INDUSTRIELLE UND KOMMERZIELLE INFRAROTSYSTEME, ENTWICKELT FÜR IHRE ANWENDUNG
Infrarot-Schrumpfschlauchöfen ermöglichen es den Herstellern von Rohren und Kabeln sowie den Montagebetrieben, Schrumpfschläuche radial zu schrumpfen, indem sie sie der Infrarotwärme aussetzen.
Die von EUROLINIA hergestellten Schrumpfschlauchöfen sind für die automatische, hochpräzise Oberflächenerwärmung von Polymer-Schrumpfschläuchen konzipiert.
Die Öfen verwenden gerichtete, fokussierte Infrarotwärme, um 540-900 mm lange Schläuche mit einer Wandstärke von 2,2-18,2 mm und einem Außendurchmesser von 90-1200 mm zu schrumpfen.
Die Schrumpföfen EUROLINIA CH2-101 und CH2-102 bestehen aus 2 unabhängig voneinander arbeitenden Heizkammern (gleichzeitige Erwärmung von zwei Produkten), die von einem gemeinsamen Bedienfeld aus gesteuert werden.
Die EUROLINIA-Öfen CH1-103 und CH1-104 verfügen über eine Heizkammer, ermöglichen jedoch die gleichzeitige zweiseitige (innerhalb und außerhalb des Rohrs), individuell anpassbare Infraroterwärmung von rotierenden Rohren.
Jede Heizkammer des Schrumpfofens wird mit mehreren horizontalen Infrarot-Heizpaneelen beheizt, die aus EUROLINIA ICH-100 Infrarot-Keramikstrahlern mit konkaver Strahlungsfläche und Spezialbeschichtung bestehen.
Während des Erwärmungsvorgangs dreht sich das auf dem Antriebsrahmen im Inneren der Heizkammer befestigte Rohr kontinuierlich mit einer Geschwindigkeit, die eine gleichmäßige Oberflächenerwärmung gewährleistet. Diese Methode verhindert eine mögliche Verformung des Rohres bei hohen Temperaturen.
Jede Kammer verfügt über eine Reihe von horizontalen Platten, die aus verteilten Keramikstrahlern ICH-100 mit konkaver Strahlungsfläche und spezieller Beschichtung bestehen. Die Kammern CH1-103 und CH1-104 ermöglichen eine gleichzeitige zweiseitige (von außen und von innen) anpassbare.
Der Infraroterwärmungsprozess wird durch kontinuierliche Überwachung der Rohroberflächentemperatur mit drei berührungslosen pyrometrischen Infrarotsensoren gesteuert, die an die Steuereinheit angeschlossen sind. Nach Erreichen der voreingestellten Temperatur stoppt der Schrumpfofen den Heizvorgang und gibt Ton- und Lichtsignale ab.
EUROLINIA-Schrumpfschlauchöfen werden über das integrierte Bedienfeld gesteuert. Das Heizungssteuerungsprogramm ermöglicht dem Bediener die Ausführung folgender Funktionen:
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Wie funktioniert eine Infrarotheizung? Hier ist eine einfache Antwort: Ganz allgemein gesprochen ist Infrarotwärme die Energie des Lichts. Wie das Sonnenlicht erwärmt sie organische Materie (Dinge, die aus Kohlenstoff bestehen). Deshalb fühlen Sie sich warm, wenn Sie in der Sonne stehen, aber kühler, wenn Sie im Schatten stehen. Eine Infrarotheizung funktioniert in etwa auf die gleiche Weise. Während die Temperatur im Schatten aufgrund der Leitfähigkeit der umgebenden Materie ansteigt, ist es die Energie der elektromagnetischen Infrarotstrahlung, die den Temperaturanstieg auslöst.
Unternehmen setzen Infrarotheizungen in ihren Wärmebehandlungsprozessen ein, weil sie damit eine höhere Produktionsleistung erzielen können als mit Konvektionswärme. Konvektion ist die bei weitem häufigste Methode der Wärmebehandlung. Der Einsatz von Infrarotstrahlung kann die Effizienz und Kontrolle des Wärmeprozesses erheblich steigern. Die Verringerung des Arbeitsfortschritts und die Produktivitätssteigerung können manchmal bis zu 10 Mal größer sein als bei der Konvektion. Und schließlich kann die Infrarotstrahlung auch der Umwelt zugute kommen. So verbraucht die elektrische Infrarotheizung keine fossilen Brennstoffe. Eine weitere positive Eigenschaft ist die Verringerung der Luftverschmutzung. Bei der Konvektionsheizung werden bauartbedingt viele luftverunreinigende Partikel bewegt, die die Qualität des Prozesses beeinträchtigen können.
Als nächstes müssen wir uns das Verfahren selbst ansehen. Schneller, umweltfreundlicher und billiger klingt gut, aber wenn die Qualität des Prozesses abnimmt, entstehen neue Probleme. Eine Infrarotheizung kann jedoch dazu beitragen, die Qualität der Produktverarbeitung zu verbessern. Ein wesentlicher Vorteil der Infrarot-Schrumpfschlauchöfen ist die bessere Kontrolle über den Heizprozess. Mit einer Infrarotheizung ist es möglich, die Lichtenergie genau dorthin zu lenken, wo sie benötigt wird, und die Genauigkeit der Wärmezufuhr zu den gewünschten Bereichen des Rohrs zu erhöhen.
Infrarot-Wärme kann in den meisten Ofenkonfigurationen eingesetzt werden, auch auf Förderbändern. Infrarot ist am effektivsten, wenn es auf einem flachen Teil eingesetzt wird, bei dem die Lichtenergie alle Seiten sehen kann; aber auch die vollständige Aushärtung komplexer Geometrien kann mit der richtigen Auslegung der Heizstrahler erreicht werden.
Die Ausrüstung von Wärmebehandlungsanlagen ist ebenfalls ein wachsender Markt für Infrarotheizungen. Während der Einsatz von Infrarot in Thermoformanlagen in der Regel durch Produktivitätssteigerungen vorangetrieben wird, ist die für empfindliche Teile erforderliche präzise Steuerung des Wärmeprozesses ebenfalls von entscheidender Bedeutung. Zu diesen Teilen gehören in der Regel Verbundwerkstoffe, Kunststoffe, Bahnen oder sogar Holz und MDF. Die Materialien haben oft Temperaturbegrenzungen und können als wärmeempfindlich bezeichnet werden. Das Problem kann im Material selbst oder in der Art seiner Herstellung liegen.
Zusätzlich zu den Problemen, die mit der maximalen Erwärmungstemperatur des Materials verbunden sind, kann das Teil selbst noch empfindlicher sein. Aus diesen Gründen ist es exponentiell schwieriger, mit temperaturempfindlichen Materialien zu arbeiten, als Metallteile zu erhitzen. Temperaturempfindliche Teile reagieren - aufgrund ihrer Zusammensetzung oder ihres Designs - auf Wärmezufuhr. Im Gegensatz dazu kann der Ofen bei einem Stück Stahlblech nur wenig tun, um die Teile zu beschädigen. Bei einem pulverbeschichteten Metallteil beispielsweise brennt das Pulver schließlich ab, wenn es auf Temperaturen oberhalb der Grenzwerte erhitzt wird, aber das Teil selbst ist unversehrt. Wenn das Teil jedoch aus Kunststoff, Faserplatten oder sogar Holz besteht, ist die Einbeziehung der Infrarotheizung in den Prozess eine Herausforderung.
Wenn beispielsweise ein Kunststoffteil erwärmt, ausgehärtet oder sogar pulverbeschichtet wird, schmilzt das Teil, lange bevor es seine maximale Verarbeitungstemperatur erreicht. Probleme mit der Wärmeempfindlichkeit können auch bei allen Metallteilen auftreten, die wärmeempfindliches Material enthalten, wie z. B. Türschaumkerne, Dichtungen oder elastomere Dichtungsmaterialien. Der Vorteil von Infrarot liegt in diesen Fällen darin, dass der Benutzer die Temperatur des Materials so weit steuern kann, dass das Teil effektiv erwärmt werden kann, ohne Schaden zu nehmen.
Infrarot wird auch zunehmend für andere Wärmebehandlungen wie Glühen, Trocknen, Dehydrieren, Laminieren und Sintern eingesetzt. Bei vielen dieser Verfahren handelt es sich um Großserienproduktionen, die manchmal mit hohen Geschwindigkeiten ablaufen. Infrarotsysteme können so ausgelegt werden, dass sie in nur wenigen Sekunden kontrollierte Wärme erzeugen. Da sich Produktionslinien mit Hunderten von Metern pro Minute bewegen, ist dieses Maß an Kontrolle notwendig, um gute Ergebnisse zu erzielen.
Da die Wärmekontrolle ein Hauptvorteil von Infrarot ist, stellt sich die Frage, wie man einen Schrumpfschlauchofen dafür richtig auslegt. Denken Sie daran, dass Kontrolle ein relatives Konzept ist: Was für ein Teil erforderlich ist, kann für ein anderes zu viel sein. Um zu vermeiden, dass ein System überdimensioniert wird, ist es wichtig zu wissen, welches Maß an Prozess- und Teilekontrolle erforderlich ist. Dies lässt sich am besten durch Tests ermitteln.
Sobald Sie wissen, welches Maß an Kontrolle erforderlich ist, können Sie mit einem erfahrenen Konstrukteur von Infrarot-Schrumpföfen zusammenarbeiten. Es gibt zwei Berechnungsbereiche für die Steuerung des Wärmeprozesses: die Leistung der Heizung selbst und die Zoneneinteilung der Heizung im Ofen. Unter Zonierung versteht man die gemeinsame Steuerung einer Gruppe von Heizgeräten. Je nach Prozess kann es wünschenswert sein, eine Gruppe von Heizelementen von unten nach oben oder vom Eingang zum Ausgang zu steuern. Die Geschwindigkeit der Prozesslinie, die Teileöffnung, die Teilekonfiguration und die Materialhandhabung wirken sich ebenfalls auf die Zonengestaltung aus.
Bei der Auswahl eines Heizelements ist zunächst die Konstruktion der Infrarotheizung selbst zu berücksichtigen. Es besteht ein direkter Zusammenhang zwischen Regelung und Betriebstemperatur. Jede Art von Infrarotheizung überträgt aufgrund ihrer Konstruktion den größten Teil ihrer Infrarotenergie in unterschiedlichen Temperaturbereichen und daher auch in unterschiedlichen Regelungsstufen. Gleichzeitig besteht ein direkter Zusammenhang zwischen der Betriebstemperatur und den Betriebskosten.
Bei der niedrigsten Temperatur kommt die gas-katalytische Technologie zum Einsatz, die langwellige Infrarotwärme erzeugt. Die kostengünstige Gaskatalysatortechnologie katalysiert einen Brennstoff oder Kohlenwasserstoff durch eine chemische Verbrennungsreaktion, um flammenlose Wärme zu erzeugen, die auf eine Oberflächentemperatur des Heizers von 538 °C begrenzt ist. Je nach Bedarf wird mehr oder weniger Brennstoff in den Prozess eingespeist. Die speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) lernt die Durchflussmenge, die zum Erreichen der gewünschten Ergebnisse erforderlich ist. Die Reaktionszeit beträgt Minuten.
Langwellige IR-Strahlung wird auch in elektrischen keramischen Infrarot-Strahlern erzeugt. Diese Heizelemente heizen sich innerhalb weniger Minuten auf und sind in der Lage, über einen langen Zeitraum zu arbeiten.
Im mittelwelligen Bereich werden meist elektrische Widerstandselemente mit Quarzröhren verwendet. Sie können innerhalb von Sekunden eine Temperaturänderung bewirken. Sie sind langlebig und haben eine große Flexibilität. Der Heizbereich liegt bei bis zu 700 C.
Zur Kategorie der kurzwelligen Strahler gehören Halogen-Infrarotlampen. Eine der gängigsten ist das als Т3 bekannte Wolfram-Element. Diese Lampen lassen sich fast sofort ein- und ausschalten, und die Temperatur des internen halogengeschirmten Wolfram-Elements kann über 2000 °C erreichen. Die Lampen lassen sich besser steuern, haben aber die kürzeste Lebensdauer. Außerdem sind die Stromkosten höher als die von Gas, aber elektrische Heizungen bieten ein wesentlich höheres Kontrollniveau. Durch die Optimierung der Zonenregelung können Sie den Unterschied bei den Betriebskosten im Vergleich zu Gas verringern. Elektrische Heizelemente kosten in der Regel weniger als katalytische Gaselemente, so dass sich die Betriebskosten im Laufe der Zeit am besten vergleichen lassen.
Jede Art von Heizelement hat ihre Stärken und Schwächen. Die Prozessleistung ist der wichtigste Faktor bei der Wahl einer Technologie, aber Betriebskosten und Konstruktionsentscheidungen für Infrarot-Schrumpfschlauchöfen für die Prozessbeheizung sind nichts, was man in einem Konstruktionshandbuch finden kann. Es erfordert ein hohes Maß an Erfahrung und eine gewisse Kunst, Infrarotanlagen optimal zu gestalten. Für einige Teile eignet sich jede Art von Infrarotheizung. Andere wiederum erfordern einen bestimmten Typ. Auch hier ist es am besten, mit Tests zu beginnen. Eine Möglichkeit, dies zu erreichen, besteht darin, einen Hersteller von Infrarotgeräten mit einem eigenen Prüflabor zu wählen. Der Hersteller des Ofens oder der Heizung kann einen Bericht über das Ofenprofil für Ihren Prozess erstellen.
Denken Sie daran, dass es keine schlechte Technologie gibt, sondern nur eine schlechte Anwendung guter Wärmebehandlungstechniken. Die beste Wahl hängt von Ihren Details und Ihrer Anwendung ab.
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