Трубчатый электронагреватель Советский патент 1993 года по МПК H05B3/48 

Изобретение относится к электротермии..

Цель достигается тем, что у трубчатого нагревателя, содержащего металлическую оболочку, внутри которой через слой тепло- электроизоляционного наполнителя установлен нагревательный элемент из углеродных нитей и токоподводы, нагревательный элемент выполнен в виде цепочки с многослойными непрерывно связанными звеньями/находящимися в упруго-деформированном состоянии с непрерывно-точечными электрическими связями, при этом нагревательный элемент прикреплен к стержневому токоподводу концевой сдвоенной петлей, проходящей в радиальное отверстие, выполненное на конце, и прорезь на торце токоподвода.

У предлагаемого ТЭН а в отличие от прототипа нагревательный элемент по диаметру существенно меньше диаметра металлической трубки, что практически исключает выход ТЭН а из строя за счет

замыкания нагревательного элемента на корпус.

Конфигурация ТЭН ов - прототипов в виде полуколец, имеет часть нагревательного элемента - спирали, повернутую к внешней стороне с более редким расположением витков, чем часть спирали, повернутая к внутренней стороне кольца, вследствие чего условия теплообмена с внутренней части полукольца более жесткие, что приводит к ускоренному разрушению спирали по сравнению с нагревательным элементом, выполненным упруго-деформированным.

Отсюда, в частности, вытекает один из положительных эффектов предложенного авторами ТЭН а, а именно, существенно меньшее различие в условиях теплообмена на различных сторонах нагревательного элемента.

Внутренняя структура нагревательного элемента за счет многослойных звеньев с непрерывными связями такова, что при деформациях в процессе изготовления может произойти перераспределение материала в

00

СП СО О 00

звеньях и выравнивание тепловой нагрузки на всю цепь нагревательного элемента.

Упруго-деформированное состояние нагревательного элемента обеспечивает растяжение нагревательного элемента при редуцировании, непрерывно-точечные контакты обеспечивают организацию однородного сопротивления по длине цепочки. Растяжение же нагревательного элемента в прототипе при редуцировании происходит за счет растяжения спирали.

Петли обеспечивают надежное крепление нагревательного элемента на токопод- водах, создают более мягкий тепловой режим по сравнению с центральной частью ТЭН а и гарантируют работоспособность узлов крепления не ниже, чем основной части нагревательного элемента,

Утолщения нагревательного элемента на концах нагревателя вследствие уменьше- ния сопротивления позволяют уменьшить вероятность перегрева в местах крепления, а, следовательно, и выхода из строя.

Наличие не очень значительного повреждения на отдельных участках цепочки угле- родной нити и даже разрыв ее в предложенной конструкции позволяет нагревательному элементу сохранить работоспособность, близкую к номинальной за счет одновременного действия непрерывных и то- чечных (непрерывно-точечных) электрических связей и многослойное™ звеньев, которые на дефектных участках страхуют друг друга.

Переходные зоны электрических контактов являются зонами повышенного риска с точки зрения потери работоспособности, поэтому продернутый в отверстие конец нагревательного элемента помещают в прорезь, а за счет наличия срезов токоподвод не увели

чивается в диаметре.

Срезы, отверстия и прорезь также способствуют повышению надежности узла крепления к контактов нагревательного элемента и токоподводов,

На фиг, 1 показан ТЭН, состоящий из металлической трубки-кожуха 1, теплоизоО

5

0

5 0

5

0

5

ляционного наполнителя 2, токоподводов 5, нагревательного элемента 3. На фиг. 2 и 3 показан фрагмент ТЭН а с отверстием 7 в токоподводе 5, срезами 6, прорезью 8, нагревательным элементом 3 с утолщениями 4 на концах.

В металлическую трубку 1 помещен нагревательный элемент 3, концы которого с утолщением 4 закреплены в токоподводах5, причем нагревательный элемент 3 продернут в отверстие 7 и размещен на срезах 6 и в прорези 8. Пространство между металлической трубкой 1 и нагревательным элементом 3 заполнено теплоизоляционным наполнителем 2.

ТЭН работает по стандартному режиму, как и известные ТЭН ы с нихромовой спиралью. ТЭН может быть вмонтирован в один из широко известных агрегатов (например, дистиллятор, во до подогреватель).

Таким образом, заявляемый ТЭН, обладая техническими характеристиками на уровне известных ТЭН ов, при изготовлении позволяет исключить дефицитные материалы, увеличить срок службы, прост в изготовлении, надежен в эксплуатации.

Формула изобретения Трубчатый электронагреватель, содержащий металлическую оболочку, внутри которой через слой теплоэлектроизоляционного наполнителя, установлен нагревательный элемент из углеродных нитей и токоподводы, о т- личающийся тем, что, с целью увеличения срока службы, нагревательный элемент выполнен в виде цепочки с многослойными непрерывно связанными звеньями, находящимися в упруго-деформированном состоянии с непрерывно-точечными электрическими связями, при этом нагревательный элемент прикреплен к стержневому токоподводу концевой сдвоенной петлей, проходящей в радиальное отверстие, выполненное на конце, и прорезь на торце токоподвода.

Сущность: трубчатый электронагреватель содержит металлическую оболочку, внутри которой через слой теплоизоляционного наполнителя установлен нагревательный элемент из углеродных нитей и токоподводы. Нагревательный элемент выполнен в виде цепочки с многослойными непрерывно связанными звеньями, находящимися в упруго-деформированном состоянии с непрерывно-точечными электрическими связями. Нагревательный элемент прикреплен к стержневому токо- подводу концевой сдвоенной петлей, прохо- дящей в радиальное отверстие, выполненное на конце, и прорезь на торце токоподвода. 3 ил.