НАГРЕВАТЕЛЬНАЯ ПЛИТА Российский патент 2013 года по МПК B30B15/06 B27D3/02 

Описание патента на изобретение RU2492052C1

Изобретение относится к машиностроению, а именно к гидравлическим многоэтажным прессам, и может быть использовано в деревообрабатывающей промышленности для изготовления и отделки древесных плит, фанеры, слоистых пластиков и т.д., а также в радиаторах для равномерного распределения поступающего тепла по всему объему радиатора или плиты.

Известна нагревательная плита, которая состоит из двух параллельно расположенных листов, между которыми перпендикулярно им расположены промежуточные пластины в виде перегородок с образованием каналов. Каналы образованы открытым концом распределительных рубашек, имеющих отбортовку. Второй конец распределительных рубашек закрыт, а на верхней и нижней поверхностях этих рубашек выполнены отверстия. Распределительные рубашки вставлены в прорези пластины до упора отбортовкой рубашек в эту пластину. При этом противоположные концы распределительных рубашек ложатся на выступы. См. описание к авторскому свидетельству SU №631357 от 25.12.76., опубл. 05.11.78. Бюл. №41. Однако такая плита может работать только при малом внутреннем давлении. Кроме этого изготовление таких плит является трудоемким и требует значительных материальных затрат и энергетических ресурсов не только на изготовление, но и сборку.

Известна нагревательная плита, выполненная из двух полуплит, стянутых между собою болтами. В продольных отверстиях плиты, образуемых полукруглыми пазами полуплит, размещаются трубы, открытые с обоих концов. Концы труб проходят через отверстия в заглушках и обварены кольцевыми швами. Концы труб выступают на 10-15 мм из заглушек и входят в расточки продольных каналов распределителей. Шаг и количество продольных каналов равны шагу установки и размеру труб. Между собой продольные каналы соединяются поперечными каналами, количество и расположение которых определяется схемой потоков теплоносителя. См. описание к патенту RU №2293016 от 07.02.05, опубл. 10.02.07. Бюл. №4. Данное изобретение позволяет несколько снизить трудоемкость изготовления и добиться ремонтопригодности плит. Однако изготовление таких плит остается трудоемким и требует значительных материальных затрат и энергетических ресурсов, а также исключает возможность изготовления плит согнутых и объемных. Неравномерное распределение тепла по всей площади нагревательной плиты ведет к снижению качества получаемых изделий.

Известна, принятая за прототип, нагревательная плита, выполненная с размещенными внутри трубами, образующими коллектор, и состоит из каркаса, который представляет собой согнутый нижний металлический лист с установленными на нем сверху прямолинейными отрезками прямоугольного профиля, расположенные параллельно друг другу, и совмещенного с ним коллектора, состоящего из двух параллельно расположенных труб прямоугольного профиля, при этом сверху совмещенные каркас и коллектор накрыты верхним металлическим листом. См. описание к патенту RU №2440244 от 09.04.10, опубл. 20.01.2012, фиг.8, бюл. №2. Данное изобретение позволяет значительно снизить трудоемкость изготовления и добиться ремонтопригодности плит. Но неравномерное распределение тепла по всей площади нагревательных плит ведет к снижению качества получаемых изделий. Как правило, подача греющего агента подается в один угол нагревательной плиты, а вытекает он из противоположного угла, расположенного по диагонали. Поэтому если провести замеры температуры нагревательной плиты по всей ее поверхности, то обнаружится разница температур распределенная по ее площади, особенно в первые минуты подачи греющего агента. Выяснится, что подвод количества тепла в центральную ее часть будет меньше, что влияет на качество изделий.

Задачей изобретения является создание нагревательной плиты, обеспечивающей равномерное распределение тепла по всей ее площади, и повышение качества получаемых изделий.

Технический результат изобретения заключается в повышение качества получаемых изделий с одновременным снижением затрат на изготовление таких нагревательных плит различной конфигурации.

Это достигается тем, что нагревательная плита, состоящая из каркаса в виде нижнего металлического листа с установленными на нем сверху прямолинейными отрезками каркасных труб прямоугольного профиля и совмещенного с ним коллектора, состоящего из двух параллельно расположенных контурных труб прямоугольного профиля, являющимися направляющими и расположенными между ними других прямолинейных отрезков прямоугольных коллекторных труб, между которыми расположены совмещенные отрезки каркасных труб, вместе образующие плоскость, сформированную контурными коллекторными трубами, при этом сверху совмещенные каркас и коллектор накрыты верхним металлическим листом, а каждая вторая коллекторная труба, начиная от входа, имеет удлинение со скосом под углом β, направленным навстречу потоку теплоносителя, и перекрывает поперечное сечение контурных труб, разделяя поток теплоносителя на два равных потока, и направляет их к противоположной контурной трубе вплоть до выхода потока теплоносителя: где

β - угол скоса удлиненной коллекторной трубы для разделения потока теплоносителя и перекрытия его вдоль контурных труб, в градусах.

На фиг.1 представлен общий вид нагревательной плиты с местными вырывами.

На фиг.2 - выносной элемент I. Место стыковки труб перекрытия.

Нагревательная плита состоит из каркаса в виде нижнего металлического листа 1 с установленными на нем сверху прямолинейными отрезками каркасных труб 2 прямоугольного профиля. Прямолинейные отрезки каркасных труб 2 расположены на листе 1 попарно и параллельно друг другу. Нагревательная плита снабжена греющим контуром, т.н. коллектором, состоящим из двух параллельно расположенных коллекторных контурных труб 3 прямоугольного профиля, являющимися направляющими, и расположенными между ними других прямолинейных отрезков прямоугольных коллекторных труб 4. Коллекторные прямолинейные отрезки прямоугольных коллекторных труб 4 расположены параллельно друг другу и перпендикулярно к двум направляющим коллекторным контурным трубам 3 и соединены между собой, с образованием прохода между ними по всему коллектору в определенном порядке. Прямоугольные коллекторные трубы 4 и каркасные трубы 2 имеют в сечении профиль одинакового размера. При этом попарно совмещенные с некоторым зазором каркасные трубы 2 расположены между коллекторными трубами 4 и контурными трубами 3. Поэтому должно соблюдаться условие, при котором h1>h2, где h1 - расстояние между коллекторными трубами 4 в мм, a h2 - расстояние, которое занимают парные каркасные трубы 2 на листе 1 в мм.

Сверху, совмещенные между собой, каркас и коллектор накрыты верхним металлическим листом 5. Если высоту прямолинейных отрезков каркаса и коллектора принять за величину равную h3, а толщину каждого нижнего и верхнего листа принять одинаковой равной t1, то высота нагревательной плиты будет равной 2 t1+h3, где h3 - высота прямолинейных отрезков коллекторных труб 4 и каркасных труб 2 в мм, а t1 - толщина каждого нижнего и верхнего листа в мм.

Половина коллекторных труб 4 превышает по длине вторую половину коллекторных труб 4 на размер Δ, равный длине поперечного сечения контурных труб 3 за вычетом толщины ее стенки, равной t2. При этом удлиненные (перекрывающие) коллекторные трубы 4 имеют на одном конце скос под углом β=51° и расположены скошенной частью навстречу потоку попеременно, то на одной контурной трубе 3, то на другой, противоположной контурной трубе 3.

Скос, сделанный под углом β=51°±5%, выбран из условия, что поток пойдет по первым двум коллекторным трубам 4 с равнозначными скоростями и объемами, тем самым обеспечивая равномерный нагрев как этих двух коллекторных труб 4, так и всей зоны их расположения в плите. Если этот угол сделать больше, то первая коллекторная труба 4 по ходу передвижения по контурной трубе 3 от входа будет теплее чем вторая, а если сделать меньше, то вторая коллекторная труба 4 будет теплее, чем первая. С внешней стороны нагревательная плита может быть оснащена двумя кронштейнами 6 на полосе торца 7.

Изготовление и сборка нагревательной плиты в нашем случае осуществлялась с изготовления каркаса. Для его изготовления брался металлический лист 1660×1740 мм толщиной 3,0 мм. На изготовленный металлический лист 1 с такими параметрами сверху накладывались прямолинейные отрезки из пары каркасных труб 2 длиной 1660 мм прямоугольного профиля 20×30 мм, толщиной 2,0 мм с расстоянием между ними несколько превышающим 30,0 мм, т.к. между каждой парой каркасных труб 2 будет в дальнейшем расположена коллекторная труба 4 прямоугольного профиля 20×30 мм. Это расположение, без коллекторной трубы 4, соответствует расположению на вырове, изображенному справа на фиг.1 с указанием позиций 1 и 2. Количество таких прямолинейных отрезков, уложенных на металлический лист 1, стороной, равной 30,0 мм, составляло тридцать четыре штуки. Уложенные таким образом прямолинейные отрезки каркасных труб 2 соединялись с нижним металлическим листом 1 при помощи точечной сварки или прерывистой сваркой, или саморезами снизу нижнего металлического листа 1 впотай по два с краев прямолинейных отрезков каркасных труб 2. Возможна любая комбинация их крепления.

Для изготовления двух параллельно расположенных коллекторных контурных труб 3 берется прямоугольный профиль 25×40 мм толщиной 2.0 мм. Для изготовления коллекторных труб 4 берется прямоугольный профиль 20×30 мм толщиной 2.0 мм, с длиной, равной расстоянию между контурными трубами 3, плюс 2t2. Для изготовления удлиненных на размер А коллекторных труб 4 со скошенной частью под углом β=51° берется тот же прямоугольный профиль 20×30 мм толщиной 2,0 мм. После изготовления соответствующих отверстий в контурной трубе 3 по профилю коллекторных труб 4 производится установка коллекторных труб 4 в соответствующие отверстия и сварка их с контурной трубой 3. Коллекторные трубы 4 на фиг.1 изображены со стрелками, которые показывают направление движения теплоносителя.

Если сборка коллектора производится справа налево, а вход теплоносителя будет осуществляться со стороны стрелки «вход», то вначале в первое отверстие контурных труб 3, расположенных друг против друга, вставляется первая коллекторная труба 4 без скоса. Затем во вторые отверстия контурных труб 3 вставляется вторая коллекторная труба 4 со скосом. Эта коллекторная труба 4 со скосом перекрывает сечение верхней контурной трубы 3. При этом коллекторная труба 4 со скосом устанавливается скошенной частью навстречу потоку. Далее в третьи отверстия контурных труб 3, расположенных друг против друга, вставляется третья коллекторная труба 4 без скоса. Затем в четвертые отверстия контурных труб 3, вставляется четвертая коллекторная труба 4 со скосом. Эта четвертая коллекторная труба 4 со скосом перекрывает сечение нижней контурной трубы 3. При этом коллекторная труба 4 со скосом устанавливается скошенной частью навстречу потоку. На фиг.1 в этом месте показан участок, где на листе 1 расположены только пары каркасных труб 2 без коллектора. Далее в пятые отверстия контурных труб 3, расположенных друг против друга, вставляется пятая коллекторная труба 4 без скоса. Затем в шестые отверстия контурных труб 3, вставляется шестая коллекторная труба 4 со скосом. Эта шестая коллекторная труба 4 со скосом перекрывает сечение верхней контурной трубы 3. При этом коллекторная труба 4 со скосом устанавливается скошенной частью навстречу потоку. Установка коллекторных труб 4 производится во все отверстия контурных труб 3, пока последние две коллекторные трубы 4 не образуют движение потока теплоносителя на выход. При этом любой торец коллекторной трубы 4, не имеющий скос, устанавливается в отверстиях контурных труб 3 таким образом, чтобы он не препятствовал движению теплоносителя вдоль контурных труб 3, а скос призван перекрывать свободное движение теплоносителя вдоль контурных труб 3, направляя поток по этой трубе к противоположной контурной трубе 3.

Установленные в таком порядке все коллекторные трубы 4 соединяются неразъемными соединениями с контурными трубами 3 сваркой. Сварка производится по трем сторонам периметра: сверху по стороне, равной 30,0 мм, и сверху вниз по двум боковым сторонам, равным 20,0 мм. После остывания швов коллектор переворачивают и заваривают последнюю сторону периметра. Затем два торцевых отверстия контурных труб 3, расположенных по диагонали, закрывают заглушками и заваривают, а другие два оснащают патрубками 8.

Затем на расположенный снизу каркас в сборе сверху накладывают коллектор в сборе, совмещая размещение коллекторных труб 4 между парными отрезками каркасных труб 2, торцы которых размещены между контурными трубами 3. Затем сверху накладывают верхний металлический лист 5. Собранные таким образом каркас в сборе, коллектор в сборе и верхний металлический лист 5 соединяются вместе через прямолинейные отрезки каркасных труб 2 с верхним металлическим листом 5 при помощи точечной сварки, или прерывистой сваркой, или саморезами сверху верхнего металлического листа 5 впотай по два к краям прямолинейных отрезков каркасных труб 2. Возможна любая комбинация их крепления для прохождения теплоносителя. С внешней стороны к двум крайним коллекторным трубам 4 по всей длине устанавливают с двух сторон с помощью сварки полосу торца 7 с двумя кронштейнами 6.

Понятно, что если контурные трубы 3 будут согнуты по некоторому радиусу, то плиты получают согнутыми по этому радиусу.

Нагревательная плита работает следующим образом. Теплоноситель через патрубок 8 поступает в контурную труб 3 со стороны входа и, упираясь в первый выступ коллекторной трубы 4, по двум коллекторным трубам 4 направляется вниз ко второй нижней контурной трубе 3 и продолжает по ней движение к выходу. Вторая коллекторной трубы 4 со скосом внизу направляет поток теплоносителя по второй паре коллекторных труб 4 вверх обратно в верхнюю контурную трубу 3. Там третья коллекторная труба 4 со скосом вверху направляет поток теплоносителя по третьей паре коллекторных труб 4 обратно вниз в нижнюю контурную трубу 3 и т.д. по стрелкам на выход, осуществляя равномерный нагрев всей зоны плиты.

В нашем примере рассмотрены попарно совмещенные каркасные трубы 2, но их количество между коллекторными трубами 4 может быть совмещено и больше. Скажем по три, четыре и более, до десяти. В этом случае соответственно увеличивается и расстояние h1 между коллекторными трубами 4. Все зависит от габаритных размеров плиты, особенно от входа до выхода, подбора труб по ширине и распределения их таким образом, чтобы вход с выходом размещались по диагонали плиты, и соответствовали выбранному порядку по всей плите.

Необходимо отметить, что поток теплоносителя в контурной трубе 3 можно разделить не только на два потока, но и на большее количество потоков, скажем три или пять. В этом случае увеличивается количество номенклатуры коллекторных труб из-за расчетных углов β и других факторов, что усложняет конструкцию нагревательных плит и делает их изготовление нецелесообразным с точки зрения экономики.

Таким образом, предложенная конструкция нагревательных плит способствует равномерному распределению тепла по всей ее площади, повышает качество получаемых изделий и ведет к снижению затрат на изготовление таких нагревательных плит различной конфигурации.

Похожие патенты RU2492052C1

название год авторы номер документа
ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ МНОГОЭТАЖНЫЙ ПРЕСС С ГИДРОЦИЛИНДРАМИ ПОДЪЕМА И НАГРЕВАТЕЛЬНЫМИ ПЛИТАМИ 2010
  • Кузнецов Владислав Борисович
  • Широков Александр Владимирович
  • Перевозников Василий Николаевич
RU2440244C2
СПОСОБ СЖИГАНИЯ ДРЕВЕСНЫХ ОТХОДОВ И ТЕПЛОГЕНЕРАТОР ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ С ПОДОГРЕВАТЕЛЕМ И ТЕПЛООБМЕННОЙ КАМЕРОЙ И КРЫШКОЙ КАМЕРЫ СГОРАНИЯ 2011
  • Кузнецов Владислав Борисович
  • Широков Александр Владимирович
RU2484378C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛООБМЕННОГО АППАРАТА, СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛООБМЕННОГО БЛОКА АППАРАТА (ВАРИАНТЫ), СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОМЕЖУТОЧНЫХ И/ИЛИ ВЕРХНЕГО ТЕПЛООБМЕННОГО БЛОКА АППАРАТА, СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НИЖНЕГО ТЕПЛООБМЕННОГО БЛОКА АППАРАТА, СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОЛЛЕКТОРА ПОДВОДА ИЛИ КОЛЛЕКТОРА ОТВОДА ВОЗДУХА ТЕПЛООБМЕННОГО БЛОКА АППАРАТА, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛООБМЕННЫХ БЛОКОВ АППАРАТА, СТАПЕЛЬ ДЛЯ СБОРКИ ТЕПЛООБМЕННОГО БЛОКА АППАРАТА (ВАРИАНТЫ) И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЕРТИКАЛЬНОГО ХРАНЕНИЯ ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ЧЕТЫРЕХВЕТВЕВЫХ ИЗОГНУТЫХ ТРУБ АППАРАТА (ВАРИАНТЫ) 2004
  • Селиванов Николай Павлович
RU2344916C2
Гидравлический многоэтажный пресс с механизмом подъема и способ прессования с гидравлической схемой его реализации 2017
  • Кузнецов Владислав Борисович
  • Широков Александр Владимирович
  • Косолапов Степан Сергеевич
  • Оконечников Вячеслав Александрович
RU2681591C2
СОЛНЕЧНЫЙ КОЛЛЕКТОР ДЛЯ НАГРЕВА ВОДЫ И СПОСОБ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЕГО В СТРОИТЕЛЬСТВЕ В КАЧЕСТВЕ ЛИСТОВЫХ КРОВЕЛЬНЫХ МОДУЛЕЙ ПРИ СООРУЖЕНИИ КРОВЛИ ЛЮБЫХ РАЗМЕРОВ НА СКАТНЫХ КРЫШАХ ЗДАНИЙ 2013
  • Бикмаев Раис Каюмович
RU2539936C2
Способ подготовки листа шпона к склейке на ус и станок кромкофрезерный с узлом фрезерования и устройством нанесения клея для его реализации 2020
  • Широков Александр Владимирович
  • Казимиров Александр Александрович
  • Блинов Даниил Германович
  • Борисов Илья Андреевич
  • Яковлев Сергей Владимирович
RU2740321C1
МЕМБРАННЫЙ АППАРАТ 1991
  • Буховец Е.Г.
  • Черенков В.И.
  • Шаяхметов А.Ш.
  • Семенов И.П.
RU2038139C1
Способ регенерации тепла отходящих выхлопных газов и устройство для его реализации 2021
  • Бусырев Александр Евгеньевич
RU2758074C1
Стенд для изготовления вспомогательного несущего элемента ригеля с термовкладышами каркаса сборно-монолитного здания 2017
  • Яшин Александр Васильевич
  • Яшин Андрей Александрович
  • Ярцев Виктор Петрович
  • Ерофеев Александр Владимирович
RU2669054C1
ОХЛАЖДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕМЕНТОВ ЭЛЕКТРОНИКИ 2007
  • Пастухов Владимир Григорьевич
  • Майданик Юрий Фольевич
  • Кожин Владимир Александрович
RU2332818C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 492 052 C1

Реферат патента 2013 года НАГРЕВАТЕЛЬНАЯ ПЛИТА

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в деревообрабатывающей промышленности при изготовлении и отделке древесных плит, фанеры, слоистых пластиков и т.д., а также в радиаторах для равномерного распределения поступающего тепла по всему объему радиатора или плиты. Нагревательная плита содержит каркас и совмещенный с ним коллектор. Каркас выполнен в виде нижнего металлического листа с установленными на нем сверху прямолинейными отрезками каркасных труб прямоугольного профиля. Коллектор состоит из двух параллельно расположенных контурных труб прямоугольного профиля и расположенных между ними прямолинейных отрезков коллекторных труб прямоугольного профиля. Между коллекторными трубами расположены совмещенные отрезки каркасных труб. Сверху совмещенные каркас и коллектор накрыты верхним металлическим листом. Каждая вторая коллекторная труба, начиная от входа потока теплоносителя, выполнена удлиненной и со скосом под углом, направленным навстречу потоку теплоносителя. Указанная коллекторная труба перекрывает поперечное сечение контурных труб и разделяет поток теплоносителя на два равных потока. Потоки направляются к противоположной контурной трубе вплоть до выхода потока теплоносителя. В результате обеспечивается равномерное распределение тепла по всей площади нагревательной плиты и снижение затрат на ее изготовление. 2 ил., 1 пр.

Формула изобретения RU 2 492 052 C1

Нагревательная плита, содержащая каркас в виде нижнего металлического листа с установленными на нем сверху прямолинейными отрезками каркасных труб прямоугольного профиля и совмещенный с каркасом коллектор, состоящий из двух параллельно расположенных контурных коллекторных труб прямоугольного профиля, являющихся направляющими, и расположенных между ними прямолинейных отрезков коллекторных труб прямоугольного профиля, между которыми расположены совмещенные отрезки каркасных труб, вместе образующие плоскость, сформированную контурными коллекторными трубами, при этом сверху совмещенные каркас и коллектор накрыты верхним металлическим листом, отличающаяся тем, что каждая вторая коллекторная труба, начиная от входа потока теплоносителя, выполнена удлиненной и со скосом под углом, направленным навстречу потоку теплоносителя, и перекрывает поперечное сечение контурных труб для разделения потока теплоносителя на два равных потока и направления их к противоположной контурной трубе до выхода потока теплоносителя.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2013 года RU2492052C1

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ МНОГОЭТАЖНЫЙ ПРЕСС С ГИДРОЦИЛИНДРАМИ ПОДЪЕМА И НАГРЕВАТЕЛЬНЫМИ ПЛИТАМИ 2010
  • Кузнецов Владислав Борисович
  • Широков Александр Владимирович
  • Перевозников Василий Николаевич
RU2440244C2
НАГРЕВАТЕЛЬНАЯ ПЛИТА 2005
  • Шпыгарь Сергей Алексеевич
RU2293016C2
Нагревательная плита для изготовления листовых древесных материалов 1985
  • Васильев Александр Николаевич
  • Строжков Анатолий Иванович
SU1261798A1
JP 7299810 А, 14.11.1995
US 6779703 B2, 24.08.2004.

RU 2 492 052 C1

Авторы

Кузнецов Владислав Борисович

Широков Александр Владимирович

Даты

2013-09-10Публикация

2012-03-02Подача