Cum să selectați un încălzitor de PTFE cu interblocare de nivel integrat pentru funcționare intermitentă în rezervoare mici?

Orice încălzitor cu imersie se confruntă cu un ciclu de funcționare dur atunci când un rezervor de cinci-galoane este umplut, încălzit și golit de mai multe ori în fiecare oră. Elementul este întotdeauna expus riscului de a deveni energizat atunci când este fie complet uscat, fie parțial expus. Cea mai rapidă și mai sigură protecție este obținută prin includerea unui dispozitiv de blocare la nivel chiar în designul încălzitorului. Pentru a evita arderea uscată-și a prelungi durata de viață a încălzitorului, acest tutorial descrie cum să selectați o soluție intermitentă de blocare a nivelului de încălzire din PTFE.

Pericol de serviciu intermitent în rezervoarele mici
În timpul ciclurilor de scurgere, nivelul lichidului din rezervoarele mici scade rapid. Comenzile manuale sau temporizatoarele de proces nu au putut reacționa suficient de repede. O întârziere de control poate duce la un incendiu uscat temporar-a încălzitorului dacă sistemul de detectare a nivelului și controlul încălzitorului nu sunt conectate. Învelișul din PTFE se poate supraîncălzi la nivel local după doar câteva secunde de funcționare în aer. Când este expus la aer, firul de rezistență internă poate crește rapid peste 250 de grade, chiar dacă PTFE în sine are o temperatură maximă de serviciu continuă de aproximativ 110 de grade. Din aceasta rezultă deformarea învelișului, deteriorarea izolației și, în cele din urmă, defecțiunea încălzitorului.

De ce senzorii de nivel independenți sunt inadecvați
Sondele cu ultrasunete sau de capacitate sunt exemple de comutatoare de nivel externe care adaugă complexitate cablajului și posibile puncte de defecțiune. Este posibil să puneți un senzor nou la o înălțime diferită față de încălzitor sau să utilizați cicluri de scanare a controlerului logic programabil (PLC) pentru a întârzia semnalul senzorului. Aceste întârzieri și incertitudini sunt eliminate printr-o interblocare mecanică directă, care este un întrerupător cu plutitor fixat pe aceeași construcție ca și încălzitorul.

Soluția pentru interblocarea nivelului integrat
O interblocare simplă și fiabilă este produsă de un încălzitor din PTFE de -putere redusă, cu o porțiune scurtă încălzită instalată aproape de fundul rezervorului și un întrerupător magnetic cu plutitor fixat pe suportul încălzitorului sau direct pe conducta verticală. Comutatorul întrerupe curentul la contactorul încălzitorului înainte ca mantaua din PTFE să fie expusă atunci când nivelul lichidului scade sub comutatorul cu plutitor.

Cum este protejat încălzitorul de întrerupătorul cu plutitor
Întrerupătorul plutitor servește ca un protector fizic. Este configurat astfel încât doar atunci când nivelul lichidului atinge cel puțin doi până la trei centimetri peste lungimea încălzită, comutatorul intră în poziția „sigur” (închis). Când nivelul scade sub acest punct, plutitorul coboară, iar comutatorul se deschide instantaneu. Nu există întârzieri în procesarea electronică. Încălzitorul trebuie să fie complet scufundat înainte de a putea fi pornit.

Alegerea materialelor adecvate pentru întrerupătoarele cu plutitor
Fluidul de proces trebuie să fie compatibil atât cu plutitorul, cât și cu tija. Întrerupătoarele cu flotor din polipropilenă sau PTFE sunt recomandate pentru majoritatea aplicațiilor pentru rezervoare mici-, inclusiv băi de placare, soluții de curățare și substanțe chimice blânde. Pentru temperaturi mai ridicate, sulfura de polifenilen (PPS) este o altă alegere. În loc de puterea primară a încălzitorului (mulți kilowați), comutatorul în sine ar trebui să fie evaluat pentru tensiunea bobinei contactorului. Din motive de siguranță, se recomandă un circuit de interblocare cu tensiune joasă-(cum ar fi 24 V AC sau DC).

Condiții tehnice pentru un circuit cu o interblocare sigură-fail
Circuitul de interblocare trebuie construit având în vedere defecțiunea în siguranță. Când nivelul este sigur, întrerupătorul cu plutitor trebuie să fie conectat ca un dispozitiv normal deschis (NU). Circuitul rămâne deschis și încălzitorul nu poate fi pornit dacă întrerupătorul cu plutitor nu funcționează mecanic sau firul se rupe. Operațiunea „-în siguranță” este termenul pentru aceasta.

Detalii importante
Valoarea recomandată pentru parametru
Tensiune circuit de interblocare 24 V AC/DC (maximum 48 V)
Capacitatea contactului unui întrerupător cu flotor Un minim de 1 A la 24 V DC
Tip cablu ecranat, izolat cu PTFE-
Evaluarea carcasei (cutie de joncțiune) NEMA 4X sau IP65 Protecție împotriva temperaturii de rezervă-
Nu există un gadget de protecție perfect. Bobina contactorului trebuie conectată în serie cu un al doilea termostat de temperatură resetat manual. Aproape de partea superioară a zonei încălzite, acest termostat este fixat direct pe mantaua încălzitorului din PTFE. Temperatura învelișului va crește dacă întrerupătorul cu plutitor nu se închide și rezervorul se usucă. Termostatul se deschide și blochează încălzitorul până când acesta este resetat manual când temperatura crește peste aproximativ 90 până la 100 de grade, ceea ce este mult sub pragul de deteriorare al PTFE. Acest lucru adaugă un nivel suplimentar de securitate.

Geometria încălzitoarelor pentru rezervoare mici
Pentru o baie mică, cea mai sigură opțiune este deseori cea mai sigură opțiune, un încălzitor scurt și lat, cu un comutator bas-. Lungimea încălzită nu trebuie să depășească 70% din adâncimea operațională tipică a rezervorului. Secțiunea încălzită va rămâne scufundată chiar și atunci când nivelul lichidului este destul de scăzut dacă încălzitorul este montat orizontal aproape de fundul rezervorului. Pentru a evita scăderea la temperatura de funcționare, un încălzitor orizontal din PTFE trebuie susținut cu grijă.

Pentru un rezervor de 5–20 galoane, un încălzitor cu o lungime încălzită de 150–300 mm este standard pentru atașarea verticală. Comutatorul plutitor este poziționat pe un cadru reglabil, astfel încât punctul său de declanșare să poată fi setat la 25–50 mm deasupra vârfului lungimii încălzite. Atât suportul de încălzire, cât și ghidajul plutitor sunt furnizate printr-o țeavă verticală rigidă din PTFE sau polipropilenă.

Lista de verificare a cerințelor pentru un încălzitor PTFE cu interblocare la nivel
Următorii factori trebuie să fie luați în considerare atunci când alegeți un sistem de funcționare intermitent de blocare a nivelului de încălzire din PTFE pentru o aplicație intermitentă cu rezervoare mici-:

Lungimea încălzită (L_h): Distanța dintre fundul rezervorului și nivelul minim necesar de lichid. Când întrerupătorul cu plutitor este în poziția sigură, lungimea încălzită trebuie să fie complet scufundată.

Distanța verticală dintre nivelul de declanșare al comutatorului și fundul rezervorului este cunoscută sub denumirea de punct de referință al comutatorului cu plutitor. Acesta trebuie să fie mai mult decât L_hplus o marjă (de obicei 25 mm).

Pentru lichide slab acide sau alcaline, utilizați polipropilenă ca material pentru comutatorul cu plutitor; pentru substanțe chimice puternice (cum ar fi acizi concentrați sau solvenți), utilizați PTFE.

Densitatea în wați a încălzitorului: se recomandă maxim 1,5 W/cm² pentru soluții pe bază de apă-și 0,8 W/cm² pentru uleiuri pentru funcționare intermitentă cu control al nivelului.

Punctul de referință al termostatului de peste-temperatura este de 80 de grade pentru fluidele-sensibile la căldură și de 90 de grade pentru băile pe bază de-apă.

Capacitatea contactorului: Amperajul la sarcină maximă al încălzitorului trebuie să fie egal. Puterea principală nu este controlată de întrerupătorul cu plutitor; doar bobina contactorului este.

Notă privind compatibilitatea chimică
Deși flotoarele PTFE sunt costisitoare, sunt inerte chimic la aproape toate fluidele. Flotantele din polipropilenă sunt rezistente la majoritatea alcalinelor și acizilor, cu excepția celor sulfurice și azotice intense. Uneori se folosește un flotor din oțel inoxidabil-acoperit cu PTFE-pentru lichide de hidrocarburi, dar tija trebuie să fie totuși adecvată. Înainte de a alege materialul comutatorului cu plutitor, consultați întotdeauna diagramele de rezistență chimică.

Testare și instalare
Sistemul trebuie să fie pus în funcțiune cu atenție după ce încălzitorul cu blocare de nivel integrat este instalat. Umpleți rezervorul treptat în timp ce urmăriți cum funcționează întrerupătorul cu plutitor. Când suprafața lichidului atinge punctul specificat, întrerupătorul cu plutitor trebuie să se închidă audibil (se poate auzi un clic) când circuitul de control al încălzitorului este alimentat și contactele principale ale contactorului sunt deschise. Până când nivelul este sigur, încălzitorul nu ar trebui să fie pornit. Contactorul încălzitorului trebuie să rămână deschis chiar dacă sistemul de comandă încearcă să pornească încălzitorul atunci când rezervorul este gol, așa că trebuie efectuat un test de funcționare uscată-.

În concluzie
Un comutator de proximitate mecanic care oprește ca electricitatea să ajungă la elementul de încălzire în prezența aerului uscat este cea mai bună apărare pentru un încălzitor mic-batch. Înainte ca mantaua din PTFE să fie expusă, circuitul de comandă este întrerupt printr-un dispozitiv de blocare de nivel integrat, care este un întrerupător cu flotor din PTFE sau polipropilenă atașat direct la suportul încălzitorului. Acest design garantează o funcționare sigură și fiabilă în timpul ciclurilor sporadice de umplere/scurgere atunci când este asociat cu o lungime scurtă de încălzire și un termostat la supra--resetat manual. Secretul unei durate lungi de viață a încălzitorului este proiectarea pentru cea mai defavorabilă condiție de funcționare-, adică un rezervor epuizat cu sistemul de control care solicită căldură. Această protecție este asigurată fără complexitate sau întârziere printr-un sistem de funcționare intermitent de blocare a nivelului de încălzire din PTFE specificat corect.