Четыре причины для того, чтобы выбрать промышленные нагреватели семейства ThermoRang 8,5.

Основная область применения промышленных нагревателей семейства «ThermoRang 8,5» — это низкотемпературный нагрев узлов производственных машин: материальных цилиндров термопластоавтоматов, экструдеров, предварительный и эксплуатационный прогрев пресс-форм, в т.ч. горячеканальных, и т.п.

Основными потребителями наших нагревателей являются изготовители этого оборудования и службы эксплуатации крупных промышленных предприятий, оснащенных в большинстве случаев высококачественным и высокопроизводительным импортным оборудованием, работающим в две – три смены.
Поскольку перечисленное выше оборудование применяется в крупносерийном и массовом производстве, где потери времени из-за неполадок обходятся очень дорого, это накладывает особые требования к надежности всех узлов, в т.ч. и нагревателей. Поэтому надежности работы, разрабатываемой и поставляемой продукции, “Белтерм” придает особое значение.
Каждая вновь созданная модель нагревателя, ставится на производство только после проведения ресурсных испытаний и подтверждения параметров надежности.


Второй особенностью
создания промышленных нагревателей семейства «ThermoRang 8,5», является отсутствие ограничения по номенклатуре, количеству и срокам изготовления. Количество модификаций нагревателей, разрабатываемых в течение месяца, может исчисляться тысячами штук, а срок изготовления может быть один день. При этом напряжение питания может меняться от 12 до 1000 В, диаметры кольцевых (полукольцевых) нагревателей – от 25 до 1000 мм и более, нагреватели могут иметь усложняющие элементы: пазы, вырезы, отверстия, раскрываться для установки на нагреваемый объект и т.д. Не смотря на это, каждый нагреватель имеет полный комплект технической документации, позволяющей его изготовить и проконтролировать качество изготовления. При этом цены на нагреватели семейства «ThermoRang 8,5» остаются ниже, чем у конкурентов, а качество выше.

Это стало возможным благодаря внедрению системы автоматизированного проектирования (САПР), позволяющей выполнить все требования нормативно-технической документации и сократить количество ошибок при проектировании нагревателей, а также до минимума сократить разницу в цене между серийными и единичными экземплярами.


Третьей особенностью
создания промышленных нагревателей семейства “ThermoRang 8,5” является постоянное повышение технического уровня выпускаемой продукции и создание новых конструкций. Поскольку рынок промышленных нагревателей насыщен как отечественными, так и зарубежными поставщиками, то без инноваций в этой области рассчитывать на долгосрочную перспективу нельзя. Поэтому созданию и внедрению инноваций “Белтерм” уделяет особое внимание.


Четвертой особенностью
создания промышленных нагревателей семейства “ThermoRang 8,5” является постоянное расширение технологических возможностей, позволяющих повышать качество продукции и внедрять инновации. Достигнутый сегодня уровень технологии позволяет производить намотку резистивных элементов на каркасы кольцевых (хомутовых, манжетных, обручевых) нагревателей с шагом 0,1 мм, а плотность теплового потока с теплопередающей поверхности нагревателей с изоляторами на базе слюды достигает мирового уровня — 8,5 Вт/см2. Качество внутренней поверхности кольцевых нагревателей позволяет обеспечить практически идеальное прилегание цилиндрических теплопередающих поверхностей.
Сегодня “Белтерм” накопил большой опыт создания  нагревателей, позволяющий изготовить промышленные нагреватели практически любой сложности и для любого оборудования, в т. ч. импортного, но по значительно более низким ценам.

Керамические нагреватели— вчерашний день промышленного нагрева.

Для низкотемпературного технологического нагрева деталей и узлов производственного оборудования: термопластавтоматов, экструдеров и т.п. до температуры 3200С (очень редко до 4000С) в промышленности сегодня широко применяются слюдопластовые и керамические нагреватели.
При всей кажущейся простоте и надежности конструкции, мало отличающейся от ушедшей в небытие электроплитки со спиралями в фарфоровых бусах, керамические нагреватели значительно уступают современным нагревателям семейства TermoRang 8,5 с изоляторами из слюды по безопасности, энергопотреблению, ресурсу работы, материалоемкости, трудоемкости и цене, что делает их неконкурентоспособными. А если учесть, что такие известные мировые поставщики керамических изоляторов как фирма Rauschert и др. отвечают только за качество материала и не несут никакой ответственности за конструкцию и электрические параметры изоляторов, в большинстве случаев не соответствующих требованиям безопасности, то использование керамических нагревателей вообще становится опасным.

Чтобы не быть голословным приведем некоторые недостатки, выявленные при эксплуатации керамических нагревателей:

Низкая надежность работы.

Бывают пробои изоляции на корпус и на нагреваемый объект, из-за несоответствия конструкции и параметров изолятора условиям эксплуатации; 

Малый срок службы нагревателя
, т.к передача тепла от спирали к нагреваемому изделию осуществляется излучением. Это предполагает высокую температуру спирали. Согласно исследованиям ВНИИЭТО ресурс работы спирали в таких условиях в воздушной атмосфере в среднем не превышает 800 часов, в то же время установленный ресурс работы нагревателей семейства TermoRang 8,5 составляет 8640 часов (при испытаниях наименьшая наработка составила 18519 ч);

Низкая степень защищенности от воздействия окружающей среды
, определяемая, наличием щелей и зазоров между изоляторами нагревателя, а также необходимостью охлаждения выводов;

Хрупкость конструкции
.
Бывают случаи сколов и разрушений изоляторов при транспортировании, хранении, монтаже и эксплуатации вследствие хрупкости керамики;

Малая площадь теплового контакта
кольцевого (полукольцевого, дугообразного) нагревателя и цилиндрического нагреваемого изделия ввиду плохого сопряжения плоской поверхности керамических изоляторов с цилиндром. При этом передача теплового потока к объекту осуществляется преимущественно через воздушные зазоры посредством излучения. Это приводит к уменьшению теплового КПД нагревателя, еще большему перегреву спиралей и еще большему уменьшению срока их службы;

Величины воздушных зазоров и путей утечки
между соседними спиралями, спиралями и кожухом, спиралями и нагреваемым объектом, вследствие несоответствия в большинстве случаев конструкции изолятора требованиям безопасности, меньше рассчитанных на условия эксплуатации нагревателей;

Увеличенная масса и тепловая инерция
нагревателей с керамическими изоляторами по сравнению с такими же нагревателями семейства TermoRang 8,5. Так, например, масса нагревателей Ф95 мм, шириной 90 мм, мощностью 2000 Вт при напряжении переменного тока 220 В с изоляторами из керамики и семейства TermoRang 8,5 составила соответственно 0,93 и 0,2 кг (отличие в 4,65 раза);

Увеличенное потребление электроэнергии
. Энергопотребление нагревателей Ф95 мм, шириной 90 мм, мощностью 2000 Вт при напряжении переменного тока 220 В с изоляторами из керамики при нагреве цилиндра из стали 40Х Ф95х230 мм (масса 12,7 кг) до температуры 2200С и 3200С оказалось больше чем у таких же нагревателей семейства TermoRang 8,5 соответственно в 1,4 и 1,27 раза;

Увеличенная тепловая инерция нагревателя
. Разброс температур при двухпозиционном законе регулирования температуры на уровне 2200С составил 13 и 90С, а на уровне 3200С — 11 и 90С соответственно для керамических нагревателей и нагревателей семейства TermoRang 8,5.

Приведенные выше цифры указывают, что сегодня керамические нагреватели перешли в фазу морально устаревших и должны уступить свое место слюдопластовым нагревателям с большой плотностью теплового потока, превосходящим их по техническим и экономическим показателям.

Восемь критериев для того, чтобы правильно выбрать нагреватели для термопластавтоматов, экструдеров.

Все кто использует электрический нагрев в технологическом оборудовании (термопластавтоматах, экструдерах, прессформах и т.д.) знают, как порой бывают, ненадежны электрические нагреватели и как дорого обходится простой оборудования из-за выхода их из строя, если это оборудование используется в серийном или массовом производстве.

При существующем насыщении рынка электронагревателей выбор хорошего поставщика превращается в сложную задачу.

Чтобы упростить ее решение приведем некоторые из действующих на “Белтерм” критериев, которые позволят потребителю правильно сориентироваться на рынке.

Величина удельной поверхностной мощности нагревателя, декларируемой изготовителем.

Чем она выше, тем выше уровень и ожидаемая надежность работы нагревателя, и ожидаемая надежность работы нагревателя. На сегодняшний день достигнутый уровень техники позволяет изготавливать нагреватели с изоляторами из слюдосодержащих материалов до 8, 5 Вт/см2. При заказе у изготовителей с мировым уровнем нагревателей с меньшей удельной мощностью, можно ожидать значительно большую надежность и ресурс работы, чем у изготовителей достигших меньшего уровня и работающих на пределе своих возможностей

Качество рабочей поверхности
.
Это особенно заметно на кольцевых нагревателях малого (до 50 мм) диаметра. У хороших изготовителей, независимо от формы нагревателя, рабочая поверхность идеально прилегает к нагреваемому изделию. Наличие изломов (хорошо чувствуется, если провести рукой по рабочей поверхности), воздушных зазоров между нагревателем и изделием (видно на просвет) указывает на низкий уровень производства и невысокую ожидаемую надежность.

Безопасность работы
.

Металлические оболочки нагревателей с рабочим напряжением более 50 В должны быть заземлены.

Расстояния от токоведущих частей до токопроводящих оболочек, не находящихся под напряжением, для нагревателей с рабочим напряжением до 250 В переменного тока должно быть не менее 5 мм, а при напряжении 380 В – 6 мм.

Электрическая прочность изоляции таких нагревателей должна быть не менее 1500 В переменного тока.

Если указанные требования не выполняются, то использовать такие нагреватели ОПАСНО.

Фактическая площадь нагрева
.

Все элементы нагревателей сплошной формы (в том числе перемычки между пазами, отверстиями и т.д.) должны греться. Если этого нет, то ожидать надежную работу такого нагревателя проблематично, а тем более обеспечить равномерность нагрева технологического оборудования.

Надежность крепления выводов
.

Гибкие выводы и выводы разъемных соединений должны выдерживать растягивающее усилие не менее 30 % прочности на разрыв. Если вывод при такой нагрузке обрывается или вытягивается, то это указывает на низкий уровень производства.

Выводы нагревателя, проходящие через металлическую оболочку должны базироваться только на изоляторах
.

Острых кромок в местах прохода проводов через оболочку, быть не должно. Если провода просто выведены через отверстия в металлических коробках, это указывает на низкий уровень производства.
Стяжки (хомуты) нагревателей должны обеспечивать прижим всей рабочей поверхности нагревателя к изделию.
Если прижимается не вся рабочая поверхность, то рассчитывать на надежную работу нагревателя нельзя.

Цена
.
Купить надежный нагреватель, работающий в 3—5 раз дольше другого по такой же цене –
ПРАВИЛЬНЫЙ ВЫБОР ПОТРЕБИТЕЛЯ.
Приведенные выше критерии, которыми руководствуется “Белтерм”, возможно, помогут потребителю выбрать безопасный и надежный нагреватель для своего оборудования.

Современные электрические нагреватели. Аналитический обзор.

Электрические нагреватели для термопластавтоматов, экструдеров, пресс-форм и другого технологического оборудования (далее ЭН) предназначены, как правило, для нагрева в воздушной среде различных деталей и узлов до температуры не более 4000С.

Передача тепла от теплогенерирующего элемента (далее ТГЭ) к нагреваемому объекту при отсутствии воздушных зазоров на этом участке осуществляется за счет теплопроводности, а при наличии воздушных зазоров — за счет теплопроводности и излучения.

Так как передача тепла излучением при низких температурах ТГЭ неэффективна, то на практике используют температуры 10000С и более.

При этом ресурс работы ТГЭ оказывается небольшим. Кроме этого, разогрев до таких температур требует значительных затрат электроэнергии, то есть КПД нагревателей с лучистым теплообменом мал.

Отсутствие воздушных зазоров между ТГЭ и нагреваемым объектом позволяет свести к минимуму термическое сопротивление на участке ТГЭ – нагреваемый объект и передать тот же самый тепловой поток, что и ЭН с лучистым теплообменом, при значительно более низкой температуре ТГЭ, а, следовательно, увеличить ресурс его работы, повысить КПД и уменьшить энергопотребление ЭН.

Поскольку по ТГЭ идет ток, как правило, с опасным для жизни человека напряжением, то он должен иметь надежную электрическую изоляцию от оболочки ЭН и нагреваемого объекта. Изоляция должна хорошо проводить тепло и работать при температурах ТГЭ. В современных ЭН преимущественно используются следующие изоляторы:

  • Керамические наборные;
  • Керамические в виде «обмазки»;
  • Слюдосодержащие материалы;
  • Периклазы и аналогичные порошковые материалы.

 

ЭН с керамическими наборными изоляторами передают тепло нагреваемому объекту практически только излучением, имеют максимальные плотности теплового потока до 8 Вт/cм2, но в большинстве случаев не соответствуют технике безопасности, имеют малый ресурс работы, большую массу и габариты, энергоемки и уступают практически по всем параметрам

ЭН с другими изоляторами. Если учесть, что при этом они имеют еще и высокую стоимость, то это делает их неконкурентоспособными – см. статью «Керамические нагреватели – вчерашний день промышленного нагрева».
ЭН с керамическими изоляторами в виде «обмазки» спиралевидных ТГЭ передают тепло нагреваемому объекту за счет теплопроводности, имеют максимальные плотности теплового потока до 15 Вт/см2, но используются, как правило, для малых объектов, так как при «обмазке» спиралевидных ТГЭ большого диаметра резко увеличивается их размеры, масса и растет энергопотребление. Стоимость ЭН с такими изоляторами велика.
ЭН с изоляторами из слюдосодержащих материалов передают тепло нагреваемому объекту за счет теплопроводности, имеют максимальные плотности теплового потока до 8,5 Вт/cм2, неограниченны размерами нагреваемого объекта, имеют высокий КПД и малое энергопотребление, большой ресурс работы и высокую надежность работы в необходимых диапазонах рабочих температур, могут иметь высокую степень защиты оболочки от воздействия окружающей среды, малую толщину, массу и тепловую инерцию, дешевле чем ЭН с керамическими изоляторами. Однако технический уровень таких ЭН сильно зависит от уровня разработки и технологии изготовления. Это подтверждается цифрами, указанными в разделе «Карта технического уровня».
Как видно из таблицы, максимальная плотность теплового потока, в зависимости от поставщика, колеблется от 4 и ниже до 8,5 Вт/cм2. Наиболее высокие показатели среди поставщиков имеют «Watlow» и «БелТерм».
ЭН с изоляторами из периклазов и аналогичных порошковых материалов цилиндрической и прямоугольной формы (ТЭНы, патронные) выпускаются давно, хорошо известны, гостированы еще в бытность СССР и в рассматриваемом классе оборудования используются редко. К современным ЭН с такими изоляторами можно отнести канальные нагреватели (спиральные нагреватели) для горячеканальных пресс-форм. Они изготавливаются из прямоугольных труб малого сечения и могут завиваться в цилиндрическую спираль. Способ передачи теплового потока к нагреваемому объекту — теплопроводность и излучение, рабочие температуры на поверхности ЭН более 7000 С.
Поскольку передача теплового потока к нагреваемому изделию в этих ЭН происходит через воздушные зазоры, то их КПД невелик, а затраты энергии и стоимость большие. Несколько улучшить энергетические характеристики таких ЭН позволяет использование наружных рефлекторных труб и внутренней оболочки, устанавливающейся на нагреваемый объект по плотной посадке. При этом стоимость ЭН становится еще больше, а сложность монтажа на нагреваемый объект увеличивается.
В качестве альтернативы, указанным выше ЭН, в большинстве случаев для объектов, имеющих диаметры 25 мм и более, значительно дешевле и проще использовать кольцевые нагреватели семейства «ThermoRang 8,5» (поставщик «БелТерм»), передающие тепловой поток объекту теплопроводностью и имеющие более высокие показатели по надежности и энергопотреблению.
Разнообразие конструкций нагреваемых объектов определяет и разнообразие конструкций ЭН.
Сегодня на рынке современных ЭН представлены кольцевые (они же хомутовые, бандажные, обручевые), в том числе, раскрываемые для установки на нагреваемый объект и заменяющие в большинстве случаев полукольцевые и дугообразные, но имеющие упрощенный монтаж и подключение, плоские, спиральные и т.д. со всеми видами изоляторов, перечисленными выше.
При этом наилучшее соотношение «цена — качество» имеют высококачественные ЭН с изоляторами из слюдосодержащих материалов таких поставщиков как «WATLOW» и «БелТерм».

Располагая технологиями изготовления ЭН с плотностью теплового потока до 8,5 Вт/cм2, они могут создавать высоконадежные компактные конструкции кольцевых, плоских и др. электрических нагревателей, просто встраиваемых в современное технологическое оборудование, и в большинстве случаев заменять устаревшие энергоемкие ЭН.