Погружной электронагреватель Советский патент 1982 года по МПК H05B3/78 

Изобретение относится к электротермии и может быть использовано в м таллургии, машиностроении, химии для нагрева-.высококоррозионных и агрессивных жидкостей и металлов, например цинка, алюминия.; Известен погружной электронагреватель для нагрева высококоррозионных и агрессивных сред, в котором электроды покрыты токопроводящим защитным материалом 1 . Недостатками конструкции являются огран(ченность выбора материалов покрытия, стойких в агрессивных средах, а также сложность нанесения покрытий и малая надежность. Известен также погружной электронагреватель для агрессивных сред, содержащий защитную оболочку, выполненную по длине из двух герметично соединенных элементов, нижний из которых выполнен из высокотеплопроводного материала, а верхний - из тепло изолирующего термостойкого материала нагревательнь1Й элемент, размещенный внутри оболочки, и токоподводы 2 . Недостатками конструкции являются невысокие эксплуатационные характеристики за счет малой удельной мощности из-за ограничения температуры нагревательного элемента и малый срок службы. Целью изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик за счет повышения эффективности нагрева и увеличения удельной мощности и увеличение срока службы электронагревателя. Указанная цель достигается тем, что нагревательный элемент выполнен в виде по-меньшей мере, двухз ходной спирали, образующей бйфилярную обмотку, поперечное сечение витков которой имеет форму трапеций с большим основанием, обращенным к продольной оси нагревателя. На чертеже представлен электронагреватель, продольный разрез. Электронагреватель содержит оболоч ky 1, нагревательный элемент 2, размещенный внутри оболочки 1, и токоподводы 3 и k. Оболочка 1 выполнена по длине из двух герметично соединенных элементов 5 и 6, нижний из которых 5 выполнен из высокотеплопроводного материала, например, пропитанного для снижения пористости металлофосфатом графита, а верхний 6 вытачивается из теплоизолирующего термостойкого материала, например литого калиевого фторфлогонита, обладающего высокой стойкостью в цинке, низкой теплопроводностью и высокой термостойкостью. Нагревательный элемент 2 выполнен в виде по меньшей мере двухзаходнрй спирали 7 и 8, образующей бифилярную обмотку, и перемычки 9. Каждый виток обмотки в своем поперечном сечении имеет форму трапеции 10, большее основание 11 которой обращено к продольной оси нагревателя, а поверхности 12 и 13 являются излучающими. Трапецевидный профиль витка с большей частью поверхности, обращенной наружу, позволяет увеличить отношение полезной площадки излучения к общей площади витка и тем самым уменьшить количество излучения внутрь нагревателя. Трубка 1Л соединяет -внутреннюю полость 15 нагревателя с емкостью 16 компенсирующей давление газа при разогреве. При применении трехфазного переменного тока спираль выполняется трехзаходной. Нагреватель работает следующим образом. При подаче напряжения постоянного или переменного тока на клеммы токоподводов 3 и t электрический ток, про текая по цепи токрподвод 3 - токоподводйщий башмак 17 - спираль 7 первого захода - перемычка 9 спираль 8 второго захода - токоподводящий башмак 18 - токоподвод , нагревает спираль 7 и 8 до температуры ПОО-ТБОО С. Излучение тепла происходит с поверхности витков спиралей 12 и 13- Большая часть тепла выделяется с поверхностей 13, поскольку их площадь много больше поверхностей 12. За счет того что поверхности 13 расположены друг относительно друга под углом, они образуютрефлектор, отражающий основную массу тепла на стенку оболочки 5 При нагревании спирали газ во внут ренней полости 15 нагревательного эле мента расширяется и по трубе поступает в компенсатор 16, который увеличивается в объеме. Имеющийся в полости кислород реагирует с графитом нагревательного элемента и превращается в угарный газ., Поскольку вся система герметична, то при охлаждении (выключении) нагревателя газ из компенсатора поступает в полость нагревателя. Однако этот газ уже не содержит кислорода, и окисления графитовой спирали при следующем разогреве не происходит. Для того, чтобы, компенсатор не расширялся сверх допустимых пределов, трубка Т выбирается достаточной длины и выполняется из меди Для лучшего охлаждения газа и с целью уменьшения его объема. Применение в качестве нагревательного элемента графитовой спирали, выполненной в виде бифилярной обмотки, виток которой в своем полеречном сечении имеет форму трапеции с большим основанием, обращенным к продольной оси нагревателя, способствует увеличению направленного теплово го потока от нагревательного элемента на стенку оболочки нагревателя, позволяет увеличить удельную мощность нагревателя и срок его службы. Формула изобретения Погружной электронагреватель, содержащий защитную оболочку выполненную по длине из двух герметично соединенных элементов, нижний из которых выполнен из высокотеплопроводного материала, а верхний - из теплоизолирующего термостойкого материала, нагревательный элемент, размещенный внутри оболочки, и токоподводы, отличающийся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик и увеличения срока службы, нагревательный элемент выполнен в виде по меньшей мере двухзаходной спирали, образующей бифилярную обмотку, поперечное сечение витков которой имеет форму трапеции с большим основанием, обращенным к продольной оси нагревателя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 30520, кл. Н 05 В 3/78, 197. 2.Авторское свидетельство СССР S04197. кл. Н 05 В 3/78, 1976.

18