難しい金型形状に対応する特殊なカートリッジ ヒーター設計

工業用加熱のほとんどのニーズは、標準的な円筒形カートリッジ ヒーターで満たすことができます。ただし、状況によっては、非円形キャビティに適合したり、厳しい構成での熱接触を改善したりする特殊な形状が必要になります。-スペースが限られている場合、または熱伝達のニーズが通常よりも高い場合、これらのバリエーションを知ることで、より多くの設計の可能性が得られます。

分割{0}}半円形または半円形-のデザインは、金型を効果的に加熱するための最良の新しいアイデアの 1 つです。これらのユニットは、通常のカートリッジ ヒーターを U 字型に曲げて作られており、一端で接続された 2 本の平行な加熱脚が形成されます。-丸い穴ではなく、機械加工されたスロットに入れると、曲げ部分からのバネの張力によって両方の脚がスロットの壁に押し付けられます。これにより、非円形キャビティ内の円筒形ヒーターで問題となる可能性のある空隙が解消されます。-

熱接触の改善は顕著です。フライス加工されたスロット内の通常の円形ヒーターは接線点でのみ接触するため、隙間が残り、断熱されて高温領域が形成されます。 -半分に分割された設計により、加熱される長さ全体に沿ってラインが接触し続けるため、熱が均一に広がり、過熱することなくより大きな出力密度が可能になります。スロット用途に強制的に使用される球形の代替品と比較して、温度の均一性が向上し、ヒーターの寿命が長くなり、加熱時間が大幅に短縮されます。-

高速パッキング金型を使った作業から、分割されたハーフ ヒーターは、同じスロット内の球状ヒーターよりも熱伝達が 30% 優れていることがわかりました。{1}これは、抵抗素子が低温で動作し、絶縁の破壊が遅くなり、メンテナンスの必要性が少なくなることを意味します。通常、通常のカートリッジよりも 20 ～ 40% 高い最初の追加費用は、エネルギー料金の削減と保守間隔の延長という形ですぐに回収されます。

平面または長方形のカートリッジ ヒーターは、さまざまな形状で同じ問題を解決します。これらの押し出し成形または成形されたユニットは、対応する長方形のスロットに適合し、熱伝達のために互いに接触する表面積が増加します。用途には、それほど厚くなく、円形の穴があると構造的に弱いプラテンや、包装機器のシールバー用のブレード型ヒーターなどがあります。{2}}フラットな形状なので、穴あけのできない外面への取り付けも簡単です。

テーパ形状または円錐形状は、プラスチック射出用途で一般的なドラフト壁を備えた金型に使用されます。標準的な円筒形のヒーターをテーパー状の穴に挿入すると、深さに応じて上部または下部のみが接触します。これは、表面の大部分が熱を伝えられないことを意味します。テーパー状のヒーターは金型の抜き勾配に適合するため、全長に沿って常に同じ量のスペースと接触が存在します。取り付ける際は向きに注意が必要です。テーパーは正確に一致する必要があり、挿入の深さは加熱ゾーンの位置に影響します。

正方形と六角形の断面{0}}により、設置方法にさまざまなオプションが提供されます。これらの形状は、干渉を避けるためにリード線が指定された方向に進む必要がある場合など、ヒーターの方向が重要な用途での回転を防ぎます。また、側面が平らであるため、サーマルインターフェイスマテリアルを平らな面に取り付けるのが簡単になりますが、この方法は熱を機械加工されたキャビティに入れる場合ほど効果的に熱を移動させることができません。

中空カートリッジヒーターには、空気の加熱に最適な特定の機能があります。中央の穴により加熱ゾーンに空気が流れるため、乾燥、プロセス加熱、または環境制御に適したインライン エア ヒーターが作成されます。設計要素は大きく変化します。-空気流量、圧力降下、出口温度の均一性がより重要になります。湿った空気や湿気は​​電気的危険を引き起こす可能性があるため、アース線の安全機能は依然として重要です。

セラミックまたはセグメント化されたヒーターは、金属シースが熱に耐えられない非常に熱い場所または非常に寒い場所で機能します。これらのユニットは、ステンレス鋼が破損する温度である 1000 度を超える表面温度に達するために、セラミックの型枠に組み込まれた抵抗線を使用します。セラミックは非常に硬いため、金属のキャビティに挿入するのではなく、固定して取り付ける場合にのみ使用できます。ただし、通常のカートリッジでは使用できない炉や窯での使用が可能です。

特殊な形状の材料を選択する場合は、特に注意する必要があります。特定の材料は、非円筒形状を作るために必要な成形操作中に硬くなりました。-これにより、特定の状況では応力腐食が発生する可能性があります。ニッケルを多く含むステンレス鋼グレードは、成形時に優れた延性を維持します。抵抗線の配線は、曲げ半径や交差部分にホットスポットを作らずに、幾何学的な制限を回避する必要があります。