Grzałki patronowe palcowe to specjalistyczne komponenty grzewcze, które charakteryzują się dużą precyzyjnością, trwałością i wszechstronnością. Stosowane w wielu branżach, od przemysłu spożywczego po zaawansowane systemy technologiczne, zapewniają niezawodne i efektywne ogrzewanie, które często trudno osiągnąć wykorzystując grzałki ceramiczne czy rurkowe. Dzięki swojej konstrukcji umożliwiają szybką reakcję na zmiany temperatury oraz precyzyjne jej utrzymanie, co jest kluczowe w procesach wymagających dużej dokładności. W tym artykule przedstawimy główne korzyści wynikające z zastosowania grzałek patronowych palcowych oraz omówimy ich praktyczne i techniczne aspekty, które czynią je niezastąpionymi w wielu zastosowaniach przemysłowych.
Kiedy zastosować grzałkę patronową?
Grzałki patronowe palcowe mogą być zarówno fabrycznym elementem danej maszyny, jak i rozwiązaniem problemu w zupełnie innej maszynie, w której wcześniej nie były stosowane. Aby lepiej zobrazować ten temat, posłużymy się przykładem.
Wyobraźmy sobie, że np. produkujemy nakrętki i nagle zauważamy, że dana nakrętka w jednym miejscu jest niedolana, nie ma pełnej struktury lub wychodzi uszkodzona. Powodem jest zbyt niska temperatura w konkretnym umiejscowieniu. Rozwiązaniem może w tym przypadku okazać się dołożenie grzałki lub kilku grzałek patronowych dokładnie w tych punktach z niższą temperaturą. Bardzo często można to zrobić nawet, jeśli taka grzałka nie była uwzględniona w pierwotnym projekcie.
Potrzeba dołożenia grzałki patronowej może pojawić się w trakcie procesu, ponieważ mimo, że początkowo forma była dobrze zaprojektowana, a system działał bez zarzutu, to z czasem mogły zmienić się takie czynniki jak tworzywo lub ilość produkcji w określonym czasie. Po prostu jakakolwiek zmiana podczas produkcji mogła wpłynąć na konieczność zwiększenia temperatury, której obecny system nie jest w stanie zapewnić.
Zamiast wymieniać maszynę, czy też większy i kosztowniejszy element, można w prosty sposób wykonać dodatkowe komponenty grzewcze np. w postaci grzałek patronowych.
Umiejscowienie można sprawdzić za pomocą programów obliczeniowych, które pozwalają odczytać rozkłady ciepła. Dzięki nim można dokładnie zweryfikować, gdzie należy zaprojektować grzałkę, aby dogrzała potrzebny obszar, gdzie jest potrzebna konkretna temperatura, lub który obszar ma się rozgrzać jako pierwszy.
Kompaktowa budowa grzałek patronowych palcowych
Grzałki patronowe bardzo często wykorzystuje się do dogrzania małych, newralgicznych miejsc, dlatego najważniejszą ich cechą jest to, że mają kompaktową budowę, co pozwala na ich montaż w mocno ograniczonej przestrzeni. Jednocześnie mogą uzyskać dość dużą moc grzewczą, nawet 20-25 W/cm2, rozgrzewając się w bardzo szybkim tempie. To sprawia, że są idealnym rozwiązaniem tam, gdzie liczy się oszczędność miejsca, a jednocześnie wymagana jest wysoka wydajność grzewcza.
Najmniejsze grzałki patronowe naszej produkcji mają wymiary fi4x20 lub cieńsze ale dłuższe fi3,5x35m. Są to grzałki miniaturowe wykonane dla firmy Woseba – producenta kawy, przeznaczone do maszyny wypalającej dziurki w tworzywie. Taka maszyna posiada bardzo małe wymiary, stąd też potrzeba miniaturowej grzałki.
Warto podkreślić, że nasz standard produkcji jeśli chodzi o średnicę grzałek patronowych wynosi co 1/10 mm, czyli; 4; 4,1; 4,2; 4,3; 4,4 itp.
Efektywność energetyczna
Grzałki patronowe palcowe charakteryzują się wysoką efektywnością energetyczną. Dlaczego? Przede wszystkim dlatego, że grzałka patronowa posiada bardzo małą pojemność cieplną ze względu na jej mały rozmiar. Nie gromadzi ona w sobie ciepła ale stara się je całkowicie wypromieniować na zewnątrz. Duży wpływ na to ma także sama konstrukcja, w której staramy się, aby wewnętrzny element grzewczy umieszczony był jak najbliżej samej obudowy. Im bliżej, tym więcej ciepła wypromieniowywanego jest na zewnątrz, a mniej zostaje wewnątrz.
Dobrze wykonana grzałka patronowa jest idealnie okrągła, czego nie można osiągnąć chociażby w grzałkach rurkowych. Uzyskuje się to poprzez szlifowanie. Taka grzałka umieszczona zostaje w otworze, który także jest szlifowany. W takim układzie, pomiędzy grzałką a otworem znajduje się bardzo mała szczelina. Jeśli ta szczelina jest minimalna tj. 0.03 mm, grzałka pod wpływem temperatury rozszerzy się i idealnie dopasuje. W ten sposób nie traci energii na ogrzanie powietrza nagromadzonego w szczelinie, tylko od razu ogrzewa miejsce docelowe.
Straty zostają zmniejszone, a efektywność energetyczna zwiększona.
Długa żywotność grzałek patronowych palcowych
Na długowieczność grzałek przede wszystkim wpływa odbiór ciepła. Im jest mniejszy, tym grzałka bardziej ulega przegrzaniu. Zapewniony odbiór ciepła zdecydowanie przedłuża jej żywotność o kilka lat.
Oczywiście na wydajność grzałek patronowych można wpłynąć, przede wszystkim poprzez serwis i konserwację. W jaki sposób przeprowadzać serwis?
Główną zasadą kontroli jest sprawdzenie, czy gniazdo, w którym osadzona jest grzałka nie zostało wypalone lub czy przypadkiem się nie utleniło, gdyż w takiej sytuacji zwiększa się szczelina pomiędzy grzałką a obudową. Otwór pod grzałkę, po czasie będzie się wypalał. Tym samym grzałka na środku ma mniejszy odbiór ciepła. Dlatego wskazane jest, aby sprawdzać gniazda, w których są grzałki patronowe, czy przypadkiem nie mają luzu. Łatwo to zweryfikować, ponieważ po wyciągnięciu grzałki, w miejscu, w którym jest luz, w tym przypadku np. na środku, będzie miała kolor fioletowy. To oznacza, że grzałka w tym miejscu ogrzewa powietrze, a dopiero powietrze nagrzewa miejsce docelowe, tym samym musi się więcej naprodukować, ma większą temperaturę niż powinna i szybciej się przepala.
Należy więc wyeliminować tą odległość już na samy początku. W jaki sposób?
Podczas produkcji, grzałki patronowe są szlifowane do idealnie okrągłego kształtu z tolerancją H7, to jest ok 0,03 mm. Tak też powinien być wyszlifowany otwór.
O stratach ciepła i efektywności energetycznej w pracy grzałki, mimo, że na powierzchni mamy zapewnioną temperaturę na jakiej nam zależało dowiemy się dzięki tabelom i wzornikom. Patrząc na grzałkę łatwo zweryfikować, czy grzałka pracowała w niestandardowych warunkach. W momencie gdy np. przepali się grzałka bez wcześniejszych konserwacji, warto poddać ją analizie, czy np. jest cała czarna, czy może na całej swojej powierzchni występują punkty przegrzania. Może to wtedy oznaczać, że grzałka nie przepala się, ponieważ jest za słaba, ale że forma w której grzałka jest osadzona zwyczajnie się wyrobiła i wymaga odświeżenia. W takim przypadku należy poszerzyć otwór np. o 10 mm, wyrównując go. Do takiego gniazda należy wykonać nową dopasowaną grzałkę patronową.
Aby uniknąć takich sytuacji, dobrze jest minimum raz w roku sprawdzać gniazdo. Warto też wziąć po uwagę z jakiej stali jest maszyna (np. z aluminium), czy jest hartowana czy nie, na jakiej temperaturze pracuje. W przypadku wysokich temperatur tj. 500 – 550 stopni, grzałka powinna być sprawdzana co pół roku. Wszystkie niższe raz do roku.
Szerokie zastosowanie grzałek patronowych palcowych
Grzałki patronowe palcowe są wszechstronne i znajdują zastosowanie w wielu branżach, takich jak przemysł spożywczy, farmaceutyczny, chemiczny czy elektroniczny.
Przede wszystkim grzałka patronowa stosowana jest do ogrzewania lub dogrzewania ciał stałych, do wszelkich form wtryskowych, tłoczenia, pakowania czy wykrojników i wielu innych procesów, gdzie wymagana jest precyzyjna kontrola temperatury. Przewagą patronów nad grzałkami rurkowymi w formie jest wspomniane już wcześniej szlifowanie, a także precyzyjne pasowanie. Grzałki rurkowe uzyskujemy spod walca, gdzie tolerancja jest +/- 0.1 mm, natomiast w grzałkach patronowych tolerancja wynosi 0.03 mm
Grzałki patronowe wykorzystywane są także w różnego rodzaju zbiornikach z cieczami, olejem i gazem. Dobrym przykładem mogą być tu rozdzielacze gazów spawalniczych. Gaz przy rozprężaniu zmniejsza bardzo mocno swoją temperaturę. W długim okresie pracy np. w przypadku spawalni czy rozdzielni gazu, zawory, które są bardzo małe i delikatne oraz gaz w środku mogą zamarznąć. Zatem miejsce blisko zaworu należy dogrzać, przynajmniej do temperatury obojętnej. Ze względu na bardzo małą przestrzeń w zaworze, idealnie sprawdzają się grzałki patronowe, które jako jedyne można wykonać w mikroskali.
Warto też zaznaczyć, że grzałka może posiadać różne przewody w zależności od jej specyfiki. Cała grzałka, od jej wnętrza do wyprowadzenia prądowego zawsze projektowana jest pod wymagania klienta, czyli jeśli wiemy, że coś będzie pracowało w wysokiej temperaturze, to oczywistym staje się, że przewody również muszą być na nią odporne i takie też stosujemy np. przewody wysokotemperaturowe do 360 stopni. To samo dotyczy wszelkiego rodzaju klei czy lepiszczy.
Precyzyjna kontrola temperatury w grzałkach patronowych palcowych
Jedną z kluczowych zalet grzałek patronowych palcowych jest możliwość precyzyjnej kontroli temperatury. Jest to kolejna z przewag grzałki patronowej nad rurkowymi czy ceramicznymi. Na etapie produkcyjnym w grzałce umieszczany jest specjalny czujnik z dwoma dodatkowymi przewodami podłączanymi do regulatora, który pozwala mierzyć temperaturę bezpośrednio wewnątrz grzałki, zapobiegając jej uszkodzeniu czy przepaleniu, a także sterować całym urządzeniem, całą formą regulując temperaturę od 20 do 500 stopni.
By móc mówić o precyzyjnej kontroli warto podkreślić, że nie tylko klasa dokładności czujnika jest ważna, ale również cały układ regulujący temperaturę. Jeśli grzałka i czujnik są precyzyjne, a regulator nie, wtedy całość niestety jest nieprecyzyjna. Nieprecyzyjności nie można przypisać samej grzałce.
Wytrzymałość mechaniczna grzałek patronowych palcowych
Grzałki patronowe palcowe charakteryzują się wysoką wytrzymałością na uszkodzenia mechaniczne i korozję, co sprawia, że są idealnym rozwiązaniem do pracy w trudnych warunkach przemysłowych. Warto jednak wspomnieć, że pomimo dużej wytrzymałości na nacisk, nie są odporne na duże drgania, które poprzez mikrodrgania wewnątrz grzałki uszkadzają druty.
Można za to wywrzeć na nią bardzo duży nacisk, czy wkręcić grzałkę pomiędzy dwie wielotonowe płyty. Dzieje się tak, ponieważ już sama grzałka w swojej konstrukcji jest zaciskana z siłą kilkudziesięciu ton.
Podsumowanie
Grzałki patronowe palcowe są nieocenione w sytuacjach, gdzie wymagana jest precyzja zarówno dotycząca temperatury, umiejscowienia jak i rozmiaru. Warto pamiętać, że są to jedyne elementy, które można wykonać w mikroskali. Ważnym wyróżnikiem jest także to, że grzałki patronowe posiadają bardzo małą bezwładność cieplną, tzn. że oddają całe ciepło od razu do ogrzewanego elementu, nie gromadząc go w sobie, co wpływa na dużą szybszą reakcję niż w przypadku innych grzałek.
Dzięki tym cechom mogą być idealnym rozwiązaniem dla najróżniejszych systemów grzewczych.
Jeśli szukasz wysokiej jakości grzałek patronowych palcowych, odwiedź stronę Sinkoplex i zapoznaj się z naszą ofertą.
