НАГРЕВАТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ В ВИДЕ ЛИНЕЙНОЙ ЛАМПЫ НАКАЛИВАНИЯ Российский патент 1996 года по МПК H05B3/44 

Изобретение относится к линейным высокотемпературным нагревателям электрического сопротивления и, в частности, к линейным лампам накаливания, которые используют для электронагрева. Предлагаемые нагреватели могут быть использованы для плавки различных металлов и сплавов и для спекания изделий из металлических или керамических порошков.

Известен нагревательный элемент в виде линейной лампы накаливания, содержащий оболочку в виде сапфировой трубы, расположенные внутри трубы вдоль ее оси в инертной атмосфере или вакууме нагреваемых электрическим током проводник из жаропрочного материала с высокой температурой плавления, токоподводы, присоединенные к проводникам, и температурные компенсаторы в виде пружин, расположенных на концах нагревателя между токоподводом и проводником [1]
Хотя этот нагреватель является высокотемпературным, однако он не обеспечивает высокую надежность в работе при температурах порядка 1800-1900^оС.

Целью изобретения является обеспечение высокотемпературного нагрева при большой мощности и надежности работы устройства.

Цель достигается тем, что в нагревателе нагреваемый проводник выполнен в виде по меньшей мере одной проволоки или полосы, натянутой пружинами температурного компенсатора, концы которых соединены с проводником и токоподводом в холодных областях на концах лампы.

Нагреваемый проводник может быть выполнен из молибденовой или вольфрамовой проволок или полос фольги из этих материалов, а также в виде шнура или тесьмы, изготовленных из графитовых волокон.

На чертеже изображена конструкция нагревательного элемента в виде линейной лампы накаливания, продольный разрез.

Лампа состоит из оболочки 1 в виде сапфировой трубы (диаметром, например, 20-40 мм), нагреваемых электрическим током проводников 2 в виде проволок или полос фольги (или тесьмы), достаточно жестких жаропрочных пружин 3, натягивающих нагреваемые проводники, фланцев 4, трубчатых токоподводов 5, к которым присоединены пружины 3. Токоподводы 5 изготовлены из ниобия для согласования с коэффициентом линейного расширения сапфира и специальным цементом вклеены в сапфировые вкладыши 6, которые, в свою очередь, аналогичным цементом вклеены в сапфировую трубу 1. Для охлаждения концов лампы могут быть использованы оребренные воздушные радиаторы 7, надеваемые сверху на концы лампы. Радиаторы могут быть изготовлены из алюминия, чугуна и т.п.

Откачка воздуха из лампы и наполнение лампы инертным газом осуществляются через трубчатый токоподвод 5, который после наполнения заваривается.

Работа нагревателя в виде линейной лампы накаливания осуществляется следующим образом. Лампы помещают в футерованную емкость нагреваемого устройства, присоединяют к источнику постоянного или переменного тока и включают в цепь. Ток через токоподводы и натягивающие пружины поступает в нагреваемые проводники и лампы постепенно нагреваются, создавая внутри футерованной емкости высокую температуру до 1800-1900^оС.

Применение предлагаемых нагревателей создает новые возможности в области высокотемпературного электронагрева. Будут созданы новые электропечи для плавки и отжига различных металлов и сплавов и для спекания путем нагрева изделий из различных порошков. В частности, использование таких нагревателей позволяет решить проблемы модернизации мартеновских печей с целью резкого повышения их производительности. Это также дает возможность обеспечить более горячим дутьем доменные печи, повысить их производительность и существенно сократить расход дефицитного кокса.

Использование: для плавки и спекания изделий. Сущность изобретения: нагреватель содержит оболочку из сапфира, внутри которой расположены нагревательные элементы в виде проволок или полос из вольфрама или молибдена. Они также могут быть из графитовой тесьмы или шнура. Нагревательные элементы присоединены к токоподводам через пружинный температурный комплексатор, что позволяет повысить надежность работы. 2 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. НАГРЕВАТЕЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ В ВИДЕ ЛИНЕЙНОЙ ЛАМПЫ НАКАЛИВАНИЯ, содержащий оболочку в виде сапфировой трубы, расположенные внутри трубы вдоль ее оси в инертной атмосфере или вакууме нагреваемые электрическим током проводники из жаропрочного материала с высокой температурой плавления, токоподводы, присоединенные к проводникам, и температурные компенсаторы в виде пружин, расположенных на концах нагревателя между токоподводом и проводником, отличающийся тем, что нагреваемый проводник выполнен в виде по меньшей мере одной проволоки или полосы, натянутой пружинами температурного компенсатора, концы которых соединены с проводником и токоподводом в холодных областях на концах лампы. 2. Элемент по п.1, отличающийся тем, что нагреваемый проводник выполнен из молибденовой или вольфрамовой проволоки или полос фольги из этих материалов. 3. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что нагреваемый проводник выполнен в виде шнура или тесьмы, изготовленных из графитовых волокон.