Силиконовые нагреватели. Виды и устройство. Применение

Рабочие зоны большинства нагревательных устройств, выпускаемых отечественной промышленностью, непосредственно соприкасаются с обогреваемыми поверхностями. Но на практике нередки ситуации, когда контакт с ними во всех точках невозможен, что объясняется особенностями структуры и формой нагреваемых участков. В этом случае на помощь приходят эластичные силиконовые нагреватели, полностью заменяющие аналогичные приборы с твердым и жестким основанием.

Устройство силиконовых нагревательных изделий

Эти изделия получили свое название по материалу, используемому в них в качестве защитного покрытия токопроводящих частей. Его функцию выполняет особый синтетический полимер (силикон), который обладает следующими свойствами:

Беспрепятственно пропускает тепло.
Полностью сохраняет свои свойства в широком температурном диапазоне (от — 100 до + 200°C).
Отличается повышенной эластичностью и пожарной безопасностью.
Имеет значительное по величине электрическое сопротивление.

Обогревающие устройства на основе силикона привлекают внимание пользователей не только своей эластичностью. Помимо замечательного качества, они отличаются устойчивостью к воздействию разрушающих климатических и эксплуатационных факторов. Перечисленные свойства силиконовых нагревателей позволяют использовать их во многих сферах человеческой деятельности, включая ряд производственных процессов и хранение горючих материалов.

Силиконовые нагреватели представляют собой несложную конструкцию, состоящую из двух слоев силикона, между которыми размещается электрический провод или тонкая резистивная пленка. Последняя изготавливается методом травления исходной заготовки в специальных химических реактивах (в растворе хлорного железа или в подобных ему составах). Для повышения механической прочности такой конструкции двухслойный силикон дополнительно усиливается (армируется) текстильным стекловолокном.

Силиконовые изделия, как правило, имеют стандартные размеры, определяемые их назначением и условиями постоянной эксплуатации. При этом не исключается возможность изготовления нагревателей «на заказ», то есть по чертежам потребителя. Внешне они представляют собой эластичные резиновые пластины, которые без труда оборачиваются вокруг обогреваемого предмета или объекта.

В комплект такого нагревательного устройства входят следующие обязательные компоненты:

Сама силиконовая пластина.
Элементы ее крепления на обогреваемой поверхности.
Кабель, по которому к прибору подводится электрическое сетевое питание 220 В.

Существуют силиконовые нагреватели, для питания которых используется постоянное напряжение 12, 24 или 36 В. Такие устройства нуждаются в источнике постоянного тока, в качестве которого традиционно используются стандартные аккумуляторные батареи.

Некоторые разновидности силиконовых устройств оснащаются дополнительными приборами, позволяющими контролировать температуру обогрева и управлять всем процессом.

Способы фиксации силиконовых обогревателей Среди возможных способов фиксации обогревателей этого типа особо выделяются следующие варианты их крепления на объекте:

Применение специального вулканизирующего клея.
Использование самоклеящихся поверхностей.
Обычное механическое крепление.

Силиконовые нагреватели со слоем вулканизирующего клея, как правило, крепятся на плоскостях с минимальными неровностями. Рабочая температура у таких изделий не превышает 180-200°C. Приборы с самоклеящейся пленкой удобно размещать на совершенно ровных поверхностях или же на объектах цилиндрической формы. Они чаще всего применяются при температурах рабочего нагрева не более 100°C.

Механические крепления оптимально подходят для ситуаций, когда требуется разовое или кратковременное использование нагревателя. Нередко в морозное время года в ходе проведения рабочих операций необходимо поддерживать температуру какого-то объекта на заданном уровне. Для этого вокруг емкости или контейнера крепится силиконовый нагреватель. Для его фиксации чаще всего используются либо специальные застежки или обычная текстильная «липучка».

Преимущества и недостатки Благодаря своей конструкции и оптимально подобранным компонентам силиконовые нагреватели отличаются рядом преимуществ:

Пластичность и гибкость основания.
Механическая прочность.
Длительные сроки эксплуатации в различных условиях.
Устойчивость к воздействию жидких и агрессивных сред.
Экологичность изделий из силиконовых компонентов.
Небольшой вес и размеры, позволяющие без труда переносить их с одного места на другое.

К недостатку этих изделий относят сравнительно низкую рабочую температуру, не превышающую 200°C при длительной эксплуатации и 230°C при кратковременном обогреве.

Области, где применяются силиконовые нагреватели Обогревающие устройства на основе силикона изготавливаются в двух исполнениях:

Поясные изделия ограниченных размеров.
Большие по площади покрытия для обслуживания промышленных объектов.

Такие нагреватели отличаются повышенной устойчивостью к воздействию влаги, что позволяет использовать их в самых различных условиях. Эти изделия допускается применять при работе со специальным лабораторным оборудованием, а также на объектах общественного питания. Нередко такие устройства используются для защиты электронной аппаратуры от скоплений конденсата и влаги.

Кроме того, силиконовые нагреватели применяются для обогрева следующих объектов и конструкций:

Емкостей и контейнеров всевозможных размеров.
Специальных упаковочных автоматов.
Различных образцов гидравлического оборудования.
Подогрев тары, используемой для хранения и перевозки нефтепродуктов.

Основное преимущество силиконовых нагревателей – равномерный нагрев обслуживаемых поверхностей. Позволяет сохранять характеристики находящихся в цистернах нефтепродуктов в пределах нормы. При их использовании вязкость клеевых составов, красок, парафинов и масел остается на требуемом уровне, что очень важно для их оперативного применения.

Особое внимание обращается на возможность равномерного подогрева нефтепродуктов в морозное время года, когда перекачивающие их насосы не справляются со своей работой. В отдельных промышленных производствах силиконовые нагреватели используются для обогрева вязких продуктов в течение всего периода их хранения, перекачки или транспортировки.

Технические характеристики Основные технические показатели большинства силиконовых нагревателей выглядят так:

Их длина варьируется в диапазоне от 20 до 5000 мм.
Ширина этих изделий также выбирается в определенных пределах (от 20 до 1200 мм).
Предельная температура рабочей обогревающей поверхности достигает 250°C.
Толщина стенок нагревательного изделия может принимать значения от 1,5 до 4 мм.

Наконец электрические показатели нагревательных элементов. От них зависит не только экономичность их эксплуатации, но и безопасность применения для обогрева людей.

Номинальная мощность, потребляемая от электрической сети 220 В, у большинства образцов изделий не превышает 1,5 кВт. Величина сопротивления изоляции электрическому току составляет не менее 1 Мом при натяжении проволочной основы до 15Н×15Н. Допустимые отклонения от заявленной производителей мощности не превышают 5 процентов.

Шкафы автоматики для силиконовых нагревателей (особенности управления нагревом)

Для обеспечения обогрева промышленных объектов недостаточно иметь в распоряжении одни только силиконовые нагреватели. Для эффективной работы этих устройств потребуются автоматические системы управления, оформленные в виде специальных блоков с электронной начинкой. Называется такое оборудование шкафами автоматики или АиУ.

Изделия этого класса могут иметь несколько модификаций, отличающихся своей конструкцией и функциональными возможностями. Они бывают следующих вариантов исполнения:

Общепромышленное управляющее оборудование.
В виде всепогодной аппаратуры.
Во взрывозащищенном корпусе.

В любом случае степень защиты этих изделий от неблагоприятных факторов (в частности, пыли и влаги) не должна быть ниже показателей IP54 или IP66. Только при этом условии управляющее оборудование может использоваться на открытом воздухе в течение длительного времени без угрозы потери работоспособности.

Шкафы автоматики и управления нагревом промышленного объекта должны выполнять следующие основные функции:

Поддержание заданной температуры подключенных к ней нескольких силиконовых нагревателей.
Управление комплектом обогревателей и их своевременное отключение при превышении тока нормируемого значения.
Защита силового модуля от коротких замыканий и перенапряжений.
Формирование аварийного сигнала при предельных токах.

Кроме того, встроенные в шкафы приборы обеспечивают защиту персонала от поражения в результате повреждения электрической изоляции. Для выполнения этих функций в них устанавливаются чувствительные электронные приборы, реагирующие на малейшие утечки тока. К ним относятся УЗО (устройства защитного отключения) и дифференциальные автоматы.

📎📎📎📎📎📎📎📎📎📎