Un dipòsit de procés s'enterra profundament dins d'un marc de màquina atapeït, o es troba sota un sostre baix, amb la seva escotilla d'accés tancada per canonades. La ubicació ideal per a l'escalfador d'immersió és clara, però el lloc lògic per a la caixa de connexió elèctrica-a l'aire lliure i fresc, accessible per al manteniment-és a més d'un metre de distància, amunt i al voltant d'una cantonada. Un escalfador estàndard de PTFE rígid amb un terminal curt no funcionarà. La solució és un escalfador dissenyat a mida amb una zona freda llarga, flexible i sense escalfar, com un periscopi, que permet que l'element calent es submergi profundament al tanc mentre el cervell elèctric s'asseu de manera segura i còmoda a sobre.
El repte d'accés als dipòsits industrials
Molts dipòsits de procés químic s'instal·len en espais que no són ideals per al manteniment de l'escalfador. Alguns exemples inclouen:
Tancs situats dins de fosses o dipòsits profunds on la brida superior es troba a nivell del sòl o per sota.
Tancs muntats dins de bastidors de màquines d'acer, amb travesses i canonades que passen directament per sobre de l'obertura del dipòsit.
Línies de revestiment on diversos dipòsits estan ben empaquetats, deixant un espai mínim per a les connexions elèctriques.
Tancs amb poca distància lliure (per exemple, sota un altell o un conducte d'escapament).
En tots aquests casos, es pot accedir al mateix dipòsit-l'escalfador es pot baixar al líquid. Tanmateix, la caixa de connexió elèctrica (cap del terminal) d'un escalfador d'immersió estàndard acabaria en una atmosfera estreta, humida o corrosiva. Això fa que el manteniment rutinari (p. ex., proves de megger, recablejat o substitució de fusibles) sigui difícil, perillós o impossible. A més, la caixa de connexió pot estar exposada a fums corrosius que poden degradar els segells elèctrics i les connexions terminals amb el pas del temps.
La solució: una zona freda llarga i flexible
Un escalfador d'immersió estàndard de PTFE consta de tres seccions:
Secció climatitzada:L'element revestit de PTFE que està submergit en el líquid i genera calor.
Zona freda (tija sense escalfar):Un tub de PTFE curt i rígid (normalment de 150 a 300 mm) que s'estén per sobre del nivell del líquid. Conté els cables d'alimentació aïllats i les transicions a la caixa de terminals.
Caixa de terminals (caixa de connexió):El recinte on els cables d'alimentació estan connectats al cable d'alimentació externa.
En aEscalfador de PTFE zona freda flexible dipòsit de difícil accésconfiguració, la zona freda s'estén espectacularment-a 1, 2 o fins i tot 3 metres de longitud-i es flexibilitza. La secció escalfada està dimensionada per a la profunditat del dipòsit, com és habitual. La zona freda es fabrica a partir d'un tub de PTFE de paret gruixuda, ondulat o reforçat amb trenes. Aquest tub és prou flexible mecànicament per doblegar-se suaument al voltant de les obstruccions, però prou rígid per mantenir la seva forma i suportar el pes de la caixa de terminals. Aleshores, la caixa de terminals es pot muntar a una paret propera, un suport de suport o el marc de la màquina-en qualsevol lloc net, sec, ben il·luminat i de fàcil accés.
El coll llarg i flexible de l'escalfador surt de la fossa tancada i corrosiva, portant les seves connexions elèctriques a l'aire net i a la llum.
Paràmetres de disseny per a una zona freda flexible
Quan s'especifica un escalfador d'aquest tipus, s'han de definir diversos paràmetres tècnics per garantir un funcionament segur i fiable.
Radi de curvatura mínim
El tub flexible de PTFE no es pot doblegar ni doblegar massa bruscament, ja que això col·lapsaria l'espai intern o danyaria l'aïllament dels cables d'alimentació. El fabricant proporcionarà unradi de curvatura mínim(normalment 5-10 vegades el diàmetre exterior del tub de la zona freda). Per exemple, un tub de zona freda amb un OD de 25 mm pot tenir un radi de corbat mínim de 150 mm. Això s'ha de respectar durant la instal·lació. El camí d'encaminament ha de tenir corbes suaus, no cantonades afilades. Si es necessita un canvi de direcció de 90 graus, la zona freda s'ha de doblegar en un arc ample a una distància d'almenys 150-200 mm.
Límit de temperatura de la zona freda
La zona freda és, per definició, sense calefacció. Tanmateix, encara està exposat a la calor ambiental irradiada des de la paret del dipòsit, des de la secció escalfada de sota i de la superfície del líquid calent. Per protegir el material de PTFE i l'aïllament intern, la zona freda s'ha de mantenir per sota d'una temperatura de seguretat-normalment80 graus at the point where the PTFE meets the terminal box. The manufacturer will design the cold zone length and the heat sink characteristics (e.g., a metal or PTFE heat shield) to ensure that the terminal box mounting flange does not exceed this limit. For very long cold zones (e.g., >1,5 m), la conducció de calor natural a través del tub de PTFE és mínima i la temperatura a la caixa de terminals pot ser només lleugerament per sobre de l'ambient.
Materials de construcció de la zona freda
El tub flexible de zona freda sol estar fet de:
PTFE corrugat:Un tub entort que proporciona flexibilitat en totes les direccions. És lleuger i resistent als atacs químics. Tanmateix, es pot danyar més fàcilment per objectes punxants.
PTFE trenat o reforçat:Un tub llis de PTFE amb una trena externa d'acer inoxidable o polièster. La trena afegeix resistència a la tracció, resistència a l'abrasió i evita que s'enganxi. És preferible per a zones fredes més llargues (més d'1 metre) o on hi ha risc d'impacte mecànic.
PTFE sobre una manxa metàl·lica:Una manxa metàl·lica (per exemple, acer inoxidable) està sobreemmotllada amb PTFE. Això proporciona una excel·lent resistència mecànica i un radi de flexió molt ajustat, però és més pesat i més car.
Els cables d'alimentació interns (normalment coure niquelat o níquel pur per a la resistència a altes temperatures) estan aïllats amb funda de PTFE o FEP. Han de ser prou llargs per recórrer tota la longitud de la zona freda més 200-300 mm addicionals dins de la caixa de terminals per a la connexió.
Col·locació de la caixa de terminals
La pròpia caixa de terminals s'ha de muntar en un lloc que compleixi els criteris següents:
Temperatura ambient:Per sota dels 50 graus (per evitar el sobreescalfament dels terminals elèctrics).
Ambient:Net, sec i lliure de fums corrosius. Si la caixa s'ha de col·locar en un entorn lleugerament corrosiu, s'ha de seleccionar un recinte NEMA 4X (IP66) o superior amb un recobriment resistent a la corrosió.
Accessibilitat:Espai lliure suficient per obrir la coberta, treure un tester de megger i estirar cables. Es recomana un espai lliure d'almenys 500 mm davant de la caixa.
Vibració:Baixos nivells de vibració. Si es munta en un marc de màquina que vibra, s'han d'utilitzar amortidors de vibracions o un suport separat.
Exemple pràctic d'instal·lació
Penseu en un dipòsit de crom col·locat en una fossa de formigó. La vora superior del dipòsit està a nivell del terra. Una reixa metàl·lica cobreix la fossa. L'espai per sobre de la reixa només té 800 mm d'alçada a causa d'un conducte de ventilació aeri. Un escalfador de PTFE estàndard col·locaria la caixa de terminals dins de la fossa, sota la reixeta, on estaria exposada a la boira de crom i seria gairebé impossible d'arribar per al manteniment.
S'implementa una solució que utilitza una zona freda llarga i flexible:
La secció escalfada té una llargada de 900 mm, adequada per al dipòsit d'1 metre de profunditat (100 mm d'espai lliure des de la part inferior).
La zona freda està feta d'1,8 metres de llarg, amb un tub de PTFE reforçat.
La zona freda es dirigeix cap amunt a través d'una obertura de la reixa, després es doblega amb un arc suau de 90 graus cap al costat, passa al voltant d'una columna de suport i, finalment, acaba en una caixa de terminals muntada a la paret a l'alçada de la cintura, 1,2 metres per sobre de la reixa.
Es respecta el radi de corba mínim (150 mm) durant tot el recorregut.
La caixa de terminals està equipada amb una coberta amb frontisses i una etiqueta clara que indica la tensió, la potència i el número de sèrie de l'escalfador.
El resultat: accés segur i còmode per a proves de megger trimestrals i qualsevol canvi de cablejat necessari. La zona freda es manté a una temperatura superficial inferior als 60 graus perquè no s'escalfa i la longitud proporciona un ampli enfonsament de calor.
Quan no es recomana una zona freda flexible?
Tot i que la zona freda flexible resol molts problemes d'accés, té limitacions:
Temperatures molt altes:Si la temperatura del líquid supera els 100 graus (el màxim per als escalfadors d'immersió de PTFE), es requereix un tipus d'escalfador diferent independentment de la zona freda.
Desgast mecànic agressiu:Si la zona freda ha de passar per un forat en una placa metàl·lica, o si està subjecta a abrasió freqüent (per exemple, per part del personal que hi camina), pot ser més adequat un tub vertical d'acer inoxidable rígid o metàl·lic revestit de PTFE.
Longituds extremes de més de 3 metres:Per a zones fredes de més d'uns 3 metres, la caiguda de tensió en els cables d'alimentació esdevé significativa i el suport mecànic del tub es fa difícil. Es prefereix una canonada rígida o una extensió de caixa de connexió amb un conducte separat.
Entorns d'alta vibració:La flexió constant en el punt on la zona freda s'uneix a la secció escalfada podria provocar una fallada per fatiga. Una zona freda flexible s'ha de fixar amb pinces per evitar el moviment.
Llista de verificació d'especificacions
En demanar un escalfador d'immersió de PTFE amb una zona freda llarga i flexible, s'han d'especificar els elements següents a la sol·licitud de pressupost:
| Paràmetre | Descripció |
|---|---|
| Longitud total escalfada (Lh) | Longitud de la funda de PTFE que estarà submergida en el líquid |
| Longitud total de la zona freda (Lc) | Distància des de la superfície del líquid fins a la brida de la caixa de terminals (incloent-hi les corbes) |
| Material del tub de zona freda | PTFE corrugat, PTFE trenat o PTFE sobre manxa |
| Radi de curvatura mínim | Proporcionat pel fabricant; s'han de respectar en el disseny de l'encaminament |
| Tipus de caixa de terminals | NEMA 4X (IP66) o estàndard, amb o sense termòstat, fusible o llum pilot |
| Longitud del cable d'alimentació dins de la caixa de terminals | Normalment, 300 mm addicionals per a la connexió |
| Potència i voltatge | Valors estàndard (p. ex., 2 kW, 240 V monofàsic) |
| Certificació | CE, UL o altres aprovacions requerides |
El fabricant hauria de proporcionar un dibuix dimensional que mostri la longitud escalfada, la longitud de la zona freda i el radi de flexió recomanat. Les instruccions d'instal·lació han d'incloure un avís per no superar el radi de corbat mínim i no aplicar força a la caixa de bornes.
Conclusió: desacoblament de la col·locació de la connexió
La zona freda llarga i flexible és la solució personalitzada i intel·ligent que desacobla la ubicació física de l'escalfador de la seva connexió elèctrica, solucionant els problemes d'accés al tanc més incòmodes. L'element calent es col·loca exactament on el procés ho requereix-en la profunditat del dipòsit. El cervell elèctric (la caixa de terminals) es troba en una zona segura i accessible, lluny de fums corrosius, obstruccions i espais exigus. El coll flexible de PTFE uneix els dos amb la resistència química i el compliment mecànic. La millor solució d'enginyeria és sovint la que fa que la instal·lació sigui més senzilla i segura. Per als equips de manteniment que han lluitat per estrènyer una clau anglesa en un racó estret per arribar a una caixa de terminals, un escalfador amb una zona freda llarga i flexible no és un luxe-és una necessitat que transforma un treball perillós i difícil en una tasca rutinària, segura i eficient.
