Jak vybrat ohřívač PTFE s integrovaným blokováním hladiny pro přerušovaný provoz v malých nádržích?

Jakékoli ponorné ohřívače čelí náročnému pracovnímu cyklu, když se 5{0}}galonová nádrž naplní, zahřeje a vypustí několikrát za hodinu. Pokud je prvek zcela suchý, nebo částečně odkrytý, je vždy vystaven riziku nabití. Nejrychlejší a nejbezpečnější ochrany je dosaženo zahrnutím hladinového blokování přímo do konstrukce ohřívače. Aby se předešlo suchému-zápalu a prodloužila se životnost ohřívače, tento návod popisuje, jak vybrat řešení přerušovaného provozu s blokováním úrovně PTFE ohřívače.

Nebezpečí občasného plnění v malých tancích
Během vypouštěcích cyklů hladina kapaliny v malých nádržích rychle klesá. Ruční ovládání nebo procesní časovače nemohly reagovat dostatečně rychle. Pokud systém detekce hladiny a ovládání ohřívače nejsou propojeny, může zpoždění regulace způsobit dočasný suchý-požár ohřívače. Plášť PTFE se může lokálně přehřát již po několika sekundách provozu ve vzduchu. Když je vnitřní odporový drát vystaven vzduchu, může rychle stoupnout nad 250 stupňů, i když samotný PTFE má maximální trvalou provozní teplotu asi 110 stupňů. Výsledkem je deformace pláště, zhoršení izolace a nakonec selhání ohřívače.

Proč jsou nezávislé hladinové senzory nedostatečné
Ultrazvukové nebo kapacitní sondy jsou příklady externích hladinových spínačů, které zvyšují složitost zapojení a možná místa selhání. Je možné umístit nový snímač do jiné výšky než ohřívač nebo použít cykly skenování programovatelného logického ovladače (PLC) ke zpoždění signálu snímače. Tato zpoždění a nejistoty jsou odstraněny přímým mechanickým blokováním, což je plovákový spínač upevněný na stejné konstrukci jako ohřívač.

Řešení pro integrované hladinové blokování
Přímé a spolehlivé blokování zajišťuje nízko{0}}wattový ohřívač PTFE s krátkou ohřívanou částí instalovanou blízko dna nádrže a magnetickým plovákovým spínačem upevněným na držáku ohřívače nebo přímo na stoupací trubce. Když hladina kapaliny klesne pod plovákový spínač, spínač přeruší napájení stykače ohřívače dříve, než se odkryje PTFE plášť.

Jak je ohřívač chráněn plovákovým spínačem
Plovákový spínač slouží jako fyzická ochrana. Je nastaven tak, že teprve když hladina kapaliny dosáhne alespoň dvou až tří centimetrů nad horní část ohřívané délky, přejde spínač do "bezpečné" (zavřené) polohy. Když hladina klesne pod tento bod, plovák klesá a spínač se okamžitě otevře. Při elektronickém zpracování nedochází ke zpoždění. Před zapnutím musí být ohřívač zcela ponořen.

Výběr správných materiálů pro plovákové spínače
Procesní kapalina musí být kompatibilní s plovákem i dříkem. Polypropylenové nebo PTFE plovákové spínače se doporučují pro většinu aplikací v malých -nádržích, včetně pokovovacích lázní, čisticích roztoků a jemných chemikálií. Pro vyšší teploty je další volbou polyfenylensulfid (PPS). Místo primárního výkonu ohřívače (mnoho kilowattů) by měl být samotný spínač dimenzován na napětí cívky stykače. Z bezpečnostních důvodů se důrazně doporučuje použít nízkonapěťový blokovací obvod (např. 24 V AC nebo DC).

Technické podmínky pro okruh s-bezpečným blokováním při selhání
Blokovací obvod musí být postaven s ohledem na bezpečné selhání. Když je hladina bezpečná, plovákový spínač by měl být zapojen jako normálně otevřené (NO) zařízení. Okruh zůstane otevřený a ohřívač nelze zapnout, pokud dojde k mechanické poruše plovákového spínače nebo přerušení vodiče. „Fail{5}}safe“ je termín pro tento termín.

Důležité podrobnosti
Doporučená hodnota parametru
Napětí blokovacího obvodu 24 V AC/DC (maximálně 48 V)
Zatížitelnost kontaktu plovákového spínače A minimálně 1 A při 24 V DC
Typ stíněného kabelu s izolací PTFE-
Stupeň ochrany (spojovací krabice) NEMA 4X nebo IP65 Záložní ochrana proti přehřátí-
Neexistuje žádná dokonalá ochranná vychytávka. Cívka stykače by měla být zapojena do série s druhým, ručně resetovaným-termostatem teploty. V blízkosti horní části vyhřívané oblasti je tento termostat přímo připevněn k plášti ohřívače z PTFE. Teplota pláště se zvýší, pokud se plovákový spínač nezapne a nádrž se vyprázdní. Termostat otevře a uzamkne ohřívač, dokud není ručně resetován, když teplota stoupne nad zhruba 90 až 100 stupňů, což je mnohem pod prahem poškození PTFE. To přidává další vrstvu zabezpečení.

Geometrie ohřívačů pro malé nádrže
Pro malou koupelnu je často nejbezpečnější možností krátký, široký ohřívač-se spínačem. Zahřívaná délka by neměla přesáhnout 70 % typické provozní hloubky nádrže. Ohřívaná část zůstane ponořená, i když je hladina kapaliny poměrně nízká, pokud je ohřívač namontován vodorovně blízko dna nádrže. Aby se zabránilo prohýbání při provozní teplotě, je třeba vodorovný ohřívač PTFE pečlivě podepřít.

Pro nádrž o objemu 5–20 galonů je standardní ohřívač s vyhřívanou délkou 150–300 mm pro vertikální upevnění. Plovákový spínač je umístěn na nastavitelném rámu tak, že jeho vypínací bod lze nastavit 25–50 mm nad vrcholem vyhřívané délky. Jak podpora ohřevu, tak vedení plováku jsou zajištěny pomocí tuhé PTFE nebo polypropylenové stoupací trubky.

Kontrolní seznam požadavků na PTFE ohřívač s hladinovým blokováním
Při výběru přerušovaného systému blokování na úrovni ohřívače z PTFE pro přerušované použití malých-nádrží je třeba vzít v úvahu následující faktory:

Vyhřívaná délka (L_h): Vzdálenost mezi dnem nádrže a nezbytnou minimální hladinou kapaliny. Když je plovákový spínač v bezpečné poloze, musí být vyhřívaná délka zcela ponořena.

Vertikální vzdálenost mezi vypínací úrovní spínače a dnem nádrže je známá jako nastavená hodnota plovákového spínače. To musí být víc než L_hplus okraj (obvykle 25 mm).

Pro slabě kyselé nebo alkalické kapaliny použijte jako materiál plovákového spínače polypropylen; pro silné chemikálie (jako jsou koncentrované kyseliny nebo rozpouštědla) použijte PTFE.

Hustota ohřívače ve wattech: Pro přerušovaný provoz s kontrolou hladiny se doporučuje maximálně 1,5 W/cm² pro roztoky na bázi vody{1}}a 0,8 W/cm² pro oleje.

Nastavená hodnota termostatu pro přehřátí-je 80 stupňů pro kapaliny citlivé na teplo-a 90 stupňů pro koupele na bázi vody-.

Jmenovitý výkon stykače: Musí odpovídat proud ohřívače při plném zatížení. Hlavní napájení není ovládáno plovákovým spínačem; pouze cívka stykače.

Poznámka k chemické kompatibilitě
Přestože jsou PTFE plováky nákladné, jsou chemicky inertní vůči téměř všem kapalinám. Polypropylenové plováky jsou odolné vůči většině zásad a kyselin, s výjimkou intenzivní sírové a dusičné. Někdy se pro uhlovodíkové kapaliny používá plovák z -nerezové- oceli potažený PTFE, ale dřík musí být stále vhodný. Před výběrem materiálu plovákového spínače se vždy podívejte na tabulky chemické odolnosti.

Testování a instalace
Po instalaci ohřívače s integrovaným blokováním hladiny je třeba systém pečlivě uvést do provozu. Nádrž plňte postupně a přitom sledujte, jak funguje plovákový spínač. Když hladina kapaliny dosáhne specifikovaného bodu, plovákový spínač by se měl slyšitelně sepnout (může být slyšet cvaknutí), když je řídicí obvod ohřívače pod napětím a hlavní kontakty stykače jsou rozpojené. Dokud není hladina bezpečná, neměl by být ohřívač zapínán. Stykač ohřívače musí zůstat otevřený, i když se řídicí systém pokusí ohřívač zapnout, když je nádrž prázdná, proto by měl být proveden test provozu nasucho-.

Na závěr
Mechanický bezdotykový spínač, který zabrání tomu, aby se elektřina dostala k topnému tělesu v přítomnosti suchého vzduchu, je nejlepší obranou pro malý-ohřívač. Před odkrytím PTFE pláště je řídicí obvod přerušen integrovaným hladinovým blokováním, což je PTFE nebo polypropylenový plovákový spínač připojený přímo k držáku ohřívače. Tento design zaručuje bezpečnou a spolehlivou funkci během sporadických cyklů plnění/vypouštění, když je spárován s krátkou zahřívanou délkou a ručně resetovaným termostatem pro přehřátí-. Tajemství dlouhé životnosti ohřívače je navrhnout pro nejhorší-případ provozních podmínek, což je vyčerpaná nádrž s řídicím systémem vyžadujícím teplo. Tato ochrana je poskytována bez složitosti nebo zpoždění správně specifikovaným přerušovaným systémem blokování úrovně ohřívače PTFE.