Patronvarmeren, også kendt som et enkelt-varmeelement, er en type rørformet varmeelement. Inden for Kinas elvarmeindustri er den længe blevet omtalt med modelbetegnelsen: M3. I slutningen af 1990'erne, da varmeelementer blev meget udbredt i Kina og deres former blev diversificeret, blev denne type varmelegeme, der blev brugt til formopvarmning, med ledninger ud fra den ene ende, levende betegnet som "enkelt-varmeelement" i det sydlige Kina.
Internationalt er det kendt som en "patronvarmer", et lige så beskrivende navn, da patronhuset er cylindrisk og forseglet i den ene ende - et koncept, der passer perfekt til den kinesiske terminologi. Disse varmeapparater er kendetegnet ved deres enkle struktur, høje mekaniske styrke, fremragende termiske effektivitet, sikkerhed, pålidelighed, lette installation, lange levetid, mangel på forurening og overkommelighed. Yderligere fordele omfatter energibesparelser, sikker drift, muligheden for at blive bøjet i forskellige former, bærbarhed og nem adskillelse.
I dag vil vi udforske de to almindelige ledningsstrukturer for patronvarmer: den eksterne (krympede) forbindelse og den interne (swaged) forbindelse.
De vigtigste forskelle mellem disse to strukturer er som følger:
1. Fremstillingsprocessen er forskellig
Ekstern forbindelse: Terminalbenet (koldstiftet) og ledningsledningen er forbundet uden for varmerøret ved hjælp af en krympet terminal eller lignende konnektor. Dette tilslutningspunkt er ofte forsynet med glasfiberrør for ekstra isoleringsbeskyttelse og for at beskytte samlingen mod overdreven bøjning.
Intern tilslutning: For internt tilsluttede varmelegemer stikker klemstiften ikke frem. I stedet forbindes høj-temperaturledningstråden til terminalstiften inde i rørmundingen før den endelige forseglingsproces. Denne forbindelse forsegles derefter permanent og fastgøres i røret ved hjælp af materialer som keramik eller specialiserede tætningsmasser. Denne proces er mere kompleks og tidskrævende-end den eksterne metode.
2. Høj-materiale af ledningstråd er forskellig
Ekstern tilslutning: Da tilslutningen udføres eksternt, forbliver temperaturen ved samlingen relativt lav. Derfor behøver ledningstråden typisk kun en temperaturmodstand på omkring 200 grader.
Intern forbindelse: Her er ledningsledningen med høj-temperatur direkte forbundet til modstandsledningen inde i røret og i den opvarmede zone. Følgelig skal denne ledningsledning modstå meget højere temperaturer, normalt omkring 800 grader eller mere. Materialer som ren nikkeltråd er almindeligt anvendt, hvilket bidrager til en højere pris.
Vigtigste fordele ved den interne forbindelse:
Ingen krympet samling, bøjning-modstandsdygtig, lækage-sikker: Eliminerer risikoen for dårlig kontakt, kortslutninger, overophedning eller ledningsudbrænding ved krympeterminaler.
Muliggør højere effekttæthed: Ledningen fungerer direkte som ledningen, hvilket giver mulighed for effekttætheder på over 25W/cm², hvilket er svært at opnå med eksterne forbindelser.
Overlegent trådmateriale: Interne forbindelser bruger højtydende-ledninger.
Ekstern forbindelse bruger typisk rustfri ståltråd som ledning, velegnet til temperaturer op til omkring 350 grader. Men ved høje temperaturer oxiderer rustfrit stål og opkulerer hurtigt. Dens metallurgiske struktur ændrer sig, antioxidantkapaciteten falder, hvilket fører til hurtig ældning, karburering, reduceret opvarmningseffektivitet, lavere temperaturer, faldende elektrisk ydeevne og eventuel fejl.
Intern forbindelse bruger nikkel-kerne høj-temperaturtråd eller teflon-belagt nikkeltråd. Nikkelkernen, lavet af rent nikkel eller mindst en 80Ni20Cr-legering, tilbyder stabil ydeevne, fremragende høj-temperaturbestandighed og vedvarende oxidationsmodstand. Ved normal brug er det usandsynligt, at karburering vil forekomme i over fem år, hvilket forlænger levetiden væsentligt sammenlignet med eksternt tilsluttede typer.
Udvalgsanbefalinger for de to strukturer:
A. Baseret på overfladebelastning: For varmeapparater med en overfladebelastning under 6W/cm² (lavere effekt og driftstemperatur), er den mere omkostningseffektive eksterne forbindelse et passende valg.
B. For Long Lead Wires (>500mm): Den eksterne tilslutning anbefales generelt, da indvendige forbindelser bliver stadig sværere og dyrere at fremstille med længere ledninger.
C. For meget korte rør eller meget små diametre: Vælg den eksterne forbindelse, hvor det er muligt.
D. Begrænset plads ved tilslutningspunktet: Vælg den interne forbindelse, hvis pladsen er begrænset efter installation af varmelegeme.
E. Hvor ledningen har brug for bøjning eller hyppig bevægelse: Hvis ledningstrådens rod kræver bøjningspost-installation eller kan være genstand for hyppig bevægelse under drift, anbefales den interne forbindelse (med dens integrerede bøjnings-bestandige ledning).
F. Miljøer med høje omgivende temperaturer: Hvis både varmelegemet og ledningsområdet vil blive udsat for høje temperaturer, skal du vælge den interne forbindelse. Par den med en passende høj-temperaturledning baseret på den specifikke driftstemperatur.
G. Miljøer med tung olie/fedt eller ætsende gasser: Den interne forbindelse anbefales, ideelt parret med teflon-isolerede ledninger. Bemærk: Teflonledninger må ikke bruges i miljøer med høje-temperaturer.
Sammenfattende handler valget mellem interne og eksterne ledninger ikke om, at en er universelt overlegen, men om at vælge det rigtige værktøj til jobbet baseret på specifikke elektriske, termiske, mekaniske og miljømæssige krav.
