Миканитовые нагреватели. Виды и применение. Устройство

Выпускаемые промышленностью миканитовые нагреватели содержат в своей конструкции плоские резистивные элементы, в которых тепло выделяется за счет высокого удельного сопротивления рабочих проводников. Материал под названием «миканит» используется в этих изделиях в качестве изоляционного покрытия, обеспечивающего надежную защиту нагревающих элементов от пробоя и перегрева. Мельчайшие чешуйки слюды, составляющие основу защитной оболочки, относятся к диэлектрикам и отличаются не только хорошей теплопроводностью, но и устойчивостью к высоким температурам.

При их смешивании со специальным вяжущим веществом и после запрессовки в заранее подготовленные формы получаются термостойкие листовые заготовки. Они отличаются большим разнообразием возможных конфигураций и обладают прекрасными диэлектрическими свойствами.

Как устроены миканитовые нагреватели

Конструкция миканитового или слюдяного нагревателя включает в свой состав следующие основные элементы:

• Рабочее основание (подложка).
• Изоляционное защитное покрытие.
• Резистивный проводящий элемент.

Основание изделия чаще всего изготавливается из керамики (иногда для этого используются другие материалы, обладающие диэлектрическими свойствами). Его толщина, как правило, не превышает 3 мм, а конфигурация плоской заготовки при производстве выбирается произвольно.

Изоляционное покрытие выполняется из спрессованного миканита. Резистивный элемент представляет собой плоский проводник с высоким удельным сопротивлением, помещенный в миканитовую оболочку и нагревающийся при протекании по нему электрического тока. В такой конструкции он выполняет функцию источника тепловой энергии, располагающегося внутри оболочки нагревательного устройства.

Существуют миканитовые нагреватели, в которых слюдяной материал используется не только для изоляции рабочих проводников, но и в качестве защитного покрытия подложки. Изготавливаются методом трафаретной печати. При их производстве на пластинчатое основание с одной стороны наносится рисунок из специальной защитной пасты, после чего заготовка помещается в раствор едких химикатов. С их помощью незащищенные участки протравливаются, а покрытые пастой зоны образуют проводящую цепочку. После удаления защитной пасты полуфабрикат помещается в специальную печь, где после термической обработки превращается в нагревательный элемент с высоким удельным сопротивлением.

Разновидности плоских ТЭНов

Плоские нагреватели с миканитовым изолятором классифицируются по целому ряду признаков, основные из которых:

• Особенности конструкции (материал подложки, в частности).
• Тип выводных контактов.
• Форма обогревающих элементов.

Особенности конструкции

По типу материала, используемого при изготовлении подложки, миканитовые нагреватели подразделяются на керамические устройства, металлические приборы и пластинчатые изделия с защитой из миканита.

К достоинствам керамических ТЭНов относят возможность работать при сверхвысоких температурах. Их металлические аналоги предназначены для использования при значительно меньших температурных показателях. Пластинчатые нагреватели с миканитовой защитной оболочкой востребованы в ситуациях, когда нужно обогреть ограниченные по размерам площадки. По степени нагрева эти изделия относятся к ТЭНам среднего и низкотемпературного диапазона.

У плоских изделий со слюдяным изолятором тепло выделяется только с одной из сторон. Другая же выделяет совсем немного энергии и чаще всего используется для крепления термопары, управляющей процессом нагрева. При превышении температурой предельного показателя специальное реле отключает питающую цепь от источника напряжения 220 В.

Небольшая толщина таких ТЭНов позволяет использовать их при необходимости нагрева плоских поверхностей. Потребность в этих изделиях объясняется тем, что нуждающиеся в обогреве плоские детали в больших количествах встречаются в образцах промышленного оборудования.

Тип выводных контактов и форма изделия

Микатиновые нагреватели могут иметь различные исполнения, отличающиеся типом выводных контактов. Возможные варианты их оформления представлены ниже:

• Выводы в виде специальных шпилек.

• Особая вилка на 3 контакта (фото справа).

• Типовые клеммные колодки.
• Защищенные провода в термостойкой изоляции.

Форма миканитового обогревателя выбирается в зависимости от конфигурации обслуживаемой поверхности.

Области применения

Миканитовые нагреватели широко применяются для обогрева элементов конструкций, входящих в состав промышленных установок самого различного назначения. Кроме того, они востребованы при обработке материалов с применением следующих технологий:

• Метод экструзии.
• Отливка заготовок.
• Получение гранулированного сырья.
• При выполнении термопластических операций в специально предназначенных для этого аппаратах.

Помимо этого, такие устройства используются с целью прогрева поверхностей, нуждающихся в сравнительно тонких и плоских нагревателях (например, мраморных и гранитных опор). Чаще всего необходимость в них возникает в литейных производствах, а также при изготовлении специальных прессовочных механизмов и лабораторного (медицинского) оборудования.

В некоторых областях производственной деятельности востребованы кольцевые нагревательные конструкции с миканитовой защитой, состоящие из двух одинаковых половинок. Такие устройства чаще всего применяются для нагрева образцов промышленного оборудования цилиндрической или овальной формы (трубных заготовок, в частности).

Плюсы и минусы

Подобно большинству обогревающих приборов, миканитовые нагреватели имеют свои плюсы и минусы, отличающие их от аналогичных по назначению устройств.

Преимущества миканитовых нагревателей

Основные достоинства этих изделий это:

• Равномерность распределения тепла по всей обогреваемой поверхности.
• Способность выдерживать значительные по величине токи и высокие температуры (термостойкость).
• Возможность изготовления в востребованных для эксплуатации формах.
• Допустимость формирования кольцевых нагревательных систем.
• Длительные сроки эксплуатации.
• Сравнительная дешевизна миканитовых изделий.
• Допустимость работы таких нагревателей в комплекте с термопарой.

Минусы

К недостаткам нагревательных приборов с изоляцией из миканита традиционно относят:

• Возможность использования только одной обогревающей поверхности (вторая выделяет совсем небольшое количество тепла).
• Хрупкость слюдяной оболочки из миканита, требующая бережного отношения при монтаже устройства.
• Необходимость постоянного контроля за состоянием контактов в местах подключения к электросети 220 В.
• Низкая герметичность узлов в составе конструкции устройства.

Возможность изготовления изделий с произвольным числом крепежных отверстий можно отнести к положительным качествам этих нагревательных приборов. С другой стороны, их большое число уменьшает рабочую площадь и существенно снижает эффективность теплообмена.

К снижению теплообмена приводит и нарушение контакта в местах подключения проводов питания к нагревателю. Подобная неисправность обычно возникает в точках соединения проводников, через которые длительно протекают значительные по величине токи. По этой причине миканитовые нагреватели регулярно проверяются на предмет надежности контакта в подводящих ток колодках.

Отсутствие герметичности в кольцевых нагревателях из миканита особенно опасно в условиях повышенной влажности окружающего воздуха. При этом попадание небольших количеств влаги внутрь устройства, как правило, не приводит к его обязательному выходу из строя (пробою). В условиях повышенных температур маленькие капли воды просто испарятся, не причинив ему никакого вреда.

Похожие темы:

• Силиконовые нагреватели. Виды и особенности. Применение
• Инфракрасные обогреватели и нагреватели. Виды и устройство
• Электрические нагревательные элементы. Виды и устройство
• Паяльники. Виды и особенности. Как выбрать и устройство
• Сухие ТЭНы. Устройство и особенности. Виды и преимущества