Монтаж нагревательных ламп.

В качестве нагревательных элементов применим линейные лампы типа КГТ - лампа кварцевая галогенная тепловая. Это распространенное решение; на основе ламп данного типа собирается много промышленных вакуумных прессов. КГТ-лампы выгодно отличаются низкой ценой, высоким ресурсом и эффективностью передачи тепловой энергии путем излучения.

Мощность каждой лампы выберем равной 1000 Ватт (1 КВт), напряжение – 220 В. Количество ламп будет равным 22 шт, тем самым общая потребляемая мощность термомодуля составит 22 КВт. Цоколь лампы типа K7S, имеющий гибкие выводы с кольцевыми наконечниками, максимально удобен для произвольного монтажа. Крепить лампы к термомодулю будем на отдельных подвесах, независимо друг от друга. Подвесами будут служить стальные резьбовые шпильки, на концах которых закреплены самодельные стеклотекстолитовые пластины-изоляторы. Это позволит регулировать высоту подвески каждой лампы в широком диапазоне, меняя тем самым степень и локализацию нагрева пленки.

Лампа КГТ с цоколем K7S (гибкие выводы с кольцевыми наконечниками).

Согласно плану расположения ламп, производится нанесение разметки с последующим сверлением сквозных отверстий диаметром 6 мм в верхней части (крыше) термомодуля. Далее, в проделанных отверстиях закрепляются предварительно нарезанные на отрезки нужной длины оцинкованные шпильки того же диаметра. При этом, можно изготовить все шпильки одинаковой длины (максимально требуемой) и, после регулировки высоты ламп, обрезать излишки сверху термомодуля. На свободные концы шпилек устанавливаются стеклотекстолитовые изоляторы для монтажа нагревательных ламп. В завершение, производится предварительная установка КГТ-ламп, которые крепятся к изоляторам с помощью болтов М5x20 с обязательным применением шайб Гровера.

Способ крепления нагревательных ламп.

Стеклотекстолитовые изоляторы 40x20 мм с просверленными отверстиями диаметров 5 и 6 мм. Изготавливаются из листового стеклотекстолита толщиной от 2 мм.

Расположение ламп. Вид сверху. Масштабная клетка на рисунке имеет ячейку 20x20 мм.

Вид верха термомодуля до обрезки шпилек.

Ориентировочные значения высот установки нагревательных ламп относительно нижней границы термомодуля (без учета колесных опор) представлены в таблице ниже.

Расположение ламп. Вид сбоку на длинную сторону термомодуля (сверху на рисунке) и сбоку на короткую сторону термомодуля (снизу на рисунке). Масштабная клетка на рисунке имеет ячейку 20x20 мм.

Электропроводка термомодуля. Подключение ламп.

Последний и самый ответственный этап - соединение всех ламп согласно электрической схеме. Электрическая схема подключения ламп, представленная ниже, была спроектирована с учетом требований по симметричности трехфазной нагрузки, а так же с потенциальной возможностью раздельного (зонального) управления группами ламп по удалению от центра вакуумного стола, путем перекоммутации проводов в распределительной коробке. Таким образом, например, если появится необходимость в установке регулятора мощности на крайние, средние и/или центральные группы ламп, это можно будет легко сделать без изменения схемы подключения ламп внутри термомодуля.

Схема подключения ламп. При наличии отдельного провода защитного заземления, корпус термомодуля нужно подключать к нему.

Электроподключение ламп будем выполнять навесным монтажом. Данный способ монтажа, при своей малой эстетичности, достаточно надежен и прост в реализации для различных самодельных конструкций. Подводить электропитание к лампам нужно специальным проводом в жаростойкой изоляции; хорошо подойдет доступный в продаже провод типа РКГМ, выдерживающий температуру до 180 °C в рабочем (долговременном) режиме. В основе РКГМ лежит медный, многопроволочный (гибкий) провод, что существенно ускорит монтаж. Согласно схеме подключения ламп, легко определить потребляемую мощность каждой группы и, ориентируясь на максимум потребления, выбрать площадь сечения жилы провода равной 2,5 кв.мм. Пятилетняя эксплуатация самодельного термомодуля с проводами данного типа показала их достаточную надежность, хорошую стойкость изоляции к нагреву и частым перепадам температуры.

Для подключения токонесущей жилы провода РКГМ к кольцевой клемме лампы КГТ, будем применять стандартные наконечники типа ТМЛ или НКИ. Наконечники монтируются (обжимаются) на конце жилы специальными пресс-клещами, например, ПК-16 (для ТМЛ) или WS-04 (для НКИ). Несмотря на то, что для многопроволочных проводов можно применять наконечник любого из указанных типов, рекомендуются именно ТМЛ-наконечники по причине высокой надежности. Длинные и свисающие участки провода нужно зафиксировать, закрепив их к корпусу термомодуля посредством полосок алюминиевой фольги и заклепок. Необходимо стремиться прокладывать провод вдали от колб нагревательных ламп, касание колбы с проводом не допускается.

Провод РКГМ и его характеристики. Класс гибкости может варьироваться. Для монтажа стационарной проводки (как в нашем случае), рекомендуется использовать многопроволочный провод РКГМ с низким классом гибкости.

Наконечники. НКИ 2,5-5 слева,  ТМЛ 2,5-5 по центру, ТМЛ 4-5 справа на рисунке.

Примеры проводов-перемычек для соединения нагревательных ламп.

Опрессованный наконечник НКИ 2,5-5. После опрессовки, синий изолятор удаляется, его место займет термоусадочная трубка.

Провод РКГМ-2,5 с наконечниками НКИ 2,5-5.

Опрессованный наконечник ТМЛ 2,5-5 на проводе РКГМ-2,5.

Провод РКГМ-2,5 с наконечниками ТМЛ 2,5-5.

Опрессовка двух проводов РКГМ-2,5 в один наконечник ТМЛ 4-5. Делать  то же самое с наконечниками типа НКИ не рекомендуется.

Термомодуль в процессе подключения ламп.

Лампы подключены. На фото все лампы временно имеют одинаковую высоту установки. Красной стрелкой обозначено точка выхода термостойких проводов из термомодуля наружу в распределительную коробку. Синяя стрелка - место фиксирования провода на корпусе термомодуля.

На задней стенке термомодуля монтируется распределительно-коммутационная коробка подходящих размеров, в которую заводятся провода от всех групп ламп согласно схеме подключения. Внутри распределительной коробки располагаются соединительные шины, к которым подключаются концы РКГМ-проводов, и к которым же в дальнейшем будет подключаться кабель питания термомодуля.

Шина нулевая с изолятором на DIN-рейку.

Распределительная коробка со снятой крышкой. На концы многопроволочных проводов одеваются и опрессовываются гильзы-наконечники. Кружками обозначены точки подсоединения питающего кабеля. Для надежности, каждая его, предварительно  облуженная, жила продета сразу в два контактных отверстия шины.

Ставим термомодуль на рельсы, регулируем высоты опор, добиваясь касания рельс всеми четырьмя колесами. При соблюдении правил электробезопасности, можно по временной схеме подать питание на лампы, чтобы убедиться в их работоспособности. Перед первым включением необходимо обезжирить стеклянные колбы ламп, протерев их чистой тряпочкой, смоченной в спирте или ацетоне. Изготовление термомодуля завершено.

Термомодуль на рельсах.

Эпилог.

В статье было рассказано о способе постройки нагревательного модуля (термомодуля) своими руками для самодельного вакуумного пресса. Материал статьи основан на реальном, удачном, практическом опыте. Главным вариативным моментом является вопрос пространственного расположения нагревательных ламп, а так же их количество и мощность. По результатам эксплуатации подобного пресса можно говорить о следующем. Для достижения большей равномерности прогрева, имеет смысл увеличить число ламп в полтора-два раза, пропорционально уменьшив мощность каждой лампы, сохранив общую потребляемую мощность на уровне 20-25 КВт. Это даст возможность сдвинуть лампы ближе к краям термомодуля, лучше прогревать внешний периметр стола и его углы (самые проблемные зоны) без ущерба для центральных зон. При этом, располагать лампы можно будет проще и единообразно. Для придания конструкции большей надежности и эстетичности, вместо навесного монтажа гибкими проводами, можно применить плоские токопроводящие шины, одновременно являющиеся несущими элементами для крепления ламп (резьбовые шпильки будут не нужны). Дальнейшим, еще более серьезным усовершенствованием термомодуля может быть дооснащение его термостатическим регулятором мощности с возможностью раздельного (зонального) регулирования, а так же системой плавного включения ламп для продления их срока службы. В погоне за идеалом, не нужно забывать о следующем: чем больше совершенствуется, усложняется и удорожается самодельное оборудование, тем острее встает вопрос об экономической целесообразности его изготовления.