Пн-Пт: 10:00-20:00

Сб-Вс: Выходной

Обратный звонок
Обратный звонок
 

оставьте Ваш вопрос и удобное для Вас время для звонка и мы перезвоним Вам

 
 
 

 

Нагревательные элементы - ТЭНы

pic

Электрический элемент, состоящий из металлической спирали, вставленной в металлическую трубку таким образом, что спираль изолирована от трубки посредствам керамического материала, был запатентован в 1859 г. господином Симпсоном, но прошло еще полвека, прежде чем эти элементы стали выпускать.

В самом начале двадцатого века в США был разработан новый тип сплава. Этот сплав состоял из 80% никеля и 20% хрома и характеризовался высоким удельным сопротивлением и высокой стойкостью к окислению. Тогда же появилась возможность проектировать элементы старой запатентованной конструкции, а во время Первой мировой войны были разработаны трубчатые элементы с металлической оболочкой. Принципиальная конструкция этих элементов за эти годы не изменилась.

В 1918 г. компания Дженерал Электрик (General Electric Company), США, получила патент на трубчатые элементы с металлической оболочкой, наполненные изоляционным порошком, который фиксирует положение спирали сопротивления, благодаря редукции трубки. При этом редукция трубки выполняется посредством волочения, обжатия, прессования или прокатки. Затем элемент можно гнуть на любой требуемый угол без значительного ущерба для его электрических или термических свойств. Поскольку спираль зафиксирована в трубке, нет никакой опасности короткого замыкания между спиралью и оболочкой. Благодаря фиксации спирали, также, повышается равномерность распределения тепла по трубке.

Затем появились другие патенты, большинство которых запрещало производство этого вида трубчатых элементов за пределами США. Только после Второй мировой войны «порошковый метод» стал широко известен за пределами США.

Только в начале 20-го века, спустя пять десятилетий после своего создания, ТЭНы стали весьма широко использоваться, как важный элемент в нагревателях, применяемых для бытовых и промышленных нужд для обогрева помещений. Тогда же и был налажен их серийный выпуск.

Сегодня сфера применения ТЭНов значительно расширилась.
Уникальность ТЭНов заключается в том, что они способны работать в самых разных средах. Это можно понять, если посмотреть на то, что они используются для нагрева воздуха и других газов или их смесей; воды или несильных растворов щелочей, кислот и других агрессивных сред, а также масел и жиров; некоторых металлов и их сплавов; пресс-форм и даже плавления селитры. Чтобы добиться таких результатов, используются следующие методы — конвекция, теплопроводность или излучение (когда происходит непосредственное преобразование электроэнергии в тепловую).

Диву даешься, когда изучаешь рабочие характеристики этих нагревателей. Рассмотрим, для примера, их рабочую температуру, которая находится в пределах от нескольких десятков градусов до (внимание!) 750 С! Кроме того, существуют ТЭНы так называемого специального исполнения, рассчитанные и на еще большие значения температур. Этакие «живчики» способны на многое! Поэтому-то они и смогли так быстро стать столь популярными. Как только мир узнал об их существовании, то промышленность уже не могла без них обойтись.

Конструкция трубчатых электронагревателей (ТЭН)

Сегодняшний ТЭН — это спираль или несколько спиралей, изготовленные из специального сплава, имеющего высокое сопротивление, оснащенные специальными контактными стержнями и помещенные в металлическую оболочку. Важно отметить, что спирали и контактные стержни от оболочки изолируются (спираль — электроизоляционным спрессованным наполнителем, стержни — диэлектрическими изоляторами), а торцы ТЭНа герметизируются, дабы защитить его от попадания внутрь.

ТЭН в разрезе

1. металлический корпус

2. наполнитель

3. спираль

4. контактный стержень в заделке

5. герметик

6. изолятор

7. контактный стержень

L - развернутая длина
la - активная длина
lk - длина контактного стержня в заделке.

 Кроме герметизации, концы ТЭНов подвергаются еще одной процедуре — на них устанавливаются штуцера. Они необходимы для удобного крепления ТЭНа на месте использования (чаще всего, они резьбовые). Еще один важный момент, касающийся конструкции ТЭНа — на торцах выводятся (опять же резьбовые) шпильки, предназначенные для подведения питающего напряжения.

Теперь поговорим о материале для трубчатых электронагревателей. Чаще всего, для этой цели используется сталь 10 либо нержавеющая сталь. В первом случае ТЭН способен выдержать воздействие разве что воздуха, воды, некоторых нейтральных или малоактивных растворов или масел, и т. д.

Для использования же в агрессивных средах нужны нагреватели, изготовленные из нержавейки. Больше того, для лучшей химической и электрохимической стойкости ТЭНы нередко покрывают специальными покрытиями. Чаще всего, в этом случае применяются методы лужения или никелирования, также возможно использование метода обертывания фторопластом. Для усиления эффекта бывает, что трубки изготавливаются удвоенной толщины.

При выборе трубчатого электронагревателя стоит также обратить внимание на такой показатель, как его мощность. Многие об этом забывают, однако при работе нагревателя, изготовленного из той самой стали 10, на обычном воздухе мощность прибора не должна превышать двух Ватт на квадратный сантиметр. При работе в водной среде этот же показатель может быть, конечно, значительно выше, но и тут есть некоторые ограничения — он не должен превышать 13 Ватт на пресловутый квадратный сантиметр. В случае превышения указанных значений будьте готовы к тому, что начнется стремительное разрушение нагревателя.

Пару слов о том, какую форму могут иметь трубчатые электронагревателя в стандартном заводском виде. Самая простая — это, конечно, прямая. Также существуют ТЭНы с U-образной формой профиля и формой типа «скрепка». Геометрически эти формы различаются тремя основными показателями — диаметром трубки, длиной самого ТЭНа (строго в развернутом виде), а также расстоянием между его центрами. Однако в справочниках обычно указываются некоторые другие показатели — это та самая длина ТЭНа (правда только в согнутом виде) и длина петли. Также нельзя не упомянуть показатель глубины заделки токоведущий шпильки.