УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАПОЛНЕНИЯ ТРУБКИ С НАГРЕВАТЕЛЬНОЙ СПИРАЛЬЮ ИЗОЛЯЦИОННЫМ ПОРОШКОМ Российский патент 2005 года по МПК H05B3/52 

Изобретение относится к электротермии, а именно к устройствам для изготовления трубчатых электронагревательных элементов.

Известны устройства для изготовления трубчатых электронагревателей, содержащие вертикальную балку с держателем трубки, внутри которой с некоторым натяжением расположена нагревательная спираль, имеющая на концах стержневые токоподводы, из которых нижний закреплен в технологической втулке, а верхний подвешен на упоре в вертикальной балке. Имеется воронка для засыпки изоляционного порошка и электромагнитный вибратор, якорь которого присоединен к держателю и создает вибрацию вдоль оси трубки (см., например, патент РФ №2096923, Н 05 В 3/52, 1995 год).

Такие устройства предназначены преимущественно для изготовления мощных нагревателей с трубками относительно небольшой длины и большого проходного сечения, в которых засыпка и уплотнение изоляционного порошка осуществляется беспрепятственно.

При изготовлении трубчатых нагревателей длиной более метра с внутренним диаметром трубки, соизмеримым с диаметром нагревательной спирали, возникает необходимость центровки спирали в процессе засыпки изоляционного порошка для исключения электрического контакта спирали и трубчатой оболочки.

Для этой цели известно устройство для заполнения трубчатых нагревателей изоляционным порошком, содержащее вертикальную балку с кроштейнами-держателями трубки, узел крепления нижнего конца трубки и токоподвода нагревательной спирали, держатель верхнего токоподвода спирали и засыпную воронку, которое имеет центрирующую втулку с осевым отверстием для прохода спирали и отверстия вдоль образующей для прохода изоляционного порошка, связанную гибкой тягой с подъемным механизмом, перемещающим эту втулку вверх по мере заполнения трубки. Устройство имеет также вибратор, воздействующий на трубку в поперечном направлении (см., например, авт. свид. СССР № 426332, Н 05 В 3/52, 1972).

Однако в практике приборостроения возникает необходимость в трубчатых нагревателях длиной до 2 метров с диаметром трубки порядка 2-2,5 миллиметра, в которых центрирующая втулка должна быть выполнена с зазором относительно спирали в десятые доли миллиметра. В этом случае осевое отверстие центрирующей втулки, заполненное спиралью, является непреодолимым препятствием для прохождения изоляционного порошка, что блокирует вертикальное перемещение центрирующей втулки, даже при воздействии поперечной или осевой вибрации.

Задача, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, это увеличение длины получаемых трубчатых нагревательных элементов и уменьшение их рабочего диаметра.

При этом техническим результатом является расширение области применения трубчатых нагревателей.

Так, например, трубки с указанными выше габаритами, имеющие нагревательный элемент не линейного, а спирального типа, позволили решить проблему обогрева самолетных приемников воздушного давления для предупреждения их отказа при полете в условиях обледенения.

Указанный технический результат достигается благодаря тому, что в устройстве для заполнения трубки с нагревательной спиралью изоляционным порошком, содержащем вертикальную балку с кронштейнами-держателями трубки, узел крепления нижнего конца трубки и токоподвода нагревательной спирали, держатель верхнего токоподвода, засыпную воронку и центрирующий узел, который выполнен в виде втулки с проходными отверстиями вдоль образующей, связанной с подъемным механизмом, а также вибратор, упомянутый центрирующий узел выполнен в виде вспомогательной трубки, длина которой превышает суммарную высоту спирали и засыпной воронки, а втулка расположена на внешней поверхности вспомогательной трубки, по всей длине которой размещены несколько дополнительных втулок, также имеющих проходные отверстия вдоль образующей.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Электронагреватель состоит из трубки 1, нагревательной спирали 2 с нижним и верхним токоподводами 3, 4, выполненными в виде стержней. Трубка 1 установлена во фторопластовых втулках 5 на кронштейнах-держателях 6, расположенных на вертикальной балке 7, и своим нижним концом закреплена в зажиме 8 на якоре вибратора 9. Верхний токоподвод 4 с помощью капроновой или металлической нити 10 присоединен к держателю 11 на верхнем кронштейне 6 вертикальной балки. Держатель 11 выполнен в виде ролика с фиксатором для намотки нити 10, что обеспечивает возможность некоторого предварительного натяжения спирали. Центрирующий узел представляет собой вспомогательную трубку 12, расположенную между спиралью 2 и трубчатой оболочкой 1, по всей длине которой размещены втулки 13 с проходными отверстиями вдоль образующей для просыпки изоляционного порошка, подаваемого из бункера 14 в засыпную воронку 15. Проходные отверстия во втулках 13 могут быть выполнены, например, срезами боковой поверхности вдоль образующей как показано в сечении А-А на чертеже. Вспомогательная трубка 12 соединена гибкой тягой 16 с подъемным механизмом 17, обеспечивающим полное извлечение вспомогательной трубки 12 из трубки 1.

Устройство работает следующем образом.

Вспомогательная трубка 12 центрирующего узла с вложенной в нее спиралью 2 с токоподводами помещают в трубку 1, на поверхности которой одеты второпластовые втулки 5 и засыпная воронка 15.

Нижний токоподвод 3 спирали и конец трубки 1 закрепляют в зажиме 8. Собранные элементы устанавливают в кронштейны-держатели 6 на вертикальной балке 7, а зажим 8 закрепляют на якоре вибратора 9. Спирали 2 задают небольшое предварительное натяжение для ее распрямления и соединяют нитью 10 с держателем 11. Верхний конец вспомогательной трубки 12 соединяют гибкой тягой 16 с подъемным механизмом 17. После этого включают вибратор, подают изоляционный порошок из бункера 14 в воронку 15 и включают подъемный механизм 17. При этом изоляционный порошок через проходные отверстия втулок 13 заполняет внутреннюю полость трубки 1, вспомогательная трубка по мере заполнения поднимается вверх, а вибратор обеспечивает проход изоляционного порошка через проходные отверстия втулок 13 и уплотнение его с сохранением положения спирали 2 строго вдоль оси трубки 1, при этом установка трубки электронагревателя в кронштейнах-держателях с помощью второпластовых трубок обеспечивает ее скользящую посадку в осевом направлении и свободное распространение колебаний вибратора, что позволяет получать равномерное уплотнение порошка по всей длине трубки.

Выполнение центрирующего узла в виде вспомогательной трубки длиной, превышающей суммарную высоту спирали и засыпной воронки, защищает спираль от попадания изоляционного порошка в осевое отверстие центрирующей втулки 6, предотвращает уплотнение его в этой зоне и заклинивание подъемного механизма.

При опробовании и технологической отладке описанного устройства изготовлялись нагреватели длиной 1540 мм с диаметром трубки 2,32 мм, имеющие диаметр спирали от 0,55 до 0,75 мм с толщиной провода от 0,15 до 0,35 мм.

Все электронагреватели прошли электрический и рентгеноскопический контроль с положительными результатами и направлены на сборку в комплекте с самолетными приемниками воздушного давления для дальнейших испытаний в составе объекта.

Устройство предназначено для изготовления трубчатых электронагревателей с проволочными спиральными нагревательными элементами. Возможность увеличения длины электронагревателей и уменьшения рабочего диаметра расширяет их область применения. Устройство содержит вертикальную балку (7) с кронштейнами-держателями (6) для трубки (1), внутри которой расположены нагревательная спираль (2) и вспомогательная трубка (12), имеющая по всей длине несколько центрирующих втулок (13) с проходными отверстиями вдоль образующей и связанная с подъемным механизмом (17). По мере заполнения трубки (1) изоляционным порошком подъемный механизм (17) извлекает вспомогательную трубку (12), а вибратор (9) способствует прохождению и уплотнению изоляционного порошка. 1 ил.

Устройство для заполнения трубки с нагревательной спиралью изоляционным порошком, содержащее вертикальную балку с кронштейнами-держателями трубки, узел крепления нижнего конца трубки и токоподвода нагревательной спирали, держатель верхнего токоподвода, засыпную воронку и центрирующий узел, который выполнен в виде вспомогательной трубки длиной, превышающей суммарную высоту спирали и засыпной воронки, и втулки с проходными отверстиями вдоль образующей и связан гибкой тягой с подъемным механизмом, а также вибратор, отличающийся тем, что в нем втулка расположена на внешней поверхности вспомогательной трубки, по всей длине которой размещены несколько дополнительных втулок, имеющих проходные отверстия вдоль образующей.