ES2230147T3

ES2230147T3 - Calefaccion electrica para sistemas de canal caliente y procedimiento para la fabricacion de una calefaccion de este tipo.

Info

Publication number: ES2230147T3
Application number: ES00956489T
Authority: ES
Inventors: Herbert Gunther; Christel Kretschmar; Peter Otschik
Original assignee: GUENTHER HERBERT GmbH; Guenther Heisskanaltechnik GmbH
Current assignee: GUENTHER HERBERT GmbH; Guenther Heisskanaltechnik GmbH
Priority date: 1999-08-28
Filing date: 2000-08-25
Publication date: 2005-05-01
Anticipated expiration: 2020-08-25
Also published as: EP1206900B1; PT1206900E; DE19941038A1; DE50008348D1; ATE280483T1; CA2383481C; EP1206900A1; US6797925B1; CA2383481A1; WO2001017317A1; DK1206900T3; KR20020027591A; KR100716098B1

Abstract

Sistema de canal caliente, en particular distribuidor de canal caliente y/o tobera de canal caliente (12) con un tubo de material (13), que al menos presenta una pared (16) asignada a un canal de flujo (14), y con una calefacción eléctrica (10) que se compone de al menos una capa aislante (20) aplicada en arrastre de materia sobre la pared (16) del tubo de material (13) por medio de recubrimiento directo y de al menos una capa de calefacción (22), que presenta vías conductoras de calefacción (23), aplicada por medio de recubrimiento directo en arrastre de materia sobre la capa aislante (20), formando la capa aislante (20) y la capa de calefacción (22) una calefacción de capas con dimensiones mínimas de grosor y, siendo la capa aislante (20) una capa dieléctrica tipo vidrio y/o cerámica, que después de al menos un proceso de cocción se encuentra frente a la pared (16) asignada al canal de flujo (14) bajo pretensión de presión.

Description

Calefacción eléctrica para sistemas de canal caliente y procedimiento para la fabricación de una calefacción de este tipo.

La invención se refiere a una calefacción eléctrica para sistemas de canal caliente, en particular para distribuidores de canal caliente y/o toberas de canal caliente, conforme a la reivindicación 1. Además se refiere a un procedimiento para la fabricación de una calefacción de este tipo conforme a la reivindicación 22.

Los mecanismos eléctricos de calefacción para sistemas de canal caliente están normalmente conformados como componentes separados con elementos de calefacción en forma de tubo, que están integrados en envolturas desmontables y que pueden aplicarse sobre el contorno de la mayoría de los canales de flujo en forma de tubo. Las envolturas pueden, como se da a conocer por ejemplo en los documentos DE-U1-29507848 o US-PS-4558210, estar conformados como formaciones rígidas con radios de curvatura adaptados al canal de flujo, que se pueden fijar mediante elementos de soporte y tensión adicionales al contorno del tubo en dirección axial. O bien se conforman como tiras o mantas flexibles de calefacción entre capas aislantes eléctricamente con, dado el caso, diferente capacidad de conducción calorífica, que se fijan sobre el contorno del tubo del canal de flujo. El documento EP-B1-0028153 prevé para esto tiras adhesivas conductoras de calor, mientras que el documento WO 97/03540 usa cintas flexibles de soporte con cierres de botón a presión o de velcro.

Una desventaja esencial de los dispositivos de calefacción generalmente desmontables mecánicamente consiste en una transmisión de calor en la mayoría de los casos poco eficiente desde el elemento de calefacción hacia el canal de flujo en forma de tubo. Para compensar esto, es obligatorio dar mayores dimensiones al dispositivo de calefacción en su conjunto, lo que conduce a capacidades caloríficas más elevadas. Las grandes masas térmicas condicionadas por esto prolongan las fases de calentamiento y enfriamiento, mediante lo que resultan limitaciones en lo relativo a elevadas tasas de productividad.

Además existen problemas en la distribución lineal de temperatura dentro de las paredes del canal de flujo. Estos últimos presentan sólo raramente una temperatura constante a través de la longitud total del canal de flujo. En particular en la zona de la boquilla de las toberas se obtiene sólo con un gasto relativamente alto una transmisión calorífica suficiente y con ello una temperatura suficiente. Esto a su vez influye en el ajuste total de temperatura y el gasto de regulación unido a ello.

El objetivo de la invención es, superando ésta y otras desventajas del estado de la técnica, crear un dispositivo eléctrico de calefacción para sistemas de canal caliente, que haga posible una, en general, mejorada característica de distribución de temperatura y de transmisión calorífica que se pueda ajustar precisamente de manera individual entre la parte principal del canal caliente y la tobera. Además tiene que ser fácilmente manejable sin grandes gastos de control.

Otro objetivo de la invención es crear un dispositivo eléctrico de calefacción para sistemas de canal caliente integrado en arrastre de forma y de fuerza, que con medidas compactas se puede aplicar sobre unas paredes asignadas a un canal de flujo de manera no desmontable mecánicamente, por ejemplo sobre un tubo de material, una barra, un brazo de distribuidor o similar; y resista de forma permanente solicitaciones mecánicas y/o térmicas incluso extremas.

Además un objetivo importante de la invención consiste en desarrollar un procedimiento para la fabricación de una calefacción para sistemas de canal caliente, en particular para distribuidores de canal caliente y/o toberas de canal caliente, el cual se puede realizar con un gasto mínimo de forma sencilla y económica.

Las características principales de la invención están indicadas en las reivindicaciones 1, 21 y 22.

Un sistema de canal caliente, en particular un distribuidor de canal caliente y/o una tobera de canal caliente con un tubo de material, que al menos presenta una pared asignada a un canal de flujo, tiene una calefacción eléctrica que se compone de al menos una capa aislante aplicada, por medio de un recubrimiento directo en arrastre de materia, encima de la pared del tubo de material y de al menos una capa de calefacción que presenta vías conductoras de calefacción aplicada encima de la capa aislante por medio de un recubrimiento directo en arrastre de materia, formado la capa aislante y la capa de calefacción una calefacción de capas con una mínima medida de grosor y siendo la capa aislante una capa dieléctrica tipo vidrio y/o cerámica, que después de al menos un proceso de cocción está bajo pretensión de presión frente a la pared asignada al canal de flujo.

Un procedimiento adecuado para la fabricación de una calefacción para sistemas de canal caliente, en particular en distribuidores de canal caliente y/o en toberas de canal caliente con un tubo de material que al menos presente una pared asignada a un canal de flujo, prevé, conforme a la invención, que se coloquen al menos una capa aislante por medio de un recubrimiento directo en arrastre de materia encima de la pared del tubo de material y al menos una capa de calefacción que presenta vías conductoras de calefacción por medio de un recubrimiento directo en arrastre de materia sobre la capa aislante, siendo al menos una capa aislante una capa dieléctrica cerámica y produciéndose dentro de esta capa con la cocción una pretensión de presión frente a la pared asignada al canal de flujo.

La aplicación en arrastre de materia de la cale-
facción en capas proporciona una unión fija permanentemente con la pared del canal de flujo y con ello un soporte fino sobre el distribuidor de canal caliente o la tobera de canal caliente. Sobre la base de las medidas mínimas de grosor obtenidas mediante el recubrimiento directo ocupa el total de la calefacción sólo poco espacio, de manera que se pueden realizar en comparación con dispositivos de calefacción convencionales con casi las mismas características de rendimiento formas constructivas extremadamente compactas. Además la densidad de rendimiento puede elevarse claramente, ya que el calor directo se produce y se recibe sobre la superficie del elemento de canal caliente que se ha de calentar. Se evita eficazmente un sobrecalentamiento de los elementos en su mayoría sensibles de calefacción. Todo ello, junto con la aplicación de calefacción no desmontable mecánicamente sobre la pared del canal de flujo, garantiza una transmisión calorífica desde la capa de calefacción a través de la capa aislante hacia la pared, que se calienta de manera extremadamente equilibrada y precisa. Los mecanismos costosos de control, que tienen que considerar retrasos de reacción condicionados por masas térmicas no son necesarios. El canal de flujo se puede calentar rápida y precisamente y enfriarse asimismo de nuevo, lo que actúa de manera favorable sobre todo el transcurso de producción. La temperatura de fusión se puede controlar exactamente con medios sencillos.

Otra característica importante de la invención representa la conformación de una unión con tolerancia de tensión entre la capa cerámica dieléctrica y el tubo de canal caliente, el cual a temperatura de funcionamiento está expuesto a una solicitación de presión interna vibrante condicionada tecnológicamente por el proceso de moldeo por inyección. Esta solicitación y el calentamiento, necesario para alcanzar las temperaturas de funcionamiento, de la pared del canal de flujo a temperaturas entre 300 y 450ºC conducen a procesos de expansión elástica que se transmiten de forma inmediata a la calefacción. El grado respectivo de la deformación depende de los tamaños específicos de material (módulo E) y de las condiciones tecnológicas límite (temperatura de funcionamiento, solidez de la pared de tubo, intensidad de la presión interna). Esto puede conducir a que las capas aplicadas sobre el tubo de acero en actuación conjunta de los tamaños nombrados entren en distinta medida en la zona de tensiones de tracción, lo que la invención, sin embargo, evita de manera eficaz.

La capa aislante conformada como capa cerámica dieléctrica que contiene un vidrio, una cerámica de vidrio o una cerámica se encuentra después del proceso de cocción, frente a la pared asignada al canal de flujo conforme a la invención bajo una pretensión de presión definida, de manera que con la solicitación de presión interna se compensan dependiendo de los radios fuerzas de deslaminación que tienen lugar con distintas intensidades en el interior de la capa. El conjunto de la calefacción posee una adherencia extremadamente buena sobre la pared mayormente en forma de tubo del canal de flujo y resiste permanentemente incluso solicitaciones extremas mecánicas y térmicas. Con ello están garantizados siempre unos resultados de producción óptimos.

Otra ventaja consiste en que la calefacción esté eficazmente protegida contra absorción de humedad. En las calefacciones convencionales con cuerpos de calefacción de tubo o cartuchos de tubo helicoidal resultan a parte de problemas de instalación también problemas de aislamiento por absorción de humedad del material aislante higroscópico, ya que pueden originarse cortocircuitos por la humedad que penetre. Para evitar esto se necesitan otros reguladores adicionales que con la puesta en funcionamiento de la calefacción con rendimiento reducido de calefacción de momento expulsan la humedad. La calefacción conforme a la invención no necesita esto. Está más bien unida de manera totalmente impermeable e imperdible con el canal de flujo, de manera que gasto hasta ahora necesario en montaje y regulación es completamente prescindible. Esto actúa de manera favorable sobre los costes de adquisición y montaje de un sistema de canal caliente.

Las configuraciones ventajosas de la invención son objeto de las reivindicaciones 2 a 20 y 23 a 42.

Otro componente importante de la solución de la invención representa además la adaptación de las temperaturas de cocción de las capas, que se han de aplicar, a la temperatura de endurecimiento o de tratamiento térmico de la pared del canal de flujo. El procedimiento de fabricación puede optimizarse con ello de múltiples maneras y reducirse a pocas fases de procedimiento.

Las capas de la calefacción son conforme a la invención láminas cocidas o pastas de capa gruesa cocidas que preferentemente se aplican con el procedimiento de serigrafía, en particular con el procedimiento de impresión circular sobre el cuerpo del tubo de la tobera de canal caliente. Esto garantiza una distribución equilibrada de las capas con grosor de capa constante.

La cocción de las capas tiene lugar preferentemente con el procedimiento de co-combustión y a temperaturas que no superan la temperatura de tratamiento térmico del metal. Un estado estructural ya preformado en el metal permanece con ello intacto. Conforme a la invención, se tolerarán también las temperaturas de endurecimiento de la capa dieléctrica, que se encuentra por encima de la temperatura de cocción.

El endurecimiento inductivo del tubo de acero recubierto con una lámina verde cerámica o una pasta de capa gruesa aún no cocida en unión con un proceso de cocido, que transcurre al mismo tiempo, del recubrimiento cerámico es especialmente adecuado para la realización del procedimiento conforme a la invención, ya que en este proceso de la transmisión calorífica parte del tubo de acero calentado inductivamente y el calentamiento de la capa que se ha de cocer tiene lugar desde adentro. De esta manera, los componentes orgánicos volátiles contenidos en la pasta de capa gruesa, como por ejemplo aglutinantes y presionizadores, pueden desprenderse sin problemas del sistema vidrio-cerámico de material que se sinteriza paulatinamente, sin que queden restos de gas encerrados. La formación de burbujas se impide por tanto eficazmente. La estructura de la capa se conforma de manera exactamente homogénea.

Conforme a la invención se hace posible una unión con tolerancia de tensión y con poder adherente entre la capa cerámica dieléctrica y la pared del canal de flujo mediante la conformación de una pretensión de presión en la capa cerámica dieléctrica de manera que dependiendo de los tamaños característicos relevantes en cuanto a expansión anteriormente mencionados del tubo del canal caliente se predetermina según el caso una adaptación específica de error respectivamente del coeficiente de expansión de la capa cerámica dieléctrica TEC_{DE} al valor correspondiente del tubo del canal caliente TEC_{M}, ascendiendo la expansión diferencial TEC_{M} - TEC_{DE} al menos a 5 \cdot10^{-6}K^{-1}.

La capa dieléctrica conforme a la invención se obtiene mediante la cocción del sistema vidrioso- cristalino de material en la pared del metal del canal de flujo preferentemente en un intervalo de temperatura entre 800 y 1100ºC. Este intervalo corresponde a las temperaturas normales de endurecimiento de la mayoría de los tipos comerciales de herramientas de acero para trabajo con calor.

Además contiene el sistema principalmente vidrioso-cristalino de material como pasta de capa gruesa o lámina verde conforme a la invención al menos un vidrio preformado que a la respectiva temperatura de cocción humedece la superficie del metal y con ello al menos parcialmente trasciende al estado cristalino. Se puede pensar en efecto también en el uso de una cerámica de vidrio o un material cerámico.

Adicional o alternativamente puede el sistema de material al menos contener otro vidrio que no cristalice en condiciones de cocción, así como al menos una unión cristalina a priori, manteniéndose una capa cerámica dieléctrica con un valor TEC en el intervalo entre 5 \cdot10^{-6}K^{-1}y 7\cdot 10^{-6}K^{-1} mediante optimización de la proporción de cantidades de los componentes de vidrio y cristalinos del sistema de material, considerando sus incrementos de TEC bajo las condiciones del proceso respectivo de cocción.

Otras características, detalles y ventajas de la invención resultan del texto de las reivindicaciones, así como de la siguiente descripción de los ejemplos de realización a partir de los dibujos. Muestra la:

Fig. 1 una vista esquemática en sección de una tobera de canal caliente con una calefacción de capa plana,

Fig. 2 la calefacción de la Fig. 1 en una representación desenvuelta y parcialmente desdoblada,

Fig. 3 una vista en sección de otra forma de realización de una tobera de canal caliente con una calefacción de capa plana,

Fig. 4 la calefacción de la Fig. 3 con un sensor térmico en representación desenvuelta,

Fig. 5 una vista en sección de otra forma de realización de una tobera de canal caliente con una calefacción de capa plana,

Fig. 6 otro tipo de disposición del sensor térmico y de la calefacción y

Fig. 7 otra forma de realización de una calefacción con sensor térmico.

La tobera 12 de canal caliente representada en la Fig. 1 tiene como componente una instalación de moldeo por inyección para la elaboración termoplástica de plástico para la fijación en un distribuidor (no representado) de una (tampoco dibujada) carcasa, en la que se puede introducir un tubo 13 de material totalmente cilíndrico. Un zócalo 17 conformado en el extremo de este se cierra al mismo nivel con la carcasa y se adjunta de forma obturante al distribuidor. En el tubo de material 13 que se extiende longitudinalmente en dirección axial está introducida una boquilla de tobera 18, preferentemente atornillada, que continúa el canal de flujo 14 conformado en el tubo de material 13 hasta el nivel (no representado) de un molde sencillo (tampoco visible). La boquilla de la tobera 18 puede también con igual forma de funcionamiento ser de una pieza con el tubo de material 13.

En el contorno de la pared 16 del tubo de material 13 producido en acero se aplica una calefacción 10. Ésta está conformada como calefacción de capa plana con un capa cerámica dieléctrica 20 aplicada directamente sobre el metal como capa aislante de una capa de calefacción 22 aplicada encima, que, como se indica esquemáticamente en la Fig. 2, puede presentar vías conductoras de calefacción en forma de meandros, así como una capa de cubrición externa 24, que cubre hacia afuera las vías conductoras de calefacción 23 y la capa dieléctrica 20 que se encuentra debajo y las aísla eléctricamente. Las vías conductoras de calefacción, que pueden configurarse de cualquier modo, pueden aplicarse en diferentes densidades y disposición, dependiendo del rendimiento necesario, sobre la capa aislante 20. Así se puede obtener en caso de necesidad una distribución definida de temperatura dentro del tubo de material 13.

Otra forma de realización de una tobera de canal caliente 12 está representada en la Fig. 3. El tubo de material 13 está conformado sin boquilla 18 de tobera propia. La capa de calefacción 22 con las vías conductoras de calefacción 23 está aproximada en la capa cerámica aislante hasta el extremo libre exterior del tuvo que conduce el material 13. En esta zona terminal 19 la capa de cubrición 24 forma una superficie de obturación 25 en el lado del contorno, que provoca una obturación con los componentes limítrofes. De esta manera se puede impedir que se desprenda calor no deseado al entorno cercano. La conformación de la capa conductora de calefacción 22 se puede ver en la Fig. 4. Se reconoce que las vías conductoras de calefacción 23 que discurren en forma de meandros se concentran en las zonas terminales respectivas del tubo de material 13, es decir, en la zona terminal 19 y delante de la zona del zócalo 17. Con ello el rendimiento, que se puede prolongar a un nivel extremo, se puede introducir hasta bastante adentrados en la zona de boquilla de la tobera 12, lo que hace posible una conducción óptima de al temperatura.

Incluso materiales térmicamente sensibles que presentan una horquilla de elaboración de sólo pocos grados, se pueden elaborar sin problemas.

Si la capa de cubrición 24 no fuera capaz de hacerse cargo de las funciones de obturación necesarias, el tubo de material 13 podría estar provisto en su zona terminal 19 de una banda de acero 13' o un reborde, que en el lado del contorno presente una superficie correspondiente de densidad 25. La calefacción 10 está impresa aquí, como muestra la Fig. 5, entre el zócalo 17 y la banda 13' sobre la pared cilíndrica 16 del tubo de material 13.

Para poder seguir y controlar tanto el incremento como el transcurso de la temperatura en el interior del tubo de material 13 o en el interior de la pared 16, está previsto entre la capa de calefacción 22 y la capa de cubrición 24 al menos por secciones como mínimo una capa 28 de un material de PTC, cuya resistencia aumenta con una temperatura en incremento (Fig. 2). Para un mejor contacto calorífico se encuentra entre la capa de calefacción 22 y la capa de resistencia 28 una capa de contacto 26 aislante eléctricamente, que en caso de necesidad también puede estar prevista entre sucesivas capas.

La capa de resistencia 28 conformada como elemento térmico puede asimismo como la capa de calefacción 22 presentar vías conductoras 29 que miden como sensores térmicos el transcurso de la temperatura (véase la Fig. 4). Las vías conductoras 29 se encuentran además convenientemente en el mismo nivel que las vías conductoras de calefacción 23 de la capa de calefacción 22 y son protegidas conjuntamente con éstas por la capa de cubrición 24 hacia fuera. De esta manera la altura de la calefacción se reduce a un mínimo. La Fig. 6 y 7 muestran cada una posibilidad alternativa para una configuración de las vías conductoras de calefacción 23 así como de las vías conductoras 29 para la medición de temperatura.

Cada capa 20, 22, 24, 26, 28 se aplica por medio de recubrimiento directo en arrastre de materia sobre la pared del tubo 16 y a continuación se cuece bajo las respectivas condiciones de cocción predeterminadas de forma específica para el material, de manera que se origine un combinado de capas en arrastre de materia. Mediante una adaptación específica de error de los coeficientes de expansión térmica lineal de la capa dieléctrica 20 (TEC_{DE}) a los coeficientes de expansión térmica lineal del tubo de material 13 (TEC_{M}) se producirá, sin embargo, al cocerse la capa de aislamiento 20 en el interior de ésta una pretensión mecánica de presión. Mediante esta unión con tolerancia de tensión la capa aislante 20, como capa soporte de la calefacción 10 es capaz de resistir sin problemas la solicitación de presión interna vibrante condicionada tecnológicamente por el proceso de moldeo por inyección, sin que tengan lugar grietas u otros daños en la calefacción 10. Ya que las capas funcionales individuales 20, 22, 24, 26, 28 del combinado de capas debido a su construcción muy similar en cuanto a la especificidad del material, presentan además entre sí una adherencia extraordinariamente buena, resiste la calefacción 10 en su conjunto incluso solicitaciones mecánicas y/o térmicas extremas de forma permanente.

Como procedimiento de recubrimiento para la aplicación de las capas funcionales individuales se adecúa la técnica de serigrafía de láminas y de capas gruesas. Preferentemente se usa en realidad la técnica de serigrafía de capa gruesa bajo la utilización de la tecnología de impresión circular.

Aquí es ventajoso si se prevé una hendidura (no representada) en la capa dieléctrica 20, aplicada preferentemente en tres estratos individuales, en la di-
rección longitudinal de la pared 16 del tubo de material 13. Con ello se evita que los estratos individuales de la capa dieléctrica 20 se solapen después de ser aplicados lo que podría conducir a tensiones no deseadas o incluso a desprendimientos.

Una conducción económica del procedimiento en su conjunto se obtiene cuando, paralelamente al proceso de cocción de la capa dieléctrica 20 se realiza un endurecimiento inductivo del tubo de material 13. Tanto con esto como también con los procesos de
cocción siguientes es importante que las condiciones de cocción respectivas (temperatura de cocción, tiempo de espera, tasa de enfriamiento) estén adaptados a las temperaturas de endurecimiento y de tratamiento térmico predeterminadas para la clase de acero usado. En particular las temperaturas de cocción de las capas siguientes no deben superar las temperaturas de tratamiento térmico del metal para mantener el estado de estructura ya preformado del metal. La adaptación puede por ejemplo conseguirse mediante una variación apropiada de los parámetros de proceso para el proceso de cocción. No obstante es posible también una adaptación específica del material de las partes de capa gruesa usadas.

El tubo de material 13 de la Fig. 1 posee una relación de diámetro de diámetro exterior a interior entre 1,4 a 2,5 preferentemente de 2,0, de manera que con un diámetro exterior de por ejemplo 10 mm la pared 16 al menos tendrá un grosor de 2,8 mm. Ésta última estará expuesta, durante el proceso de moldeo por inyección, condicionadamente al funcionamiento a una solicitación de presión interna vibrante de aproximadamente 2000 bares y a una temperatura de aproximadamente 300ºC. El acero del tubo de canal caliente 13 posee un coeficiente de expansión térmica lineal (TEC) de 11 \cdot10^{-6}K^{-1} en un intervalo de temperatura entre 20 y 300ºC y un módulo E de 2\cdot10^{6} bares. La temperatura de tratamiento calorífico necesaria para el endurecimiento del material se encuentre preferentemente en el intervalo de 800 y 1050ºC.

En la superficie del metal 16 granulada con el fin de mejorar la adherencia como es conocido se aplica con el procedimiento de impresión circular una pasta dieléctrica de capa gruesa, cuya proporción de sustancia sólida se compone exclusivamente de un vidrio que cristaliza in situ en un intervalo de temperatura por encima de 900ºC con los componentes principales BaO, Al_{2}O_{3} y SiO_{2} en la composición molar aproximativa BaO Al_{2}O_{3} 4 SiO_{2}. La capa dieléctrica 20 obtenida después de una cocción a 950ºC posee un TEC de 6 \cdot10^{-6}K^{-1} en el intervalo de temperatura de 20 a 300ºC.

Condicionado por el desajuste de TEC originado por esto entre la pared de metal 16 y la capa dieléctrica 20 en orden de tamaño 5 \cdot10^{-6}K^{-1} al enfriarse hay que contar con el tubo de canal caliente 16 recubierto de dieléctrico en el intervalo de temperatura de la deformación puramente elástica, es decir entre la temperatura de transformación del vidrio de aproximadamente 700ºC y la temperatura ambiente, con la construcción de una tensión de presión de aproximadamente 3500 bares (con un módulo E supuesto de capa dieléctrica 20 de 2 .10^{6} bares). La intensidad de pretensión de presión no alcanza aún la zona crítica límite de la propia resistencia a la presión del dieléctrico que comienza por encima de 6000 bares. Es sin embargo suficiente para evitar eficazmente la aparición de tensiones de tracción en la capa dieléctrica 20 y con ello también en las capas siguientes 22, 24, si se expande cíclicamente la pared de tubo 16 de 2,8 mm de grosor del tubo de canal caliente 12 con una solicitación de 2000 bares.

Las conexiones eléctricas 23' y 29' para las vías conductoras de calefacción 23 y para la capa de resistencia 28 se realizan asimismo con la técnica de capa gruesa, estando configurados los contactos necesarios para ello de manera que el suministro de rendimiento o la transmisión de información tenga lugar a través de uniones de cables que se puedan enchufar.

La invención no está limitada a una de las formas de realización descritas anteriormente, sino que se puede transformar de múltiples maneras. Así se puede prever en el interior del tubo de material 13 calentadores de inmersión que estén recubiertos de la calefacción descrita anteriormente. También puede el tubo presentar una sección transversal ovalada o angular. En lugar de las pastas de capa gruesa se pueden usar las así llamadas láminas verdes que se fijan en el contorno del tubo y a continuación se cuecen. El endurecimiento del tubo de material 13 puede en principio tener lugar mediante formación de martensita o mediante endurecimiento por precipitación, prefiriendo un calentamiento inductivo.

Se reconoce que en el contorno de la pared 16 de un tubo cilíndrico de material 13 de una tobera de canal caliente 12 se instala en recubrimiento directo una calefacción eléctrica de capa plana 10. Esta cale-
facción de capa plana 10 se compone de una capa cerámica dieléctrica 20 aplicada directamente sobre el tubo de metal 13, al menos de una capa que se compone de vías conductoras de calefacción 23, así como de una capa cerámica de cubrición 24 aislante eléctricamente aplicada encima.

Como procedimiento de recubrimiento se adecúa la técnica de serigrafía de lámina o de capa gruesa. Se usa preferentemente sin embargo para toda la estructura de capas la técnica de capa gruesa, usando la tecnología de impresión circular. Alternativamente se puede fijar la capa cerámica dieléctrica 20 como lámina verde preelaborada sobre el contorno de tubo del tubo de canal caliente 12 y a continuación se cuece.

Una característica importante de la invención la representa la conformación de una unión en tolerancia de tensión entre la capa cerámica dieléctrica 20 y el tubo de canal caliente 13 que a temperatura de funcionamiento está expuesta a una solicitación de presión interna vibrante condicionada tecnológicamente por el proceso de moldeo por inyección. Esta solicitación y el calentamiento, necesario para alcanzar la temperatura de funcionamiento, del tubo de material 13 a temperaturas entre 300 y 450ºC conducen a procesos elásticos de expansión del tubo de canal caliente. El grado respectivo de deformación depende de los tamaños específicos del material (módulo E) y de las condiciones tecnológicas límite (temperatura de funcionamiento, solidez de la pared del tubo, intensidad de presión interna).Esto conduce a que la capa dieléctrica 20 cocida sobre el tubo de acero 13, en actuación conjunta de los tamaños nombrados, pueda llegar en diferente medida a la zona de tensiones de tracción, lo que sin embargo se compensa mediante la tensión de presión característica en el interior de la capa dieléctrica 20 durante el funcionamiento.

Con ello se consigue una adherencia extremadamente buena de la capa dieléctrica 20 sobre el tubo de material 13 de la tobera de canal caliente 12, que incluso con una solicitación de presión interna soporta sin problemas, dependiendo del radio, fuerzas de deslaminación que tienen lugar con distintas intensidades en la capa. Resulta de especial ventaja en particular que con la calefacción 10 conforme a la invención se puede producir una alta densidad de rendimiento en un espacio estrecho, siendo producido el calor siempre justo en el lugar donde también tiene lugar la evacuación de calor. La conducción de la temperatura es extremadamente sencilla de realizar; la distribución de temperatura es exactamente equilibrada.

Todas las características y ventajas que se desprenden de las reivindicaciones de la descripción y del dibujo, inclusive detalles constructivos, disposiciones espaciales y fases de procedimiento, pueden ser esenciales para la invención, tanto para sí mismas como también para las combinaciones más distintas.

Lista de números de referencia

10	calefacción
12	tobera de canal caliente
13	tubo de material
13'	banda /reborde
14	canal de flujo
16	pared
17	zócalo
18	boquilla de tobera
19	zona terminal
20	capa aislante /capa dieléctrica
22	capa de calefacción
23	vía conductora de calefacción
23'	conexión
24	capa de cubrición
25	superficie de obturación
26	capa de contacto
28	capa de resistencia
29	sensor térmico
29'	conexión

Claims

1. Sistema de canal caliente, en particular distribuidor de canal caliente y/o tobera de canal caliente (12) con un tubo de material (13), que al menos presenta una pared (16) asignada a un canal de flujo (14), y con una calefacción eléctrica (10) que se compone de al menos una capa aislante (20) aplicada en arrastre de materia sobre la pared (16) del tubo de material (13) por medio de recubrimiento directo y de al menos una capa de calefacción (22), que presenta vías conductoras de calefacción (23), aplicada por medio de recubrimiento directo en arrastre de materia sobre la capa aislante (20), formando la capa aislante (20) y la capa de calefacción (22) una calefacción de capas con dimensiones mínimas de grosor y, siendo la capa aislante (20) una capa dieléctrica tipo vidrio y/o cerámica, que después de al menos un proceso de cocción se encuentra frente a la pared (16) asignada al canal de flujo (14) bajo pretensión de presión.

2. Calefacción según la reivindicación 1, caracterizada porque el coeficiente de expansión térmica lineal (TEC_{DE}) de la capa dieléctrica (20) después del proceso de cocción es menor que el coeficiente de expansión térmica lineal (TEC_{M}) de la pared (16) asignada al canal de flujo (14).

3. Calefacción según la reivindicación 2, caracterizada porque el importe de la diferencia entre TEC_{DE} y TEC_{M} asciende a al menos 5,0 \cdot10^{-6}K^{-1}.

4. Calefacción según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la capa dieléctrica (20) presenta un sistema vidrioso-cristalino de material.

5. Calefacción según la reivindicación 4, caracterizada porque el sistema de material al menos contiene un vidrio preformado, que con una temperatura de cocción que se puede predeterminar humedece la superficie de la pared (16) que se compone preferentemente de metal y con ello al menos parcialmente trasciende a un estado cristalino.

6. Calefacción según la reivindicación 4 ó 5, caracterizada porque el sistema de material al menos contiene otro vidrio que no cristaliza bajo condiciones de cocción que se pueden predeterminar.

7. Calefacción según una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizada porque el sistema de material al menos contiene una unión cristalina a priori.

8. Calefacción según una de las reivindicaciones 4 a 7, caracterizada porque la capa dieléctrica (20) es una lámina cocida.

9. Calefacción según una de las reivindicaciones 4 a 7, caracterizada porque la capa dieléctrica (20) es una pasta cocida de capa gruesa.

10. Calefacción según la reivindicación 9, caracterizada porque la proporción de sustancias sólidas de la pasta de capa gruesa se compone exclusivamente de un vidrio que cristaliza en el intervalo de temperatura por encima de 900ºC in situ.

11. Calefacción según una de las reivindicaciones 4 a 10, caracterizada porque el coeficiente de expansión térmica lineal (TEC_{DE}) de la capa dieléctrica (20) se encuentra entre 5 \cdot10^{-6}K^{-1} y 7 \cdot10^{-6}K^{-1}.

12. Calefacción según una de las reivindicaciones 4 a 11, caracterizada porque la capa dieléctrica (20) presenta una hendidura en la dirección longitudinal de la pared (16) del tubo de material (13).

13. Calefacción según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizada porque la capa de calefacción (22) presenta vías conductoras de calefacción (23) adaptadas a la necesidad de rendimiento.

14. Calefacción según la reivindicación 13, caracterizada porque sobre la capa de calefacción (22) al menos esté aplicada una capa de cubrición (24) aislante eléctricamente.

15. Calefacción según la reivindicación 14, caracterizada porque entre la capa dieléctrica (20), la capa de calefacción (22) y la capa de cubrición (24) está prevista al menos una capa de contacto (26).

16. Calefacción según una de las reivindicaciones 13 a 15, caracterizada porque está prevista al menos otra capa (28), cuya resistencia eléctrica depende de la temperatura de la capa de calefacción (22) y/o de la pared (16).

17. Calefacción según la reivindicación 16, caracterizada porque la capa de resistencia (28) forma un elemento térmico.

18. Calefacción según una de las reivindicaciones 13 a 17, caracterizada porque la capa de resistencia (28) y la capa de calefacción (22) se encuentran en un nivel.

19. Calefacción según la reivindicación 18, caracterizada porque la capa de calefacción (22), la capa de cubrición (24), la capa de contacto (26) y/o la capa de resistencia (28) son láminas cocidas o pastas de capa gruesa cocidas.

20. Calefacción según una de las reivindicaciones 13 a 19, caracterizada porque la capa aislante (20), la capa de calefacción (22), la capa de cubrición (24), la capa de contacto (26) y la capa de resistencia (28) forman un combinado de capas.

21. Tobera de canal caliente con una calefacción según una de las reivindicaciones 1 a 21, estando aplicada la calefacción sobre un tubo cilíndrico de material (13), un calentador, un brazo distribuidor, una tobera o similar.

22. Procedimiento para la fabricación de una calefacción (10) para sistemas de canal caliente, en particular distribuidores de canal caliente y/o tobera de canal caliente (12) con un tubo de material (13), que al menos presenta una pared (16) asignada a un canal de flujo (14), caracterizado porque al menos una capa aislante (20) aplicada sobre la pared (16) del tubo de material (13) por medio de recubrimiento directo en arrastre de materia y de al menos una capa de calefacción (22), que presenta vías conductoras de calefacción (23), aplicada por medio de recubrimiento directo en arrastre de materia sobre la capa aislante (20), siendo al menos una capa aislante (20) una capa dieléctrica cerámica y produciéndose dentro de esta capa con la cocción una pretensión de presión frente a la pared (16) asignada al canal de flujo (14).

23. Procedimiento según la reivindicación 22, caracterizado porque la capa de calefacción (22) presenta vías conductoras de calefacción (23) configuradas de cualquier modo.

24. Procedimiento según la reivindicación 23, caracterizado porque sobre la o cada capa de cale-
facción (22) al menos se aplica una capa de cubrición (24) aislante eléctricamente.

25. Procedimiento según la reivindicación 24, caracterizado porque entre la capa dieléctrica (20), la capa de calefacción (22) y la capa de cubrición (24) está se aplica al menos una capa de contacto (26).

26. Procedimiento según la reivindicación 25, caracterizado porque se aplica o introduce al menos otra capa (28), cuya resistencia eléctrica depende de la temperatura de la capa de calefacción (22) y/o de la pared (16).

27. Procedimiento según una de las reivindicaciones 22 a 26, caracterizado porque cada capa (20, 22, 24, 26, 28) se aplica separadamente con la técnica de serigrafía, de capa gruesa o de lámina.

28. Procedimiento según la reivindicación 27, caracterizado porque las capas aplicadas (20, 22, 24, 26, 28) con la técnica de capa gruesa se aplican usando la tecnología de impresión circular en forma de pastas.

29. Procedimiento según la reivindicación 27 ó 28, caracterizado porque cada capa (20, 22, 24, 26, 28) se aplica separadamente y a continuación se cuece.

30. Procedimiento según la reivindicación 27 ó 28, caracterizado porque todas las capas (20, 22, 24, 26, 28) se aplica separadamente y se cuecen simultáneamente (co-combustión).

31. Procedimiento según la reivindicación 29 ó 30, caracterizado porque el intervalo de temperatura de cocción se encuentra entre 800 y 1100ºC.

32. Procedimiento según la reivindicación 22 a 31, caracterizado porque la capa dieléctrica (20) se prevé al menos de una hendidura en la dirección longitudinal de la pared (16) del tubo de material (13).

33. Procedimiento según la reivindicación 22 a 32, caracterizado porque la pared (16) que se ha de recubrir se compone de un material endurecido o que se ha de endurecer.

34. Procedimiento según la reivindicación 33, caracterizado porque la temperatura de cocción de cada capa (20, 22, 24, 26, 28) no supera la temperatura de endurecimiento del material de la pared.

35. Procedimiento según la reivindicación 33 ó 34, caracterizado porque durante al menos un proceso de cocción se realiza el proceso de endurecimiento de la pared (16).

36. Procedimiento según la reivindicación 35, caracterizado porque las condiciones de cocción están adaptadas a la temperatura de endurecimiento.

37. Procedimiento según una de las reivindicaciones 33 a 36, caracterizado porque la pared (16) de las toberas de canal caliente (12) se calienta inductivamente a la temperatura de endurecimiento y/o de cocción.

38. Procedimiento según una de las reivindicaciones 22 a 37, caracterizado porque dependiendo de los tamaños característicos relevantes en cuanto a expansión de la pared (16) asignada al canal de flujo (14) tiene lugar una adaptación específica de error del coeficiente de expansión térmica lineal de la capa dieléctrica (20) (TEC_{DE}) al coeficiente de expansión térmica lineal de la pared (16) asignada al canal de flujo (14) (TEC_{M}), ascendiendo la expansión diferencial TEC_{M} - TEC_{DE} al menos a 5,0 \cdot10^{- 6}K^{-1}.

39. Procedimiento según la reivindicación 38, caracterizado porque del coeficiente de expansión térmica lineal de la capa dieléctrica (20) se encuentra entre 5 \cdot10^{-6}K^{-1} y 7 \cdot10^{-6}K^{-1}.

40. Procedimiento según una de las reivindicaciones 22 a 39, caracterizado porque la capa dieléctrica (20) se produce mediante la cocción de un sistema de material vidrioso-cristalino sobre la pared (16) asignada al canal de flujo (14), conteniendo el sistema de material al menos un vidrio preformado que humedece la superficie metálica a la temperatura respectiva de cocción y al menos parcialmente trasciende al estado cristalino.

41. Procedimiento según la reivindicación 40, caracterizado porque el sistema de material al menos contiene otro vidrio que no cristaliza bajo condiciones de cocción.

42. Procedimiento según la reivindicación 44 ó 45, caracterizado porque el sistema de material contiene al menos una unión cristalina a priori.