ТЭН для упаковочного оборудования: запайка и термоусадка

Какой ТЭН стоит в запайщике пакетов и в термоусадочном тоннеле

В конвейерном (роликовом) запайщике нагреватель спрятан в сварочной планке или в ролике: это прямой стержень диаметром обычно 8-13 мм и длиной от 90 до 150 мм, рассчитанный на 220 В и мощность 300-600 Вт на один элемент. Он греет металл планки до температуры шва, а дальше тепло передается через тефлоновую ленту на пленку.

В термоусадочном тоннеле задача другая: нужно прогреть поток воздуха внутри камеры, а не точку контакта. Здесь работает не один элемент, а блок из нескольких ТЭН на общей монтажной плате, калорифер обдувается вентилятором. Суммарная мощность блока у промышленных тоннелей лежит в диапазоне 5-25 кВт, питание 220 В на малых моделях или 380 В (три фазы) на тоннелях от 10 кВт. Рабочая температура в камере доходит до 232 °C, поэтому оболочка и изоляция элемента держат этот режим без просадки сопротивления.

Прямой, U-образный, блок: как не перепутать форму при замене

На практике путают две вещи: длину и форму. Присылают фото планки запайщика и просят «такой же ТЭН», а на деле у сгоревшего элемента холодный конец с одной стороны короче на 20 мм, потому что вывод там идет под углом к клемме. Если снять размер по памяти, без замера холодных концов, новый элемент не влезет в посадочное место или не достанет до контакта.

В сварочной планке и ролике чаще встречается прямая форма, закрепленная двумя концами на корпусе узла, реже U-образная с одним изгибом под компактный корпус. В блоке калорифера термоусадочного тоннеля элементы почти всегда прямые и собраны в ряд на одной плате, у части моделей трубка с наружным оребрением для теплоотдачи в поток воздуха. Такой же принцип сборки блоком мы используем в блоке ТЭН большой мощности для других промышленных узлов: когда одна точка нагрева не вытягивает объем, задачу решает не более мощный одиночный элемент, а правильно собранный блок.

Почему греет через раз и что сгорает первым

Чаще прогорает не спираль в середине трубки, а зона у вывода: там меньше толщина засыпки и больше механическая нагрузка от вибрации конвейера. В блоке калорифера тоннеля отказ редко убивает весь узел сразу: один-два элемента из пяти-шести выгорают, остальные продолжают работать, тоннель греет воздух слабее нормы, пленка усаживается неравномерно или остается рыхлой на одной стороне упаковки. Внешне это похоже на сбой настройки, а не на поломку нагревателя, поэтому часть цехов первым делом крутит термостат, а не проверяет блок прозвонкой.

Вторая частая причина: долгое время прижима планки на пыльном или влажном производстве. Избыточная выдержка греет трубку дольше нужного даже при правильной температуре на регуляторе, а пыль и масляный налет на оболочке мешают теплу уходить в планку и держат трубку горячей постоянно. Отсюда трещина оболочки в месте изгиба или у вывода раньше паспортного срока службы.

Материал оболочки и напряжение: что спрашиваем перед расчетом

Для сухого воздуха в калорифере тоннеля подходит нержавеющая оболочка без особых требований к стойкости, сталь 12Х18Н10Т (AISI 321) берем по умолчанию. Другое дело конвейерные линии в пищевом и фармацевтическом производстве, где машину моют с конденсатом и моющими растворами на корпусе: там к оболочке предъявляются почти те же требования по химической стойкости, что и для ТЭН в гальванической ванне, хотя среда формально другая.

Напряжение определяет не наш выбор, а щиток самой машины: 220 В однофазное для одного элемента планки или ролика, 220 или 380 В для блока калорифера на тоннеле. Делаем ТЭН в линейке напряжений по ГОСТ 13268-88 (от 12 до 380 В) и мощности от 0,1 до 25 кВт, поэтому берем за основу маркировку старого элемента или шильдик машины, а не ставим деталь на глаз.