در کاربرد تجهیزات گرمایش مکانیکی، نصب و تثبیت المنت گرمایش بسیار مهم است، هرچند اغلب نادیده گرفته می شود، مراحلی که مستقیماً بر پایداری عملیاتی، ایمنی و راندمان حرارتی تأثیر می گذارد. در حالی که برخی از سریهای بخاری کارتریجی، مانند آنهایی که برای گرم کردن قالبها طراحی شدهاند، ممکن است نیازی به بست اضافی نداشته باشند و متکی به پرس{1}}در سوراخهای ماشینکاری شده قرار میگیرند، سریهای دیگر برای اطمینان از عملکرد پایدار و قابل اطمینان، به ایمنسازی مکانیکی مثبت نیاز دارند. نصب نادرست می تواند منجر به مشکلاتی مانند انتقال حرارت ضعیف، خرابی زودرس به دلیل گرمای بیش از حد موضعی، حرکت فیزیکی که باعث اتصال برقی می شود یا ایجاد خطرات ایمنی از قطعات برق دار در معرض خطر شود. تجزیه و تحلیل زیر روش های متداول نصب و تثبیت را برای انواع مختلف بخاری شرح می دهد.
1. بخاری های کارتریج گرمایش قالب
برای بخاریهای کارتریجی استاندارد که در قالبها، صفحات یا بلوکهای فلزی استفاده میشوند، روش تثبیت اولیه، تداخل دقیق یا جا افتادن لغزش در سوراخ ماشینکاری شده است. این بخاری ها معمولاً دارای رزوه یا فلنج خارجی نیستند. تثبیت با طراحی قطر خارجی بخاری (OD) بسیار نزدیک به قطر داخلی سوراخ (ID) با فاصله قطری توصیه شده 0.05 تا 0.2 میلی متر انجام می شود. این تناسب محکم، تماس سطحی را برای انتقال حرارت بهینه به حداکثر میرساند و بخاری را به صورت مکانیکی در جای خود نگه میدارد. نصب شامل قرار دادن دقیق بخاری در سوراخ تمیز، صاف و دقیق ابعاد است. برای نصب راحتتر و تماس حرارتی بهتر، یک لایه نازک{11}از ترکیب حرارتی با دمای بالا اغلب روی غلاف بخاری اعمال میشود. بسیار مهم است که ناحیه فعال (گرم) بخاری به طور کامل در فلز تعبیه شده باشد و انتهای پایانه سرد خارج از بلوک گرم شده باقی بماند تا از اتصالات الکتریکی محافظت کند.
2. بخاری های کارتریجی با پایانه های مختلف
این دسته شامل چندین سبک رایج است که هر کدام رویکرد تثبیت ترجیحی خود را دارند.
(1) بخاری های کارتریج ساده / بدون رزوه:
این بخاری ها فاقد فلنج یا رزوه یکپارچه هستند. تثبیت اغلب به سخت افزار خارجی متکی است. روش های رایج عبارتند از:
نصب براکت یا گیره: بخاری توسط یک براکت فلزی یا گیره نواری جداگانه که به ساختار تجهیزات محکم شده است در جای خود ثابت می شود.
پین حفاری یا پیچ تنظیم: سوراخی به صورت عرضی از طریق دیواره نصب به داخل سوراخ بخاری حفر می شود. سپس یک پین مسی، فولادی ضد زنگ یا برنجی به داخل این سوراخ رانده میشود تا روی غلاف بخاری فشار بیاورد و از چرخش یا خارج شدن آن جلوگیری کند. همچنین می توان از پیچ تنظیم در سوراخ رزوه ای استفاده کرد.
جوش نقطه ای: در برخی کاربردها، از یک جوش کوچک (جوش چسبی) برای محکم کردن بخشی از غلاف بخاری یا یک زبانه کوچک متصل به تجهیزات میزبان استفاده می شود. این یک روش ثابت دائمی است.
(2) بخاری های کارتریج L{1}شکل:
خود L-شکل ساده ای از قفل مکانیکی در برابر چرخش و بیرون کشیدن-هنگامی که در یک L-یا دو سوراخ عمود بر هم قرار میگیرد، ارائه میکند. اغلب، برای محیطهای با لرزش کم-هیچ تثبیت اضافی فراتر از فشار{4}}در پای افقی لازم نیست. برای کاربردهای ایمن تر، می توان یک پیچ یا براکت در قسمت خم یا روی پای عمودی اضافه کرد.
(3) بخاری های کارتریج فلنج دار (تب):
این بخاری ها دارای یک یا چند زبانه فلزی کوچک (فلنج) هستند که در نزدیکی انتهای سرد جوش داده شده اند. روش نصب اولیه این است که بخاری را در سوراخ آن قرار دهید و سپس فلنج را با استفاده از پیچ یا پیچ و مهره از طریق سوراخ های زبانه روی سطح بیرونی تجهیزات محکم کنید. این کار از فشار دادن بخاری به عمق سوراخ جلوگیری می کند. برای یک محلول دائمی و مهر و موم شده، فلنج را می توان مستقیماً به محفظه تجهیزات جوش داد.
(4) بخاری های کارتریج رزوه ای:
این طرح شامل یک بخش رزوه ای (معمولا NPT، BSPT یا متریک) روی غلاف است. نصب شامل پیچ کردن بخاری به طور مستقیم در یک سوراخ کوبیده شده در دیواره مخزن، صفحه یا منیفولد است. رزوه ها تثبیت مکانیکی عالی را فراهم می کنند و برای کاربردهای مایع می توانند در آب بندی تحت فشار در صورت استفاده از درزگیر رزوه مناسب (دارای درجه حرارت بالا) کمک کنند. برای کاربردهایی که نیاز به جلوگیری از نشتی مطلق دارند (مثلاً سیستمهای{5}فشار بالا)، اتصال رزوهای ممکن است پس از نصب با یک جوش محیطی تکمیل شود.
3. بخاریهای لولهای U-شکل، فلنجدار (دایرهای) و پرهدار
این بخاری ها معمولاً دارای مجموعه های ثابت یا قابل اتصال هستند.
بخاریهای U{0}شکل: اغلب از براکتهای نصب یا گیرههای تسمهای استفاده میکنند که به یک سطح میپیچند و در خم (انتهای بسته) «U» قرار میگیرند. پاها ممکن است به داخل براکت های نگهدارنده بلغزند.
هیترهای غوطه وری فلنج دار (دایره ای): این هیترها توسط یک فلنج دایره ای بزرگ برای نصب بر روی دیواره مخزن تعریف می شوند. فلنج یا فلنج شل (قطعه مجزا) یا فلنج جوشی (ثبت شده به بخاری) است. نصب شامل پیچ و مهره کردن مجموعه بخاری به فلنج مخزن منطبق با یک واشر در بین آن برای ایجاد یک مهر و موم فشار{2}} محکم است. برای کاربردهای فشار بالا یا خورنده، فلنج اغلب مستقیماً به مخزن جوش داده میشود و محکمترین و مطمئنترین آببندی را ارائه میکند.
بخاری های پره دار: معمولاً از براکت های نصب متصل به انتهای باله یا پایه استفاده کنید. سپس این براکت ها به دیوار مجرای یا قاب نگهدارنده پیچ می شوند. خود باله ها برای تثبیت مستقیم استفاده نمی شوند، بلکه برای افزایش سطح برای گرم کردن هوا یا گاز استفاده می شوند.
به طور خلاصه، روش صحیح تثبیت یک بخاری با توجه به طراحی، محیط کاربرد (ارتعاش، فشار، متوسط) و دسترسی آن تعیین می شود. اصول کلیدی شامل اطمینان از پایداری مکانیکی محکم برای جلوگیری از حرکت، به حداکثر رساندن تماس فلزی-به-فلز برای انتقال حرارت، و محافظت از پایانه های الکتریکی است. نصب ایمن صرفاً یک مرحله مکانیکی نیست، بلکه یک پیش نیاز اساسی برای دستیابی به عملکرد درجه بندی، طول عمر و عملکرد ایمن بخاری است. انتخاب صحیح روش تثبیت، که اغلب بر اساس مشخصات سازنده بخاری هدایت می شود، به اندازه انتخاب خود بخاری بسیار مهم است. برای تاسیسات پیچیده یا حیاتی، مشاوره با متخصصان مهندسی حرارتی می تواند از طراحی یک راه حل نصب بهینه و قابل اطمینان اطمینان حاصل کند.
