Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ НАГРЕВАТЕЛЬ В ФОРМЕ ТЕЛА ВРАЩЕНИЯ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ НАГРЕВАТЕЛЬ В ФОРМЕ ТЕЛА ВРАЩЕНИЯ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ НАГРЕВАТЕЛЬ В ФОРМЕ ТЕЛА ВРАЩЕНИЯ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим нагревателям в виде тела вращения, используемым в различных отраслях народного хозяйства: для бытовых нагревателей, для нагрева различных газовых и жидких сред, в том числе высокоагрессивных, непосредственно проходящих через нагреватель и т. д. Сущность изобретения: электрический нагреватель в виде тела вращения содержит нагревательный элемент, выполненный из послойно расположенных стеклянной ленты и углеродного волокнистого материала, пропитанных химически стойким или термостойким связующим, и защитный кожух. Зажитный кожух коаксиально расположен с нагревательным элементом с зазором 5 - 25 мм и разностью периметров верхнего и нижнего оснований нагревательного элемента и кожуха, равной 2 - 40 мм. Защитный кожух выполнен из стеклянной ленты, пропитанной тем же связующим. В качестве химически стойкого связующего используют жидкую фенолформальдегидную смолу с вязкостью 100 - 900 мПа с, а в качестве термостойкого связующего - смесь силиката натрия с порошкообразным наполнителем и отвердителем или кремнийорганическую смолу. 2 з.п.ф-лы, 6 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2025909
Класс(ы) патента: H05B3/48
Номер заявки: 5055655/07
Дата подачи заявки: 21.07.1992
Дата публикации: 30.12.1994
Заявитель(и): Кургузов В.Н.; Цыганов К.И.; Власов П.В.; Козликов В.Л.
Автор(ы): Кургузов В.Н.; Цыганов К.И.; Власов П.В.; Козликов В.Л.
Патентообладатель(и): Кургузов Вячеслав Николаевич
Описание изобретения: Изобретение относится к электротехнике, в частности, к электрическим нагревателям в виде тела вращения, используемым в различных отраслях народного хозяйства: для бытовых нагревателей, для нагрева различных газовых и жидких сред, в том числе высокоагрессивных, непосредственно проходящих через нагреватель и т.д.
Известен гибкий электронагреватель [1], включающий в себя токопроводящий элемент из углеграфитовой ткани и защитную оболочку из резины.
Однако данный нагреватель позволяет нагревать среды с ограниченной температурой, не более 150оС. Кроме того, данное решение не позволяет изготавливать жесткие электронагреватели для нагрева жидких и газовых сред при их транспортировке и хранении, а также использовать в быту.
Известен пористый электрический нагревательный элемент из крученых углеродных или графитовых нитей [2], на поверхность которых нанесено углеродсодержащее покрытие, которое является оболочкой этих нитей и в местах их соприкосновения образует токопроводящие мостики, соединяющие волокна.
Недостатком такого нагревателя является его нестабильность при повышенных температурах из-за нарушения электрического контакта в местах соприкосновения волокон, а также из-за локального перегрева этих мест соприкосновения. Вследствие большого гидродинамического сопротивления он непригоден для нагревания вязких жидкостей.
Известны электрические нагреватели с использованием в качестве нагревательного элемента сажи, металлической сетки, фольги, углеродных волокон [3-6] . В качестве связующих используются полиэфирные смолы [5], поливинилхлорид [4], ненасыщенные полиэфирные смолы [6] и нагреватель выполнен в виде пластины, полиэфирные, эпоксидные, полиамидные смолы, керамика [3] и нагреватель выполнен в виде панели.
Использование указанных полимерных связующих ограничивает повышение температуры нагревателей: не более 120оС [5,6], 60-80оС [4], 250-300оС [3]. Ограничение повышения температуры снижает технико-экономические характеристики нагревателя, а превышение указанных пределов по температуре может привести к термическому разложению полимерных связующих с выделением токсичных газообразных продуктов разложения. Этот фактор ограничивает применение нагревателей, в особенности в быту. Указанные выше полимерные связующие [3-6] имеют ограниченную химическую стойкость к агрессивным средам, что снижает их широкое применение в технике. Применение керамики в [3] в качестве связующего позволяет повысить температуру нагревателя, однако позволяет получать только плоские нагреватели, что, наряду с низкой механической прочностью (хрупкостью), ограничивает области их применения.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является электрический нагреватель в виде трубы для подогрева воды, содержащий слой электропроводного материала, закрытый с двух сторон слоями электроизоляционного материала, и установленный коаксиально с ним с зазором от них защитный кожух [7].
Данный нагреватель сложен по конструкции, не может быть использован для нагрева непосредственно агрессивных жидких и газовых средств, использоваться в быту.
Цель изобретения - упрощение конструкции электронагревателя, работающего при повышенных температурах, способного нагревать агрессивные газовые и жидкие среды (при непосредственном контакте), а также возможность использования в качестве бытовых нагревателей.
Цель достигается тем, что в электpическом нагревателе в виде тела вращения, содержащем нагревательный элемент и защитный кожух, согласно предложению нагревательный элемент выполнен из пропитанных химически и термостойким связующим стеклянных лент в качестве электроизоляционного материала и углеродного волокнистого материала в качестве электропроводного материала, защитный кожух и нагревательный элемент выполнен с разностью периметров верхнего и нижнего оснований 2-40 мм, при этом указанный кожух, выполненный из стеклянных лент, пропитанных тем же связующим, установлен с зазором от нагревательного элемента 5-25 мм. В качестве химически стойкого связующего используют фенолформальдегидные смолы с вязкостью 100-900 мПа˙ с марок СФЖ-309, СФЖ-3031 и др. (ГОСТ 20907-75) или марки НРБ-125 (ТУ 6-55-221-1049-89). При применении смолы НРБ-125 используют отвердитель - бензосульфокислоту (ТУ 36-0204229-25-89). В качестве термостойкой и экологически чистой при повышенных температурах используют кремнийорганическую смолу КМ-9К (ТУ 6-05-101-20-83) или смесь силиката натрия (100 мас.ч.), порошкообразного наполнителя (диабазовая, базальтовая, андезитовая мука) 70-110 мас.ч. и отвердителя (кремнефтористый натрий) 10-15 мас.ч.
На фиг.1 представлен электронагреватель, продольный разрез; на фиг.2 - узел I на фиг.1; на фиг.3-5 представлены варианты исполнения нагревателя, поперечное сечение; на фиг.6 - нагреватель в аксонометрии.
Электрический нагреватель состоит из нагревательного элемента 1 и защитного кожуха 2. Нагревательный элемент выполнен из послойно расположенных стеклянных лент 3 и углеродной ленты 4, скобы 5.
Электрический нагреватель получают следующим образом.
На изготовленную форму, имеющую ось вращения, наносят антиадгезионный слой (солидол, лавсановую пленку). Затем производят намотку стеклянной ленты шириной 100-200 мм марки ТСФ-(7а)-7с(ГОСТ 10146-74), пропитанной химически стойким или термостойким связующим. В зависимости от назначения нагревателя наматывают от двух до восьми слоев стеклянной ленты. Затем проводят намотку углеродной ленты Урал-24 (ГОСТ 28005-88) шириной 10-100 мм и длиной, необходимой для данного нагревателя (определенное заранее электрическое сопротивление), пропитанной тем же связующим. Снова проводят намотку стеклянной ленты по описанному выше способу. Последний слой при намотке - викилевочный, т.е. сверху стеклянной ленты проводят намотку лавсановой (или другой) пленки (может и отсутствовать). В качестве химически стойкого связующего используют фенолформальдегидные смолы с вязкостью 100-900 мПа ˙с (СФЖ-309 или СФЖ-3031 и др. по ГОСТ 20907-75 или НРБ-125 по ТУ 6-55-221-1049-89). При этом отверждение проводят при использовании смол "горячего" способа отверждения (СФЖ-309, 3031 и др.) при температуре 150-170оС в течение 1-2 ч, а смолы НРБ-125 ("холодного" способа отверждения с использованием катализатора-бензосульфокислоты) при температуре помещения в течение 4-6 ч. В качестве термостойкого связующего используют кремнийорганическую смолу КМ-9К (ТУ 6-05-101-20-83) или смесь силиката натрия (100 мас.ч.), порошкообразного наполнителя (диабазовая, базальтовая, андезитовая мука) 70-110 мас.ч. и отвердителя (кремнефтористый натрий) 10-15 мас.ч. При этом отверждение проводят при 180-200оС в течение 3-5 ч, используя кремнийорганическое связующее, и при 20-80оС в течение 5-24 ч, используя смесь силиката натрия с компонентами. После охлаждения формы и нагревателя последний снимают с формы.
Кожух получают так же, как и нагревательный элемент, но без использования углеродной ленты, т.е. намоткой двух - шестнадцати слоев стеклянной ленты, пропитанной тем же связующим с последующим отверждением и съемом с формы.
При использовании жидких фенолформальдегидных смол с вязкостью меньше 100 мПа˙ с проходит некачественная пропитка при намотке и полученное изделие имеет низкую механическую прочность. Аналогичный эффект получается при использовании смол с вязкостью более 900 мПа˙с.
Бытовые (воздушные) нагреватели получают с использованием кремнийорганических связующих или смеси силиката натрия с компонентами. При эксплуатации нагревателей не выделяются токсичные газообразные продукты. При этом нагреватель работает как конвектор, т.е. происходит интенсивное движение воздушной нагреваемой среды через нижний зазор между нагревательным элементом и кожухом. Если этот зазор перекрыт, то нагреватель работает как панель.
Электрический нагреватель работает следующим образом.
После установки нагревателя в необходимом для нагрева месте к нему подключается напряжение, которое подводится к углеродному волокнистому нагревательному элементу. Подвод осуществляется посредством электрических проводов необходимого сечения в зависимости от мощности электрического нагревателя.
Предлагаемый электрический нагреватель позволяет нагревать различные газовые среды до 400оС, которые могут содержать пары различных химически активных веществ (кислоты, щелочи, растворители). Нагреватели могут быть использованы для нагрева жидких сред до температуры 100-1800оС, в том числе высокоагрессивных (кислоты, щелочи, растворители).
Формула изобретения: 1. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ НАГРЕВАТЕЛЬ В ФОРМЕ ТЕЛА ВРАЩЕНИЯ, содержащий нагревательный элемент в виде слоя электропроводного материала, закрытого с двух сторон слоями электроизоляционного материала, и установленный коаксиально к нему и с зазором от него защитный кожух, отличающийся тем, что нагревательный элемент выполнен из пропитанных химически и термостойким связующим стеклянных лент в качестве электроизоляционного материала и углеродного волокнистого материала в качестве слоя электропроводного материала, защитный кожух и нагревательный элемент выполнены с разностью периметров верхнего и нижнего оснований 2 - 40 мм, при этом указанный кожух, выполненный из стеклянных лент, пропитанных тем же связующим, установлен с зазором от нагревательного элемента 5 - 25 мм.
2. Нагреватель по п.1, отличающийся тем, что в качестве химически стойкого связующего использованы фенолформальдегидные смолы с вязкостью 100 - 900 мПа · с.
3. Нагреватель по п.1, отличающийся тем, что в качестве термостойкого связующего использована кремнийорганическая смола или смесь силиката натрия с порошкообразным наполнителем и отвердителем.