Электронагреватель текучей среды

 

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение равномерности нагрева среды с высокой вязкостью. В электронагревателе с пространственным спиральным проводником в трубчатом корпусе, витки выполнены в виде прямолинейных участков, часть которых пересекает продольную ось. Таким образом, даже при малых скоростях перемещения сред с высокой вязкостью обеспечивается равномерный нагрев среды по всему поперечному сечению нагревателя. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (g1)g Н 05 В 3/44

:::lf iP

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ пО изОБРетениям и ОтнРытиям

ПРИ ГННТ ССа (21) 4383034/24-07 (22) 05.01.88 (46) 23.04,90. Вюл. Р 15 (71) Специальное конструкторскотехнологическое бюро Института проблем машиностроения АН УССР (72) В,Г.Павловский и В.П.Пухнавцев (53) 621,365,49 (088.8) (56) Заявка ФРГ Р 36082119 кл, Н 05 В 3/40, 1987.

Патент Великобритании N - 2024580, кл. Н 05 В 3/44, 1980, (54) ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬ ТЕКУЧЕЙ СРЕ,ЦЬ1

Изобретение относится к электронагреву и может найти применение там, где необходимо осуществлять нагрев различных проточных сред, например, жидкостей или газов с высокой вязкостью преимущественно в различных технологических процессах и приборах для научных исследований с точной стабилизацией температуры рабочего тела, Цель изобретения — повышение равномерности нагрева среды с высокой вязкостью.

На фиг.1 изображен электронагреватель текучей среды, общий вид; на фиг.2 — электронагревательный проводник (радиусы изгиба между его прямолинейными участками условно не показаны); на фиг.3 — виток объемной спирали электронагревательного проводника, состоящего из трех прямолинейных участков, из которых первый пересекает продольную ось электро„„SU„„3 559435 А 1 (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения — повышение равномерности нагрева среды с высокой вязкостью. В электронагревателе с HpocTpRHcTBpHHblM спиральным проводником, в трубчатом корпусе витки выполнены в виде прямолинейных участков, часть которых пересекает продольную ось, Таким образом, даже при малых скоростях перемещения сред с высокой вязкостью обеспечивается равномерный нагрев среды по всему поперечному сечению нагревателя, 1 з.п. ф-лы, 7 ил. нагревательного элемента (пунктиром показано начало слецующего аналогичного витка), вариант; на фиг, 4 спираль электронагревательного проводника, имеющая форму витков,изображенную на фиг.3; на фиг. 5 — виток объемной спирали электронагревательного проводника, состоящий нз двух прямолинейных участков, из которых первый пересекает продольную ось электронагревательного элемента,профильная проекция; на фиг.6 — спираль электронагревательного проводника, имеющая форму витков, изображенную на фиг.5; на фиг. 7 — развертка участка спирали электронагревательного проводника, выполненного с периодически изменяющимся поперечным сечением, имеющего в местах изгибов а-, 1

b; ... наименьшие, и в средней части его прямолинейных участков наибольшие поперечные сечения, 1559435

Электронагреватель текучей среды (фиг. 1) содержит электроизолированный внутри. корпус 1, в цилиндрическом проходном отверстии которого раз5 мещен электронагревательный проводник 2, выполненный нз изогнутой проволоки или ленты в виде объемной спирали, и герметичные таковводы З.Проводник 2 содержит прямолинейные участки а Ь„, Ь,с,, с,а ..., между местами его изгибов (фиг,2), Места изгибов проводника 2 al, Ь, с; легат на винтовых линиях а,Ь,с внутренней цилиндрической электроизолированной поверхности А корпуса 1, на которую проводник 2 свободно опирается этими местами изгибов (фиг.1), Углы изгибов между смежными прямолинейными участками проводника 2 (фиг.3 и S) выбраны таким образом, что часть из этих прямолинейных участков проходит через продольную ось 0 нагревательного элемента (ось трубчатого корпуса), совпадающую с ядром сечения потока среды, проходящей через нагревательный элемент, Электронагревательный проводник 2, может. быть выполнен с периодически изменяющимся поперечным сечением,при этом в местах изгибов поперечное сечение проводника 2 наименьшее, а в средней части прямолинейного участка наибольшее.

Изменение поперечного сечения проводника 2 может обеспечиваться изменением ширины электронагревательного проводника 2 при выполнении его из ленты постоянной толщины S (фиг,7)

Проводник 2 может иметь электроизоляционное покрытие {не показано)..

Форма витков спирали электронагревательного проводника зависит от выбранных углов изгиба между его прямолинейными участками и количест- 45 ва прямолинейных участков в одном вит1 ке спирали. Выбор этих параметров производят таким образом, чтобы на фронтальной проекции места изгибов близлежащих витков были смещены друг относительно друга (фиг.2 и 6).

На фиг,2 дан пример конкретного выполнения электронагревательного проводника иэ токопроводящей ленты, когда однй виток спирали проводника 2 образован тремя прямолинейными участками, первый из которых пересекает

1 продольную ось 0 и середину третьего прямолинейного участка витка, при углах на профильной проекции между смежными прямолинейными участками: о(= 30; р= 60 у= 30, Углы а( и являются углами íà профильной проекции между прямолинейными участками одного витка, а угол 1. является углом на профильной проекции между последним прямолинейным участ" ком одного витка и первым прямолинейным участком следующего витка спирали.

В зависимости от выбора количества прямолинейных участков (фиг,2,4 и 6) в одном витке спирали и углов изгиба между прямолинейными участками можно получить нагревательный элемент 2 с различной конфигурацией заполнения электронагревательным проводником потока нагреваемой среды, в том числе необходимой для обеспечения равномерного по сечению потока нагрева среды с конкретными физическими свойствами,, Электронагреватель текучей среды работает следующим образом.

При прохождении электрического тока через проводник 2 последний нагревается.и передает тепло проточной среде, которая протекает внутри труб-. чатого корпуса 1 °

Поток проточной среды, взаимодействуя с изогнутым проводником 2,турбулизируется. Использование изогнутого электронагревательного проводника 2 в виде объемной спирали,заполняющей практически все зоны сечения потока проточной среды, позволяет турбулизировать поток проточной среды по всему его сечению, в том числе и по центру корпуса, что уменьшает тепловую инерционность предлагаемого электронагревателя.

Использование проводника с переменным поперечным сечением (фиг.2) позволяет обеспечить. более равномерный нагрев по сечению потока проточнои среды повышенной вязкости, так как уменьшенное поперечное сечение проводника в местах его изгибов,расположенных у поверхности стенки корпуса, позволяет выровнять температуру нагрева на периферии потока нагреваемой среды и в ядре сечения с учетом разности скоростей между этими зонами в сечении проходного отверстия трубчатого корпуса.

Благодаря равномерности нагрева по всему проходному сечению и малой

5 15594 тепловой инерционности предлагаемый электронагреватель может быть использован для регулирования с высокой точностью температуры проточных сред .в системах с быстропротекающими тепловыми процессами.

Формула изобретения

1О

l. Электронагреватель текучей среды, содержащий цилиндрический корпус, на электроизолированную внутреннюю поверхность которого опирается вершинами витков нагревательный элемент, выполненный в виде изогнутого в виде пространственной спирали проводника

35 из ленты или проволоки, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения равномерности нагрева среды с высокой вязкостью, участки витков спирали между вершинами выполнены прямолинейными, один Н9 участков каждого витка проходит через продольную ось корпуса, а вершины расположены по винтовым линиям.

2. Электронагреватель по п.1, отличающийся тем; что при использовании проводника из ленты он выполнен с переменным поперечным сечением, причем уменьшение сечения выполнено в местах вершин спирали.

1559435

Составитель О, Щедрина

Техред А.Кравчук Корректор Н,Король

Редактор О,Головач

Тираж 674

Заказ 842

Подписное

ВНИИПИ Государственного. комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Фиа7

by 3 б

3cyb7

5áô