Трубчасті електронагрівачі (скорочено Тени) були винайдені в далекому 1859 році в не менше далекій для нас Америці. На самому початку свого існування такі нагрівачі представляли собою звичайну металеву спіраль, ізольовану спеціальним матеріалом (то була кераміка) і вставлену в металеву оболонку. І тільки на початку 20-го століття, через п'ять десятиліть після свого створення, Тени стали вельми широко використовуватися, як важливий елемент в нагрівачах, що застосовуються для побутових і промислових потреб для обігріву приміщень. Тоді ж і був налагоджений їх серійний випуск.
Сьогодні сфера застосування ТЕНів значно розширилася.
Унікальність ТЕНів полягає в тому, що вони здатні працювати в самих різних середовищах. Це можна зрозуміти, якщо подивитися на те, що вони використовуються для нагрівання повітря і інших газів або їх сумішей; води або несильних розчинів лугів, кислот та інших агресивних середовищ, а також масел і жирів; деяких металів і їх сплавів; прес-форм і навіть плавлення селітри. Щоб домогтися таких результатів, використовуються наступні методи - конвекція, теплопровідність або випромінювання (коли відбувається безпосереднє перетворення електроенергії в теплову).
Диву даєшся, коли вивчаєш робочі характеристики цих нагрівачів. Розглянемо, для прикладу, їх робочу температуру, яка знаходиться в межах від декількох десятків градусів до (увага!) 750 С! Крім того, існують Тени так званого спеціального виконання, розраховані і на ще більші значення температур. Такі собі "живчики" здатні на багато чого! Тому-то вони і змогли так швидко стати настільки популярними. Як тільки світ дізнався про їхнє існування, то промисловість вже не могла без них обійтися.
Конструкція трубчастих електронагрівачів (ТЕН)
Сьогоднішній ТЕН - це спіраль або кілька спіралей, виготовлені зі спеціального сплаву, що має високий опір, оснащені спеціальними контактними стрижнями і поміщені в металеву оболонку. Важливо відзначити, що спіралі і контактні стрижні від оболонки ізолюються (спіраль - електроізоляційним спресованим наповнювачем, стрижні - діелектричними ізоляторами), а торці Тена герметизуються, щоб захистити його від попадання всередину вологи (рис. 1).
Крім герметизації, кінці ТЕНів піддаються ще одній процедурі - на них встановлюються штуцери. Вони необхідні для зручного кріплення Тена на місці використання (найчастіше, вони різьбові). Ще один важливий момент, що стосується конструкції Тена - на торцях виводяться (знову ж різьбові) шпильки. призначені для підведення напруги живлення.
Тепер поговоримо про матеріал для трубчастих електронагрівачів. Найчастіше, для цієї мети використовується сталь 10 або нержавіюча сталь. У першому випадку ТЕН здатний витримати вплив хіба що повітря, води, деяких нейтральних або малоактивних розчинів або масел, і т.д.
Для використання ж в агресивних середовищах потрібні нагрівачі, виготовлені з нержавіючої сталі. Більше того, для кращої хімічної та електрохімічної стійкості Тени нерідко покривають спеціальними покриттями. Найчастіше, в цьому випадку застосовуються методи лудіння або нікелювання, також можливе використання методу обгортання фторопластом. Для посилення ефекту буває, що трубки виготовляються подвоєною товщини.
При виборі трубчастого електронагрівача варто також звернути увагу на такий показник, як його потужність. Багато про це забувають, однак при роботі нагрівача, виготовленого з тієї самої стали 10, на звичайному повітрі потужність приладу не повинна перевищувати двох Ватт на квадратний сантиметр. При роботі в водному середовищі цей же показник може бути, звичайно, значно вище, але і тут є деякі обмеження - він не повинен перевищувати 13 Ватт на горезвісний квадратний сантиметр. У разі перевищення зазначених значень будьте готові до того, що почнеться стрімке руйнування нагрівача.
Пару слів про те, яку форму можуть мати трубчасті електронагрівача в стандартному заводському вигляді. Найпростіша - це, звичайно, пряма. Також існують Тени з U-подібною формою профілю і формою типу "скріпка". Геометрично ці форми різняться трьома основними показниками - діаметром трубки, довжиною самого Тена (строго в розгорнутому вигляді), а також відстанню між його центрами. Однак в довідниках зазвичай вказуються деякі інші показники - це та сама довжина Тена (правда тільки в зігнутому вигляді) і довжина петлі. Також не можна не згадати показник глибини закладення токоведущий шпильки.
Також корисним буде знати, як розшифровується його позначення.
Розглянемо на прикладі:
ТЕН 120 В 13 / 1,0 Т 220- 120 - розгорнута довжина L в сантиметрах (виробник має право проводити тен з довжиною в розгорнутому вигляді, що відрізняється від заявленої плюс-мінус 1-2 відсотка)
- В - позначення довжини контактного стрижня в закладенні Lk
- 13 - діаметр оболонки D в міліметрах (діаметр тена може відхилятися від значення, зазначеного в паспорті: при діаметрі до 10 мм - до 0,3 мм, при діаметрі 13 або 16 мм - не вище 0,4 мм.)
- 1,0 - номінальна потужність в кіловатах (споживана потужність електрообігрівача не повинна перевищувати його номінального значення більш, ніж на 10 відсотків)
- Т - позначення нагрівається середовища і матеріалу оболонки
- 220 - номінальна напруга в вольтах (за бажанням замовника можливе виготовлення нагрівачів на інші напруги)
Умовне позначення і номінальна довжина контактного стрижня в закладенні
Тепер поговоримо про виготовлення трубчастих електронагрівачів. Як правило, йдуть в експлуатацію звичайні, стандартні Тени. Однак буває так, що потрібне виготовлення нагрівачів з дуже вузькою спрямованістю. Така необхідність зазвичай виникає тоді, коли цього вимагає технічне завдання або, інакше кажучи, технічна сторона пристроїв, задіяних в процесі. Зрозуміло, що випуск таких виробів є скоріше винятком, ніж правилом.
Іншими словами, можна сказати, що виготовлення ТЕНів відбувається за двома основними напрямками - або за допомогою регулярного, іншими словами, серійного виробництва, як там не є стандартних модифікацій, або виготовлення нагрівачів одиничних екземплярів або їх малої партії в індивідуальному порядку. В останньому випадку виробникам потрібно конкретне замовлення споживача і хоча б приблизний креслення майбутнього виробу.
Маркування, упаковка.-
Маркування повинна містити:
- умовне позначення матеріалу оболонки і нагрівальної середовища або тип ТЕН;
- номінальну напругу, В;
- номінальну споживану потужність, кВт;
- ... Рік випуску (останні дві цифри)
Зберігання ТЕН має здійснюватися в опалювальних і вентильованих складах. Температура навколишнього повітря - від 5 до 40С.
експлуатація-
При експлуатації ТЕН:
- необхідно стежити за станом контактних стрижнів і токоподводящих проводів, не допускаючи послаблення з'єднання;
- при підтягуванні контактних гайок не допускається прокручування контактних стрижнів в корпусі ТЕН;
- активна частина ТЕН повинна бути повністю розташована в робочому середовищі;
- при нагріванні твердих тіл (деталей штампів, прес-форм, ливарних форм) повинен бути забезпечений надійний тепловий контакт оболонки з нагрівається середовищем.
Залишається сподіватися, що інформація, представлена в даному матеріалі, допоможе вам краще орієнтуватися в світі трубчастих електронагрівачів - і ви не потонемо в їх різноманітті.