Высокотемпературный тепловой излучатель Советский патент 1991 года по МПК H05B3/54 

сл

с

Изобретение относится к теплотехнике, а более конкретно к средствам инфракрасного нагрева, и может быть использовано в сварочном производстве для предварительного, сопутствующего и последующего нагрева сварных стыков, а также в технике сушки. Цель изобретения - расширение технологических возможностей и повышение эффективности. Выполнение нагревательных элементов из упругих эластичных пластин, снабжение излучателя стенками из отдельных шарнирно связанных пластин позволяет изгибать излучатель по форме криволинейной поверхности объекта. Поток излучения от тыльной стороны нагревателя эффективно экранируется отражателем, а лучистые потоки от боковых внешних поверхностей ветвей элементов поглощаются диэлектрическими перемычками. 3 ил.

Изобретение относится к области теплотехники, а более конкретно к средствам инфракрасного нагрева, и может быть использовано в сварочном производстве для предварительного, сопутствующего и последующего нагрева сварных стыков, а также в технике сушки.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей и повышение эффективности.

На фиг. 1 схематически изображен высокотемпературный тепловой излучатель в частичном разрезе на плоском объекте: на фиг. 2 - нагреватель на криволинейном выпуклом объекте; на фиг. 3 - то же.на криволинейной вогнутой поверхности.

Нагреватель содержит теплоизолирующий корпус 1, две боковые стенки которого выполнены из пластин 2, соединенных между собой шарнирно с помощью шарниров 3. В корпусе размещены П-образные нагревательные элементы 4, соединенные между собой электрически последовательно и механически шарнирно с помощью шарнирных соединений 5. Между П-образными нагревательными элементами расположены диэлектрические перемычки 6. Задняя пластина корпуса 1 выполнена эластичной из многослойного экранирующего теплоизоляционного материала и соединена с диэлектрическими перемычками 6.

Тепловой излучатель работает следующим образом.

Накладывают излучатель на нагреваемый объект. При этом благодаря шарнирным соединениям 5 нагревательных элементов 4, шарнирным соединениям 3 боковых пластин 2 корпуса 1, а также эластичности его задней пластины 7 излучатель

о о о о

00

приобретет форму поверхности изделия, прилегает к ней без зазоров и таким образом сводит к минимуму тепловые потери. Диэлектрические перемычки 6 препятствуют возникновению короткого замыкания нагревательных элементов 4 через их внешние боковые поверхности. Эластичная пластина 7 выполняет функцию одновременно и теплоизоляции, и рефлектора-отражателя, отражая поток лучистой энергии, исходящей от тыльной части П-образных нагревательных элементов 4, обратно к нагревательным элементам.

Выполнение нагревательных элементов из упругих эластичных пластин позволяет обеспечить гибкость нагревателя и сохранение его формы при многократных изгибах в процессе эксплуатации. Придание элементам нагревателя П-образной формы с ветвями, обращенными в сторону потока излучения, т. е. нагреваемого объекта, создает наиболее благоприятные условия для лучистого нагрева объекта, поскольку каждая П-образная ячейка нагревателя вместе с частью поверхности объекта образует замкнутую ячейку, в которой три излучающие стенки и одна поглощающая - часть поверхности объекта {торцовые стенки выполнены отражающими и их площадь пренебрежимо мала по сравнению с площадью излучающих стенок). В такой ячейке потери излучения сведены к минимуму, при предельно близком расположении излучателя к объекту. Угол раскрытия ветвей 10...15° позволяет конструктивно решить компоновку соседних элементов в единую нагревательную панель и обеспечить высокую эффективность измерения.

Нижний предел угла раскрытия ветвей 10° обусловлен возможностью установки между элементами диэлектррических перемычек, предотвращающих короткое замыкание нагревательных элементов через боковые поверхности ветвей, и необходимостью изгиба нагревательной панели по форме поверхности объекта, имеющей как положительную, так и отрицательную кривизну (например, при нагреве стыка труб как вне трубы, так и внутри нее). Верхний предел угла раскрытия 15° обусловлен эффективностью излучения, приближающейся при углах раскрытия стенок излучающей полости, не превышающих 15°, к эффективности абсолютно черного тела.

П-образные нагревательные ячейки соединены между собой концами ветвей механически шарнирно известными способами, например с помощью полос гибкой эластичной фольги, набранных в пакеты требуемого

суммарного поперечного сечения. Нагревательные элементы соединены электрически последовательно, что облегчает выбор источника питания. Такое соединение элементов обеспечивает получение нагревательной панели в виде гибкой гофрированной плиты, обладающей высокой излучающей способностью и позволяющей изгибать излучатель по форме

криволинейной поверхности обьекта. Корпус, в котором установлена нагревательная панель, также обладает гибкостью в той же плоскости, что и панель, благодаря рамке, две стороны которой выполнены из пластин, шарнирно соединенных между собой (по цепи Галля), из эластичной задней стенке. Задняя стенка выполнена из многослойной эластичной экранной теплоизоляции и прикреплена к диэлектрическим перемычкам, установленным между нагревательными элементами.

Такая компоновка нагревательных элементов, перемычек и теплоизоляции дополнительно повышает эффективность работы

излучателя благодаря тому, что поток излучения от тыльной стороны нагревательных элементов эффективно экранируется изоляцией и таким образом в большей части возвращается обратно к элементу, лучистые

потоки от боковых внешних поверхностей ветвей элементов поглощаются диэлектрическими перемычками между ними и переизлучаются обратно на элементы, поскольку перемычки выполнены из теплоизоляционного температурно-стойкого материала, например из асбеста, слюды или поронита, в зависимости от рабочей температуры излучателя.

40

Формула изобретения

Высокотемпературный тепловой излучатель, содержащий нагреватель и отражатель, отличающийся тем, что, с целью

расширения технологических возможностей и повышения эффективности, он снабжен боковыми стенками, выполненными из отдельных шарнирно связанных между собой пластин, нагреватель выполнен из отдельных, установленных между боковыми стенками электрически последовательно соединенных упругих эластичных пластин П-образного профиля с перемычками, обращенными к отоажателю, и наклоненными

стенками с углом между ними 10...15°, свободные концы стенок соседних П-образных профилей нагревателя соединены между собой шарнирно и снабжены диэлектрическими перемычками, установленными между стенками соседних профилей, отражатель выполнен в виде связанной с диэлектрическими перемычками пластины из многослойного экранирующего теплоизоляционного материала.

Фиг. 2