Погружной электронагреватель Советский патент 1982 года по МПК H05B3/78 

(54) ПОГРУЖНОЙ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬ

1

Изобретение относится к электро термии жидких металлических и солевых расплавов и может быть использовано в металлургии, химии, машиностроении при нагреве агрессивных металлических расплавов,.например, цинка, алюминия или расплавов хлористых солей.

Известны погружные нагреватели для разогрева высокотемпературных и агрессивных сред, в которых использован токопровод из пиролитического графита, с кристаллической осью, перпендикулярной оси нагревателя, электроды покрыты токопроводящим защитным материалом,нагревательный элемент расположен в нижней части оболочки из очищенного графита l.

Однако невысокий предел температур эксплуатации, связанной с применением графитовых защитных оболочек, которые окисляются при температуре выше , снижает над ежность их работы.

Наиболее близким по конструктивным признакам к предлагаемому является погружной электронагреватель для агрессивных сред, содержащий оболочку, выполненную из двух герметично соединенных элементов, один из которых выполнен из высокотеплопроводного материала, а второй из теплоизолируюит.его термостойкого материала, например, литого калие 0вого фторфлогопита, установленный внутри оболочки нагревательный элемент и токоподводы 2j.

Недостатком известного нагревателя является значительная трудоем15кость изготовления нагревателя, связанная с выполнением сложной механической обработки деталей из графита и плавленолитого материала на основе фторфлогопита с изготовлением специ20ального токоподводящего герметизирующего стакана, а также с необходимостью пропитки электродного графита металлофосфатом, преждевременное коррозионно-эрозиоиное разрушение оболочки нагревателя в зоне соедине ния заглубленной и выступающей частей, что уменьшает долговечность работы нагревателя, а также наличие воздушных прослоек-зазоров между нагревателем, токоподводом и защитной оболочкой, снижающих интенсивность суммарной теплопередачи нагревателя. Цель изобретения - снижение трудоемкости изготовления электронагре вателя, повьшение эксплуатационной стойкости и эффективности его работ Поставленная цель достигается тем, что в известном нагревателе элементы оболочки расположены коаксиально по всей длине нагревателя, причем элемент оболочки, выполненны из высокотеплопроводного материала, например, металла, охватывает второ элемент оболочки, его толщина составляет OjOl-O, от толщины второг элемента, а один из токоподводов замоноличен во втором элементе оболочки. На чертеже изображен погружной электронагреватель, разрез. Погружной электронагреватель состоит из элемента оболочки 1, нагре нательного элемента 2, верхнего токоподвода 3, нижнего токоподвода 4, контакта 5 и второго элемента оболо ки 6 . Элемент оболочки 1 отлит из слюдокристаллического материала. В качестве нагревательного элемента 2 служит карборундовый стержень. Верх ний токоподвод 3 изготовлен из листовой нержавеющей стали IOX18H9T. Нижний токоподвод изготовлен из про волоки указанной стали и залит в корпус нагревателя. Контакт 5 вьтол нен из меди или ее сплавов. Второй элемент оболочки .6 выполнен из мета ла. Погружной электронагреватель работает следующим образом. Нагреватель выводится на рабочий режим плавно в течение 3,5-5 ч. Вна чале на нагревательный элемент 2 от трансформатора через верхний токоподвод 3, нижний токоподвод 4 и контакт 5 подается минимальное на пряжение, которое в процессе разогр ва элемента оболочки J постоянно увеличивается. При достижении его температуры на 100-1ЗО С ниже рабоей температуры плавления устанавивается максимальное рабочее напряение и нагреватель погружается в асплав. Уровень расплава должен быть на 150-200 мм ниже уровня элеента оболочки из металла 6. Дальнейшее расплавление и поддерание рабочей температуры в процессе эксплуатации агрегата происходит за счет погружения нагревателей. Элемент оболочки 6 смягчает термоудар ри погружении нагревателя в раслав, а также предохраняет наиболее опасное место - место контакта жидкого расплава - воздушная среда. Выполнение внутреннего элемента оболочки электронагревателя цельным из плавленолитого слюдокристаллического материала снижает трудоемкость его изготовления,поскольку отпадает необходимость в механической обработке, в стыковке и подгонке двух половин корпуса и повышает эксплуатационную стойкость и надежность работы электронагревателя. Установлено, что стойкость литьевой поверхности слюдокристаллического материала формируется за счет контакта с линейной формой в 2-3 раза выше, чем механически обработанной поверхности того же самого материала. Таким образом, обеспечивается уменьшение трудоемкости изготовления электронагревателя и повышается долговечность его работы за счет устранения стыка опасного с точки зрения низкой коррозионной стойкости и возможного проникновения расплава. Выбор толщины элемента оболочки 6 обусловлен следующим. Увеличение толщины свыш$ 0,1 мм толщины стенки корпуса нагревателя нецелесообразно, так как защитное действие ее не улучшается, а технологический процесс нанесеиия существенно усложняется. Уменьшение толщины менее 0,0 мм не оказьшает эффективного воздействия на «уменьшение термического удара при погружении электронагревателя в расплав, к тому же при такой толщине оболочки технологически возможны оголенные участки. Конструкция нагревателя проста в изготовлении, так как отсутствует механическая обработка, обеспечивает надежность и долговечность работы нагревателя за счет нанесения защитного слоя материала, поддерживаемого в процессе эксплуатации. Только за счет увеличения долговечиости эксплуатации нагревателя с учетом стоимости его около 200 р экономический эффект по УШК составит более 17 тыс.руб. в год.

Формула изобретения

Погружной электронагреватель для. агрессивных сред, содержащий оболоч ку, вьтолненную из двух герметично соединенных элементов, один из которых выполнен из высокотеплопроводного материала, а второй из теплоизолирующего термостойкого мате риалаi например, литого калиевого фторфлогопита, установленный внутри оболочки нагревательный элемент и

078776

токоподводы. отличающийся тем, что, с целтю повышения эксплуатационной стойкости, надежности и упрощения изготовления нагревателя,

5 элементы оболочки расположены коаксиально по всей длине нагревателя, причем элемент оболочки, выполненный из высокотеплопроводного материала, например, металла, охватывает

fO второй элемент оболочки, его толщина составляет 0,01-0,1 от толщины втоФого элемента, а один из токоподводов замоноличен во втором элементе оболочки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

20 2. Авторское свидетельство СССР № 604197, кл. Н 05 В 3/78, 1976.