Резистивный нагреватель для нагрева в кипящем слое Советский патент 1981 года по МПК H05B3/22 F27B15/14 

(54) РЕЗИСТИВНЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ ДЛЯ НАГРЕВА В КИПЯЩЕМ СЛОЕ

I

Устройство относится к области металлургии, может быть использовано в машиностроении, авто- и тракторостроении, инструментальной и других областях промьшшенности для скорое тиого нагрева в кипящем слое металлов и сплавов, а также для охлаждения их с регулируемой скоростью.

Известны электрические печи с кипящим слоем, содержащие ленточные зигзагообразные нагреватели из сплава сопротивления. Нагреватели в таких печах занимают половину объема печи Скипящим слоем. Это связано с необходимостью увеличивать расстояние между рядами (этажами), занимаемыми отдельными фазами, а также неоправданным переносом опыта проектирования нагревателей конвективных электропечей на электропечи с кипящим слоем, где щаг зигзага принимается не менее 1,8 ширины ленты нагревателя I .

Экономичность электрических пeчeй с кипящим слоем определяется количе ством сжижающего газа в единицу .времени проходящего через слой частиц в электропечи. Чем больше площадь газораспределительной решетки, приходящейся на единицу мощности электропечи, тем ниже КПД печи за счет потерь на нагрев, увеличенного количества сжижающего газа. Увеличение

10 высоты кипящего слоя больше I,5 диаметра ванны печи с кипящим слоем приводит к ухудшению равномерности кипения слоя. Таким образом, для повыщения экономичности электропечи обьем, в котором распологаются нагреватели, должен быть как можно меньше.

С увеличением площади, занимаемой нагревателями, снижается и жесткость конструкции. (Увеличивается, расстояние между элементами крепления зиг- зага). Кроме того,в обычном зигзагообразном нагревателе неудовлетвори-; тельно используется пространство мёжду смежными згчастками ленты (в эигзи гах). Наиболее близким к предлагаемому является резистивный нагреватель, со держащий каркас, на котором закреплен нагревательный элемент, выполнен ный в виде уложенной в одной плрскос ти параллельными ветвями зигзагообразной ленты с равным шагом зигзагов образующих сотообразные, например ромбовидные ячейки, а вершины зигза гов соседних ветвей соединены крепежными элементами 2.. Однако данный нагреватель не обладает достаточной надежностью в работе, поскольку в зонах крепежа в виде заклепок образуются перегретые участки и песок образует плотную шубу, внутри которой ленты нагревателя расплавляются. Цель изобретения - повьпнение надежности нагревателя в работе. Поставленная цель достигается тем что в известном нагревателе каждый крепежный элемент вьшолнен в виде металлических стержней, прикрепленных, например приваренных, к верпшяам зигзагов, и изоляционной втулки с двумя сквозными отверстиями, в которых зафиксированы указанные стерж ни. На фиг. I и 2 представлен общий вид нагревателя сотообразной конструкции для однофазной сети; на фиг. 3-вариант низковольтного нагревателя, в плане; на . 4 - крепле ние ветвей нагревателя на каркасе; на фиг. 5 - элементы крепления ленты нагревателя между собой и к конструкции каркаса; на фиг. 6 - продольные щели в зигзагообразно навитой ленте нагревателя; на фиг. 7 конструкция соединения проводящих перемычками лобовых частей нагревателей; на фиг. В - участок конструк ции нагревателя для эксплуатации пр напряжении сети (без трансформатора на фиг. 9 - фиксация краев щели при недостаточной жесткости ленты нагре вателя. В электропечи с кипящим слоем 1 газораспределительной решетки 2 в каркасе 3 размещен зигзагообразный ленточный нагреватель из сплава сопротивления . Зигзагообразно навитая лента в каркасе 3 дополнительно уло жена зигзагом с большим шагом. Между смежными лобовыми частями имеются воздушные промежутки. Лента фиксируется в конструкции с помощью прикрепленных к ней (например, контактной сваркой) стержней из сплава сопротивления, зафиксированных в отверстиях изоляторов 4 из жаростойкого метериала. Смежные лобовые части низковольтного нагревателя соединены проводяашми перемычками 5. Этими перемычками, например три параллельные ветви 6 нагревателя, соединены между собой в лобовых частях с зазором. Последовательные соединения между параллельными ветвями 6 вьтолнены с помощью проводящих перемычек 7 из сплава сопротивления большего сечения, чем сзжсмарное сечение ветвей 6. Выводы нагревателя вьтолнены Т-образными элементами 8, закрепленными в изоляционных втулках. К несущей конструкции каркаса планке 9 лобовые части нагревателя прикреплены с помощью стержней 10, зафиксированных в отверстиях изоляторов 4. Внешние несущие нагреватель, Планки 11 каркаса 3 снабжены стержнями 10. После установки изоляторов стержни отогнуты. К планке 9 крепление изоляторов осуществляется аналогично . Продольными щелями 12 снабжаются низковольтнь1е нагреватели, навитые из широкой ленты. Щели необходимы для улучшения перемешивания слоя в объеме, занимаемом нагревателем. Перемычки 5 установлены по краям ленты и не создают значительного гидравлического сопротивления в слое, а также не затрудняют теплообмен по высоте лобовых частей нагревателя, образуя жесткую конструкцию нагревателя. Между лобовыми частями происходит циркуляция частиц кипящего слоя. Широкая лента нагревателя имеет вертикальные щели I3, которые образуют для тока зигзаг в вертикальной плоскости. Путь тока показан пунктиром. При недостаточной жесткости ленты нагревателя (тонкая лента) края ще- ли 13 фиксируются с помощью стержней 10 и изоляторов с отверстиями 4. Прорези 13 кроме своего основного назначения улучшают условия перемепгивания слоя между соседними ячейками нагревателя. Предлагаемые конструкции нагревателей не имеют элементов, затрудняющих теплообмен с кипящим слоем по1верхностей нагрева нагревателей, а также позволяют максютально использовать объем, зaнимae яJй нагревателем и обеспечить предельную мощность нагрева на единицу объема кипящего слоя Кроме того,не образуется экранированных деталями крепления зон с низкой еплоотдачей. Формула изобретения Резистивный нагреватель для нагре ва в кипящем слое, содержащий каркас на котором закреплен нагревательный желоб, вьтолненный в виде уложенной в одной плоскости параллельными ветвями зигзагообразной ленты с равным шагом зигзагов, образующих сотообраз ные, например, ромбовидные ячейки, а 2 вершины зигзагов соседних ветв соединены крепежными элементами, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности работы, каждый крепежный элемент выполнен в виде металлических стержней прикрепленных, например приваренных, к вершинам зигзагов, и изоляционной.втулки с двумя сквозными отверстиями, в ; которых указанные стержни зафиксированы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе Кацевич А. С. Расчет и конструирование электрических печей.М.,- Л., Госэнергоиздат, 1959. с. 348-352. 2. Авторское свидетельство СССР № 176642, кл. 21 h 9/02, 1963.

Т1 тт 11 п н и и п II II-UU-ULL.

I i i «XS П ХЧ« I Н Ч i г Л I ЛХ 1 VS П ХХ Н Х 11 №ij 11 11ХХЧ11 X«iV 11 .«N 11 ,VV г

%/e/

ОСЬ.

Ю

10

J V