I. Cos'è un rullo riscaldante elettromagnetico a induzione?

È un rullo cilindrico che genera il proprio calore e viene utilizzato nella lavorazione e produzione continua di materiali industriali. Il principio di base del riscaldamento prevede l'utilizzo di bobine all'interno del rullo per generare un campo elettromagnetico. Le linee del campo magnetico attraversano la superficie metallica, generando calore Joule, riscaldando così il rullo stesso. La superficie del rullo scambia quindi calore con il materiale in lavorazione e un sistema di controllo della temperatura a circuito chiuso mantiene il rullo alla temperatura di lavoro impostata.
Fin dalla sua introduzione, questo prodotto è stato ampiamente utilizzato in varie tecnologie di lavorazione profonda di materiali polimerici, come la lavorazione del PVC, la filatura di fibre chimiche, la lavorazione di materiali compositi, l'essiccazione di vari materiali e lo stiramento di materiali inorganici. I rulli riscaldanti elettromagnetici offrono eccellenti prestazioni di temperatura e vantaggi in termini di protezione ambientale e sicurezza che mancano ai tradizionali sistemi ad olio diatermico. Sono una fonte di riscaldamento indispensabile, soprattutto nella produzione di alcuni materiali ad alta temperatura e alta precisione. Sin dalla sua invenzione, il rullo riscaldante a induzione elettromagnetica ha rapidamente ottenuto riconoscimenti in vari settori. Tuttavia, a causa del costo relativamente più elevato dei rulli riscaldanti elettromagnetici rispetto ai rulli a olio termico o ad altri metodi di riscaldamento, la loro attuale penetrazione nel mercato non è elevata.

II. Struttura del rullo riscaldante elettromagnetico

La struttura interna dei rulli riscaldanti a induzione elettromagnetica è relativamente complessa. In base ai diversi requisiti del processo produttivo, i rulli riscaldanti elettromagnetici sono divisi in due forme strutturali: ad asse singolo e doppio asse. Ciò si riferisce al fatto che il corpo del rullo sia supportato su un'estremità o su entrambe. I rulli ad asse singolo sono generalmente più comuni nei processi di filatura delle fibre chimiche e vengono utilizzati anche nell'essiccazione e nello stiramento di film plastici speciali. I rulli a doppio asse hanno una gamma più ampia di applicazioni, come calandratura, lucidatura, raddrizzatura, essiccazione, compounding, stampaggio, termofissaggio e trasferimento termico di materiali.

I rulli riscaldanti elettromagnetici ad asse singolo sono suddivisi in strutture integrate e divise in base ai diversi processi produttivi. Esistono anche strutture integrate che si combinano con l'azionamento del motore. Tuttavia, la struttura principale è sempre costituita da un dispositivo a bobina, un guscio a rulli, un meccanismo di supporto della trasmissione e un meccanismo di misurazione della temperatura.

La struttura di un rullo di riscaldamento elettromagnetico a doppio asse è costituita da una copertura dell'estremità sinistra, una copertura dell'estremità destra, una bobina di riscaldamento dell'albero interno e un dispositivo di misurazione della temperatura.

Per quanto riguarda la struttura interna del rullo riscaldante elettromagnetico, è costituita da un corpo del rullo in metallo, un albero di supporto, una bobina di induzione e un sensore di temperatura. Di seguito spiegheremo brevemente la struttura interna utilizzando come esempio un rullo riscaldante elettromagnetico a doppio asse:

Metodi di riscaldamento a induzione:
I rulli riscaldanti elettromagnetici sono classificati in due tipi in base al metodo di riscaldamento a induzione: riscaldamento a bobina interna e riscaldamento a bobina esterna. In generale, il metodo di riscaldamento interno è più comune perché l’efficienza di riscaldamento, i fattori di sicurezza e le capacità di controllo della temperatura sono di gran lunga superiori al metodo esterno. Inoltre, oltre il 99% dei rulli riscaldanti elettromagnetici utilizza una struttura a bobina singola per la bobina interna. Una tipica azienda rappresentativa è la Tokuden dal Giappone e la nostra.

III. Regolazione e controllo della temperatura dei rulli riscaldanti a induzione elettromagnetica

1. Metodi di misurazione della temperatura: in base al metodo di misurazione della temperatura, può essere suddiviso in misurazione diretta della temperatura e misurazione indiretta della temperatura.
UN. La misurazione diretta della temperatura prevede l'utilizzo di un elemento sensibile alla temperatura per misurare direttamente la temperatura sulla superficie del corpo del rullo o all'interno della parete del rullo. Tipicamente, gli elementi di rilevamento della temperatura sono installati sulla parete interna del rullo per l'acquisizione della temperatura. Vengono comunemente utilizzate termocoppie di tipo K o sensori PT100. Il metodo della termocoppia di tipo K è relativamente economico, ma richiede cavi di compensazione speciali (non necessari per la trasmissione tramite trasmettitori). Rispetto ai termometri a resistenza offre una migliore stabilità, anche se il costo dell'elemento sensibile è più elevato.
B. La misurazione indiretta della temperatura comprende generalmente la misurazione della temperatura a infrarossi o la misurazione della temperatura dell'aria.
Misurazione della temperatura a infrarossi: questo metodo utilizza la legge della radiazione del corpo nero per la misurazione della temperatura. Tuttavia, a causa delle variazioni nelle proprietà del materiale e nella rugosità della superficie del rullo, la riflettività corrispondente sarà diversa. Inoltre, fattori come l'angolo di rilevamento e la distanza del ricevitore a infrarossi, la pulizia della superficie del rullo (diversi livelli di pulizia influiscono in modo significativo sulla riflettività) e l'ambiente operativo possono comportare un rischio maggiore di errori o imprecisioni di misurazione significativi.
La misurazione della temperatura dell'aria è comunemente utilizzata nei rulli riscaldanti elettromagnetici per la produzione di fibre chimiche e viene generalmente implementata utilizzando una struttura di tipo diviso. Ciò comporta la creazione di una scanalatura in una posizione adatta sulla faccia terminale del corpo del rullo vicino al lato di trasmissione. Il sensore di temperatura è posizionato al centro di questa scanalatura. Quando la parete del rullo si riscalda, l'aria nella scanalatura viene riscaldata e il rullo mantiene una temperatura relativamente costante durante la rotazione ad alta velocità. Il sistema di controllo della temperatura esegue i calcoli PID sulla temperatura campionata e quindi regola di conseguenza la corrente della bobina di induzione.
2. Posizioni di misurazione della temperatura:
UN. Misurazione della temperatura dell'aria, un metodo comune di misurazione indiretta della temperatura, spesso utilizzato in alcuni processi di produzione di fibre chimiche.
B. Misurazione della parete del rullo, che prevede la realizzazione di un numero e una lunghezza variabili di piccoli fori di misurazione della temperatura nella parete del rullo secondo necessità per rilevare la temperatura.
C. Misurazione della superficie del rullo, generalmente mediante termometria a infrarossi o termocoppie a contatto. Questo metodo è meno affidabile e generalmente non viene utilizzato.
3. Metodi di trasmissione della temperatura
UN. Trasmissione diretta del segnale: Il segnale della termocoppia o della termoresistenza viene trasmesso direttamente al termoregolatore;
B. Conversione del segnale: Il segnale della termocoppia o della termoresistenza viene prima elaborato tramite una conversione di segnale prima di essere trasmesso al termoregolatore. Il segnale convertito può essere un segnale di controllo industriale comunemente utilizzato come 4-20 mA e può anche essere trasmesso in modalità wireless o tramite comunicazione cablata secondo necessità. La trasmissione wireless richiede un'alimentazione a batteria indipendente, che non è un metodo ideale per l'uso con rulli rotanti.

VI, Confronto tra il rullo di riscaldamento a induzione e il rullo di riscaldamento dell'acqua a OLIO