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Cartouches chauffantes à haute densité

Dans les cartouches chauffantes à haute densité, les fils de résistance bobinés sont positionnés aussi près que possible de l’enveloppe extérieure. Étant donné que l’isolant en poudre d'oxyde de magnésium autour de ces fils est compacté par martelage à froid et transformé en un matériau très dur, la transmission de chaleur est très efficace. Les puissances surfaciques des cartouches chauffantes de Bucan peuvent atteindre jusqu’à 200W/po².

Ces cartouches sont généralement fournies avec des fils conducteurs. La fixation de ces fils aux goupilles centrales se fait à l’intérieur de la cartouche, dans une section non chauffée de 3/8 po. La longueur de cette section non chauffée peut être augmentée pour accommoder les applications qui requièrent une chaleur extrême. Pour faciliter l’installation et éviter les poches d’air excessives, les cartouches ont un diamètre inférieur de 0,004 po à la taille nominale du trou de montage, avec une tolérance de +/- 0,002 po. Les cartouches chauffantes peuvent avoir une tension double, être triphasé, et/ou être fournies avec des bornes de mise à la terre.

Offrant dix modèles de terminaisons différents, des fixations de montage et diverses fonctionnalités en option, les cartouches chauffantes à haute densité de Bucan sont largement utilisées dans de nombreuses applications à haute température.

  • MOULAGE DE PLASTIQUE
  • ÉQUIPEMENT D’EMBALLAGE
  • CHAUFFAGE DE RÉSERVOIRS
  • EXTRUDEUSES DE PLASTIQUE
  • MACHINES À ÉTIQUETER
  • CHAUFFAGE D’AIR ET DE LIQUIDES
DIAMÈTRE (NOMINAL) 1/4 po 5/16 po 3/8 po 1/2 po 5/8 po 3/4 po 1 po
DIAMÈTRE (RÉEL) 0,246 po 0,310 po 0,371 po 0,496 po 0,621 po 0,746 po 0,996 po
LONGUEUR MAXIMALE 36 po 36 po 72 po 96 po 96 po 96 po 96 po
TENSION MAXIMALE CSA 240V 240V 480V 480V 480V 480V 480V
TENSION MAXIMALE 250V 250V 600V 600V 600V 600V 600V
PUISSANCE MAXIMALE À 240V 1200W 1300W 2000W 3000W 5300W 5300W 5300W
TOLÉRANCE DE PUISSANCE +5% -10%
TOLÉRANCE  DU DIAMÈTRE +/- 0,002 po
TOLÉRANCE DE LA LONGUEUR +/-2% DE LA LONGUEUR
TOLÉRANCE DE LA COURBURE 0,010 po AU PIED JUSQU’À 12 po
  0,018 po AU PIED AU-DESSUS DE 12 po ET PLUS
  • Les fils conducteurs doivent être tenus à l’abri de l’abrasion et ne doivent pas être exposés à des températures supérieures à 840°F.
  • Les cartouches chauffantes entreposées, qui ont été exposées à l’air et à l’humidité pendant une longue période, doivent être alimentées à basse tension avant leur utilisation afin d’éliminer toute contamination par l’humidité. Il est toujours préférable d’entreposer les cartouches dans des sacs hermétiques.
  • Les cartouches doivent être complètement insérées dans le trou d’insertion. Des accessoires de montage appropriés empêcheront les vibrations de déloger les cartouches. S’il est nécessaire d’avoir une section exposée, cette partie ne doit pas être chauffée.
  • Les trous d’insertion doivent être soigneusement nettoyés avant l’installation d’une cartouche.
  • Lors de la conception des moules, il est recommandé d’aménager les trous d’insertion de façon à ce qu’ils puissent accueillir complètement les cartouches chauffantes. Cela facilitera plus tard le retrait des cartouches.
  • Les puissances surfaciques doivent être maintenues à l’intérieur des paramètres sécuritaires. Ceci peut être assuré par l’utilisation de cartouches chauffantes de plus grande taille, ou d’un plus grand nombre de celles-ci, dans les limites de ce qui est raisonnablement possible.
  • Pour éviter les cycles courts, la puissance de la cartouche chauffante doit être le plus près possible de la puissance requise de l’application.
  • Les cartouches doivent s'emboîter fermement dans le trou d’insertion. Pour résoudre un problème lié à l’agrandissement du trou d’insertion en raison de l’usure, il est recommandé de percer et d’aléser le trou afin de pouvoir accueillir une cartouche de taille supérieure.

Accessoires de montage

Modèle FL

 

Des brides de montage maintiennent la cartouche fermement en place dans les applications où les vibrations sont excessives. La taille standard du diamètre de la bride est de 1,5 po. Des brides de diamètre inférieur sont généralement utilisées comme bagues de retenue.

Modèle IM

Diamètre de la cartouche Dimensions NPT *Raccord fileté simple *Raccord fileté double
1/4 po 1/8 po - 27 0,56 1
3/8 po 1/4 po - 18 0,68 1,13
1/2 po 3/8 po - 18 0,75 1,25
5/8 po 1/2 po - 14 0,88 1,75
3/4 po 3/4 po - 14 1,03 1,85


Le filetage conique des raccords NPT (simple ou double) permet de visser et de sceller simultanément. Les raccords en laiton ou en acier inoxydable peuvent être fixés par brasage à l’extrémité de la cartouche chauffante.

High temperature lead wires externally connected to cartridge heater

Fils de connexion haute température connectés à l’extérieur

Modèle A1

Les fils conducteurs à haute température (840°F) isolés en fibre de verre sont connectés de manière externe à deux solides broches qui émergent de la cartouche. Une gaine en fibre de verre imprégnée de silicone assure l’isolation de la connexion.

High temperature lead wires internally connected to cartridge heater

Fils de connexion haute température connectés à l’intérieur

Modèle A2

Pour assurer une bonne flexibilité à l’extrémité des fils conducteurs à haute température (840°F), ceux-ci sont connectés à de solides broches à l’intérieur de la cartouche.

High temperature leads connected at 90 degrees

Fils de connexion haute température connectés à un angle de 90 degrés

Modèle A3

Un support de même diamètre que la cartouche maintient les fils conducteurs à haute température (840°F) isolés en fibre de verre à un angle de 90°. Le support est fixé à l’aide d’un ciment à haute température (480°F).

Stainless steel braided leads connected at 90 degrees to cartridge heater

Gaine tressée en acier inoxydable connectés à un angle de 90 degrés

Modèle K2

Une tresse en acier inoxydable très flexible agit comme gaine résistante à l’abrasion pour les fils conducteurs à haute température (840°F). Cette gaine est reliée extérieurement à l’extension latérale du support à 90°, qui a le même diamètre que la cartouche.

Stainless steel braided leads connected straight to cartridge heater

Gaine tressée en acier inoxydable connectés en ligne droite

Modèle K1

Des fils conducteurs à haute température (840°F) munis d’une gaine tressée en acier inoxydable flexible résistant à l’abrasion émergent de la cartouche en ligne droite. Une section non chauffée supplémentaire de 1/4 po est aménagée à l’extrémité pour accommoder la gaine en acier inoxydable.

Teflon leads connected straight ot cartridge heater

Fils isolés au Téflon et connectés en ligne droite

Modèle TF

Des fils conducteurs isolés en téflon (480°F) connectés à l’intérieur, avec un scellant en téflon, protègent la cartouche de toute contamination. Un scellant en silicone VTA ou époxy noir haute température sont également disponibles. Une section non chauffée minimale de 1 pouce du côté de la sortie est nécessaire pour protéger les fils conducteurs en téflon des températures élevées.

Fils de connexion de câble armé en acier inoxydable connectés en droite ligne

Modèle X1

Les fils conducteurs à haute température (840°F) avec protection de câble armé résistant à l’abrasion et à la contamination sortent en ligne droite de la cartouche chauffante. Le câble armé est serti sur la cartouche (le brasage est disponible sur demande). Afin de loger le câble armé, une section non chauffée supplémentaire de 1/4 po est aménagée du côté où les fils émergent de la cartouche.

screw terminals externally connected to cartridge heater

Terminaisons à vis

Modèle PT

Pour les applications à haute température, les terminaisons à vis (#10-32 est la taille standard, mais d’autres tailles sont également disponibles) sont fixées par brasage à l’argent sur les solides broches de la cartouche. Ce type de terminaison  n’est pas recommandé pour les cartouches ayant un diamètre inférieur à 1/2 po.

Armor cable leads connected at 90 degrees copper elbow

Fils de connexion de câble armé en acier inoxydable connectés avec coude en cuivre avec un angle de 90 degrés

Modèle X3

Les câbles armés sont moins flexibles que les gaines tressées en acier inoxydable. Cependant, ils offrent une résistance à la contamination en plus d’une protection supérieure contre l’abrasion. Un coude en cuivre, brasé sur l’extérieur de la cartouche assure un transfert à 90°.

Armor cable leads connected at 90 degrees silver brazed

Fils de connexion de câble armé en acier inoxydable connectés selon un angle de 90 degrés

Modèle X2

Le câble armé, brasé à l’argent sur le côté d’un support en acier inoxydable à profil bas, assure un transfert à angle droit aux fils conducteurs à haute température dans les situations où l’espace est restreint et que l’utilisation d’un coude n’est pas pratique.

Hauteurs des supports à 90° et des coudes*

Cartouche (D.E) Supports Coude
1/4 po 3/8 po 7/8 po
5/16 po 3/8 po 1 po
3/8 po 3/8 po 1 po
1/2 po 1/2 po 1 3/16 po
5/8 po 5/8 po 1 3/8 po
3/4 po 5/8 po 2 po

Température de fonctionnement par rapport à la température réelle de la cartouche

Les cartouches chauffantes de Bucan sont conçues pour résister à une température de gaine allant jusqu’à 1500°F. Les températures de fonctionnement maximales recommandées pour de nombreuses applications sont beaucoup moins élevées que celle-ci. De nombreux facteurs ont un effet direct sur la différence entre la température réelle de la gaine d’une cartouche chauffante et la température contrôlée du matériau environnant pendant le cycle de chauffage. Dans certains cas, cette différence de température est si importante que la cartouche peut atteindre sa température critique élevée même si le matériau environnant indique un niveau de température relativement bas. Les facteurs les plus courants qui contribuent au degré de l’écart des températures sont les suivants :

  • La conductivité thermique du matériau à chauffer
  • La puissance surfacique de la gaine de la cartouche
  • Le jeu de la cartouche à l’intérieur du trou d’insertion
  • L’emplacement du capteur de température
  • L’alliage du matériau de la gaine de la cartouche
  • Une contamination autour de la cartouche chauffante

Ces facteurs doivent être pris en compte lors de la sélection d’une cartouche pour une application spécifique. Une pratique courante consiste à utiliser des gaines de cartouche en acier inoxydable pour les températures allant jusqu’à 1000°F et des gaines d’Incoloy pour les températures allant jusqu’à 1400°F. Une autre considération de conception liée à la température de fonctionnement est la terminaison électrique d’une cartouche. Les fils en Téflon et les fils TGGT ont une température nominale de 480°F alors que les fils MGT peuvent supporter des températures allant jusqu’à 840°F. Lorsque les cartouches sont utilisées à des températures relativement élevées, les terminaisons choisies doivent être soit différentes de celles des fils conducteurs à haute température habituels, soit conçues de telle sorte que la température autour des fils conducteurs (que les fils soient connectés intérieurement ou extérieurement à la cartouche) soit maintenue à un niveau de température inférieur à la température limite critique de ces fils.

Thermocouples intégrés

Les thermocouples intégrés sont offerts comme fonctionnalités en option pour les cartouches chauffantes. Ceux-ci peuvent être de type « J » ou « K », mis à la terre ou non, et peuvent être posés à l’extrémité ou au centre de la cartouche.

Revêtement en graphite

Pour faciliter leur insertion et leur retrait, les cartouches peuvent être revêtues d’une substance semblable au graphite. Ce lubrifiant solide n’augmente pas le diamètre extérieur de la cartouche et convient aux températures allant jusqu’à 750°F.

Joints d’étanchéité résistant à l’humidité et à la contamination

Pour protéger les cartouches chauffantes contre l’humidité et la contamination, des fils conducteurs en Téflon avec joints en Téflon sont utilisés. Les joints en silicone époxy (250°F) ou VTA (450°F) offrent d’autres possibilités de protection contre la contamination et l’humidité.

Puissance distribuée

Dans des applications telles que les barres de scellement ou les moules en caoutchouc, les deux extrémités d’une cartouche chauffante sont généralement plus froides que son milieu. Pour pallier à cet écart de température et disposer d’une source de chaleur uniformément répartie, les cartouches peuvent être conçues afin que les puissances soient plus élevées aux extrémités. 35/30/35 est une distribution de puissance courante.

Rectification cylindrique

Dans les applications où un transfert de chaleur supérieur est requis, la tolérance au niveau du diamètre extérieur pourrait être portée à +/- 0,001 po par rectification.  

Zones et sections non chauffées

Nous pouvons également fabriquer des cartouches avec des sections non chauffées et des zones distinctes
pouvant être contrôlées indépendamment.