Блог Хитл

Миниатюрные патронные нагреватели как решение проблем задач нагрева

Лого Хитл

Если вам нужно больше тепла для вашего технологического процесса, но у вас нет места для другого нагревателя, решением может быть миниатюрный патронный нагреватель.

Мини-патронные ТЭНы играют уникальную роль в процессе нагрева. В отличие от более крупных аналогов, их небольшой размер – от 3 мм в диаметре позволяет устанавливать их в ограниченном пространстве. Они особенно полезны для таких случаев, как:

  • Аварийный нагрев, когда непредвиденная потребность в дополнительном тепле обнаруживается на поздней стадии разработки.
  • Дополнительный нагрев для настройки процессов и повышения производительности.
  • Быстрая реакция, когда требуются быстрые циклы нагрева / охлаждения.
  • Миниатюризация оборудования.
Миниатюрные патронные нагреватели Хитл

Миниатюрные патронные ТЭНы сконструированы так же, как их более крупные (6,5 мм диаметром и выше) аналоги. Оболочка из нержавеющей стали окружает уплотненную массу теплопроводной электрической изоляции. В эту изоляцию встроен высокотемпературный резистивный  элемент. Когда провода питания подключены к источнику напряжения, тепло от греющей спирали передается через изоляцию к поверхности нагревателя.

Миниатюрные нагревательные элементы обычно имеют возможности, аналогичные их более крупным аналогам, повышая температуру до 500 ø C и плотность мощности до 10 Вт / см 2 в области оболочки. Фактически, миниатюрные патронные ТЭНы разработаны с учетом тех же параметров посадки, температуры и удельной мощности, что и полноразмерные патронные нагреватели. Производители предоставляют единую таблицу, применимую ко всем размерам.

Однако миниатюрные ТЭНП разработаны специально для работы в ограниченном пространстве. Миниатюрные патронные нагреватели с тонкими гибкими выводами занимают мало места. Обычно они легко монтируются и часто могут быть связаны с существующими системами управления.

Более пристальный взгляд на некоторые из их наиболее распространенных сфер использования может показать вам, как миниатюрные патронные нагреватели могут решить проблему в вашем технологическом процессе.

Аварийный нагрев

Разница в размерах между стандартными и миниатюрными патронными ТЭНами имеет решающее значение, когда обнаруживается необходимость в дополнительном нагреве. Поскольку они ориентированы в нагреваемую часть, для установки нагревателя требуется мало места - иногда всего 4 мм на 15 мм в глубину. Установленные в закрытое отверстие, они нагревают деталь изнутри. Часто их можно установить вплотную к рабочей поверхности нагреваемой детали. Они могут генерировать мощность от нескольких ватт до нескольких сотен и будут работать при напряжении от 12 до 230 В.



Миниатюрные патронные нагреватели Хитл


Например, производитель оборудования для обработки полупроводников обнаружил, что при некоторых условиях выпускной клапан не работает. Расследование показало, что жидкий азот замораживает клапанный механизм, не давая ему закрыться. Для обогревателя поверхностного монтажа не было места, и производитель был вынужден приблизиться к сроку поставки. Решением стал патронный нагреватель длиной 20 мм и мощностью 15 Вт, установленный в корпус клапана. Источник питания потреблял 24 В от местной схемы, и машины были доставлены вовремя.

Миниатюрные патронные ТЭНы построены так же, как и их большие аналоги. Разница в том, что типичный миниатюрный блок имеет диаметр всего 4 мм на 24 мм в длину.

Дополнительный нагрев

Дополнительный нагрев также можно использовать для настройки процесса для достижения более однородной температуры или более точного контроля. Хотя нагреватели большего диаметра необходимы для подачи большей части необходимого тепла, их размер может потребовать размещения на некотором расстоянии от нагреваемой части. Расстояние создает тепловую задержку, особенно в металлах с низкой проводимостью, что приводит к проблемам управления, таким как превышение или недостаток температуры.

Если расстояние между обогревателем и целевой областью достаточно велико, может возникнуть дополнительная проблема. Возможно, придется перегревать большой нагреватель, чтобы передать достаточно тепла к целевой области. Это приводит к чрезмерным рабочим температурам ТЭНа, что сокращает срок его службы. Это также может вызвать нежелательный нагрев соседних компонентов и потребовать тепловой защиты.

Небольшой дополнительный ТЭНП, расположенный ближе к целевой области, может повысить рабочую температуру и облегчить эти проблемы. Улучшенный температурный профиль часто является дополнительным преимуществом.

Миниатюризация оборудования

Большинство миниатюрных ТЭНов предлагают несколько дополнительных функций, облегчающих их использование. Некоторые модели включают внутреннюю термопару для обеспечения контроля температуры, когда нет места для отдельного термодатчика. Фактически, простая термопара может быть заменена комбинацией нагревателя / термопары, добавляя нагрев к измерению.



Миниатюрные патронные нагреватели Хитл

Нагреватели с горячим наконечником эффективны там, где нагреваемая область находится за пределами ТЭНа. Нагретый наконечник может быть расположен прямо под наружной оболочкой на нагреваемой поверхности, обеспечивая тепло с расстояния всего несколько мм.

Миниатюрные патронные нагреватели позволяют производить усадку элементов машины, которые раньше должны были быть произвольно большими для размещения нагревателя стандартного диаметра. Это полезно при обработке мелких деталей, таких как полупроводниковые микросхемы. Фактически, теперь возможно использование нагретых валиков размером с почтовую марку. Патронный нагреватель с горячим наконечником подходит для работы в труднодоступных для нагрева областях.

Процессы быстрого реагирования

Кроме того, миниатюризация может привести к значительным преимуществам в системах, где важен быстрый нагрев (и охлаждение), таких как оборудование для термических испытаний и приспособления для пайки электронных компонентов.

Преимущество заключается в значительном уменьшении тепловой инерции при уменьшении размеров элементов машины.  Уменьшенное поперечное сечение снижает массу и тепловую инерцию на 75 процентов. Однако размер нагревателя и соответствующая выходная мощность уменьшаются только на 50 процентов. В результате отношение входной мощности к инерции удваивается, а время нагрева сокращается вдвое.

Один производитель полупроводников смог увеличить размер приспособления для пайки микросхем до 15 мм в ширину и 20 мм в длину. Время нагрева от температуры окружающей среды до точки плавления припоя сокращено до 20 секунд. Превышение температуры из-за быстрого нагрева было устранено путем снижения уставки контроллера. Точка плавления припоя была достигнута сразу после того, как импульс начал спадать. Другие производители используют принудительное охлаждение, чтобы остановить повышение температуры и обеспечить быстрое охлаждение, сокращая, таким образом, общий цикл обработки.

Помимо этих уникальных применений, мини патронные ТЭНы были предпочтительным выбором для небольших нагревательных систем. Они используются для нагрева материалов проб в аналитических приборах, таких как хроматографы и спектрометры. Небольшие смесительные головки используют их для управления вязкостью материала и скоростью потока. Могут ли они помочь в решении вашей задачи по нагреву?

Компания Хитл производит патронные нагреватели под заказ самых разных конфигураций и размеров от мини ТЭНП до больших патронных ТЭНов длиной более метра. Свяжитесь с нами по телефону или задавайте вопрос в форме на сайте, мы постараемся как можно более полно ответить на все и поможем с подбором параметров нагревателя для решения вашей задачи.



26.03.2021

Статьи по теме

Возврат к списку