Электронагреватель Советский патент 1989 года по МПК H05B3/42 

Изобретение относится к электротермии, а именно к кольцевым резис- тивным электронагревателям, преимущественно для низкотемпературного (500°С) нагрева П-образных изделий (например, корпусов микросхем) в роторных транспортно-технологических устройствах.

Целью изобретения является стаби- лизация формы электронагревателя при воздействии термич еских деформаций.

На фиг. 1 изображен однофазный электронагреватель, разрез; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг.З- разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 схема термического искажения нагревательного элемента.

Электронагреватель содержит нагревательный элемент в форме кольца 1 , например, из стали с высоким электрическим сопротивлением, цельно выполненного с гибкими токоподводами 2, размещенными диаметрально противогю- лотиио и закрепленными на основании 3 По контуру кольца 1 рассредоточены и закреплены неподвижно относительно основания 3 минимум два регулировочных узла, выполненных в виде контактирующих с кольцом 1 болтов 4 и 5, . ввинченных в стойки 6 и 7, Эти стойки могут располагаться с наружной и/или внутренней стороны кольца 1, Болты 4 и 5 могут быть выполнены со сферическими торцами, основание 3 выполнено из электроизоляцио1..;эго материала и соединено с башмаками 8 болтами 9, а токоподводы 2 цельновыполнены с башмаками 8, в которых выполнены контактные гнезда 10 с клеммовыми зажима- ми 11 и стяжными болтами 12. Центральное отверстие 13 предназначено для прохода через электронагреватель вала роторного устройства (не показано), осуществляющего перемещение по кольцу 1 нагреваемых П-образных изделий, например, корпусов микросхем 14. Дпя увеличения электрического сопротивления кольца 1 в нем выполнены дугообразные пазы 15, в пределах которых это кольцо имеет П-об- разное сечение, образованное стенками 16 и 17 и полкой 18, и наружные лыски 19. Все наружные поверхности кольца 1 являются рабочими, поэтому болты 4 и 5 воздействуют своими тор- цами на кольцо 1 не непосредственно, а через токоподводы 2 в местах их стыковки с кольцом 1. Возможны варианты электронагревателя, регулировочные узлы которого образованы только внутренними болтами 5 на стойке 7 или только наружными болтами 4 на стойке 6.

Работа электронагревателя и стабилизация формы нагревательного элемента при воздействии термических деформаций происходят следующим образом.

При подаче напряжения ток с башмаков 8 по токопопводам 2 поступает к кольцу 1, где разделяется на два полукольцевых электрически параллельных и равных потока, от одного токо- подвода 2 к другому. При этом кольцо 1 и токоподводы 2 нагреваются. Поскольку для тока путь по стенке 17 короче, чем по стенке 16, плотность тока и температура нагрева стенки 17 выше, чем стенки 16, т.е. в поперечном сечении кольца 1 возникает температурный градиент. Этот градиент тем меньше, чем больше отношение размеров наружного диаметра кольца 1 к ширине полки 18. Дпя узких колец большего диаметра, применяемых в роторных транспортных устройствах, это градиент мал и компенсируется теплопередачей от стенки 17 к стенке 16. Значительно больший градиент возникает по окружности кольца 1 из-за различий плотностей тока в этом кольце и токоподводах 2, а также из- за отвода тепла в башмаки 8 и основание 3. При этом зоны максимальных и минимальных температур располагаются на взаимоперпендикулярных осях 0-0 и О -О кольца 1. В зависимости от соотношений размеров кольца 1, его пазов 15, токоподводов 2 и условий охлаждения электронагревателя и его частей возможны два условных направления температурных градиентов: первое (наиболее вероятное) характеризуется повышением температуры нагревательного элемента 1 в направлении от места его пересечения с осью 0-0 к местам его пересечения с осью О -О второе - повышением температуры в противоположном направлении. В ре- зультате круглая форма кольца 1 при нагревании изменяется до приблизительно эллиптической (овальной) фор- мь1. При первом из указанных направлений температурного градиента длинная ось эллипса совпадает с осью О -О , а при втором - с осью 0-0. Величина

5152

эллипсности зависит от размеров кольца 1, температуры и температурных градиентов, свойств материалов электронагревателя и может оказаться не допустимой из-за недопустимой величины искажений круговой траектории перемещения изделий 14 по кольцу 1.

Восстановление круглой формы кольца 1 в установившемся режиме рабочей температуры производится его механическим деформированием вдоль оси 0-0 с помощью упорных болтов 4 и 5. При этом токоподводы 2 изгибаются. Нагревательный элемент 1 после деформирования остается зафиксированным теми же болтами 4 и 5, сжимающими своими торцами токоподводы 2 в местах, непосредственно примыкающих к кольцу 1. Процесс восстановления формы схематически изображен на фиг. 3, где штрих- пунктирной линией показаны контуры кольца 1 под действием температурных деформаций, а сплошной - кольцо 1 после восстановления формы. После выключения и остывания электронагревателя форма кольца 1 отличается от круглой. При повторном включении электронагревателя кольцо 1 по достижению рабочей температуры вновь восстанавливает круглую форму. Поскольку электронагреватель эксплуатируется только нагретым до рабочей температуры, искажение формы кольца 1 при остывании не сказывается на его рабо-

тоспособность. Стабильность восстановления формы кольца обеспечивается жесткостью стоек 6 и 7 и незначительным влиянием болтов 4 и 5 на величину температурных градиентов кольца 1 ,

В вариантах электронагревателя, регулировочные узлы которых образованы только внутренними болтами 5 на

стойках 7 или только наружными болтами 4 на стойках 6, восстановление круглой формы кольца 1 производится болтами 4 или 5, С помощью этих болтов при установившейся рабочей температуре электронагревателя пластически деформируют кольцо 1 до остаточной деформации, соответствующей ему требуемой круглой форме, после чего болты 4 или 5 выворачивают в исходное положение или удаляют совсем, а электронагреватель выдерживают 1-2 ч при рабочей температуре для снятия излишних внутренних напряже- НИИ в материале и стабилизации формы кольца 1, Как и в предыдущем случае при выключении и остывании электронагревателя круглая форма кольца 1 искажается, а при включениях в тот же рабочий режим восстанавливается вновь.

Формула изобретения

1,Электронагреватель, содержащий нагревательный элемент в форме кольца, цельновыполненного с размещенными диаметрально противоположно токо- подводами, закрепленными на основаНИИ, отличающийся тем, что, с целью стабилизации формы при воздействии термических деформаций, он снабжен по крайней мере двумя рассредоточенными по контуру кольца и закрепленными неподвижно относительно основания регулировочными узлами, а .токоподводы выполнены гибкими,

2,Электронагреватель по п, 1, отличающийся тем, что регулировочные узлы выполнены в виде контактирующих с кольцом болтов, ввинченных в стойки, расположенные с наружной и/или внутренней стороны кольца.

13

11

11

П

Изобретение относится к электротермии, в частности к кольцевым резистивным электронагревателям, используемым в роторных транспортно-технологических устройствах. Цель изобретения - стабилизация формы электронагревателя при воздействии термических деформаций. Для достижения этой цели электронагреватель с нагревательным элементом в форме кольца 1, цельновыполненного с закрепленными на основании 3 токоподводами 2, размещенными диаметрально противоположно, снабжен по крайней мере двумя рассредоточенными по контуру кольца регулировочными узлами, закрепленными неподвижно относительно основания 3. Регулировочные узлы предпочтительно выполнены в виде контактирующих с кольцом 1 болтов 4 и 5, ввинченных в стойки 6 и 7, расположенные с наружной и/или внутренней стороны кольца 1. После включения и разогрева электронагревателя первоначальная форма кольца 1 под действием термических деформаций искажается. Для восстановления формы к кольцу 1 в зоне токоподводов 2 прикладывают усилия посредством ввинчивания или вывинчивания болтов 4 и 5. При выключении и охлаждении электронагревателя кольцо 1 деформируется, однако при повторном включении и нагреве до рабочей температуры восстанавливает круглую форму. 1 з.п. 4 ил.

.1

.

IS

n

Фиг.

m