Электронагреватель для жидкости Советский патент 1980 года по МПК H05B3/34 F24H1/20 

1

Изобретение относится к теплотехническому оборудованию, а именно к устройствам, обеспечивающим нагрев теплоносителя в вакууме, и может применяться в различных гидравлических системах, предназначенных для термостатирования изделий, находящихся в вакуумных камерах и т. п.

При работе электронагревателя для нагрева, жидкости в условиях вакуума, где отсутствует конвективный теплообмен, возникает проблема соединения выводных концов омического элемента нагревателя с питающим кабелем. С одной стороны, должен быть обеспечен теплоотвод от выводного конца омического элемента нагревателя , а с другой стороны, должна быть обеспечена его электроизоляция.

Известен электронагреватель для нагрева жидкости, содержащий спираль омического элемента в самой нагреваемой среде l .

Однако такой электронагреватель непригсэден для нагрева электропроводной или воспламеняющейся жидкости.

Известен также нагреватель для жидкости, содержащий корпус и концентрично к нему установленное по меньшей мере, одно основание, на котором расположен резистивный элемент, изолированный от нагреваемой жидкости и спаянный с токоподводящим проводом 2 .

Этот нагреватель неработоспосо10бен в условиях вакуумной среды, так как в нем не обеспечен теплоотвод от места спая резистивного элемента с токоподводящим проводом, в результате чего происходит расплавление спая

15 и выход электронагревателя из строя.

Цель изобретения - повышение надежности работы нагревателя в вакуумной среде путем обеспечения теплоотвода от места спая резистивного

20 элемента с токоподводящим проводом.

Указанная цель достигается тем, что в нагревателе для жидкости на основание в зоне спая надета втулка из изоляционного материала, напри25мер фторопласта, на боковой поверхности которой выполнен не доходящий до места спая продольный глухой паз, сопряженный с наклонным пазом, выполненным на участке основания между 30 местом спая и спиральной канавкой.

в рОа указанных паза проложен конец резистивного элемента, причем расстоние Е от места спая до начала спиралной канавки связано с шагом спиральной канавки нагревателя t соотношенем В /t(,./l 5 , а угол наклонного паза (Л связан с углом наклона спиральной канавки с соотношением .

На фиг. 1 схематически изображен электронагреватель, общий вид/ на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез В-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на .фиг. 1.

Конец резистивного элемента 1 внешен в спиральную канавку 2 основания 3 с отверстием 4 и выведен через дополнительную наклонную канавку 5 к месту.спая б, к которому подведен токоподводящий провод 7. Электроизоляционная втулка 8 с торцовым паЗом 9 надета на основание 3 и укреплена бандажом 10 и 11.

На чертеже указаны следукяцие буквенные индексы: Е - расстояние от места спая элемента 1 с проводом 7 до начала нарезки спиральной канавки нагревателя; m - зона нагрева , tgp- шаг нарезки, дополнительной отводной- канавки; t, - шаг нарезки спиргшьной канавки нагревателя; угол наклона наклонного паза; сЬ| - угол наклона спиральной канавки к оси нагревателя.

Нагреватель работает следующим образом.

При подаче напряжения на элемент 1, уложенный-в спиральную канавку 2 .нагревателя, нарезанную на основании 3, элемент 1 эищеляет тепло и нагревает теплоноситель, протекающий в отверстии 4 основания 3. Для обеспечения теплоотвода от кон.ца элемента 1 он уложен в наклонную канавку 5, нарезанную на корпусе с шагом, обеспечивающим быстрий вывод конца элемента 1 от зоны нагрева m нагревателя.

Начало нарезки наклонной канавки 5 совмещено с концом нарезки спиральной канавки 2, расстояние от места спая связано с шагом спиральной канавки нагревателя следующим соотношением: Б , а угол наклонного паза cA.j. связан с углом наклона спиральной канавки соотношением Q-O/JV SO.

Изоляция 12 омического элемента 1 обеспечивается тонким слоем стеклоткани, пропитанной жаропрочным составом.

Место спая б элемента 1 с проводом 7 расположено на поверхности элёктроизоляционной втулки 8 с торцовым пазом, сопряженным с пазом 5. Внутренний- Диаметр втулки 8 равен, внутреннему диаметру нарезки паза 5

Профиль паза 5 выполнен по форме профиля сечения элемента 1 с изоляцией 12, поэтому при его укладке половина площади поверхности элемента 1 контактирует с поверхностью канавки 5.

Выводной конец элемента 1, расположенный в торцовом пазу 9 втулки 8, плотно прижат к поверхности основания 3 посредством бандажа .10,а место спая б и провод 7 плотно прижаты к поверхности втулки 8 бандажами 11.

Втулка 8 выполнена разрезной из теплопроводного материала, например фторопласта, чем обеспечен плотный контакт ее с основанием 3 и места спая б - с поверхностью втулки 8, и тем самым осуществляется хороший теплоотвод от самого места спая б.

По мере увеличения расстояния

места спая б от зоны нагрева m температура основания быстро понижается и приближается к температуре теплоносителя. ПОЭТОМУ понижается и температура выводного конца элемента 1, и на расстоянии 1 от конца спиральной канавки 2 достигает приемлемой )э«яичины, при которой обеспечен теплоотвод от iBiecTa спая 6 и становится надежной его эксплуатация.

Таким образом, предлагаемая конструкция электронагревателя обеспечивает его работоспособность при эксплуатации в вакуумной среде.

. : ПредлагаегФай нагреватель позволяет обеспечить непрерывный ресурс работы в вакууме до 13000 ч при многократном (до 2500 раз, включении и выключении), вьщерживает ударные перегрузки до 100 ед. и виброперегруэки до 2000 Гц.

Формула изобретения

Электронагреватель для жидкости, содержащий основание со спиральной канавкой на боковой поверхности,.

в которую уложен электроизолированный проволочный резистивный элемент и токоподводящий провод, спаянный с резистивным элементом, о т л и-ч а ю щ и и с я тем, что с целью

повышения надежности электронагревателя в вакууме, на основание в зоне спая надета втулка из электроизоляционного материала, например фторопласта, на боковой поверхности которой выполнен ;не доходящий

до места спая продольный -глухой паз, сопряженный с Наклонным .пазом, выполненным на участке основания между местом спая и сггиральной канавкой, в оба указанных паза проложен конец

резистивного элемента, причем расстояние В от места спая до начала спиральной канавки связано с шагом спиральной канавки нагревателя t. соотношением 6/fcc 15, а угол наклонноге паза Q связан с углом наклона спиральной канавки 01. соотно.шением ,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 248099, кл, Н 05 В 3/50, 1969.

2.Патент США W 2513242, кл. 219-10.51, 1949.

8 10 6 4 4 f /f 5

А-А

j jf/yy -

(Риа.2

/ «

«Pws 5