Zakład chemiczny zamówił niestandardową grzałkę zanurzeniową z PTFE do prostokątnego zbiornika do trawienia. Grzejnik został prawidłowo zaprojektowany pod kątem wymagań termicznych-niskiej gęstości watów, odpowiedniej powierzchni i odpowiedniej głębokości zanurzenia. Jednak kołnierz był standardową płaską płytą z prostą uszczelką, a przegrodę pominięto, ponieważ zbiornik miał „wystarczający przepływ”. W ciągu trzech miesięcy z grzejnika wyciekał na kołnierzu i utworzyły się gorące punkty po stronie odwróconej od wlotu cyrkulacji. Kołnierz i przegroda nie zostały przemyślane. Były one integralną częścią wydajności grzejnika.
Opcje kołnierzy i przegród określają sposób montażu grzejnika, sposób jego uszczelnienia i kierunek przepływu przez osłonę. Nieszczelny kołnierz. Niewłaściwa przegroda tworzy martwe strefy. Razem określają, czy niestandardowy grzejnik zapewni zamierzony okres użytkowania, czy też ulegnie przedwczesnej awarii.
Opcje kołnierzy dla grzałek zanurzeniowych PTFE
Kołnierz stanowi interfejs pomiędzy grzejnikiem a zbiornikiem. Musi zapewniać szczelność-bez wycieków, kompensować rozszerzalność cieplną i być odporny na działanie substancji chemicznych występujących w procesie. Powszechne są cztery typy kołnierzy.
Najprostszym i najtańszym rozwiązaniem jest kołnierz płaski z uszczelką dociskową. Grzałka PTFE przechodzi przez otwór w płycie, a pomiędzy płytą a króćcem zbiornika zostaje wciśnięta uszczelka. Konstrukcja ta jest podatna na przepływ na zimno i wycieki w przypadku PTFE.
Kołnierz stalowy-wyłożony PTFE wykorzystuje stalową płytę nośną z wkładką PTFE, która rozciąga się nad powierzchnią uszczelniającą. Wyściółka chroni stal przed atakiem chemicznym, a stal zapewnia wytrzymałość mechaniczną. Połączenie PTFE-z-stalą jest słabym punktem w przypadku uszkodzenia wykładziny.
Mechanicznie blokowany kołnierz chwyta osłonę PTFE w obrobionym maszynowo rowku lub podcięciu w metalowym kołnierzu. Polimer nie może-odpłynąć na zimno z uszczelki, ponieważ jest fizycznie unieruchomiony. Taka konstrukcja zapewnia najlepszą kombinację odporności chemicznej i niezawodności uszczelnienia.
Solidny kołnierz PTFE jest wykonany z płyty PTFE i przykręcony bezpośrednio do króćca zbiornika. Eliminuje to całkowicie metalowy interfejs-PTFE, ale wymaga grubszego kołnierza i mniejszego momentu dokręcania śrub, aby uniknąć przepływu na zimno.
| Typ kołnierza | Niezawodność uszczelnienia | Odporność chemiczna | Koszt | Najlepsza aplikacja |
|---|---|---|---|---|
| Płyta płaska + uszczelka | Słaby | Umiarkowany | Najniższy | Nie-krytyczny, niska-temp |
| Stal pokryta-PTFE | Dobry | Dobry | Umiarkowany | Większość kąpieli galwanicznych |
| Blokowane mechanicznie | Doskonały | Doskonały | Wyższy | Agresywna chemia |
| Solidny PTFE | Dobry | Doskonały | Najwyższy | HF, wysoka-czystość |
Opcje kołnierzy dla niestandardowych grzałek zanurzeniowych PTFE
Opcje przegród do kontroli przepływu
Przegroda to płyta lub osłona, która kieruje przepływ przez osłonę grzejnika. Stosuje się go, gdy naturalny obieg zbiornika nie zapewnia odpowiedniej prędkości na powierzchni płaszcza. Powszechne są trzy typy przegród.
Perforowana przegroda otacza grzejnik perforowaną płytą, która równomiernie rozprowadza przepływ na ogrzewanej długości. Perforacje powodują spadek ciśnienia, który wymusza przepływ przez szczelinę pomiędzy przegrodą a osłoną.
Przegroda kierunkowa to zakrzywiona lub pochylona płyta, która kieruje przepływ wlotowy cyrkulacji przez osłonę. Jest on umieszczony przed grzejnikiem i ukształtowany tak, aby pasował do wzorca przepływu.
Przegroda kominowa to pionowa osłona otwarta od dołu i od góry. Ogrzany płyn unosi się przez komin, zasysając chłodny płyn z dołu. Naturalny przepływ konwekcyjny przez komin utrzymuje prędkość w osłonie.
| Typ przegrody | Mechanizm przepływu | Prędkość w Sheath | Najlepsza aplikacja | Koszt |
|---|---|---|---|---|
| Perforowany | Napędzany ciśnieniem | 0.2–0.4 m/s | Zbiorniki z obiegiem pompowym | Umiarkowany |
| Kierunkowy | Wlot-skierowany | 0.3–0.5 m/s | Zbiorniki z silnym przepływem wlotowym | Niski |
| Komin | Konwekcja naturalna | 0.1–0.2 m/s | Zbiorniki bez obiegu | Niski |
| Nic | Tylko naturalne | <0.05 m/s | Niezalecane | Nic |
Opcje przegród dla niestandardowych grzałek zanurzeniowych PTFE
Dopasowanie kołnierza i przegrody do zastosowania
Kołnierz i przegrodę należy wybrać wraz z geometrią zbiornika, składem chemicznym i warunkami przepływu.
Zbiornik z agresywną chemią wymaga mechanicznie blokowanego lub pełnego kołnierza PTFE. W zbiorniku z łagodną chemią można zastosować kołnierz stalowy-wyłożony PTFE. W zbiorniku o dużym przepływie można zastosować przegrodę kierunkową. Zbiornik o niskim przepływie wymaga perforowanej lub przegrody kominowej, aby utrzymać prędkość w osłonie.
| Warunek zastosowania | Zalecany kołnierz | Polecana przegroda | Notatki |
|---|---|---|---|
| Agresywna chemia, duży przepływ | Blokowane mechanicznie | Kierunkowy | Najlepsza kombinacja |
| Agresywna chemia, niski przepływ | Blokowane mechanicznie | Perforowany lub kominowy | Utrzymuje prędkość |
| Łagodna chemia, duża płynność | Stal pokryta-PTFE | Kierunkowy | Ekonomiczne- |
| Łagodna chemia, niski przepływ | Stal pokryta-PTFE | Komin | Proste, skuteczne |
| Wysoka-czystość, obsługa wysokiej częstotliwości | Solidny PTFE | Perforowany | Brak kontaktu z metalem |
Zalecenia dotyczące kołnierzy i przegród w zależności od warunków zastosowania
Gdy opcje kołnierzy i przegród są ograniczone geometrią zbiornika
Rozmiar dyszy zbiornika i dostępna przestrzeń wokół grzejnika mogą ograniczać opcje kołnierza i przegrody. Mała dysza może nie pomieścić mechanicznie zablokowanego kołnierza. Wąski zbiornik może nie mieć miejsca na perforowaną przegrodę.
W takich przypadkach konstrukcję grzejnika należy dostosować do dostępnej przestrzeni. Niestandardowa konfiguracja grzałki zanurzeniowej z PTFE może wykorzystywać kompaktowy, blokowany kołnierz i niskoprofilową przegrodę kierunkową-, aby dopasować się do ograniczeń. Proces specyfikacji wymaga wymiarów dyszy zbiornika, prześwitów wewnętrznych, warunków przepływu i składu chemicznego kąpieli.
