Т.к. стандартная многоточечная горячеканальная литниковая система состоит из коллектора (или коллекторов) и набора инжекторов (сопел, дюз). Из этого только инжектора имеют подходящую для обогрева кольцевыми нагревателями трубчатую форму. Именно они и являются деталью для применения кольцевых нагревателей. Отметим, что для горячаканальных систем используются нагреватели небольших диаметров, находящихся в примерном диапазоне от 10 до 100 мм.

1. 5. Прочие применения.

Хомутовые нагреватели также используются в менее распространенных, но также важных разновидностях оборудования. Например, в машинах для ротационного формования, реактопластавтоматах, различных прессах и так далее.

Рис.2. Нагреватели в составе сложной горячеканальной системы фирмы Yudo

Безопасность использования

Следует отметить, что в своей работе в составе полимерного оборудования хомутовые нагреватели подвергаются значительным, причем знакопеременным нагрузкам. На них постоянно или периодически воздействуют электрические импульсы. Это приводит к тому, что время жизни нагревателя, даже самого качественного, ограничено.

Как правило, кольцевые нагреватели не ремонтируют. В случае выхода из строя нагревательного элемента, разрушения корпуса и т.п. весь нагреватель подлежит замене на новый.

С точки зрения охраны труда и техники безопасности при работе с хомутовыми нагревателями, как с миканитовыми, так и с керамическими, следует обращать внимание на два фактора:

1. 1. Электробезопасность при подключении, обслуживании и эксплуатации нагревателей, как правило, работающих на фазе переменного тока напряжением 220 В при достаточно высоких значениях силы тока.

2. 2. Опасность ожогов при незащищенном контакте кожи человека с нагретым корпусом работающего нагревателя.я