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真空包装机加热封口变压器设计计算方法

发布时间:2020-07-24 10:30:54 |来源:网络转载

真空包装机的封口性能主要•取决于加热封口变压器的性能,笔者根据电热技术 理论和实践经騒,提出一种升算加熬封口变压器最大容量p,最大输岀电流I,无 大输出电压U;,以及分版抽来数据的计算公式和方法。信方法也可用亍设计计算塾 料薄膜封口机的加热封口变压器。

真空包装机从实质上说是一种塑料薄膜 封口机,是用于在抽真空条件下对多层复合 塑料薄膜进行加然封台。真空包装机一般都 釆用脉冲加压封合方式。所谓脉冲加压封合, 是先将复合塑料薄膜压紧在铭镣合金扁电热 带上*再通过瞬时(0.5-2秒)的低压大电 流进行加热封合。此法适用于聚乙烯、聚丙 帰.聚苯乙烯,尼龙等易热变形,易受热分 解的塑料薄膜,所得封缝质量比较稳定。真空包装机的加热封口系统的基本电踣 如图所示。封口主要取决于加热变压器的性能。如何确定变压器的参数如最大容量 (功率)P,最大输出电流I和输出电压U” 以及分级抽头数据是设计工作的关键。一般 说来,这可以利用试验变压器对各种塑料薄 膜做封口实验的方法来确定,但由于受实验 条件的限制,很不方便。下面介绍一种计算 方法,可以解决变压器的参数选择问题。

在真空包装机的设计中,电热帯的长度 是由机型规格所确定的,是整机的基本参数 之一。电热带的覚度和厚度以及电热鬱的材 质也是选定的。因此热封系统的总电阻R由 下式确定

真空包装机电热带热封系统的总电阻如图式

在电阻R确定之后,决定热封功率的参 数是电热带上的表面负荷。所调表面负荷是 指电热台金元件表面止的单位面积所分担的 功率数(W/cm。如果选用较大的表面負 荷,电热带表面发出的热量大,温度高,所需 加热封口时间短,相应的是使用寿命较短。反 之,如果选用较小的表面负荷,项电热带的表面温度较低,所需加熟封口时间长,电热 带的使用寿命也较长c为了保证电热带的使 用寿命,表面负荷不能太大,否则电热带将 会发红,容易氧化,缩短使用寿命。

表面负荷®与电流

I,电热带厚度t,电阻率P之间有如下关 系式I

电热带厚度和电阻率之间有如下关系式图

 

(6)式可知,加热变压器的容量P与电 热带的长度L,宽度b和表面负荷o成正比. 该式适用于真空包装机及普通封口机的懿我 功率计算』在使用该式时罢注意的问賊是如 何确定电热带的表面负荷。

从理论上讲,为了达到相同的封口质量, 对各种不同蜜度的电热带都应取相同的$ 值。但根据(4)式,随着b的增加,电流和现 率也成正比的增大,这对设计变压器,选择 控制元件不利。从这方面考虑,电流I以不 大于6A为宜。因此,在电流被限定的条件 下,b与3成反比.即随着电热带宽b的増 加,表面负荷3要相应减小。根据电热元件 值的选用范围及设计经验,b与®可按表 1选用。

<3')

把皿咔代入(3,式,整理得;

b(mm)

3

10

12

15

 

9~10

7~9''

67

5~6

 

根据实际使用经验,电热带厚度t一般 以0.15 mm为宜,如小于0.15 mm,则电热 带的刖性差,在承受较大的表面负荷时,容] 易起皱,甚至断裂。如果t选得较大,则电 热带截面积S增加,使电阻R减小,电流I 上升.电热带宽度b—般取1012 mm为 宜,b过大对塑料薄膜封口没有意义。

由〈4)式可知,在电热带的材质祖规格 选定后,封口所需的脉冲电流I与表面负荷 3成平方根关系。

变压器的容量可由下式通定.

P = FR (5)

式中,P—变压器容量(热封所需的功率,

W

(1)式,(2)式和(4〉式代入(5)式,整 理得,

P = 20 (ubL (6)

式中:Ua—变压器额定输出电压,V.

考虑到变压器自身的损耗,为了保证脉 冲电流符合设计要求,空載电压应略高于额 定椅出电压,故有下式,

U„= 1.05—1.1 U2 (8)

式中:U“一空載电压.们

这样就得出了确定变压器主參数曲4个 计算公式,

算出变压器的最大客量P,最大输出电流I 和电压U”然后再以1为等差递减8,算 出各组不同的功率,电流和电压值,并对空 栽电压Um进行修整*作为变压器的各级抽 头数据。现举例如下,

已知真空包装机的名义舞口长度为4 m,共有2组电热带,材料Cr20Ni80, p = i. 1 Xbmm'/m, t = 0.15 mm, b = 10 nun, L=0.47x 2 = 0.94m

计算结果见表

                                                                                                            表2

o(w/cnis)

P

HA)

Ua(V)

Sd(V)

9

1692

495

34*2

36

8

1S04

46-7

32.2

34

7

1316

43.7

30 a

32

6

nu

40.5

27.9

3D

5

940

36.9

25.S

27

变压器参数即可按表2中的数据选用,

分级抽头可按企=69组段设计,宜时的 变压器最大容量为170QW.电压务档抽头为 30, 32, 3436V 4档。分级抽卖亦可按© =58组段设计,这时的变压器最大容量 为L500W,电压分档抽咲为2730.3A34V 4档。

分級抽头数据也可按®的等差为1.52来分组计算,、这要根据具体情况由设计人 员自己分析确定。

如果变压器体割允许,容量应尽可能选 得大一些,可以按">值分組多搞几档抽头, 这样对各种塑料薄膜的热封适应性可以提 高,易于保证良好的封口质量。

 

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