电磁直接加热在聚氨酯浇注设备上的应用

　　电磁直接加热在聚氨酯浇注设备上的应用

 

　　摘 要 :介绍了电磁加热的工作原理、特点及在聚氨酯浇注设备上的应用 , 比较了电磁直接加热、电磁加热导热油和电热管加热导热油 3种加热方法在聚氨酯浇注设备的能耗。实践表明 ,采用电磁加热导热油比电热管加热能耗降低约 42%,而采用电磁直接加热方法比电热管加热方法能耗降低 64%左右。浇注型聚氨酯 (PU)弹性体的生产设备由物料系统(料罐、计量泵、过滤器、料管、混合头 )、真空系统 (真空泵、真空缓冲罐 )、加热温控系统 (料罐、计量泵、输送料管、混合头)、电气控制系统和清洗系统组成[ 1] 。

 

　　无论是国产还是进口的浇注机 , 传统加热方式为电热管加热导热油式,即电能转化为热能,通过导热油传递热量,保证物料温度恒定;其缺点是加热时间长, 生产效率低 ,能耗高。为提高加热效率 , 降低能耗, 研究人员采用电磁加热导热油和电磁直接加热2种方法来替代传统的电热管加热导热油。电磁加热导热油的加热效率比传统电加热方式大大提高,加热时间缩短, 节约了电能。而电磁直接加热是在过程中对原液全流程直接加热, 省掉了导热油箱及相应导热油循环系统设备。从而减少设备换成频率为 15 ～ 40 kHz的高频交流电 ,高速变化的电流通过加热线圈会产生高速变化的磁场, 当磁场内的磁力线通过金属筒管(导磁导电物体)时, 会在金属体内产生无数的小涡流, 涡流使铁分子高速无规则运动 ,分子互相碰撞、摩擦而产生热能[ 2] , 使金属料筒、管本身迅速发热 ,直接加热金属筒管内的被加热原料。图 1为电磁加热原理图。

 

　　图 1  电磁加热原理图

 

　　制造成本,同时还使能耗大大降低、加热功效进一步提高, 节能的效果更加明显。实践证明,采用电磁加热导热油,能耗降低约 42%;采用电磁直接加热式 , 能耗降低约 64%。

 

　　1电磁加热的工作原理及特点

 

　　1.1 工作原理工业用变频电磁加热器采用电磁感应加热原理

 

　　将电能转换成为热能。电磁加热器由电磁加热感应线圈和电磁加热控制器组成 ,通过内部整流滤波电路将 50 Hz/220 ～ 380 V的交流电变成直流电 ,再经过控制器、高频发生器和其它辅助电路将直流电转功率是传统加热功率的 60%,可以大量减少整厂装机功率容量,减少电网负荷。第四,使用寿命长。传统电加热方式是采用电阻丝发热,电阻丝长期在高温恶劣的环境中使用将会氧化而造成使用寿命降低。电磁加热线圈本身不发热,而且是采用绝缘材料和高温电线绕制,所以使用寿命长,并且无需维护。第五,单元功率大。电磁感应加热随着技术的发展和成熟,元器件生产工艺和技术的提升 ,软件的可靠保护等,

 

　　1.2 电磁加热的特点电磁加热具有如下特点:一, 节约电能。电磁感应加热方式,是通过磁场磁力线使金属料筒自身发热,减少了热传导损失;且加热线圈表面温度只有 50 ～ 60℃,基本不影响环境温度。节电效果在 30% ～60%,对于大功率设备节电效果将更为明显[ 2] 。第二,加热迅速,温度控制准确。电磁感应加热方式是通过磁场磁力线使金属筒管自身快速发热,加热时间可以缩短一半;热能是由料筒金属整体产生, 温度控制准确,料筒内外温度一致,更利于生产工艺控制,特别是针对温度有严格控制要求的聚氨酯浇注设备上,优势更加突出。第三,降低装机能耗。电磁感应加热