Warsztat zajmujący się PCB potrzebował zamiennej grzałki zanurzeniowej z PTFE do zbiornika do płukania o głębokości 400 mm. Zbiornik miał szerokość 900 mm i długość 1500 mm, a pojemność robocza wynosiła około 480 litrów. Istniejący grzejnik był standardowym prostym urządzeniem, które wystawało ponad linię cieczy i uległo awarii po 11 miesiącach. Zespół konserwacyjny potrzebował grzejnika, który pasowałby do płytkiego zbiornika, utrzymywał pełne zanurzenie i zapewniał wymaganą moc przy bezpiecznej gęstości watów.

Płytkie zbiorniki stanowią szczególne wyzwanie projektowe dla grzałek zanurzeniowych z PTFE. Użyteczna wysokość grzejnika jest ograniczona, dlatego grzejnik musi mieć konfigurację w kształcie litery L-lub U-, aby zapewnić wystarczającą powierzchnię przy niskiej gęstości watów.

Ograniczenie głębokości zanurzenia

Zbiornik o głębokości 400 mm nie zapewnia 400 mm wysokości użytkowej grzejnika. Poziom cieczy musi być wystarczająco wysoki, aby przykryć obrabiane przedmioty, a grzejnik musi pozostać całkowicie zanurzony przy minimalnym poziomie cieczy. W praktyce użyteczna długość podgrzewana w zbiorniku o głębokości 400 mm wynosi 200–280 mm, w zależności od wolnej burty i wahań poziomu.

Grzejnik prosty o długości podgrzewanej 250 mm zapewnia długość ogrzewaną 250 mm. Dla obciążenia 4 kW i 1,0 W/cm² wymagana powierzchnia wynosi 4000 cm². Przy średnicy osłony 32 mm pole powierzchni wynosi około 100 cm² na 100 mm długości. Ogrzewana długość 250 mm zapewnia jedynie 250 cm²-znacznie mniej niż wymagana.

Głębokość zbiornika	Użyteczna długość podgrzewana	Powierzchnia przy osłonie 32 mm	Powierzchnia przy osłonie 50 mm	Długość podgrzewana potrzebna do 4000 cm²
300 mm	150–200 mm	150–200 cm²	236–314 cm²	2000–2667 mm
400 mm	200–280 mm	200–280 cm²	314–440 cm²	1429–2000 mm
500 mm	300–350 mm	300–350 cm²	471–550 cm²	1143–1333 mm
600 mm	350–450 mm	350–450 cm²	550–707 cm²	889–1143 mm

Wymagania dotyczące długości i powierzchni ogrzewanej przy obciążeniu 4 kW przy 1,0 W/cm²

Rozwiązanie grzewcze w kształcie litery L-lub-U

Grzałka zanurzeniowa z PTFE w kształcie litery L-lub U-zagina podgrzewany element, aby dopasować go do większej powierzchni w płytkim zbiorniku. Typowy grzejnik w kształcie litery L-o przekroju pionowym 250 mm i przekroju poziomym 750 mm zapewnia długość ogrzewania 1000 mm-cztery razy większą niż prosty grzejnik na tej samej głębokości zbiornika.

Przy średnicy osłony 32 mm 1000 mm nagrzanej długości zapewnia około 1000 cm² powierzchni. To wciąż za mało w stosunku do 4000 cm² wymaganych przy obciążeniu 4 kW przy 1,0 W/cm². Wymagana jest większa średnica osłony lub konfiguracja-z wieloma przejściami.

Konfiguracja grzejnika	Długość podgrzewana	Powierzchnia przy 32 mm	Powierzchnia przy 50 mm	Pasuje do zbiornika 400 mm
Proste, 250 mm	250 mm	250 cm²	393 cm²	Tak, ale niewystarczająca powierzchnia
Kształt L-, 250 + 750 mm	1000 mm	1000 cm²	1571 cm²	Tak
W kształcie litery U-, 250 + 500 + 250 mm	1000 mm	1000 cm²	1571 cm²	Tak
Wieloprzebieg-, 4 × 250 mm	1000 mm	1000 cm²	1571 cm²	Tak
Wieloprzebieg-, 8 × 250 mm	2000 mm	2000 cm²	3142 cm²	Obcisłe dopasowanie

Konfiguracje grzałek dla zbiornika o głębokości 400 mm

Montaż grzejnika w zbiorniku

Grzejnik musi mieścić się w dostępnej przestrzeni, nie utrudniając obrabianych przedmiotów ani przepływu. W zbiorniku o wymiarach 900 × 1500 mm grzejnik można ustawić wzdłuż jednej ściany, pozostawiając centralną przestrzeń dla regału na detale. Grzejnik w kształcie litery L-o przekroju pionowym 250 mm i przekroju poziomym 750 mm mieści się wzdłuż ściany o grubości 1500 mm.

Grzejnik należy ustawić tak, aby podgrzewana część była całkowicie zanurzona przy minimalnym poziomie cieczy. Zbiornik o głębokości 400 mm przy poziomie cieczy 320 mm i wolnej burcie 80 mm zapewnia głębokość użytkową 240 mm. Część grzejną nagrzewnicy należy umieścić w dolnych 200 mm zbiornika, przy czym górna część części grzejnej powinna znajdować się co najmniej 40 mm poniżej minimalnego poziomu cieczy.

Jednolitość przepływu i temperatury

Grzejnik w kształcie litery L-lub wielo-przepływowy w płytkim zbiorniku może powodować zacienienie przepływu, jeśli przejścia są zbyt blisko siebie. Płyn pomiędzy przejściami może stać w miejscu, ograniczając przenoszenie ciepła i tworząc gorące punkty. Odstęp pomiędzy przejściami powinien wynosić co najmniej 30–40 mm, aby zapewnić przepływ między nimi.

Jeżeli zbiornik posiada pompę obiegową, grzałkę należy ustawić tak, aby przepływ przepływał przez szczeliny pomiędzy przejściami. Jeśli zbiornik opiera się na konwekcji naturalnej, grzejnik należy ustawić w taki sposób, aby unosząca się smuga ciepła mogła uciec bez uwięzienia.

Odstęp między przejściami	Przepływ pomiędzy przejściami	Ryzyko gorącego punktu	Zalecana aplikacja
<20 mm	Słaby	Wysoki	Niezalecane
20–30 mm	Umiarkowany	Umiarkowany	Tylko niska gęstość watów
30–40 mm	Dobry	Niski	Większość aplikacji
>40 mm	Doskonały	Bardzo niski	Wysoka gęstość watów lub lepkie płyny

Odstęp między przejściami i jego wpływ na przepływ i ryzyko gorących punktów

Kiedy standardowy grzejnik nie pasuje do zbiornika

Zbiornik o głębokości 400 mm i mocy 4 kW przy 1,0 W/cm² wymaga grzejnika wieloprzepływowego-, którego nie zapewniają standardowe linie produktów. Niestandardowa konfiguracja grzałki zanurzeniowej z PTFE z konstrukcją w kształcie litery L-lub z wieloma-przejściami, średnicą osłony 50 mm i odstępem pomiędzy przejściami 30–40 mm rozwiązuje podstawową przyczynę ograniczeń przestrzennych. Proces specyfikacji wymaga wymiarów zbiornika, zakresu poziomu cieczy, wymaganej mocy, składu chemicznego kąpieli i warunków przepływu. W przypadku obiektów z płytkimi zbiornikami to podejście-specyficzne dla danego zastosowania zapewnia wymaganą powierzchnię w ramach dostępnej przestrzeni.

Który rozmiar grzałki zanurzeniowej z PTFE pasuje do zbiornika do płukania o głębokości 400 mm?