Инфракрасные излучатели 2. Подходит ли инфракрасное излучение для технологического нагрева в вашем конкретном случае
 Скачать 19.46 Kb.
|
|
Подходит ли инфракрасное излучение для технологического нагрева в вашем конкретном случае? При правильном проектировании и применении - инфракрасное излучение обеспечивает существенные преимущества. По своему наиболее простому определению, технологический нагрев - это повышение температуры детали или подложки в рамках производственного процесса. Процесс нагрева принимает множество форм, и двумя распространенными методами являются конвекция, или нагрев горячим воздухом, и инфракрасное излучение, которое передает энергию с помощью электромагнитного излучения. Быстрый, управляемый и экологически чистый инфракрасный метод нагрева является популярным методом нагрева, используемым во многих областях промышленности и быта. При рассмотрении инфракрасного излучения для применения в технологическом нагреве чаще всего задаются следующие вопросы: как работает инфракрасное излучение и принесет ли он пользу моим изделиям или производственному процессу? Что касается того, как работает инфракрасное излучение, вот простой для понимания пример - инфракрасное излучение похоже на световую энергию. Подобно солнечному свету, она нагревает органическое вещество (предметы, изготовленные из углерода). Вот почему, когда вы стоите на солнце, вы чувствуете тепло, а когда вы стоите в тени, вы чувствуете прохладу. Инфракрасное излучение работает почти так же. В то время как температура воздуха в тени будет повышаться за счет проводимости окружающей материи, именно электромагнитная инфракрасная энергия вызывает повышение температуры. Следующие вопросы: как инфракрасное излучение влияет на производственный процесс? Кроме того, когда это обеспечивает улучшение готового продукта или материала? Компании включают инфракрасный нагрев в свои технологические процессы, поскольку оно обеспечивает возможность запуска процессов с более высокой скоростью, чем при использовании конвекционного нагрева. Конвекция на сегодняшний день является наиболее распространенным методом термической обработки. Использование инфракрасного излучения позволяет значительно повысить уровень и контроль процесса нагрева. Инфракрасное излучение также может помочь повысить эффективность процесса. Сокращение объема работ в процессе и увеличение пропускной способности иногда могут быть в 10 раз больше, чем при конвекции. Наконец, инфракрасное излучение может обеспечить экологические преимущества. Например, электрическое инфракрасное излучение не потребляет ископаемое топливо (в месте использования). Газовые инфракрасные обогреватели, такие как каталитические, могут уменьшить выбросы углекислого газа примерно на 60 процентов по сравнению с конвекционными. Далее мы должны рассмотреть сам процесс. Быстрее, экологичнее и дешевле - звучит замечательно, но, если качество процесса снижается, это создает новые проблемы. Инфракрасное излучение, однако, может помочь повысить качество продукции. Больший контроль над теплом является ключевым преимуществом инфракрасной системы. Способность направлять тепловую энергию именно туда, где она необходима, и на требуемом уровне повышает точность передаваемого тепла. Еще одним улучшением качества является снижение загрязнения воздуха. По замыслу, конвекционный нагрев перемещает много воздуха, который может содержать частицы, которые могут негативно повлиять на качество процесса и даже здоровье человека. Чтобы лучше понять, как инфракрасное излучение обеспечивает быстрые и высококачественные результаты, важно рассмотреть варианты применения, в которых оно дает наибольшую отдачу. Краска и порошковое покрытие, вероятно, являются наиболее распространенными областями применения, однако термическая обработка является растущим рынком. На рынке покрытий инфракрасное излучение используется для ускорения сушки деталей после предварительной обработки, а также для отверждения самого покрытия. Будь то краска или порошок, инфракрасное излучение увеличивает скорость процесса в 3-10 раз быстрее, чем обычные конвекционные системы. Инфракрасное излучение используется для усиления или гелеобразования покрытия, а также для обеспечения полного отверждения. Инфракрасное излучение всегда будет наиболее эффективным при использовании на плоской части, где тепловая энергия может охватить все стороны, однако полная обработка даже сложной геометрической формы может быть успешно достигнута при правильном дизайне и компоновке инфракрасной системы нагрева. Применение инфракрасного нагрева для термической обработки также является растущим трендом. Хотя использование инфракрасного излучения в этих процессах обычно обусловлено повышением пропускной способности, контроль, необходимый для деликатных деталей, также имеет решающее значение. Как правило, эти изделия могут включать композитные материалы, пластмассы, полотна или даже дерево и МДФ. Подложки часто имеют температурные ограничения и могут быть названы термочувствительными. Проблемой может быть сама подложка или способ ее изготовления. В дополнение к проблемам, связанным с ограничениями максимальной температуры подложки, сама деталь может быть более чувствительной. По этим причинам работа с термочувствительными изделиями экспоненциально сложнее, чем нагрев деталей из металла. Термочувствительные детали подложки — по составу или конструкции — реагируют на приложенное тепло. В отличие от этого, при работе с куском стального листового металла печь не может сильно повредить детали. Например, при отделке металлической детали порошковым покрытием порошок в конечном итоге сгорит, как только он нагреется за пределами защиты от перегрева, но сама деталь будет в порядке. Однако, когда деталь изготовлена из пластика, древесноволокнистой плиты или даже дерева, будет непросто включить в процесс инфракрасный нагрев. Например, при нагревании, отверждении или даже нанесении порошкового покрытия на пластиковую деталь она расплавится задолго до того, как достигнет большинства требований к температуре обработки. Проблемы, связанные с чувствительностью к теплу, также могут относиться к любым металлическим сборкам, содержащим чувствительный к теплу материал, такой как пенопластовая сердцевина двери или прокладки, или уплотнительные материалы из эластомеров. Преимущество инфракрасного излучения в этих приложениях заключается в том, что оно позволяет пользователям контролировать температуру подложки до такой степени, чтобы деталь могла эффективно нагреваться без повреждений. Инфракрасное излучение также все чаще используется для других видов термической обработки, таких как отжиг, сушка, обезвоживание, ламинирование и спекание. Инфракрасное излучение также используется в процессах, где конвекция требует слишком большой площади помещения или времени процесса. Многие из этих процессов имеют большой объём и работают на высоких скоростях. Инфракрасные системы могут быть сконструированы таким образом, чтобы обеспечить контролируемое тепло всего за несколько секунд. Поскольку производственные линии перемещаются со скоростью до ста метров в минуту, для достижения хорошего результата требуется высокий уровень контроля. Контроль уровня тепловой энергии является ключевым преимуществом инфракрасного излучения, но как его обеспечить? Имейте в виду, что контроль - понятие относительное: уровень, необходимый для одной части, может оказаться излишним для другой. Чтобы избежать чрезмерного совершенствования системы, важно знать уровень контроля, который на самом деле требуется для процесса и деталей. Тестирование - лучший способ определить это. Как только вы поймете, какой объем контроля необходим, можно будет поработать над процессом с производителем инфракрасного туннеля или печи. Существует две области проектирования для контроля: сама производительность нагревателя и зонирование нагрева внутри печи. Зонирование — это управление группой инфракрасных нагревателей вместе. Может быть желательно контролировать ряд нагревателей снизу вверх или от входа до выхода, в зависимости от процесса. Скорость технологической линии, перемещение деталей, конфигурация деталей и способ обработки материалов также влияют на дизайн зон. Конструктора компании Евролиния очень часто прибегают к многократному зонированию инфракрасной системы, чтобы нивелировать разность температур в производственном процессе. Чтобы начать процесс выбора, рассмотрите саму конструкцию инфракрасного нагревателя. Существует прямая зависимость между контролем и рабочей температурой. Каждый тип инфракрасного нагревателя, благодаря своему способу изготовления, обеспечивает большую часть своей инфракрасной энергии в разных диапазонах температур и, следовательно, на разных уровнях управления. В то же время существует прямая зависимость между рабочей температурой и стоимостью эксплуатации. При самой низкой температуре используется газо-каталитическая технология, которая производит длинноволновое инфракрасное тепло. Экономичная в эксплуатации газо-каталитическая технология катализирует топливо или углеводороды посредством химической реакции сгорания для создания беспламенного тепла, которое ограничено температурой поверхности нагревателя (около 500°C). Его управление достигается за счет модуляции давления газа. Больше или меньше топлива подается в процесс по мере необходимости от запрограммированного логического контроллера (ПЛК), который определяет уровень расхода, необходимый для достижения желаемых результатов. В диапазоне средних длин волн инфракрасного излучения чаще всего используются элементы электрического сопротивления. Это может привести к изменению температуры за считанные секунды. Они долговечны по своей природе и обладают большой гибкостью. Диапазон нагрева составляет до примерно 1000°C. К категории коротковолновых относятся инфракрасные лампы (кварцевые излучатели). Одним из наиболее распространенных является вольфрамовый элемент, известный как T3. Эти лампы обеспечивают практически мгновенное управление включением/выключением, а внутренний вольфрамовый элемент, защищенный галогеном, может достигать более 2200°C. Лампы обладают наилучшей управляемостью, но при этом имеют самый короткий срок службы. Кроме того, галогеновые нагреватели могут стоить в 7-10 раз дороже, чем газовые каталитические, но они обеспечивают значительно более высокий уровень контроля. Оптимизируя управление каждой зоной нагрева, можно уменьшить некоторую разницу в эксплуатационных расходах по сравнению с газом. Электрические элементы, как правило, дешевле в покупке, чем газовые каталитические, поэтому оценка эксплуатационных затрат с течением времени - лучший способ сравнить технологии. Каждый тип инфракрасного нагревателя и излучателя имеет свои сильные и слабые стороны. Производительность в технологическом процессе является наиболее важным фактором при выборе технологии, но эксплуатационные расходы и выбор конструкции инфракрасного нагревателя для применения в технологическом нагреве — это не то, что вы можете найти в техническом руководстве. Для создания оптимально разработанного инфракрасного технологического процесса требуется большой опыт и некоторое искусство. Для некоторых деталей подойдет любой из типов инфракрасных обогревателей. Для других требуется определенный тип. Опять же, тестирование – лучший и порой единственный способ найти оптимальное решение. Один из способов добиться этого - выбрать производителя инфракрасного оборудования с собственной испытательной лабораторией и богатым опытом разработки и внедрения инфракрасных туннелей, панелей, печей и т.д. Помните, что плохих технологий не существует — существует плохое использование хороших технологий термической обработки. После почти 15 лет исследований и разработок в этой области ГК Номакон-Евролиния накопили большой практический опыт в создании систем инфракрасного нагрева. Мы предоставляем решения для инфракрасного нагрева и отопления, производим обслуживание клиентов и делимся экспертными знаниями с клиентами по всему Миру в соответствии с их индивидуальными потребностями и технологическими процессами. Многие компании и научные учреждения, которым требуется быстрое, точное и энергоэффективное отопление, уже используют наши инфракрасные системы. |