Электродный нагреватель жидкости

 

ЭЛЕКТРОДНЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ ЖИДКОСТИ, содержащий корпус, внутри которого коаксиально и с зазором установлены закрепленный на днище iкорпуса через проходной изолятор i внутренний фазный стержневой электрод и неподвижно и с зазором относительно днища корпуса нулевой цилиндрический электрод, о т л и чающий с я тем, что, с целью удешевления нагревателя и повьлиения надежности его работы, цилиндрический электрод выполнен в форме стакана с центральным бтверстием в и снабжен пробкой в форме .регулировочного винта, а нижний .торец стержневого электрода заглублен в цилиндрический электрод.Q (Л ел Nt О

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУВЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОЬВУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф«

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3380728/24-07 (22) 11 01 82 (46)30.10.83. Бюл. 9 40 .(72) В.A.Êîðîëåâ (71) Ленинградский ордена Трудового

Красного Знамени сельскохозяйственный институт (53) 621.365.3:697.326(088 ° 8) (56) 1. Кудрявцев И.Ф. и,Карасенко В.A. Электрический нагрев и электiротехнология. N., "Колос", 1975, с . 45-50 °

2. Авторское свидетельство СССР

Р 845298, кл. Н 05 В 3/60, 1978 . (54)(57) .ЭЛЕКТРОДНЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ

>XHg1iOCTH, содержащий корпус, внУтри

I которого коаксиально и с зазором установлены закрепленный на днище .корпуса через проходной изолятор

I внутренний фазиый стержневой электрод и неподвижно и с зазором oTHQсительно днища корпуса нулевой ци. линдрический электрод, о т л и ч аю щ и и с.я тем, что, с целью уде- шевления нагревателя и повышения надежности его .работы, цилиндрический электрод выполнен в форме стакана с центральным отверстием в дон«це и снабжен пробкой в форме .регулировочного винта, а нижний .торец стержневого электрода заглублен в цилиндрический электрод.

1051740

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам электродного нагрева жидкости, и может найти пригленение преимущественно, в сельском хозяйстве.

Извесь ны электродные Нагреватели жидкости .с электродами коаксиального типа, содержащие:корпус, на днище которого закреплены два KocLKGHBJIbHhUc электрода )1) .

Недостатком подобных нагревателей 10 является обратно пропорциональная зависимость мощности от удельного со-: противления нагреваемой жидкости при

О.

20 С и .прямо пропорциональная ее зависимость от теглпературы.. 15

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является электродный нагреватель жидкости, содержащий корпус, внутри которого коаксиально и с зазором расположены закрепленный на днище корпуса через проходной изолятор внутренний фазный стержневой электрод и неподвижно и с зазором относительно днища корпуса . нулевой цилиндрический электрод f2) .

Недостатком данного нагревателя является-.зависимость мощности от удельного сопротивления воды. 1(роме . того, чтобы обеспечить постоянство поддержания температуры нагретой жидкости,для этого нагревателя необходи- . мо создать специальную. электрическую систему автоглатического регулирования (CAP). Такие CAP требуют определенных затрат на их создание и при позиционном регулировании вызывают резкие колебания мощности, потребляемой из сети. Недостатком нагревателя является также. необходимость в сравнительно сложном механизме пере-. мещения, камеры нагрева. 40

Цель изобретения — удешевление нагревателя и повышение надежности

-его работы. для достижения указанной цели в электродном нагревателе жидкости, 45 содержащем корпус, внутри которого коаксиально и с зазором. установлены закрепленный на днище корпуса через проходной изолятор внутренний фазный стержневой электрод и неподвижно и с зазором относительно днища корпуса нулевой цилиндрический электрод, цилиндрический электрод выполнен в форме стакана с центральным отверстием в доНце и снабжен пробкой в форме регулировочного винта, а нижний торец стержневого электрода заглублен в цилиндрический электрод.

На фиг.1 представлен электродный нагреватель жидкости; на фиг.2 - графини зависимостей мощности .QT времени6О ь и угла. поворота М регулировочного винта, на фиг.3 - графикг зависимос.тей мощности от времени г и удельно-, го сопротивления воды р б дитя М

180, на фиг.4 — графикй мощности и 65 температуры для режимов нагрева и термоса для заданных температур (6

<с 4)

Нагреватель содержит фазный электрод 1; нулевой электрод — камеру на.рева, выполненную в виде стакана 2, отверстие 3 для выхода воды и пара, пробку"регулировочный винт 4, проходной. изолятор 5, корпус б нагревателя, скобу 7 для установки винта 4. Стакан устанавливается соосно с фазным электродом и присоединяется вместе с корпусом к нейтрали электрической сети. Уровень воды в установившемся режиме работы внутри камеры нагрева обозначен цифрой 8.

Нагреватель работает следующим образом.

При включении в сеть электродного нагревателя для угла поворота регулировочного винта, перекрывающего отверстие 3, a > О, когда камера нагрева полностью заполнена водой, начальная мощность P до .определяется площадью поверхности фазного электрода и удельным сопротивлением воды (фиг.2). Под действием этой мощности происходит нагрев воды в объегле камеры до температуры кипения практически без смешивания с водой, находящейся в корпусе. Образующийся пар выходит через отверстие 3, сечение кото- рого регулируется винтом 4. давление пара понижает уровень воды в камере

2 нагрева до тех пор, пока не установится динамическое равновесие в режиме кипения, соответствующее установившейся мощности. Время переходного режигла соответствует времени нагрева до кипения внутреннего объема воды и не превыаает 1-2 мин. Значение установившейся лощности определяется. сечением отверстия 3 для выхода пара, которое изменяется поворотом регулировочного винта и практи чески .не зависит от удельного сопротивления води pgq, Это видно из графиков, приведенных на фиг.3. При о =О, установленном до заполне ния корпуса водой, мощность равна нулю. Иаксимальная мощность соот ветствует полному открытию отверстия

3, что имеет место при С, =360

Стабилизация установившейся мощности нагревателя при изменении удельного сопротивления воды происходит за счет того, что прй уменьшении удельного сопротивления в некоторый моглент времени возрастает ток и мощность по сравнению с предшествующим установившимся режимом.

Это вызывает увеличение паропроизводительности, а следовательно, увеличение давленИя внутри камеры нагрева. При этом уровень воды понижается, уменьшается активная поверхность электродов и мощность1

1051740

4 падает, стремясь к значению мощносТй Это объясняется тем, что в случае установившегося режима, который имел, понижения температуры воды в корпуместо до изгленения удельного сопро- се происходит конденсация пара внуттивления воды. ри камеры нагрева, давление снижаетЧем меньше высота электродной ся, уровень 8 воды поднимается, увесистемы н чегл больше диаметры злект- 5 личивая активную поверхность элекродов, тем ближе, оказывается новое. тродов, а.следовательно, мощность значение. установившейся мощности к .. подогрева, и температура воды в корпредшествуюцему. Это объясняется тем, пусе устанавливается на заданном что даже малое изменение давления . уровне. То же самое происходит в слувнутри камеры нагрева уровня 8 воды .10 чае проточных нагревателей. В случае вызывает значительное изменение ак.. увеличения расхода воды через нагретивной площади электродов. Айалогич- ватель возрастает конденсация пара в но в обратном порядке. происходит ус- камере нагрева, уровень воды поднима". тановление мощности в случае увеличе- ется, устанавливаясь .таким образом, ния удельного сопротивления воды., .15 что новое значение мощности соответИэ зависиглостей (фиг.3) видно,что ствует новому расходу при обеспечении при иэгленении удельного сопротивления установленной температуры нагрева. водьг. 2гг от 10 ii-до 80 Ом м устано . вившаяся глощность нагрева практичес- Эффект самостабилизации мощности ки не изменяется. По результатам опы-2О нагрева в установившемся режиме работов мощность для Я гг =10 OM-м на 8В ты нагревателя для воды с.разным превыаает заданную для р =30 Ом, м " . удельным сопротивлением позволяет исРго =80 Огггм она ниже заданной пользовать один и тот же водонагрева, на .12Ъ. Таким образом, при . тель .для воды практически из любых увеличении удельного сопротивле-. д природных источников беэ предвариния в 8 раэ мощность изгленя- . тельных измерений и химической подгоется примерно на 20%, т.е. наблкдает товки, т.е. снижается трудоемкость ся эффект самостабилизации мощности .эксплуатации и расширяется область водонагревателя. :, ; : применения.

Для известных водонагревателей . ЗО установившиеся значения мощности со- . Величина мощности нагрева может ответствовали бы максимальным значе изменяться в широких пределах, пракниям Рмакс Рмаксд Рм ксэ . ИзмЕне-: тически от 0 до 1005, С пОМощьЮ иэние удельного сопротивления воды . менения угла .поворота Ж регулировочсказывается на времени переходного ного винта 4, что значительно прьпроцесса до выхода на установившийся ще по сравнению с перемещением камережигл (1-2 мин) . Чем меньше удельное ры нагрева. сопротивление воды, тем меньше вре- Кроме того, в предлагаемом мя переходного процесса. Кроме того, электродном нагревателе отсутствует величина оопределяет .величину макси-. отдельная .от экранного электрода мальной моцности в переходном процес-Ж камера нагрева, она здесь совмещесе. . : . :на с экранным электродом, т.е. уменьВозможно управление переходным:. шаются габариты электродной системы режимом нагрева путем изменения уррв- и камеры нагрева в целом и снижаетня 8 заполнения электродной система. ся расход металла на ее изготовлеводой для начального момента пуска 45 ние. (в случае необходимости ограничения).

Работа водонагревателя в режиме Подцержание любой заданной темподдержания заданной температуры . пературы нагретой жидкости с помоуже нагретой воды иллюстрИруется гра- :,щью даНного нагревателя обеспечивафиками на фиг.4. При достижении aa- -: gg,ет высокую точность поддержания заданной температуры 41 регуЛировочным .,данной температуры, исключает больвинтом перенрывается выход .пара из . шие: колебания мощности, которые имекамеры нагрева. Генерируемый в каме- .. ют место при двухпозиционном регули,ре пар вытесняет воду и мощность па- ровании с прйменением cAp, âîîáùe дает до значения Р4, соответствуюшвГо jg исключает необходимость в создании глощности тепловых потерь при задан-, электрической системы автоматическоной температуре перегрева., Если пе- - . ro регулирования для поддержания за .рекрывать выход пара из камеры на- данной температуры. Это позволяет ,:грева при 12 и 1, то мощность использовать простейшие схемою вклюбудет иметь значения Р2 и Р, соот- . чеиия нагревателя, содержащие тольветствующие тепловым потерягл при ко коммутационные аппараты. этих температурах. Таким образом Таким образом, удешевляется аппа. обеспечивается режим. термоса при лю- раТура управления и защиты, а также бой заданной температуре перегрева. повышается йадежность работы в свя,относительно температуры окружаю- зи с уменьшением количества аппара щей. среды. тов.

1051 740 нич нач. д " ч з

Составитель H.Koáðÿ

Редактор В.Петраш Техред И.Тепер

Корректор Л.Патай акаэ 8689/58 Тираж 845 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035., Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4