Kontaktní ohřev pevných látek
Informace potřebné pro stanovení příkonu topných těles ke kontaktnímu ohřevů pevných látek :
- Specifikace ohřívaného materiálu včetně jeho povrchu( lesklý, černěný apod.).
- Hmotnost, tvar a umístění materiálu.
- Počáteční a cílová teplota.
- Požadovaný čas ohřevu.
- Informace o teplotě okolí popřípadě o způsobu zaizolování.
Pro návrh konkrétního řešení, tj. pro volbu typu topného tělesa, tvaru a rozměru je nutné definovat:
- Rozměry a tvar ohřívaného dílu, místo a prostor určený pro elektrické zakončení (vývody).
- Prostředí a omezující faktory v místě elektrického ukončení (např. vibrace, pohyb dílu, vlhkost, ohyb vývodů v místě výstupu z dílu, riziko mechanického poškození, riziko kontaminace olejem nebo jinou kapalinou, výbušnost prostředí apod.)
- Předpokládaný způsob regulace teploty.
Pro více informací nebo pomoc při řešení konkrétních topných situací nás kontaktujte.
Používaná topná tělesa
Topné patrony
Vysokozatížené patrony – pokud to dovoluje tvar a velikost ohřívaného dílu velmi užívaný a efektivní způsob ohřevu. Nevhodné pro příliš rozměrné dílce – více informací viz. „Vysokozatížené patrony“
Střednězatížené patrony -Maximální doporučené pracovní teploty a měrné zatížení jsou nižší než u vysocezatížených patron. Logická volba pro některé rozměrově náročnější aplikace, kde vysoko-zatížené patrony nelze použít. – více informací viz. „Střednězatížené patrony“
Patrony ø 6.5 mm jsou vhodným řešením v situacích, kde je potřeba zapustit tyč do drážky tvarované v povrchu ohřívaného kovového dílu. Drážka se vyrábí o 0,1 – 1,5 mm širší než topná tyč, dle způsobu zabudování, pracovní teploty dílu, tvaru tělesa a měrného zatížení topné tyče.
Pokud si zákazník zajišťuje i tvarování topných patron průměru 6.5mm do drážky , je minimální doporučený průměr ohybu 38mm ( pozor jednou tvarovaná tyč nesmí být rovnána zpět ). Po varování nebo lisování topných těles do drážky je nutné opětovné odzkoušení na elektrickou pevnost a elektrický obvod dle (ČSN EN 60335-1).
Doporučené měrné zatížení tyčí je 7-15 W/cm2, dle způsobu uložení tyčí v drážce ohřívaného materiálu, pracovní teploty a materiálu ohřívaného dílu. Maximální doporučená pracovní teplota se stanovuje na základě měrného zatížení tyčí, způsobu uložení tyčí v drážce a materiálu desky.
Nízcezatížené patrony – logická volba pro některé teplotně méně exponované nebo rozměrnější aplikace. Více viz. „Nízko-zatížené patrony“.
Trubková topná tělesa
V mnoha případech cenově dostupnější a navíc tvarově variabilnější řešení než topné patrony.
Způsoby kontaktního ohřevu trubkovými topnými tyčemi:
Drážka se vyrábí o 0,1 – 1,5mm širší než topná tyč, dle způsobu zabudování, pracovní teploty dílu, tvaru tělesa a měrného zatížení topné tyče.
Používají se tyče o ø 6.5 mm a ø 8.5 mm(pro složitější tvary přednostně tyče ø 6.5 mm). Pokud jsou objednávaná topná tělesa určeny do drážky, tato informace musí být uvedena. Zajišťuje-li si zákazník i samotné tvarování topných tyčí do drážky, je u tyčí ø6.5mm minimální doporučený průměr ohybu 38mm. Pozor, jednou tvarovaná tyč nesmí být rovnána zpět . Pokud se tělesa tvarují nebo lisují do drážky je nutné opětovné odzkoušení na elektrickou pevnost a elektrický obvod dle (ČSN EN 60335-1).
Maximální doporučená pracovní teplota tyčí se stanovuje na základě měrného zatížení W/cm2, způsobu uložení tyčí v drážce a materiálu desky.
Další v průmyslových aplikacích užívanou metodou je zalití povětšinou tvarovaných trubkových topných tyčí do hliníkové slitiny (v naší firmě neprovádíme, ale můžeme zprostředkovat).
Více viz. „Trubková topná tělesa“.
Plochá trubková topná tělesa
Často cenově dostupnějším řešením oproti topným patronám. Vhodné u aplikací, kde je požadavek vývodů na jedné straně tyče.
Způsoby kontaktního ohřevu plochými trubkovými topnými tyčemi:
Více viz. „Plochá trubková topná tělesa“.
Ploché topné tyče se standardně umísťují do přímočaré drážky obdélníkového profilu. Maximální doporučená pracovní teplota se stanovuje dle typu tyče, měrného zatížení tyče W/cm2, způsobu uložení tyčí v drážce a materiálu desky.
Topný drát zabudovaný přímo v ohřívané kovové desce
Často vhodná varianta ohřevu kovových desek velkých rozměrů. Vysoká životnost. Použitelné pouze u aplikací bez rizika kontaminace izolace.
Topné pásy a plochá slídová tělesa
Kontaktní ohřev pevných materiálů je charakteristickým způsobem jejich užití. Více viz. „Topné pásy, Plochá tělesa se slídovou izolací“.
Používané materiály pláště topných tyčí při kontaktním ohřevu pevných látek
- Mosaz – do 400°C
- Měď – do 165 °C
- AISI 321 – do 750 °C
- AISI 304 – do 650 °C
- AISI 309 – odolnost trubky (ne topné tyče) do 950 °C
- INCOLOY 800 – odolnost trubky (ne topné tyče) do 1050 °C
- Hliník – do 400 °C
Doporučení k regulaci teploty při ohřevu pevných látek
(Platí i u ostatních typů ohřevů, ale při kontaktním ohřevu pevných látek tj. kondukcí, kde je běžná praxe vyšších pracovních teplot spolu s požadavkem poměrně přesné regulace pracovních teplot. Z těchto důvodů má zde správný způsob regulace teploty významnější dopad na životnost topných těles než u ohřevu kapalin nebo plynů).
Zapínání a vypínání v rozsahu 40s- 60s způsobuje opakované úplné rozpínání a smrštění odporového drátu. To má za následek velké namáhání a oxidaci topného drátu uvnitř topné tyče. Kapilární a bimetalové termostaty mají příliš velkou zapínací/vypínací diferenci.
Za účelem zvýšení životnosti topných tyčí se proto doporučuje použit elektronickou regulaci ( ON/OFF regulátor nebo PID regulátor) spolu s mechanickým relé, kde spínací časy musí být pod 10s. Ideálním řešením je regulace s řízeným elektrickým napětím v časových intervalech do 1s tj. teplotní regulace + SSR(solid-state relé) nebo SCR relé.
Tepelné čidlo umísťovat max.10mm od topných tyčí.