Взрывобезопасный электронагреватель Советский патент 1993 года по МПК H05B3/42 

Изобретение относится к электроэнергетике и теплотехнике и может быть использовано во взрывоопасных средах.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности путем контроля перегрева поверхности нагревателя и короткого замыкания нагревательной спирали на корпус.

С этой целью в камеру с жидким теплоносителем дополнительно введен термопредохранительный элемент, выполненный в виде заполненной периклазом U-образной трубки с расположенными внутри медным проводником и легкоплавкой вставкой, включенный последовательно с нагревательным элементом и примыкающий к его поверхности на участке с легкоплавкой вставкой.

На фиг. 1 представлен общий вид устройства с вырывом, на фиг. 2 - вид сверху, на фиг. 3-термопредохранительное устройство; на фиг. 4 - электрическая схема электронагревателя; на фиг. 5 - вид сверху на термопредохранительное устройство.

Устройство состоит из теплообменной камеры 1, заполненной жидким промежуточным теплоносителем, и камеры управления 2, содержащей блок отключения источника питания и изолированной от камеры 1. В камере 1 расположены трубчатый резистивный нагревательный элемент 3 в виде U-образной трубки, плотно соприкасающейся в верхней своей части с поверхностью термопредохранительного элемента 4, также U-образной формы, термочувствительный элемент 5 терморегулятора блока отключения источника питания нагревательного элемента, установленной по всей длине нагревательного элемента.

В камере 2 на выведенных концах трубчатого резистивного нагревателя 3 и термопредохранительного элемента 4 имеются электрические контакты 6, а термочувствительного элемента 5 - переключающее устройство 7 терморегулятора, причем все элементы соединены последовательно с подводящим электрическим кабелем (фиг. 4).

со

с

со

CJ

со чэ о о

На фиг. 1 в месте вырыаа показана конструкция термопредохранительного элемента 4, который состоит из трубчатой оболочки 8, внутри которой размещен медный проводник 9, на середине длины которого s зоне взаимодействия с нагревательным элементом, вмонтирован отрезок плоской ленты 10 из легкоплавкого матери- зла (фиг. 3). Внутренняя полость термопредохранительного элемента 4 заполнена периклазом 11. Место спайки 12 между легкоплавкой лентой 10 и медным проводником 9 утолщено.

Для лучшего контакта поверхности трубки 8 термопредохранительного элемента с поверхностью нагревательного .элемента диаметр трубки термопредохра- нмтельного устройства должен быть больше диаметра нагревательного элемента, а в месте изгиба на внешней части трубчатой оболочки 8 имеется профиль с диаметром, равным диаметру трубки нагревательного элемента 3 на глубину 1/4 диаметра.

Сечение медного проводника 9 определяется расчетным путем в зависимости от тока и мощности нагревателя с тем расчетом, чтобы не возникал его нагрев при прохождении тока.

Подобным же образом подбирается сечение плавкой вставки 10, имеющей форму плоской ленты с целью увеличения площади нагрева от постороннего источника тепла,

Температура плавления вставки 10 подбирается в зависимости от заданных условий с учетом поправок на потери и погрешности.

Нагреватель работает следующим образом..

При поступлении электроэнергии на контакты 6 нагревательного элемента 3 поверхность последнего начинает нагреваться, нагревая жидкий теплоноситель, которым заполнена теплообменная камера 1. (Переключающее устройство 7 терморегулятора при этом находится в замкнутом состоянии). Жидкость, нагреваясь до температуры близкой к температуре кипения, поддерживает заданную температуру нагрева поверхности электронагревателя.

В аварийных ситуациях, например, если жидкость по каким-либо причинам вытечет из теплообменнрй камеры 1, происходит разогрев нагревательного элемента 3 выше

нормы, что может привести к перегреву и разрушению оболочки нагревателя.

Однако, при достижении определенной температуры в камере 1 среагирует термочувствительный элемент и контакты переключающего устройства 7 терморегулятора разомкнутся, отключив подачу электропитания от нагревательного элемента 3.

В случае, например, замыкания нагревательной спирали на корпус или несрабатывания терморегулятора (5, 7) включается в работу термопредохранительное устройство 4, т.е. при нагреве поверхности нагревательного элемента 3 выше допустимой

температуры, происходит быстрый нагрев плоской легкоплавкой вставки 10, которая плавится и цепь электропитания нагревательного элемента 3 размыкается.

В случае срабатывания термопредохра нителя нагреватель восстановлению не подлежит и требует замены.

Таким образом, предлагаемый электронагреватель может быть использован во взрывоопасных средах, повышает надежность, обеспечивая защиту от взрыва в любых аварийных ситуациях отключением электропитания от неисправного нагревателя.

Фо рмула изобртения

Взрывобезопасный электронагреватель, содержащий корпус с двумя камерами, в одной из которых размещен блок отключения источника питания, а в другой, заполненной жидким промежуточным теппоносителем, размещены трубчатый рези- стивный нагревательный элемент и термочувствительный элемент терморегулятора блока отключения источника питания нагревательного элемента, установленный

по всей его длине, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности путем контроля перегрева поверхности нагревателя и короткого замыкания нагревательной спирали на корпус, в

камеру с жидким теплоносителем дополнительно введен термопредохранительный элемент, выполненный в виде заполненной периклазом U-образной трубки с расположенными внутри медным проводником и

легкоплавкой вставкой, включенный последовательно с нагревательным элементом и примыкающий к его поверхности на участке с легкоплавкой вставкой.

Использование: в электроэнергетике и теплотехнике во взрывоопасных средах. Сущность изобретения; нагреватель содержит U- образный нагревательный элемент в камере и примыкающий к нему той же формы термопредохранительный элемент. Соединение этих элементов с терморегулятором и блоком отключения источника питания позволяет повысить контроль перегрева поверхности нагревателя.5 ил.

фиг. 2

срс/г.з

22 О в

тэн

IJH лреЯехр