Kādi ir dizaina faktori, kas jāņem vērā keramikas elektriskajiem sildītājiem?

Kādi dizaina faktori jāņem vērā keramikas elektriskajiem sildītājiem?
Ceramic electric heaters are heating devices that use ceramics as insulators or heating element substrates to convert electrical energy into thermal energy. It is widely used in plastic machinery (such as injection molding machines, extruders), food heating, heat treatment equipment, semiconductor manufacturing, chemical pipeline heating and other fields, with the advantages of fast heating, high thermal efficiency, compact Struktūra, pretestība augstā temperatūrā un augstāka izolācijas veiktspēja . Kad izstrādājot keramikas elektriskos sildītājus, atloka elektrisko sildītāju ražotājiem ir jāapsver vairāki galvenie faktori, piemēram, struktūras dizains, materiāla izvēle, jaudas konfigurācija, temperatūras kontroles drošība, termiskā vadītspēja, vides pielāgošanās spēja, uzstādīšana un uzturēšana .
1. strukturālais un dimensijas dizains
Strukturālās formas noteikšana
Parastie veidi ir:
Keramikas gredzena sildītāji (ko izmanto cilindru un cauruļu ārējā pārklājuma sildīšanai);
Keramikas plāksnes sildītāji (izmanto plakaniem siltuma avotiem);
Iegultas keramikas sildīšanas serdeņi (piemēroti siltuma vadošiem blokiem);
Īpašā strukturālā forma jānosaka atbilstoši sildīšanas ķermeņa formai un siltuma avota sadalījuma prasībām . sadalījuma prasībām
Izmēra dizains
Nosaka garumu, platumu, biezumu vai iekšējo/ārējo diametru un izliekumu;
Keramikas gredzenu bieži izmanto ar sildīšanas cilindra struktūru, un ir jāatstāj termiskā izplešanās sprauga no 2 līdz 3 mm;
Struktūrai jābūt viegli uzstādāmai (piemēram, atvērtā veida, dokstacijas tips un sprādzes struktūra) .
Atbilstoša termiskā izplešanās un stress
Keramikas materiāli ir trausli, un tiem ir jāizvairās no plaisām, ko izraisa ierobežota termiskā izplešanās;
Bufera telpa būtu jārezervē sildītāja struktūrā, un pavasara skavas vai elastīgas kronšteini jāizmanto .
2. Sildīšanas elementu un keramikas materiālu izvēle
Apkures stiepļu materiāli
Kopējie materiāli:
Niķeļa-hroma sakausējums (NICR): izturīgs pret augstu temperatūru un oksidāciju, piemērots vispārējai rūpniecībai;
Dzelzs-hroma-alumīnija sakausējums (fecral): labāka izturība pret augstu temperatūru, bet trauslāka;
PTC keramika (paškontrolējoša temperatūra): izmanto mazjaudas nemainīgās temperatūras gadījumos .
Atlase ir visaptveroši jānovērtē, pamatojoties uz darba temperatūru, reakcijas ātrumu un kalpošanas laiku .
Keramikas tipi
Parastie veidi ir:
Alumīnija oksīda keramika (al₂o₃): laba izolācija, izturība pret augstu temperatūru, izturība pret koroziju;
Silīcija nitrīda keramika (Si₃n₄): augsta mehāniskā izturība, termiskā trieciena izturība;
Keramikas šķiedru plāksne: piemērota zemas siltuma jaudas izolācijas slānim .
Keramikai vajadzētu būt ** augstai izolācijai, labai siltumvadītspējai, spēcīgai termiskā trieciena pretestībai un vismaz 800-1200 grādam ** {. temperatūras pretestībai.
Siltumvadītāja barotne un izolācijas materiāli
Starp apkures stiepli un keramiku var izmantot siltumvadītspējīgus pildvielas (piemēram, augstas tīrības magnija oksīdu);
Starp sildītāja korpusu un vidi jāpievieno izolācijas slāņi, piemēram, keramikas šķiedras un vizlas dēļu dēļi, lai novērstu siltuma zudumus .
III . Jaudas un siltumenerģijas dizains
Jaudas blīvuma dizains
Parasti jaudas blīvums ir 3-6 w/cm², un tas var sasniegt 8-10 w/cm² īpašiem augstas temperatūras gadījumiem;
Tas jāaprēķina, pamatojoties uz apsildāmā ķermeņa tilpumu, materiālu, siltuma jaudu un sildīšanas laika prasībām;
Novērst pārmērīgu spēku izraisīt vietēju pārkaršanu un samazināt sildītāja kalpošanas laiku .
Temperatūras paaugstināšanās līkne un termiskās reakcijas ātrums
Dizainam jāatbilst paredzamajam apkures ātrumam (piemēram, no istabas temperatūras līdz 300 grādiem 10 minūšu laikā);
Izlemiet, vai noformēt lēna pieauguma veidu, ātru sildīšanas veidu vai nemainīgu temperatūras veidu atbilstoši īpašām vajadzībām .
Siltuma efektivitātes optimizācija
Iekšējās struktūras elektroinstalācija ir pamatoti jāizplata, lai nodrošinātu vienmērīgu siltuma vadīšanu;
Pievienojiet atstarojošu slāni (piemēram, nerūsējošā tērauda oderi), lai uzlabotu siltumenerģijas izmantošanu .
IV . Elektriskā savienojuma un vadības sistēmas dizains
Barošanas avota parametri un savienojuma metodes
Atbalstīt vienfāzes/trīsfāzu barošanas avotu (piemēram, 220 V, 380 V);
Elektroinstalācijas metodēs ietilpst termināla vadu, izejas veida, spraudņa tips utt. .;
Kabeļu izvēle ar augstu temperatūru un fiksācija jāveic labi (piemēram, izmantojot siltumizturīgu silikona vadu) .
Temperatūras kontroles sistēmas saskaņošana
Var izmantot ar termopāriem (k tips, j tips, pt100) temperatūras mērīšanai, lai panāktu automātisku nemainīgu temperatūras kontroli;
Saskaņojiet ar inteliģentu termostatu, SSR cietvielu releju, PLC vadības sistēmu, lai panāktu slēgtas cilpas sildīšanas pielāgošanu .
Drošības aizsardzības funkcija
Projektēšanas pārmērīgas temperatūras aizsardzība, ķēdes pārtraucēja trauksme, noplūdes aizsardzība, izolācijas uzraudzība;
Novērst tādas problēmas kā novecošanās un sildīšanas stieples īssavienojums, plaisāšana un keramikas noplūde .
V . uzstādīšanas un apkopes projektēšanas elementi
Instalācijas dizains
Keramikas gredzeni lielākoties fiksē skrūves, avoti un skavas;
Plates tipa keramikas sildītājus var nospiest vai iestrādāt ar skrūvēm;
Instalācijai jābūt stingri saskarē ar apkures virsmu, lai izvairītos no tukšas sadedzināšanas .
Uzturēšanas un nomaiņas ērtības
Korpuss jāprojektē tā, lai būtu noņemams, lai atvieglotu iekšējo apkures elementu vai keramikas moduļu nomaiņu;
Izstrādājiet standartizētas vadu saskarnes, lai atvieglotu vienotu piederumu nomaiņu .
Vides pielāgošanās spējas
Ja to izmanto brīvā dabā, mitrā vai kodīgā vidē, jāņem vērā šādi:
Aizsardzības līmenis (virs IP54);
Korpusa materiālam jābūt nerūsējošam tēraudam (304/316);
Ūdensnecaurlaidīgs un putekļu necaurlaidīgs dizains .
Vi . kvalitātes un standarta prasības
Izolācija un izturība pret spriegumu
Izolācijas pretestība, kas ir lielāka vai vienāda ar 50 MΩ, sprieguma pretestība ir lielāka vai vienāda ar 1500 V/1min (dažādos standartos nedaudz atšķirīgi);
Izolācijai jābūt stabilai augstas temperatūras apstākļos, lai novērstu sadalījumu .
Dzīves un termiskā cikla dizains
Keramikas sildītāju dizaina kalpošanas laikam jābūt vairāk nekā 8000 līdz 10000 stundām;
Sildīšanas vadam jāiztur vairākas termiskās izplešanās un aukstā kontrakcija, lai izvairītos no noguruma lūzuma .
Nozares standarta atsauce
Projektēšanas specifikācijas var formulēt, atsaucoties uz JB/T 2379, GB/T 24145, IEC 60335, CE standartiem utt. .
Vii . lietojumprogrammu saskaņošana un produkta pielāgošana
Lietojumprogrammas objekta adaptācija
Piemēram, keramikas sildītājam iesmidzināšanas veidnes mašīnai vajadzētu būt atbilstoši mucas izliekumam;
Cauruļu sildītājs jābūt aprīkotam ar izolācijas slāni un noteikšanas caurumu;
Zema gāzes nokrišņu keramika un blīvēšanas dizains jāizmanto vakuuma sistēmās .
Pielāgotas prasības
Lietotājiem var būt vajadzīgas īpašas atvēršanas pozīcijas, elektroinstalācijas garuma un enerģijas sadales diapazonus;
Būtu jāsniedz CAD rasējumi, lai atbalstītu ātru pielāgošanu un pierādīšanu .
Secinājums
The design of ceramic electric heaters is not only a simple packaging of heating elements, but also an engineering problem involving multiple disciplines such as material science, thermal engineering, electrical safety, mechanical structure and automatic control. A ceramic heater should have the characteristics of high thermal efficiency, long life, strong stability, maintainability, safety and reliability to meet the heating needs of different industries under different temperatures and vide .