Resistenze a cartuccia
Riscaldatori a cartuccia per riscaldamento stampi e usi vari
Le resistenze a cartuccia a bassa densità possono raggiungere temperature d’esercizio fino a 450° e carichi superficiali fino a 5W/cm².
Possono essere realizzate in vari diametri e lunghezze e con avvolgimenti differenziati per applicazioni speciali.
Sono costituite da un tubo d’acciaio calibrato e una spirale resistiva in nichel-cromo inserita in una struttura ceramica riempita poi con ossido di magnesio che ne migliora lo scambio termico.
Le resistenze a cartuccia ad alta densità, sono riscaldatori ad alte prestazioni che possono raggiungere temperature d’esercizio fino a 800° e carichi superficiali fino a 60W/cm².
Il filo resistivo di nichel-cromo, avvolto su un supporto di ossido di magnesio, è separato dalla guaina esterna da un sottile strato di ossido di magnesio compresso.
Questo tipo di esecuzione garantisce un elevato scambio termico e soprattutto mantiene il filo ad una temperatura molto più bassa rispetto ad altri riscaldatori in cui è posizionato più in profondità rispetto alla guaina esterna.
Entrambi i modelli possono essere realizzati con termocoppia direttamente inserita nel corpo del riscaldatore, con attacchi filettati, tipologie di cavi e connessioni differenti, con piega a 90°.
INFORMAZIONI COSTRUTTIVE
I riscaldatori a cartuccia sono realizzati con due principali tipologie costruttive, che vedono alla base una spirale resistiva nelle più pregiate leghe di nichel, avvolta su un nucleo di ossido di magnesio (versione per alta temperatura), o inserita in una struttura ceramica e successivamente immersa in ossido di magnesio (nella versione per basse temperature). Insieme alla spirale riscaldante troviamo una serie di elementi, tra i quali:
• Ossido minerale purissimo (altamente compattato e ricotto) ad elevato isolamento dielettrico con ottima resistenza alle elevate temperature
• Corazza esterna in varie leghe metalliche (AISI 304, AISI 321, AISI 316, Incoloy 800, Inconel 601 ecc….) in rapporto al tipo di impiego e alle temperature di esercizio
• Attacchi filettati o flangiati (in varie leghe metalliche) nei casi richiesti dal processo produttivo, dalle pressioni (in caso di immersione) e dalla temperatura di esercizio
• Connessioni elettriche realizzate con conduttori altamente performanti in base alle temperature di esercizio, il grado di protezione IP e al livello di stress meccanico
IMPIEGHI E VANTAGGI
I riscaldatori a cartuccia per via della loro struttura compatta possono essere impiegati in svariati settori , con temperature comprese tra -150° C e + 800° C. Per via del loro eccellente scambio termico (frutto della particolare costruzione) e della loro uniformità di riscaldamento, sono particolarmente utili nel riscaldamento di qualsiasi applicazione, sia che si tratti di riscaldare strutture metalliche come gli stampi, che quando si debbano riscaldare soluzioni liquide o gassose. Per merito della loro versatilità si prestano ad essere impiegati nei più svariati campi industriali, come:
Stampi per il settore della plastica, Stampi per incisione, Incollatrici, Macchine per la gomma, Pompe dosatrici, Presse oleodinamiche, Cilindri rotanti per il settore tessile, Macchine e Crogiuoli per circuiti stampati, Macchine per la lavorazione del legno, Barre saldanti, Macchine per alimenti, Macchine da laboratorio, Stufe per riscaldamento domestico, Macchine per pressofusione, Forni per il trattamento metalli, Macchine per posizionamento infrastrutture, Macchine da caffè, Radiatori domestici, Anticondensa, Macchine per il settore dolciario, Banchi di prova, Scambiatori di calore (aria/aria) ecc…
Potenza e Voltaggio
I riscaldatori a cartuccia, possono essere costruiti con una potenza specifica (W/cm²) variabile in funzione del tipo di impiego e delle temperature di esercizio, in ogni caso non oltre i 60 W/cm², mentre, per quanto riguarda la tensione di alimentazione non potrà essere superiore a 580V. In ogni caso entrambe sono soggette a verifica di fattibilità in rapporto a molteplici fattori.
Riscaldatore a cartuccia per basse temperature
ALCUNI MODELLI DI RISCALDATORI A CARTUCCIA
1) Riscaldatore a cartuccia standard con cavi per alte temperature isolati
2) Riscaldatore con attacchi filettati per immersione in liquidi
3) Riscaldatore con estrattore filettato antibloccaggio
4) Riscaldatore con attacco filettato a doppio filetto
5) Riscaldatore con attacco filettato e tratto neutro esterno
6) Riscaldatore con attacco filettato, tratto neutro esterno e innesto filettato per connessione custodia collegamenti elettrici
7) Riscaldatore con piega a 90° con cubo di giunzione per stampi di pressofusione
8) Riscaldatore con polo a massa per basse tensioni (max 50 Volt)
9) Riscaldatore con cavi per alte temperature uno per lato
10) Riscaldatore per aria e stampi con attacchi flangiati vari
11) Riscaldatore con perni filettati uno per lato
12) Riscaldatore con piega standard a 90° e cavi isolati
13) Riscaldatore con cavi isolati e protetti meccanicamente con guaine metalliche flessibili
14) Riscaldatore con perni lisci per connessione cavi esterna
Tolleranze dei fori
Nella maggior parte dei casi i riscaldatori a cartuccia (sia per alte temperature che non) vengono inseriti all’interno di fori praticati nei supporti metallici utilizzati per l’applicazione. Questi fori, per garantire il massimo scambio termico, impedire il surriscaldamento del riscaldatore stesso devono avere delle tolleranze ottimali.
Nella tabella a lato è descritto la quantità di spazio massimo ammissibile (in millimetri) tra foro e riscaldatore a cartuccia (al netto delle tolleranze del riscaldatore stesso), questo in funzione della densità in W/cm² e della temperatura di lavoro dell’applicazione.
In caso di piastre in alluminio e ottone, scegliere la colonna successiva a quella riferita alla temperatura di lavoro (cioè + 100 ° C).
Riscaldatori a cartuccia per applicazioni speciali
Riscaldatore a cartuccia con potenza differenziata
Nei riscaldatori a cartuccia la superficie si riscalda omogeneamente, ma quando la lunghezza degli stessi inizia ad essere discretamente importante, alle estremità (per effetto delle dispersioni ambientali del supporto dove sono inseriti) la temperatura è più bassa nella zona centrale. In questi casi si costruiscono riscaldatori con tratti riscaldanti differenziati, ossia leggeremente più potenti ai lati rispetto alla zona centrale (con percentuale di potenza e tratto interessato di volta in volta diverso in base alle diverse esigenze). Questo permette di compensare le dispersioni ambientali e di rendere più omogenea possibile la temperatura.
Riscaldatore a cartuccia con finitura antivibrazioni
Se si è in presenza di applicazioni con intense vibrazioni e possibile realizzare riscaldatori con la finitura descritta a lato. Questo tipo di esecuzione consiste nel creare un tratto neutro esterno, dove ha sede il giunto di connessione cavi, e riempirlo di silicone (del tipo per alta temperatura) smorzando di fatto la vibrazione trasferita ai cavi dal punto di fissaggio al processo (Flange, Tappi o altro ancora) o annullandola del tutto tanto più sarà lungo il tratto esterno dedicato in quanto sarà il silicone presente all’interno del tratto neutro ad assorbire interamente le vibrazioni preservando l’integrità strutturale del cavo e la sua giunzione con il corpo scaldante.
Riscaldatore a cartuccia con termocoppia incorporata
I riscaldatori a cartuccia con termocoppia incorporata vengono utilizzati in tutti i casi dove è necessario controllare accuratamente la temperatura di pelle dello riscaldatore (o indirettamente quella del processo produttivo) o come ulteriore sicurezza quanto il riscaldatore presenta una densità superficiale particolarmente elevata. La configurazione più comunemente utilizzata è quella con giunto caldo a massa posizionato sul fondo del riscaldatore.
TIPOLOGIA CONDUTTORI ELETTRICI
Nella tabella a lato sono indicate le tipologie di cavo elettrico utilizzato come conduttore per i riscaldatori a cartuccia, in base alle temperature di utilizzo (con particolare riferimento alla zona di uscita dei cavi e a quella che gli stessi attraversano nel corpo macchina). Si tenga presente che le temperature massime e minime sono riferite ai materiali che isolano il cavo elettrico e non alle temperature di esercizio del riscaldatore; tantomeno al materiale con cui il conduttore stesso è realizzato.
Protezione dei cavi elettrici isolati
1) Protezione con guaina in fibra di vetro rivestita in silicone per alta temperatura e ad alto isolamento dielettrico. Elevata flessibilità e buona resistenza meccanica con massima temperatura di esercizio di 180° C (punte 230° C)
2) Protezione con calza di treccia metallica flessibile in acciaio zincato (versione standard) o inox (a richiesta). Questa protezione è utile per proteggere i cavi da abrasioni e strappi garantendogli una discreta flessibilità e una buona resistenza meccanica. Massima temperatura di esercizio 320° C.
3) Protezione con guaina metallica flessibile in acciaio zincato (versione standard) o inox (a richiesta) proteggendo i cavi da schiacciature, abrasioni e strappi conservando una buona flessibilità e un’ ottima resistenza meccanica. Massima temperatura di esercizio 280° C.
4) Protezione con tubo ondulato (discretamente flessibile) a parete continua, in acciaio inox, inizialmente saldato allo stesso riscaldatore. Questo tipo di finitura, oltre a proteggere i cavi da schiacciature, abrasioni e strappi, è reso necessario in tutti quei casi dove i cavi attraversano aree particolarmente impegnative (vapore, acqua, gas, ambienti corrosivi ecc..). Garantisce un’ottima resistenza meccanica ma una scarsa flessibilità. Massima temperatura di esercizio 280° C.
5) Protezione con isolatori in ceramica dielettrica posizionati sia su cavi isolati che su cavi nudi. Questa finitura è utile per proteggere i cavi da abrasioni e permettergli di transitare in zone con elevata temperatura ; a sfavore vi è una scarsa flessibilità e resistenza meccanica. Massima temperatura di esercizio 800° C (sia con cavo nudo che isolato).
Istruzioni di sicurezza, installazione, uso e stoccaggio
1. Premessa
Le seguenti istruzioni di sicurezza si riferiscono all’installazione, uso, manutenzione e stoccaggio di riscaldatori a cartuccia.
2. Luogo di stoccaggio
Immagazzinare l’elemento in un luogo a temperatura ambiente e privo di umidità. Nel caso di stoccaggio prolungato, prima della messa in funzione del riscaldatore, si suggerisce di essicarlo in forno per 10/12 h alla temperatura di 100/130°. L’ossido di magnesio di cui è composto, essendo materiale idroscopico, tende ad accumulare umidità ambientale.
3. Connessioni elettriche
Proteggere le connessioni da eventuale contatto con liquidi o gas.
Effettuare cablaggi elettrici evitando che spigoli affilati possano danneggiare i rivestimenti dei cavi causando corto circuito.
Posizionare i cavi di connessione in maniera appropriata, evitando il contatto diretto con superfici troppo calde (250ºC max).
Prestare molta attenzione alla tensione di alimentazione e alla polarità dei cavi termocoppia ( ove presenti).
4. Condizioni per l’installazione
Applicare il riscaldatore nei fori di alloggiamento che devono essere realizzati con tolleranza variabile a seconda del carico superficiale dello stesso ( vedi tabella scheda tecnica).
Inconveniente principale causato dalla mancato rispetto di quanto sopra è il surriscaldamento della parte non perfettamente a contatto con la superficie da scaldare, che si evidenzia in una variazione di colore del riscaldatore ( viola/nero) pregiudicandone la durata del tempo.
Durante installazione utilizzare unicamente paste o spry non conduttivi da applicare sul riscaldatore.
5. Sistemi di controllo e sicurezza
Dotare l’impianto di centraline di termoregolazione adatte alla potenza dei riscaldatori e configurati secondo il tipo di termocoppia utilizzata. Installare termoregolatori o centraline con dispositivo automatico “soft start” per prevenire eventuali malfunzionamenti causati da possibile umidità accumulata dal riscaldatore.
6. Manutenzione e sostituzione
Utilizzare esclusivamente parti di ricambio e/o accessori forniti dalla ditta costruttrice.
La manutenzione dei riscaldatori deve essere eseguita esclusivamente da personale qualificato (esperto) e che abbia perfetta conoscenza delle caratteristiche dello strumento e dei suoi componenti. Tutti i tipi di intervento di manutenzione sui riscaldatori dovranno essere eseguiti in assenza di tensione elettrica.
7. Istruzioni per lo smontaggio e la pulizia del riscaldatore
Interrompere l’alimentazione elettrica del riscaldatore e lasciare raffreddare l’impianto.
Rimuovere il riscaldatore dalla sua posizione operativa prestando la massima attenzione evitando urti e altre manovre atte a danneggiarlo.
Pulire gli elementi riscaldanti con getto d’aria per eliminare residui di qualsiasi natura.
8. Smaltimento
I riscaldatori, terminato il ciclo di funzionamento, sono destinati alla rottamazione. Rispettare le norme vigenti in materia. Le parti metalliche, una volta pulite da guarnizioni, coperture protettive, così come ogni altro componente in materiale plastico, sono riciclabili.
9. Documenti e certificati
• Certificato di collaudo.
• Dichiarazione del Fabbricante.
• Attestato di Conformità CE
errepi s.a.s. declina ogni responsabilità per danni causati a persone o cose derivanti da un uso improprio dei prodotti forniti.