Гибкий электронагреватель Советский патент 1978 года по МПК H05B3/36 

Изобретение относится к области элект ротермии, а именно к конструкциям гибких реэистивных нагревателей поверхностного типа. Нагреватели такого рода предназначены для различных технологических процессов, где необходимо в течение длительного времени поддержание высоких температур, порядка 40О-6ОО С (например для подогрева трубопроводов, емкостей и технологического оборудования с высоковязкими и застывающими продуктами, такими как битумы, асфальты, жидкие металлы, высоковязкие нефти и т.п.) и могут быть использованы в нефтяной, нефтехимической, пищевой отраслях промышленности, в литейном производстве и т.п. Известны резистивные нагреватели, у которых изоляция нагревательных проьо- дов (или жил в кабеле) выполнена в виде нескольких оплеток Такие нагреватели не могут работать при повышенных температурах (40О-6ОО С). Известны Также нагреватели, равно как и другие устройства (например обмо ки электрических машин), в которых изоЛ5ЩИЯ выполнена многослойной с чередованием слоя термостойкого материала (например кремнийорганического) и слоев пористого материала для удержания в порах термостойкого покрытия 2. В этих конструкциях в многослойной изолягши теплостойкий материал с двух сторон покрывается изоляционными покрытиями, снабженными отверстиями, при этом отверстия в обоих слоях-покрытиях одинаковы по размеру. Однако недостатком такого вида изол5 ции является ее малая надежность. При изгибании такой многослойной изоляции теплостойкий материал Ыз1крашивается и осыпается через поры (отверстия) пограничных, слоев. Такое ссыпание приводит к уменьшению надежности и теплостойкости изолшши и всего устройстт а в целом. Целью изобретения является noBi,inie- ние надежности удержания термостойкого материала и самого электронагревателя.

Цель достигается тем, что в гибком электронагревателе, содергкашем вплетен- ные в основу из термостойкого изоляш1он него материала нагревательные провода, снабженные индивидуальными покрытиями из термостойкого пористого материала, например стекловолокна, н размещенными между ними слоем материала пом 1шенной термостойкости, например органо-силикатНыми, внутреннее и наружное пористые

покрытия выполнены разной плотности,

с большей -плотностью выполнено наруж ное покрытие, при этом величина пор внутреннего и наружного покрытий взята в соотношении О,,46.

&5Шолнение изоляции нагревательных проводов в виде покрытий разной плотности, т.е. с пораШ разной величины/обеС печивает двойное преимущество, а именно более крупные поры внутреннего покрытия обеспечивают надежное залипание и закрепление материала повышенной тер мостойкости, как за счет адгезии материала покрытия, так и за счет величины их пор.

При слишком большой величине пор залипание материала повышенной термостойкости не происходит. Если поры слии: кои малы,; залипание также не происходит

Соотношение величин пор внутреннего и внешнего покрытия 0,,46 являет ся оптимальным, так как обеспечивает залипание материала повышенной термостойкости.

Пря работе нагревателяе когда выделяется . тепло, изменяются физико-механи™ ческие свойства материала повышенной термостойкости, например органо-силикатного материала (ОСМ). Органическая часть выгорает, остается керамическая основа, вследствие чего усиливается: хруп-, кость и ломкость этого материала. . При многочисленных изгибах нагревателя (а ато неизбежно в процессе эксплуатации гибкого нагревателя) материал повышен ной термостойкости начинает крошиться и ссыпаться.

Для предотвращения этого обстоятелы ства и удержания материала повышенной термостойкости в порах внутреннего покрытия наружное покрытие -лыподняют по вышенной плотности, т„е с порами умень шейного размера, благодаря чему оно реа лизует функцию защитного покрытия и предотвраиаает ссыпание материала по. вышенной термостойкости.

Таким образом, сочетание покрытий разной плотности, пря менее плотном внутреннем покрытии и при соотношении ве- дичины пор внутреннего и наружного noj&

рытий 0,,46 обеспешвает надежное запинание материала повышенной термостойкости в порах внутре шего покрытия нагревательного провода и надежную механичес сую защиту, равно как и защиту от высыпания материала повышенной термостойкости.

На фиг. 1 изображен нагреватель с вырывом, общий вид; на фиг, 2 - то же, разрез.

Гиб1шй нагреватель содержит любое количество нагревательных проводов 1, каждый из которых содержит голую нагревательн-ую жилу 2, внутреннюю оплетку пониженной плотности 3, наружную более плотную оплетку 4 (обе оплетки из термостойкого материала, например стек ловолокна), материал повышенной термостойкости 5 (например ОСМ) в порах внутренней оплетки. Нагревательные провода в двойной оплетке, каждый в отдельHOCTHj затканы или вплетены в общую оонову 6 из термостойкого материала, например стекловолокна, фиксирующую провода относительно друг друга.

При одинаковом диаметре стеклонитки в обеих оплетках поры внутренней оплет ки (менее плотной) образуются количеств вом 14.-16 нитей на сантиметр, а поры наружной оплетки (более плотной) 3538 нитей на сантиметр.

Надежное удержание материала повышенной термостойкости в качестве изоляции нагревательных проводов, благодаря оплеткам разной плотности, позволяет увличить рабочую температуру с 2 ОС до 600 С, что сокращает время разогрева, например трубопровода любой длины, в два раза.

Опытные обраэды изготовлены в СКВ Транснефтеавтоматика и испытаны.

Согласно технико-экономическому расчету, эффективность от внедрения 1 м гикого высокотемпературного нагревателя составляет Ю рублей, что обеспечивает общий эффект в 1,5 млн. ijy6 в первые же годы серийного выпуска.

Формула изобретения

Гибкий апектронагреватель, содержащи вплетенные в основу из термостойкого изоляционного материала нагревательные провода, каждый из которых снабжен, по меньшей мере, двумя индивидуальными изоляционными пористыми покрытиями из термостойкого материала, например стекловолокна, и размещенным между ними слоем материала повышенной термостойкости, например органо-силикатного, о тпинающийся тем, что, с целью повышения надежности электронагревателя, внутреннее и наружное пористые покрытия выполнены разной плотности, с большей плотностью выполнено наружное покрытие, при этом величина пор внутреннего и наружного покрытий взята в соот ношении 0,37-0,46.

Источники информации, принятые внимание при экспертизе:

1. Патент CLL1A i 3774013, кл. 219-535, 1974 г.

2. Патент ФРГ № 1090733, кл, 21 С 7/01, 1962 г. J г .