ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ НАГРЕВАТЕЛЬ В ФОРМЕ ТЕЛА ВРАЩЕНИЯ Российский патент 2008 года по МПК H05B3/78 

Изобретение относится к области электротехники, точнее к обогревательным трубопроводам, которые могут использоваться для нагрева и транспортировки различных жидких или газовых сред, в том числе и агрессивных.

Известен гибкий электрический нагреватель, содержащий токопроводящий элемент из углеграфитовой ткани и защитную оболочку из резины (а.с. СССР №377977, Н05В 3/14, 1971).

Однако известный нагреватель невозможно использовать для нагрева жидких и газовых сред при их транспортировке и хранении.

Известен электрический нагреватель, содержащий нагревательный элемент из крученых углеродных или графитовых нитей. На поверхность нитей нанесено углеродосодержащее покрытие, которое является оболочкой этих нитей и в местах их соприкосновения образует токопроводящие мостики, соединяющие волокна (патент ФРГ №2305105, Н05В 3/14, 1975).

Недостатком данного электрического нагревателя является нестабильность его работы при повышенных температурах и непригодность для нагревания вязких сред.

Прототипом изобретения является электрический нагреватель в форме тела вращения, содержащий трубопровод из композиционного волокнистого материала в виде стеклянной ленты, предварительно пропитанной жидкой фенольной смолой и отвержденной при температуре 140-180°С, и нагревательный элемент в виде слоя электропроводного материала, расположенного внутри стенки трубопровода (патент РФ №2072637, МПК 6 Н05В 3/78, 1997).

Однако известный нагреватель при использовании его для работы в составе трубопроводов для транспортировки в них вязких жидкостей (нефти, битумов, стеаринов и др.) не обеспечивает надежную устойчивость внутренней поверхности нагревателя к отложениям парафиносодержащих продуктов и биоповреждений.

Задачей изобретения является повышение эксплуатационной надежности и долговечности электрического нагревателя, обеспечивающего работу нагревателя в составе трубопроводов для транспортировки вязких жидкостей (нефти, битумов, стеаринов и др.).

Результат достигается тем, что в электрическом нагревателе, содержащем трубопровод из композиционного волокнистого материала в виде стеклянной ленты, предварительно пропитанной связующим с последующим отверждением, и нагревательный элемент в виде слоя электропроводного материала из углеродной волокнистой ленты, расположенный внутри стенок трубопровода, согласно изобретению нагревательный элемент примыкает к внутренней стене трубопровода и снабжен расположенными последовательно промежуточным конструкционным слоем, выполненным из материала, аналогичного материалу трубопровода, отражающим экраном и теплоизоляционным слоем, примыкающим к внешней стенке трубопровода, а на внутреннюю поверхность трубопровода нанесен гермослой.

Результат достигается также тем, что теплоизоляционный слой выполнен из рулонного пенополиуретана.

Результат достигается также тем, что отражающий экран выполнен из фольгированного материала в виде лент или листов.

Результат достигается также тем, что трубопровод и промежуточный конструкционный слой выполнены из композиционного волокнистого материала в виде стеклянной ленты, или жгута, или полотна, предварительно пропитанных жидким эпоксидным, или винилэфирным связующим и отвержденных при температуре 120÷150°С.

Результат достигается также тем, что нагревательный элемент выполнен из графитоуглеродного волокнистого материала в виде ленты.

Результат достигается также тем, что нагревательный элемент соединен с электропроводом посредством слоя токопроводящего клея, изолированного стеклянной лентой, пропитанной жидким связущим с последующим отверждением.

Результат достигается также тем, что гермослой выполнен из нетканого материала, пропитанного эпоксидным связующим.

На фиг.1 схематически изображен электронагреватель в виде тела вращения.

Электрический нагреватель содержит трубопровод 1. Внутри трубопровода 1 расположен нагревательный элемент 2, снабженный промежуточным конструкционным слоем 3 и отражающим экраном 4, выполненным из фольгированного материала. Между отражающим экраном 4 и трубопроводом 1 размещен теплоизоляционный слой 5 из пенополиуретана. На внутреннюю поверхность трубопровода 7 нанесен гермослой 6, выполненный из нетканого материала, пропитанного связующим. Трубопровод 1 и промежуточный конструкционный слой 3 выполнены из композиционного волокнистого материала в виде стеклянной ленты, или жгута, или полотна, предварительно пропитанных жидким связующим и отвержденных при температуре 120÷150°С. Нагревательный элемент выполнен из графитоуглеродного материала. Соединение нагревательного элемента 2 с внешней электросетью производится электропроводом 7 посредством токопроводящего клея, нанесенного на концы нагревательного элемента 2 и изолированного стеклянной лентой, пропитанной жидким связующим. Трубопровод 1 электронагревателя имеет фланцы 8, предназначенные для соединения трубопроводов между собой (секций нагревательных и транспортных трубопроводных сетей).

Электронагреватель в форме тела вращения изготавливают следующим образом.

На подготовленную металлическую оправку наносят гермослой 6, состоящий из нетканого материала, пропитанного связующим составом на основе эпоксидной смолы. Затем наматывают внутреннюю стенку трубопровода 1 из волокнистого композиционного материала в виде стеклянной ленты, или жгута, или полотна, предварительно пропитанных жидким связующим, например эпоксидным или винилэфирным. Затем наматывают нагревательный элемент 2 из графитоуглеродного материала. Нагревательный элемент 2 соединен с электропроводом 7 посредством слоя токопроводящего клея, нанесенного на концы нагревательного элемента 2 и изолированного стеклянной лентой, пропитанной жидким связующим. На нагревательный элемент 2 наматывают промежуточный конструкционный слой 3, аналогично внутренней стенке трубопровода 1. Одновременно с намоткой внутренней стенки трубопровода 7 и промежуточного конструкционного слоя 3 формируют фланцы 8, предназначенные для соединения трубопроводов между собой. Далее на промежуточный конструкционный слой 3 наматывают отражающий экран 4 из фольгированного материала в виде ленты или листов. На отражающий экран 4 наматывают теплоизолирующий слой 5 из пенополиуретана в виде рулона или слоя пены. После чего проводят намотку внешнего слоя трубопровода 1, при этом продолжают формирование фланцевых буртов 8 по краям трубопровода 1.

По окончании намотки фланцевых буртов 8 электрический нагреватель в форме тела вращения помещают в камеру для отверждения при температуре 120÷150°С. После окончания процесса отверждения производят съем готового электрического нагревателя с оправки.

Изобретение позволяет повысить эффективность нагрева за счет возможности направления от отражающего экрана дополнительного теплового потока в транспортируемую среду.

Наличие гермослоя в электронагревателе позволяет повысить герметичность, стойкость к агрессивным средам и абразивному износу изделия, а также повысить устойчивость к отложениям парафиносодержащих продуктов, биоповреждениям и др.

Таким образом, предложенный электрический нагреватель обеспечивает повышение эксплуатационной надежности и долговечности.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к обогревательным трубопроводам, которые могут использоваться для нагрева и транспортировки различных жидких или газовых сред, в том числе и агрессивных. Электрический нагреватель содержит трубопровод. Внутри трубопровода расположен нагревательный элемент из графитоуглеродного материала, снабженный промежуточным конструкционным слоем и отражающим экраном из фольгированного материала. Между отражающим экраном и трубопроводом размещен теплоизоляционный слой из пенополиуретана. На внутреннюю поверхность трубопровода нанесен гермослой, выполненный из нетканого материала, пропитанного связующим. Трубопровод и промежуточный конструкционный слой выполнены из композиционного волокнистого материала в виде стеклянной ленты, или жгута, или полотна, предварительно пропитанных жидким эпоксидным или винилэфирным связующим и отвержденных при температуре 120÷150°С. Изобретение позволяет повысить эффективность нагрева за счет возможности направления от отражающего экрана дополнительного теплового потока в транспортируемую среду. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Электрический нагреватель в форме тела вращения, включающий трубопровод из композиционного волокнистого материала в виде стеклянной ленты, предварительно пропитанной связующим с последующим отверждением и нагревательный элемент в виде слоя электропроводного материала из углеродной волокнистой ленты, расположенный внутри стенок трубопровода, отличающийся тем, что нагревательный элемент примыкает к внутренней стенке трубопровода и снабжен, расположенными последовательно промежуточным конструкционным слоем, выполненным из материала, аналогичного материалу трубопровода, отражающим экраном и теплоизоляционным слоем, примыкающим к внешней стенке трубопровода, а на внутреннюю поверхность трубопровода нанесен гермослой.2. Электрический нагреватель по п.1, отличающийся тем, что теплоизоляционный слой выполнен из пенополиуретана.3. Электрический нагреватель по п.1, отличающийся тем, что отражающий экран выполнен из фольгированного материала в виде лент или листов.4. Электрический нагреватель по п.1, отличающийся тем, что трубопровод и промежуточный конструкционный слой выполнены из композиционного волокнистого материала в виде стеклянной ленты, или жгута, или полотна, предварительно пропитанных жидким эпоксидным, или винилэфирным связующим и отвержденных при температуре 120÷150°С.5. Электрический нагреватель по п.1, отличающийся тем, что нагревательный элемент выполнен из графитоуглеродного волокнистого материала.6. Электрический нагреватель по п.1, отличающийся тем, что нагревательный элемент соединен с электропроводом посредством слоя токопроводящего клея, изолированного стеклянной лентой, пропитанной жидким связующим.