Электронагреватель для печей Советский патент 1983 года по МПК H05B3/66 

(54) ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬ ДЛЯ ПЕЧЕЙ

1

Изобретение относится к устройствам металлических проволочных или ленточных нагревателей для высокотемпературных водоохлаждаемых цилиндрических камер вакуумных электропечей.

Известен нагреватель вакуумной печи, выполненный в. виде П-образных пластин, закрепленных нижними концами на токоподводах, а верхняя их часть соединена с нагруженными растяжками, помещенными в вакуумной камере 1.

Недостатком указанногр крепления нагревательных элементов является невозможность получения рабочего объема цилиндрической формы, крайне необходимой при спекании ответственных керамических изделий сложной конфигурации.

Наиболее близким к предлагаемому является электронарреватель для печей, содержащий установленный в корпусе нечи по вертикальной цилиндрической поверхности рабочего пространства нагревательный элемент, закрепленный по торцам в пазах изоляционных элементов 2.

Существенными недостатками прототипа является отсутствие возможности в определенный период работы сконцентрировать

теплопоток от нагревателя к отдельным местам спекаемого изделия, а в другие моменты режима рассредоточить его по поверхности садки равномерно или по определенному закону; значительные потери 5 мощности за счет оттока тепла от нагревательных элементов к массивным холодным токоподводам, из-за чего создается неравномерное температурное поле, по высоте рабочего объема; отсутствие возможности температурного удлинения нагревательных элементов ведет к деформации их и сокращению срока службы,

Цель изобретения - повышение срока службы нагревателя, а также регулирование режимов работы нагревателя.

Поставленная цель достигается тем, что в нагревателе изоляционные элементы на каждом торце выполнены в виде пары сопряженных друг с другом конических крлец из керамического материала с указанными пазами на внутренней поверхности наружного из колеЦ и наружной поверхности внутреннего, верхние и нижние пары колец установлены симметрично, верхнее наружное кольцо закреплено на кожухе, нагревательный, элемент выполнен петлеобразной формы, а концы петель его отогнуты в сторону кожуха под уг,, отве;ным конусам соответствует.});; Внутренние кольца изоляционных элементов для регулирования режимов работы нагревателя устанавливаются подвижно относительно наружных колец. На фиг. 1 изображен нагреватель, размещенный в водоохлаждаемом кожухе печной камеры, общий вид; нагревательный элемент показан линиями); на фиг. 2 - взаимное расположение верхних наружного и внутреннего колец и нагревательного элемента; на фиг. 3 - поперечное сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 4 и 5 - два из возможных вариантов смещения петель нагревательного элемента. Электрический нагреватель состоит из верхних конусообразных наружного 1 и внутреннего 2 керамических электроизоляционных колец, нагревательного элемента 3. Нижние наружное и внутреннее кольца конструктивно не отличаются от верхних, только в собранном нагревателе, они расположены конусностью вверх. Наружное верхнее кольцо, имеющее на внутренней поверхности стенки пазы для размещения нагревательного элемента, закреплено в кожухе печи на упорах 4 так, что оно не имеет возможности совершать вращательные перемещения. Нижнее и верхнее внутренние кольца, имеющие на наружных поверхностях стенок такие же пазы для нагревательного элемента, имеют на торцовых поверхностях углубления под ключ 5 дли возможности поворота относительно наружных колец. Нагревательный элемент в виде проволоки или ленты навивается петлеобразно на внутренние верхнее и нижнее конусообразные керамические электроизоляционные кольца с дистанционирующими пазами, равномерно распределенными на их наружных поверхностях. Получается нежесткая конструкция расчетной длины, причем глубина пазов в кольцах равна 1,1 -1,2 диаметра проволоки или толщины ленты. Затем вставляются верхние и нижние внутренние кольца в наружные керамические кольца тоже с конусной внутренней поверхностью и такими же дистанционирующими пазами так, что пазы внутренних и наружных колец совпадают, что обеспечивает фиксацию шага нагревательного элемента, и собранный таким образом нагреватель вставляется в водоохлаждаемый кожух печной камеры. Внутри нагревателя образуется рабочий объем цилиндрической формы расчетной высоты, не намного отличающийся по диаметру и высоте от размеров печной камеры. Два выводных конца нагревательного элемента крепятся к токоподводам, размещенным на верхней водо97 охлаждаемой крышке камеры (не показаны). Такая конструкция и размещение на ;гвагеля позволяет в нужный момент термообработки сконцентрировать тепловую мощность в определенных местах спекаемого изделия сложной конфигурации и после фазовых превращений в материале изделия постепенно рассредоточивать тепловую мощность по наружной поверхность спекаемого изделия посредством изме:-.; 1-гяя шага намотки нагревательного злемс-нта вплоть до равно.адерного, (фиг. I - положение колец, когда расположение нагревательного элемента соответствует концентрированному теплопотоку от нагревателя к определенным местам термообрабатываемого изделия). В ходе ведения режима спекания, когдя требуется другое размещение нагреватель кого элемента, ключом внутренние кольца смещаются относительно наружных на требуемый угол и петли нагревательного элемента, размещаясь в дистанционирующих пазах колец, занимают нужное положение (фиг. 4 или 5). По сравнению с существующими предлагаемый нагреватель позволяет изменять шаг нагревательного элемента и теплопоток от нагревателя к садке в ходе режима; повышает качество термообработки на 18-20% и интенсификацию процесса спекания на 25°/о; увеличивает срок службы нагревателя на 12-15%; снижает стоимость изготовления нагревателя на 10%, а также сокращает время усталовки нагревателя в кожух печи на 45%. Формула изобретения 1.Электронагреватель для печей, содержащий установленный в корпусе печи по вертикальной цилиндрической поверхности рабочего пространства нагревательный элемент, закрепленный по торцам в пазах изоляционных элементов, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока службы нагревателя, изоляционные элементы на каждом торце выполнены в виде пары сопряженных друг с другом конических колец из керамического материала с указанными пазйми на внутренней поверхности наружного из колец и наружной поверхности внутреннего, верхние и нижние пары колец установлены симметрично, верхнее наружное кольцо закреплено на кожухе, нагревательный элемент выполнен петлеобразной формы, а ко«цы петель его отогнуты в сторону кожуха под углом, ответным конусам соответствующих колец. 2.Электронагреватель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения регулирования режимов работы нагревателя.

внутренние кольца установлены подвижно . относительно наружных колец.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Патент ФРГ № 953826, кл.21 h 15/50, 1963. Фиг. 2