Электронагреватель текучей среды Советский патент 1990 года по МПК H05B3/44 

1

(21)4383034/24-07

(22)05.01.88

(46) 23„04.90. Бюл. fe 15

(71)Специальное конструкторско- технологическое бюро Института проблем машиностроения АН УССР

(72)В.Г.Павловский и В.П.Пухнавцев

(53)621.365.49 (088.8) (56) Заявка ФРГ № 3608211, кл. Н 05 В 3/40, 1987.

Патент Великобритании № 2024580, кл. Н 05 В 3/44, 1980„

(54)ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ

(57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение равномерности нагрева среды с высокой вязкостью. В электронагревателе с пространственным спиральным проводником,в трубчатом корпусе витки выполнены в виде прямолинейных участков, часть которых пересекает продольную ось. Таким образом, даже при малых скоростях перемещения сред. с высокой вязкостью обеспечивается равномерный нагрев среды по всему поперечному сечению нагревателя. 1 з.п,, ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение равномерности нагрева среды с высокой вязкостью. В электронагревателе с пространственным спиральным проводником в трубчатом корпусе, витки выполнены в виде прямолинейных участков, часть которых пересекает продольную ось. Таким образом, даже при малых скоростях перемещения сред с высокой вязкостью обеспечивается равномерный нагрев среды по всему поперечному сечению нагревателя. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к электронагреву и может найти применение там, где необходимо осуществлять нагрев различных проточных сред, например, жидкостей или газов с высокой вязкостью преимущественно в различных технологических процессах и приборах для научных исследований с точной стабилизацией температуры рабочего тела.

Цель изобретения - повышение равномерности нагрева среды с высокой вязкостью.

На фиг.1 изображен электронагреватель текучей среды, общий вид; на фиг.2 - электронагревательный проводник (радиусы изгиба между его прямолинейными участками условно не показаны); на фиг.З - виток объемной спирали электронагревательного проводника, состоящего из трех прямолинейных участков, из которых первый пересекает продольную ось электронагревательного элемента (пунктиром показано начало следующего аналогичного витка), вариант; на фиг, 4 - спираль электронагревательного проводника, имеющая форму витков,изображенную на фиг.З; на фиг. 5 - виток объемной спирали электронагревательного проводника, состоящий из двух прямолинейных участков, из которых первый пересекает продольную ось электронагревательного элемента,профильная проекция; на фиг.6 - спираль электронагревательного проводника, имеющая форму витков, изображенную на фиг.5; на фиг. 7 - развертка участка спирали электронагревательного проводника, выполненного с периодически изменяющимся поперечным сечением, имеющего в местах изгибов а-, bj ... наименьшие, и в средней части его прямолинейных участков наибольшие поперечные сечения.

tf

сл ел

со

Јь

00

ел

Электронагреватель текучей среды (фиг,1) содержит электроизолированный внутри корпус 1, в цилиндрическом проходном отверстии которого размещен электронагревательный проводник 2, выполненный из изогнутой проволоки или ленты в виде объемной спирали, и герметичные токовводы 3.Проводник 2 содержит прямолинейные участки сл с1а1, .., между местами его изгибов (фиг,2)о Места изгибов проводника 2 а, bjs с- пегат на винтовых линиях а,Ь,с внутренней цилиндрической электроизолированной поверхности А корпуса 1, на которую проводник 2 свободно опирается этими местами изгибов (фиг,1).

Углы изгибов между смежными прямолинейными участками проводника 2 (фиг.З и 5) выбраны таким образом, что часть из этих прямолинейных участков проходит через продольную ось О нагревательного элемента (ось трубчатого корпуса), совпадающую с ядром сечения потока среды, проходящей через нагревательный элемент.

Электронагревательный проводник 2 может быть выполнен с периодически изменяющимся поперечным сечением,при этом в местах изгибов поперечное сечение проводника 2 наименьшее, а в средней части прямолинейного участка наибольшее.

Изменение поперечного сечения проводника 2 может обеспечиваться изменением ширины чпектронагреватель- ного проводника 2 при выполнении его из ленты постоянной толщины S (фиг.7) Проводник 2 может иметь электроизоляционное покрытие (не показано).

Форма витков спирали электронагревательного проводника зависит от выбранных углов изгиба между его прямолинейными участками и количества прямолинейных участков в одном витке спирали. Выбор этих параметров производят таким образом, чтобы на фронтальной проекции места изгибов близлежащих витков были смещены друг относительно друга (фиг.2 и 6),

На фиг„2 дан пример конкретного выполнения электронагревательного проводника из токопроводящей ленты, когда один виток спирали проводника 2 образован тремя прямолинейными участками, первый из которых пересекает продольную ось О и середину третьего прямолинейного участка витка, при уг0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

лах на профильной проекции между смежными прямолинейными участками:

ot 30°; /j 60°; f 30°. Углы Л и р являются углами на профильной проекции между прямолинейными участками одного витка, а угол является углом на профильной проекции между последним прямолинейным участком одного витка и первым прямолинейным участком следующего витка спирали

В зависимости от выбора количества прямолинейных участков (фиг.2,4 и 6) в одном витке спирали и углов изгиба между прямолинейными участками можно получить нагревательный элемент 2 с различной конфигурацией заполнения электронагревательным проводником потока нагреваемой среды, в том числе необходимой для обеспечения равномерного по сечению потока нагрева среды с конкретными физическими свойствами.

Электронагреватель текучей среды работает следующим образом.

При прохождении электрического тока через проводник 2 последний нагревается передает тепло проточной среде, которая протекает внутри трубчатого корпуса 1.

Поток проточной среды, взаимодействуя с изогнутым проводником 2,тур- булизируется. Использование изогнутого электронагревательного проводника 2 в виде объемной спирали,заполняющей практически все зоны сечения потока проточной среды, позволяет турбулизировать поток проточной среды по всему его сечению, в том числе и по центру корпуса, что уменьшает тепловую инерционность предлагаемого электронагревателя.

Использование проводника с переменным поперечным сечением (фиг.7) позволяет обеспечить более равномерный нагрев по сечению потока проточной среды повышенной вязкости, так как уменьшенное поперечное сечение проводника в местах его изгибов,расположенных у поверхности стенки корпуса, позволяет выровнять температуру нагрева на периферии потока нагреваемой среды и в ядре сечения с учетом разности скоростей между этими зонами в сечении проходного отверстия трубчатого корпуса.

Благодаря равномерности нагрева по всему проходному сечению и малой

тепловой инерционности предлагаемый электронагреватель может быть использован для регулирования с высокой точностью температуры проточных сред в системах с быстропротекающими тепловыми процессами.

изобретени

Формула

I. Электронагреватель текучей среды, содержащий цилиндрический корпус, на электроизолированную внутреннюю поверхность которого опирается вершинами витков нагревательный элемент, выполненный в виде изогнутого в виде пространственной спирали проводника

1559435

0

из ленты или проволоки, отличающийся тем, что, с целью повышения равномерности нагрева среды с высокой вязкостью, участки витков спирали между вершинами выполнены прямолинейными, один из участков каждого витка проходит через продольную ось корпуса, а вершины расположены по винтовым линиям.

3 Л

Фи,г.1

Г

Фиг. 2

фиг.5

. ujCzbsug р

/fe 9

л Jflt т(С. / . Л

a Cifbj

Ьгабч /М5С5

а

Ц

г 0 Шик Л

а„

Фиг. 6

1