СПОСОБ ГЕРМЕТИЗАЦИИ ТРУБЧАТЫХ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЕЙ Российский патент 2013 года по МПК H05B3/48 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при изготовлении трубчатых электрорадиоизделий и, в частности, электронагревателей.

Известен способ герметизации трубчатого электронагревателя (ТЭН), при котором широко применяют пастообразные материалы, которые, после заполнения ими приторцевых полостей, полимеризуются и переходят в резиноподобное состояние [1].

Однако влагозащитные свойства узлов герметизации, выполненных на основе этих материалов, обеспечивают недостаточно надежную влагозащиту наполнителя ТЭН.

Известен способ герметизации ТЭН, в котором в торцы электронагревателя на электроизоляционный наполнитель вводят кремнийорганический каучук, выдержку электронагревателя выполняют после введения каучука в течение 1-6 ч, а отверждение каучука проводят путем нанесения катализатора и выдержки электронагревателя не менее 20 минут на открытом воздухе [2].

Данный способ имеет ряд недостатков. Из-за нанесения катализатора на поверхность жидкого каучука толщина отвержденного резинового слоя мала, что снижает надежность герметизации ТЭН. К тому же катализатор распределяется в каучуке неравномерно, вследствие чего из-за нарушения стехиометрического соотношения компонентов реакции отверждения герметизирующий материал получается хрупким снаружи и непрочным внутри, а в системе остаются непрореагировавшие компоненты, что приводит к коррозионному разрушения электронагревателя.

Известен способ герметизации ТЭН при котором подготавливают приторцевые полости, заполняют их герметизирующим резиноподобным материалом типа «Виксинт», полимеризуют герметизирующий материал путем выдержки ТЭН при 25±10°С в течение двух суток и термообрабатывают при 130-140°С [3].

Наиболее близким по технической сущности является способ герметизации ТЭН, при котором подготавливают приторцевые полости, заполняют их герметизирующим резиноподобным материалом типа «Виксинт», полимеризуют его путем выдержки ТЭН при 25±10°С в течение 1-2 суток и термообрабатывают герметизирующий материал в течение 1-8 часов при температуре 220-260°С [4].

Недостатками способов [3] и [4] являются большая продолжительность и трудоемкость процесса герметизации. Кроме того, материалы типа «Виксинт» характеризуются крайне низкой адгезией к металлам (0-3 кгс/см²) и большой величиной коэффициента линейного температурного расширения (КЛТР), в 10-20 раз превышающей КЛТР металлов. Данное обстоятельство приводит к неизбежному отслоению герметизирующего материала от металла, нарушению герметичности изделия и выходу нагревателя из строя.

Технический результат изобретения заключается в увеличении надежности герметизации и срока службы ТЭН, а также снижении трудоемкости и ускорении процесса герметизации.

Технический результат достигается тем, что в способе герметизации ТЭН, при котором приторцевые полости заполняют герметизирующим резиноподобным материалом, в качестве герметизирующего резиноподобного материала используют смесь кремнийорганического винилсодержащего каучука, олигометилгидриддиметилсилоксана и двуокиси титана, отверждаемую раствором платинохлористоводородной кислоты в изопропиловом спирте.

Пример реализации способа. В качестве объекта герметизации использовались ТЭН для бойлеров (220 В, 1,2 кВт). В качестве герметизирующего материала использовался компаунд марки 159-191 (ТУ6-02-1287-84), представляющий собой смесь кремнийорганического винилсодержащего каучука, олигометилгидриддиметилсилоксана и двуокиси титана, отверждаемую 1% раствором платинохлористоводородной кислоты в изопропиловом спирте. При точном соотношении компонентов жизнеспособность компаунда при комнатной температуре составляет 60 часов. Компаунд отверждается при температуре 150°С в течение 3-х часов и обладает интервалом рабочих температур -60°С…+200°С.

Для сравнения эффективности предложенного способа с ближайшими аналогами несколько теплоэлектронагревателей герметизировали по способам [3], [4] и предлагаемому способу, и измеряли сопротивление изоляции до и после герметизации, а также после термовлажностных испытаний группы 2.1.1 ГОСТ. РВ 20.39.304 (см. табл.1). Образцы ТЭН после испытаний вскрывали и осматривали на предмет наличия коррозии внутри ТЭН.

Оценка эффективности герметизации ТЭН разными способами Способ герметизации ТЭН Сопротивление изоляции, Ом Наличие коррозии внутри ТЭН до герметизации после герметизации после термовлажностных испытаний Способ [3] 1*10¹⁰ 2*10¹⁰ 3*10⁷ следы коррозии Прототип [4] 1*10¹⁰ 9*10¹⁰ 5*10⁸ следы коррозии Предлагаемый способ 1*10¹⁰ 7*10¹⁰ 2*10¹⁰ отсутствует

Представленные данные показывают существенное улучшение электроизоляционных характеристик и надежности ТЭН, герметизированных по предлагаемому способу.

Кроме того, предлагаемый способ герметизации позволяет значительно снизить трудоемкость процесса герметизации (за счет исключения затрат на приготовление герметиков типа «Виксинт» с временем жизнеспособности 0,5-1 ч.) и существенно сократить продолжительность процесса отверждения герметизирующего материала.

Литература

1. Миндин Г.Р. Электронагревательные трубчатые элементы. 1965, с.11-12.

2. Патент РФ №2076463, МПК Н05В 3/48, от 23.08.94.

3. Герметизация трубчатых электронагревателей герметиком Виксинт У-1-18. РТМ ОНН.686.006-78.

4. Авторское свидетельство СССР №972669, МПК Н05В 3/48, от 30.06.81.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при изготовлении трубчатых электронагревателей. Технический результат изобретения заключается в увеличении надежности герметизации и срока службы ТЭН, а также снижении трудоемкости и ускорении процесса герметизации. В способе герметизации ТЭН, при котором приторцевые полости заполняют герметизирующим резиноподобным материалом, в качестве герметизирующего резиноподобного материала используют смесь кремнийорганического винилсодержащего каучука, олигометилгидриддиметилсилоксана и двуокиси титана, отверждаемую раствором платинохлористоводородной кислоты в изопропиловом спирте.

Способ герметизации трубчатых электронагревателей, при котором приторцевые полости заполняют герметизирующим резиноподобным материалом, отличающийся тем, что в качестве герметизирующего резиноподобного материала используют смесь кремнийорганического винилсодержащего каучука, олигометилгидриддиметилсилоксана и двуокиси титана, отверждаемую раствором платинохлористоводородной кислоты в изопропиловом спирте.