Ako si vybrať PTFE ohrievač s integrovaným blokovaním úrovne pre prerušovanú prevádzku v malých nádržiach?

Každý ponorný ohrievač čelí náročnému pracovnému cyklu, keď sa päť{0}}galónová nádrž naplní, zohreje a vypustí niekoľkokrát za hodinu. Prvok je vždy vystavený riziku nabitia, keď je úplne suchý alebo čiastočne odkrytý. Najrýchlejšia a najbezpečnejšia ochrana sa dosiahne zahrnutím blokovania úrovne priamo do konštrukcie ohrievača. Aby sa predišlo suchému{4}}zapáleniu a predĺžila sa životnosť ohrievača, tento návod popisuje, ako vybrať riešenie pre prerušovanú prevádzku s blokovaním úrovne ohrievača PTFE.

Nebezpečenstvo prerušovanej služby v malých nádržiach
Počas vypúšťacích cyklov hladina kvapaliny v malých nádržiach rýchlo klesá. Manuálne ovládacie prvky alebo procesné časovače nedokázali dostatočne rýchlo reagovať. Oneskorenie ovládania môže mať za následok dočasný suchý-požiar ohrievača, ak systém detekcie hladiny a ovládanie ohrievača nie sú pripojené. PTFE plášť sa môže lokálne prehriať už po niekoľkých sekundách prevádzky vo vzduchu. Pri vystavení vzduchu môže vnútorný odporový drôt rýchlo stúpnuť nad 250 stupňov, aj keď samotný PTFE má maximálnu nepretržitú prevádzkovú teplotu asi 110 stupňov. Výsledkom je deformácia plášťa, zhoršenie izolácie a nakoniec zlyhanie ohrievača.

Prečo sú nezávislé snímače hladiny nedostatočné
Ultrazvukové alebo kapacitné sondy sú príklady externých hladinových spínačov, ktoré zvyšujú zložitosť zapojenia a možné miesta zlyhania. Je možné umiestniť nový snímač do inej výšky ako ohrievač alebo použiť cykly skenovania programovateľného logického ovládača (PLC) na oneskorenie signálu snímača. Tieto oneskorenia a neistoty sú odstránené priamym mechanickým blokovaním, ktorým je plavákový spínač upevnený na rovnakej konštrukcii ako ohrievač.

Riešenie pre integrované úrovňové blokovanie
Priame a spoľahlivé zablokovanie vytvára nízko{0}}wattový ohrievač PTFE s krátkou vyhrievanou časťou inštalovanou v blízkosti dna nádrže a magnetickým plavákovým spínačom upevneným na držiaku ohrievača alebo priamo na stúpacie potrubie. Spínač odpojí napájanie stykača ohrievača skôr, ako sa odkryje PTFE plášť, keď hladina kvapaliny klesne pod plavákový spínač.

Ako je ohrievač chránený plavákovým spínačom
Plavákový spínač slúži ako fyzická ochrana. Je nastavený tak, že až keď hladina kvapaliny dosiahne aspoň dva až tri centimetre nad hornú časť vyhrievanej dĺžky, prepínač sa dostane do „bezpečnej“ (zatvorenej) polohy. Keď hladina klesne pod tento bod, plavák klesne a spínač sa okamžite otvorí. Pri elektronickom spracovaní nedochádza k oneskoreniu. Ohrievač musí byť pred zapnutím úplne ponorený.

Výber správnych materiálov pre plavákové spínače
Procesná kvapalina musí byť kompatibilná s plavákom aj s driekom. Polypropylénové alebo PTFE plavákové spínače sa odporúčajú pre väčšinu malých-aplikácií nádrží vrátane pokovovacích kúpeľov, čistiacich roztokov a jemných chemikálií. Pre vyššie teploty je ďalšou voľbou polyfenylénsulfid (PPS). Namiesto primárneho výkonu ohrievača (veľa kilowattov) by mal byť samotný spínač dimenzovaný na napätie cievky stýkača. Z bezpečnostných dôvodov sa dôrazne odporúča použiť nízkonapäťový blokovací obvod (napríklad 24 V AC alebo DC).

Technické podmienky pre okruh s-bezpečným blokovaním pri poruche
Blokovací obvod musí byť vytvorený s ohľadom na bezpečné zlyhanie. Keď je hladina bezpečná, plavákový spínač by mal byť zapojený ako normálne otvorené (NO) zariadenie. Okruh zostane otvorený a ohrievač sa nedá zapnúť, ak sa plavákový spínač mechanicky pokazí alebo sa preruší vodič. Operácia „bezpečná pri zlyhaní“ je výraz pre toto.

Dôležité podrobnosti
Odporúčaná hodnota pre parameter
Napätie blokovacieho obvodu 24 V AC/DC (maximálne 48 V)
Zaťaženie kontaktu plavákového spínačaA minimálne 1 A pri 24 V DC
Typ tieneného kábla s izoláciou PTFE-
Hodnotenie krytu (spojovacej skrinky) NEMA 4X alebo IP65 Záložná ochrana proti prehriatiu-
Neexistuje žiadna dokonalá ochranná vychytávka. Cievka stykača by mala byť zapojená do série s druhým, manuálne resetovaným termostatom pre-teplotu. V blízkosti hornej časti vyhrievanej oblasti je tento termostat pripevnený priamo k plášti ohrievača z PTFE. Teplota plášťa sa zvýši, ak sa plavákový spínač nezatvorí a nádrž sa vyschne. Termostat otvorí a zablokuje ohrievač, kým sa ručne neresetuje, keď teplota stúpne nad približne 90 až 100 stupňov, čo je oveľa pod hranicou poškodenia PTFE. To pridáva ďalšiu vrstvu zabezpečenia.

Geometria ohrievačov pre malé nádrže
Pre malú kúpeľňu je často najbezpečnejšou voľbou krátky, široký ohrievač s prepínacou-prepínačom. Dĺžka ohrevu by nemala presiahnuť 70 % typickej prevádzkovej hĺbky nádrže. Ohrievaná časť zostane ponorená, aj keď je hladina kvapaliny dosť nízka, ak je ohrievač namontovaný vodorovne blízko dna nádrže. Aby sa predišlo prehýbaniu pri prevádzkovej teplote, musí byť vodorovný PTFE ohrievač starostlivo podopretý.

Pre 5–20 galónovú nádrž je štandardne ohrievač s vyhrievanou dĺžkou 150–300 mm pre vertikálne upevnenie. Plavákový spínač je umiestnený na nastaviteľnom ráme tak, že jeho vypínací bod je možné nastaviť 25–50 mm nad vrcholom vyhrievanej dĺžky. Vyhrievacia podpera aj plavákové vedenie sú zabezpečené pomocou pevnej PTFE alebo polypropylénovej stúpacej rúrky.

Kontrolný zoznam požiadaviek na PTFE ohrievač s blokovaním úrovne
Pri výbere systému s prerušovanou prevádzkou s blokovaním na úrovni ohrievača PTFE pre prerušovanú aplikáciu v malej -nádrži je potrebné zvážiť nasledujúce faktory:

Vyhrievaná dĺžka (L_h): Vzdialenosť medzi dnom nádrže a potrebnou minimálnou hladinou kvapaliny. Keď je plavákový spínač v bezpečnej polohe, vyhrievaná dĺžka musí byť úplne ponorená.

Vertikálna vzdialenosť medzi úrovňou vypnutia spínača a dnom nádrže je známa ako nastavená hodnota plavákového spínača. Toto musí byť viac ako L_hplus okraj (zvyčajne 25 mm).

Pre slabo kyslé alebo alkalické kvapaliny použite ako materiál plavákového spínača polypropylén; pre silné chemikálie (ako sú koncentrované kyseliny alebo rozpúšťadlá) použite PTFE.

Hustota ohrievača vo wattoch: Na prerušovanú prevádzku s kontrolou hladiny sa odporúča maximálne 1,5 W/cm² pre roztoky na báze vody{1}}a 0,8 W/cm² pre oleje.

Nastavená hodnota pre-termostatu teploty je 80 stupňov pre tekutiny-citlivé na teplo a 90 stupňov pre vodné-kúpele.

Menovitý výkon stýkača: Musí sa zhodovať prúd plného zaťaženia ohrievača. Hlavné napájanie nie je ovládané plavákovým spínačom; iba cievka stykača je.

Poznámka k chemickej kompatibilite
Hoci sú PTFE plaváky drahé, sú chemicky inertné voči takmer všetkým kvapalinám. Polypropylénové plaváky sú odolné voči väčšine zásad a kyselín, s výnimkou intenzívnej sírovej a dusičnej. Niekedy sa na uhľovodíkové kvapaliny používa plavák z -nehrdzavejúcej- ocele potiahnutý PTFE, no driek musí byť stále vhodný. Pred výberom materiálu plavákového spínača si vždy prečítajte tabuľky chemickej odolnosti.

Testovanie a inštalácia
Po inštalácii ohrievača s integrovaným blokovaním úrovne je potrebné systém starostlivo uviesť do prevádzky. Nádrž plňte postupne, pričom sledujte, ako funguje plavákový spínač. Keď hladina kvapaliny dosiahne špecifikovaný bod, plavákový spínač by sa mal počuteľne zatvoriť (môže byť počuť kliknutie), keď je ovládací obvod ohrievača pod napätím a hlavné kontakty stýkača sú otvorené. Kým hladina nie je bezpečná, ohrievač by sa nemal zapínať. Stýkač ohrievača musí zostať otvorený, aj keď sa riadiaci systém pokúsi zapnúť ohrievač, keď je nádrž prázdna, preto by sa mal vykonať test chodu nasucho-.

Na záver
Mechanický bezdotykový spínač, ktorý zabráni tomu, aby sa elektrina dostala k vykurovaciemu telesu v prítomnosti suchého vzduchu, je najlepšou obranou pre malý-ohrievač. Pred odkrytím PTFE plášťa je riadiaci obvod prerušený integrovaným hladinovým blokovaním, ktorým je PTFE alebo polypropylénový plavákový spínač pripojený priamo k držiaku ohrievača. Tento dizajn zaručuje bezpečnú a spoľahlivú funkciu počas sporadických cyklov plnenia/vypúšťania, keď je spárovaný s krátkou vyhrievanou dĺžkou a manuálne resetovaným termostatom pre-teplotu. Tajomstvom dlhej životnosti ohrievača je navrhnúť ho pre najhorší-prípad prevádzkového stavu, ktorým je vyčerpaná nádrž s riadiacim systémom vyžadujúcim teplo. Táto ochrana je zabezpečená bez zložitosti alebo oneskorenia správne špecifikovaným systémom prerušovanej prevádzky blokovania úrovne PTFE ohrievača.