Los CARTUCHOS son calefactores desarrollados para calentar masas metálicas por conducción a través de perforaciones en las mismas. Las aplicaciones más frecuentes se encuentran en las industrias de plásticos, para el calentamiento de moldes y dados. También se utilizan en placas calientes, selladoras y para líquidos.
Los cartuchos de alta concentración, son llamados así por proporcionar mayor potencia eléctrica en dimensiones reducidas. Constan de 5 partes:
- El elemento resistivo es alambre níquel-cromo
- El alambre se embobina sobre un núcleo de cerámica comprimible y se introduce en un forro exterior
- El forro exterior de tubo de incoloy o acero inoxidable
- El aislamiento eléctrico entre la bobina y el tubo es polvo de óxido de magnesio de alta pureza y granulometría específica, compactado a máxima dureza para obtener la mejor transferencia de calor
- Las terminales para la conexión eléctrica
La compactación es una cualidad especial ya que generalmente los aislantes eléctricos son también aislantes térmicos.
Se realiza mediante la reducción del diámetro exterior del forro tubular, de alta precisión, para lograr un ajuste que minimice el espacio entre el calefactor y la perforación donde será insertado en su aplicación.
Las terminales para la conexión eléctrica son cables flexibles de alta temperatura desde el interior del cartucho o fijados a pines rígidos en el exterior.
La salida de las terminales puede ser recta o a 90º y pueden ser protegidas con malla metálica.
Una opción muy importante es el termopar integrado en el interior del cartucho que permite evitar el sobrecalentamiento del mismo, alargando así su duración.
Las temperaturas máximas de operación en el forro del cartucho son 850º C con tubo de incoloy y 550º C con tubo de acero inoxidable, con densidad superficial de hasta 60 W/cm2.
La tensión máxima para cartuchos con diámetro de ½” o menor es 240 volts, para diámetros mayores 480 volts.
Los diámetros nominales más frecuentes son ¼”, 3/8”, ½” y 5/8” pero se fabrican desde 1/8” hasta 1” y también en medidas milimétricas.
Son diámetros nominales ya que los diámetros reales son de 0.002” a 0.004” menores, para poder ser insertados en las perforaciones nominales con mínima tolerancia y optimizar la transferencia de calor por conducción.
Los cartuchos de alta concentración bipartidos están formados por dos medios cilindros unidos en el extremo de las terminales y abiertos en el otro extremo.
Al ser insertados en la perforación esta construcción permite que se expandan al aumentar su temperatura, logrando así un contacto perfecto con la pared de la perforación lo que mejora la conducción de calor y alarga la vida del cartucho.
Su precio es considerablemente más alto pero se puede compensar con su mejor eficiencia y mayor duración.
Los cartuchos de baja concentración no son compactados por lo que la máxima densidad recomendada es 6 W/cm2 y temperatura de operación no superior a 250º C. Son más económicos que los de alta concentración pero se utilizan sólo en aplicaciones poco exigentes.