a repülőgépiparban az ipari sütők létfontosságú szerepet játszanak az alkatrészek gyártásában és felújításában. Függetlenül attól, hogy a fém hőkezelése erősíti az alkatrészt és enyhíti a stresszt, a festék szárítása és a kompozitok kikeményedése, vagy a karbantartás és javítás során az alkatrészek lágyítása és rehabilitációja, a megfelelő kérdések feltevése kulcsfontosságú lehet az aerospace ipari kemencék hatékony, alacsony költségű üzemeltetéséhez.
1. Mit kell tudni az ipari sütő energiafelhasználásáról?
körülbelül 100 éve földgázt használnak ipari kemencék fűtésére. Hagyományosan a levegőt egy égőbe helyezték, és ventilátorokkal vagy fúvókkal fújták a sütő másik végére. A forró levegő körülvette a terméket, függetlenül annak méretétől vagy alakjától, amelyet végül a sütő átlagos hőmérsékletére melegítettek. Általában az ipari kemencék körülbelül 1000 F-ig melegíthetik a terméket, a tipikus üzemi hőmérsékletek körülbelül 180 F, 450 F és 500 F tartományban vannak.
a fűtött, keringtetett levegővel ellátott gáz, amelyet konvekciónak neveznek, jó az egész sütő gyors melegítésére és szabálytalan alakú termékek melegítésére, különösen tételekben, mivel a levegő bejut a zugaiba. De sok energiát veszít az egész sütő felmelegítése, a sütő elülső vagy hátsó részéből kilépő fűtött levegő, valamint a ventilátorok vagy fúvók áramellátása. Még moduláló égők esetén is a gázzal történő fűtés lényegében all-on vagy all-off folyamat, ami nem hatékony, mivel a teljes sütő fűtése még kis alkatrészekhez is szükséges.
2. Mi az ipari sütőhő leghatékonyabb formája?
míg az emberek feltételezik, hogy a gázüzemű ipari sütők olcsóbbak, mint az elektromos, az elektromos valójában olcsóbb és hatékonyabb lehet. Ma az ipari sütő fűtésének egyik leghatékonyabb módja a láthatatlan elektromos, infravörös energia, amely nem igényli az egész sütő fűtését, nincs ventilátora, fúvója vagy mozgó alkatrésze, így teljesen csendes. Az infravörös energia az elektromágneses spektrumon belül fordul elő, hőt adva, amikor a termék elnyeli a fényt, amely láthatatlan, mivel a látható fényspektrum alatt van.
“a gáz olyan, mint egy tüzet lélegző sárkány; most felmelegszik, de hiányzik az energiahatékonyság, a finomság és az elektromos infravörös vezérlés”-mondja Jesse Stricker, az Intek Corp.elnöke, az ipari sütők, fűtőberendezések, fűtőelemek, folyamatvezérlő rendszerek és anyagmozgató berendezések szakszervezeti tervezője és gyártója. “Az elektromos infravörös különösen hatékony a kitett felületeken, mint például a festék szárítása és a kompozitok keményítése, valamint a folyamatos, ipari inline hőfeldolgozó rendszereknél, mint például az öv vagy az egysínű szállítószalagok.”
az elektromos infravörös energiahatékonysága miatt a helyiségfűtési alkalmazásokhoz is elfogadták. Például néhány elektromos infravörös helyiségfűtőnk csak 700 Watton képes működni, de ugyanazt a felhasználható hőt biztosítja, mint egy 1500 wattos hagyományos egység, amely ventilátort, ventilátort és fűtőtekercseket használ. A 700 watt a szokásos hajszárító szükséges teljesítményének körülbelül a fele. Mivel az alacsony teljesítmény kevesebb áramot vesz fel, a több fűtőberendezés csatlakoztatása kevésbé valószínű, hogy kioldja az elektromos megszakítókat, ami a kevésbé hatékony fűtőberendezéseknél gyakori probléma.
az ipari sütő energiaigényének csökkentésének, a hő fókuszálásának és a teljesítmény optimalizálásának egyik legegyszerűbb módja a zónás, moduláris elektromos infravörös fűtőberendezések. Mint Lego blokkok, ezek az elektromos infravörös fűtőmodulok, általában 12 “x 24″, 12″ x 36” vagy 12 “x 48” méretben, a sütő szerkezeti tagjaivá válnak. Mivel néhány beépített akasztók, tartókonzolok, és vezetékes csatlakozások, úgy lehet megtervezni, hogy a munka külön-külön a kis területeken, ganged együtt nagyobb területeken, és lehet mennyezetre akasztott vagy falra szerelhető hatékony fűtés.
a repülőgépiparban gyakran használt szállítószalag-kemencék vagy egysínű szállítószalag-kemencék szintén biztosíthatnak egy másik vezérlési elemet. Az egyes hőzónák külön vezérlőkkel is elláthatók, lehetővé téve a termék nagyobb, következetesebb fűtését automatizált, kihangosító alapon.
“ha egy repülőgépipari vállalat kisebb alkatrészt melegít, akkor nem szükséges az egész sütőt melegíteni” – mondja Stricker. “Ehelyett hatékonyabb a sütő szükséges hőzónáinak melegítése.”
“a sütő legnagyobb hatékonysága és rugalmassága érdekében az elektromos infravörös fűtőberendezések szinte korlátlan fűtési zónákat biztosítanak, amelyek szükség szerint be-vagy kikapcsolhatók” – magyarázza. “Fentről lefelé, elölről hátra, a szállítószalag sütőútjának minden lába zónázható a maximális, folyamatos folyamatfűtési hatékonyság érdekében,amelyet minden zónában hőelem figyel. A kemencében óráról órára futó egyes alkatrészekhez való alkalmazkodáshoz intelligens vezérlők használhatók a hőmérséklet-tolerancia és a konzisztencia biztosítására is.”
az elektromos infravörös fűtés másik előnye, hogy nagyon pontos és állítható, ami segíthet a repülőgépiparban gyakran megkövetelt szűk hőmérsékleti tűrések biztosításában. Mivel az infravörös hullámhossz korrelál a hőmérséklettel, és az energia bizonyos hullámhosszon elnyeli az egyes termékeket, a gyártók a hőt úgy állíthatják be, hogy megfeleljenek a kemencében lévő szubsztrátum hullámhosszának a nagyobb energiahatékonyság és a sütő teljesítménye érdekében.
3. Hogyan optimalizálhatom a sütő kialakítását az ipari folyamatomhoz?
a vásárlók gyakran “szabványos” ipari sütőket néznek, de a legtöbb végül valamilyen egyedi megoldással rendelkezik, amely megfelel az egyedi igényeiknek, akár magasabb, akár szélesebb lefedettséghez, akár speciális feszültségű vagy teljesítményű fűtőelemekhez. Szerencsére az ilyen tervezési fejlesztések gyakran elektromos infravörös eszközökkel érhetők el, kevés vagy semmilyen hozzáadott költség nélkül.
egyedi fűtőelemek használhatók az ipari sütő teljesítményének fokozására. Például üveg vagy kerámia burkolatú fűtőelemek használhatók magas hőkezelésű alkalmazásokhoz, rugalmas szilikongumi alacsonyabb hőmérsékletekhez, a ház mélysége megnövelhető a további szigetelés érdekében, vagy a falba történő beépítéshez használt kettős falú házszigetelés.
a repülőgépiparban egyes egyedi sütőtervezők és építők akár a sütőtípusokat is kombinálhatják, például a gázkonvekciót és az elektromos infravörös hatást. Mivel a hő emelkedik, a tipikus sütők melegebbek a tetején, mint az alján, ami aggodalomra adhat okot a repülőgépiparban, ahol folyamatosan szigorú tűrésekre van szükség.
” bár sok repülőgépipari vállalat még mindig meghatározza a gázkonvekciós sütőket, több elektromos infravörös készüléket ad hozzá a sütő hőmérsékleti zónáinak független szabályozásához” – mondja Stricker. “Ahhoz, hogy a hőmérséklet egyensúlyba hozza a sütő minden területét egy-két fokon belül, például fel lehet használni a sütő alját, mint a tetejét.”
4. Új sütőt kell vásárolnom, ha az enyém nem hatékony vagy alulteljesítő?
ha egy ipari sütő meghaladja hasznos élettartamát, elveszíti hatékonyságát, ami növelheti a költségeket, késleltetheti a termelést vagy veszélyeztetheti a termék minőségét. Mielőtt azonban a teljes sütőt új egységre cserélné, először mérlegelje, hogy működik-e a sütő utólagos felszerelése vagy frissítése.
néha a javítás olyan egyszerű lehet, mint a szükséges pótalkatrészek, például magas hőmérsékletű szigetelés, porcelán sorkapcsok, hőszabályozók vagy fűtőelemek telepítése.
még ha a javítás kiterjedtebb is, a megoldás lényegesen olcsóbb lehet, mint egy új sütő vásárlása.
“az ipari sütőmelegítők vagy fűtőelemek frissítése gyakran növelheti a sütő teljesítményét az eredeti specifikációkhoz, vagy akár javíthatja is őket” – mondja Stricker. “Egyes sütőgyártók olyan modulokat gyártanak, amelyek megoldják a teljesítményproblémát, mégis elég könnyűek az öntelepítéshez. Frissítés egy régebbi technológiáról, például a gázkonvekcióról egy modernre, például az elektromos infravörös technológiára is lehetséges.”
ha az ipari sütő javítása, utólagos felszerelése vagy frissítése már nem költséghatékony módja annak teljesítményének javítására, ideje új sütőt vásárolni.
Intek Corp. székhelye Unió, MO. További információ visi www.intekcorp.com.
Del Williams műszaki író, székhelye Torrance, Kalifornia.