Een chemische fabriek bestelde een op maat gemaakte PTFE-dompelverwarmer voor een rechthoekige beitstank. De verwarmer is correct ontworpen voor de thermische taak-lage wattdichtheid, voldoende oppervlak en de juiste onderdompelingsdiepte. Maar de flens was een standaard vlakke plaat met een eenvoudige pakking, en het schot werd weggelaten omdat de tank "voldoende doorstroming" had. De verwarmer lekte binnen drie maanden bij de flens en ontwikkelde hete plekken aan de kant die van de circulatie-inlaat was afgekeerd. De flens en het schot waren geen bijzaak. Ze waren een integraal onderdeel van de prestaties van de verwarming.
Flens- en schotopties bepalen hoe de verwarmer wordt gemonteerd, hoe deze afdicht en hoe de stroom over de mantel wordt geleid. De verkeerde flens lekt. Het verkeerde schot creëert dode zones. Samen bepalen ze of een op maat gemaakte verwarming de beoogde levensduur haalt of voortijdig uitvalt.
Flensopties voor PTFE-dompelverwarmers
De flens is de interface tussen de verwarmer en de tank. Het moet een lekvrije- afdichting bieden, thermische uitzetting opvangen en bestand zijn tegen de proceschemie. Vier flenstypen zijn gebruikelijk.
Een vlakke plaatflens met compressiepakking is het eenvoudigst en minst duur. De PTFE-verwarmer gaat door een gat in de plaat en een pakking wordt tussen de plaat en het tankmondstuk samengedrukt. Dit ontwerp is gevoelig voor koude stroming en lekkage bij PTFE-gebruik.
Een met PTFE-gevoerde stalen flens maakt gebruik van een stalen achterplaat met een PTFE-voering die over het afdichtingsoppervlak reikt. De voering beschermt het staal tegen chemische aantasting en het staal zorgt voor de mechanische sterkte. De verbinding tussen PTFE- en- staal is het zwakke punt als de voering beschadigd is.
Een mechanisch vergrendelde flens vangt de PTFE-mantel op in een machinaal bewerkte groef of ondersnijding in de metalen flens. Het polymeer kan niet koud-van de afdichting wegstromen omdat het fysiek wordt tegengehouden. Dit ontwerp biedt de beste combinatie van chemische bestendigheid en afdichtingsbetrouwbaarheid.
Een massieve PTFE-flens wordt vervaardigd uit PTFE-plaat en rechtstreeks op het tankmondstuk vastgeschroefd. Het elimineert de metalen-PTFE-interface volledig, maar vereist een dikkere flens en een lager boutkoppel om koude stroming te voorkomen.
| Flenstype | Betrouwbaarheid van afdichtingen | Chemische weerstand | Kosten | Beste applicatie |
|---|---|---|---|---|
| Vlakke plaat + pakking | Arm | Gematigd | Laagste | Niet-kritisch, lage-temp |
| PTFE-gevoerd staal | Goed | Goed | Gematigd | De meeste galvaniseerbaden |
| Mechanisch vergrendeld | Uitstekend | Uitstekend | Hoger | Agressieve chemie |
| Stevig PTFE | Goed | Uitstekend | Hoogste | HF, hoge-zuiverheid |
Flensopties voor op maat gemaakte PTFE-dompelverwarmers
Baffle-opties voor stroomregeling
Een schot is een plaat of mantel die de stroom over de verwarmingsmantel leidt. Het wordt gebruikt wanneer de natuurlijke circulatie van de tank niet voldoende snelheid op het manteloppervlak biedt. Er zijn drie typen schotten gebruikelijk.
Een geperforeerd schot omringt de verwarmer met een geperforeerde plaat die de stroom gelijkmatig over de verwarmde lengte verdeelt. De perforaties creëren een drukval die de stroming door de opening tussen het keerschot en de huls dwingt.
Een richtschot is een gebogen of schuine plaat die de circulatie-inlaatstroom over de mantel leidt. Het wordt stroomopwaarts van de verwarmer geplaatst en gevormd om te passen bij het stromingspatroon.
Een schoorsteenschot is een verticale mantel die aan de onder- en bovenkant open is. De verwarmde vloeistof stijgt door de schoorsteen en zuigt koele vloeistof van onderaf aan. De natuurlijke convectiestroom door de schoorsteen handhaaft de snelheid bij de mantel.
| Baffle-type | Stroommechanisme | Snelheid bij Sheath | Beste applicatie | Kosten |
|---|---|---|---|---|
| Geperforeerd | Druk-gedreven | 0.2–0.4 m/s | Tanks met pompcirculatie | Gematigd |
| Directioneel | Inlaat-gericht | 0.3–0.5 m/s | Tanks met sterke inlaatstroom | Laag |
| Schoorsteen | Natuurlijke convectie | 0.1–0.2 m/s | Tanks zonder circulatie | Laag |
| Geen | Alleen natuurlijk | <0.05 m/s | Niet aanbevolen | Geen |
Baffle-opties voor op maat gemaakte PTFE-dompelverwarmers
Passende flens en schot voor de toepassing
De flens en het keerschot moeten worden geselecteerd in combinatie met de tankgeometrie, de chemie en de stromingsomstandigheden.
Een tank met agressieve chemie vereist een mechanisch vergrendelde of massieve PTFE-flens. Een tank met milde chemie kan een met PTFE-gevoerde stalen flens gebruiken. Een tank met een hoog debiet kan een richtschot gebruiken. Een tank met een laag debiet heeft een geperforeerd schot of schoorsteenschot nodig om de snelheid bij de mantel te behouden.
| Toepassingsvoorwaarde | Aanbevolen flens | Aanbevolen Baffle | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Agressieve chemie, hoge doorstroming | Mechanisch vergrendeld | Directioneel | Beste combinatie |
| Agressieve chemie, lage doorstroming | Mechanisch vergrendeld | Geperforeerd of schoorsteen | Behoudt snelheid |
| Milde chemie, hoge doorstroming | PTFE-gevoerd staal | Directioneel | Kosten-effectief |
| Milde chemie, lage doorstroming | PTFE-gevoerd staal | Schoorsteen | Eenvoudig, effectief |
| Hoge-zuiverheid, HF-service | Stevig PTFE | Geperforeerd | Geen metaalcontact |
Aanbevelingen voor flens en schotten per toepassingsconditie
Wanneer flens- en schotopties beperkt zijn door tankgeometrie
De grootte van het tankmondstuk en de beschikbare ruimte rond de verwarmer kunnen de flens- en schotopties beperken. Een klein mondstuk is mogelijk niet geschikt voor een mechanisch vergrendelde flens. Een smalle tank heeft mogelijk geen ruimte voor een geperforeerd schot.
In deze gevallen moet het ontwerp van de verwarming worden aangepast aan de beschikbare ruimte. Een op maat gemaakte configuratie met een PTFE-dompelverwarmer kan een compacte, in elkaar grijpende flens en een laag- richtschot gebruiken om binnen de beperkingen te passen. Het specificatieproces vereist de afmetingen van het tankmondstuk, de interne spelingen, de stromingsomstandigheden en de badchemie.
