Электрический нагреватель в форме тела вращения

Изобретение относится к области электротехники, а именно к обогревательным трубопроводам, которые могут использоваться для нагрева и транспортировки различных жидких или газовых сред, в том числе и агрессивных. Электрический нагреватель содержит трубопровод. Внутри трубопровода расположен нагревательный элемент из графитоуглеродного материала, снабженный промежуточным конструкционным слоем и отражающим экраном из фольгированного материала. Между отражающим экраном и трубопроводом размещен теплоизоляционный слой из пенополиуретана. На внутреннюю поверхность трубопровода нанесен гермослой, выполненный из нетканого материала, пропитанного связующим. Трубопровод и промежуточный конструкционный слой выполнены из композиционного волокнистого материала в виде стеклянной ленты, или жгута, или полотна, предварительно пропитанных жидким эпоксидным или винилэфирным связующим и отвержденных при температуре 120÷150°С. Изобретение позволяет повысить эффективность нагрева за счет возможности направления от отражающего экрана дополнительного теплового потока в транспортируемую среду. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области электротехники, точнее к обогревательным трубопроводам, которые могут использоваться для нагрева и транспортировки различных жидких или газовых сред, в том числе и агрессивных.

Известен гибкий электрический нагреватель, содержащий токопроводящий элемент из углеграфитовой ткани и защитную оболочку из резины (а.с. СССР №377977, Н05В 3/14, 1971).

Однако известный нагреватель невозможно использовать для нагрева жидких и газовых сред при их транспортировке и хранении.

Известен электрический нагреватель, содержащий нагревательный элемент из крученых углеродных или графитовых нитей. На поверхность нитей нанесено углеродосодержащее покрытие, которое является оболочкой этих нитей и в местах их соприкосновения образует токопроводящие мостики, соединяющие волокна (патент ФРГ №2305105, Н05В 3/14, 1975).

Недостатком данного электрического нагревателя является нестабильность его работы при повышенных температурах и непригодность для нагревания вязких сред.

Прототипом изобретения является электрический нагреватель в форме тела вращения, содержащий трубопровод из композиционного волокнистого материала в виде стеклянной ленты, предварительно пропитанной жидкой фенольной смолой и отвержденной при температуре 140-180°С, и нагревательный элемент в виде слоя электропроводного материала, расположенного внутри стенки трубопровода (патент РФ №2072637, МПК 6 Н05В 3/78, 1997).

Однако известный нагреватель при использовании его для работы в составе трубопроводов для транспортировки в них вязких жидкостей (нефти, битумов, стеаринов и др.) не обеспечивает надежную устойчивость внутренней поверхности нагревателя к отложениям парафиносодержащих продуктов и биоповреждений.

Задачей изобретения является повышение эксплуатационной надежности и долговечности электрического нагревателя, обеспечивающего работу нагревателя в составе трубопроводов для транспортировки вязких жидкостей (нефти, битумов, стеаринов и др.).

Результат достигается тем, что в электрическом нагревателе, содержащем трубопровод из композиционного волокнистого материала в виде стеклянной ленты, предварительно пропитанной связующим с последующим отверждением, и нагревательный элемент в виде слоя электропроводного материала из углеродной волокнистой ленты, расположенный внутри стенок трубопровода, согласно изобретению нагревательный элемент примыкает к внутренней стене трубопровода и снабжен расположенными последовательно промежуточным конструкционным слоем, выполненным из материала, аналогичного материалу трубопровода, отражающим экраном и теплоизоляционным слоем, примыкающим к внешней стенке трубопровода, а на внутреннюю поверхность трубопровода нанесен гермослой.

Результат достигается также тем, что теплоизоляционный слой выполнен из рулонного пенополиуретана.

Результат достигается также тем, что отражающий экран выполнен из фольгированного материала в виде лент или листов.

Результат достигается также тем, что трубопровод и промежуточный конструкционный слой выполнены из композиционного волокнистого материала в виде стеклянной ленты, или жгута, или полотна, предварительно пропитанных жидким эпоксидным, или винилэфирным связующим и отвержденных при температуре 120÷150°С.

Результат достигается также тем, что нагревательный элемент выполнен из графитоуглеродного волокнистого материала в виде ленты.

Результат достигается также тем, что нагревательный элемент соединен с электропроводом посредством слоя токопроводящего клея, изолированного стеклянной лентой, пропитанной жидким связущим с последующим отверждением.

Результат достигается также тем, что гермослой выполнен из нетканого материала, пропитанного эпоксидным связующим.

На фиг.1 схематически изображен электронагреватель в виде тела вращения.

Электрический нагреватель содержит трубопровод 1. Внутри трубопровода 1 расположен нагревательный элемент 2, снабженный промежуточным конструкционным слоем 3 и отражающим экраном 4, выполненным из фольгированного материала. Между отражающим экраном 4 и трубопроводом 1 размещен теплоизоляционный слой 5 из пенополиуретана. На внутреннюю поверхность трубопровода 7 нанесен гермослой 6, выполненный из нетканого материала, пропитанного связующим. Трубопровод 1 и промежуточный конструкционный слой 3 выполнены из композиционного волокнистого материала в виде стеклянной ленты, или жгута, или полотна, предварительно пропитанных жидким связующим и отвержденных при температуре 120÷150°С. Нагревательный элемент выполнен из графитоуглеродного материала. Соединение нагревательного элемента 2 с внешней электросетью производится электропроводом 7 посредством токопроводящего клея, нанесенного на концы нагревательного элемента 2 и изолированного стеклянной лентой, пропитанной жидким связующим. Трубопровод 1 электронагревателя имеет фланцы 8, предназначенные для соединения трубопроводов между собой (секций нагревательных и транспортных трубопроводных сетей).

Электронагреватель в форме тела вращения изготавливают следующим образом.

На подготовленную металлическую оправку наносят гермослой 6, состоящий из нетканого материала, пропитанного связующим составом на основе эпоксидной смолы. Затем наматывают внутреннюю стенку трубопровода 1 из волокнистого композиционного материала в виде стеклянной ленты, или жгута, или полотна, предварительно пропитанных жидким связующим, например эпоксидным или винилэфирным. Затем наматывают нагревательный элемент 2 из графитоуглеродного материала. Нагревательный элемент 2 соединен с электропроводом 7 посредством слоя токопроводящего клея, нанесенного на концы нагревательного элемента 2 и изолированного стеклянной лентой, пропитанной жидким связующим. На нагревательный элемент 2 наматывают промежуточный конструкционный слой 3, аналогично внутренней стенке трубопровода 1. Одновременно с намоткой внутренней стенки трубопровода 7 и промежуточного конструкционного слоя 3 формируют фланцы 8, предназначенные для соединения трубопроводов между собой. Далее на промежуточный конструкционный слой 3 наматывают отражающий экран 4 из фольгированного материала в виде ленты или листов. На отражающий экран 4 наматывают теплоизолирующий слой 5 из пенополиуретана в виде рулона или слоя пены. После чего проводят намотку внешнего слоя трубопровода 1, при этом продолжают формирование фланцевых буртов 8 по краям трубопровода 1.

По окончании намотки фланцевых буртов 8 электрический нагреватель в форме тела вращения помещают в камеру для отверждения при температуре 120÷150°С. После окончания процесса отверждения производят съем готового электрического нагревателя с оправки.

Изобретение позволяет повысить эффективность нагрева за счет возможности направления от отражающего экрана дополнительного теплового потока в транспортируемую среду.

Наличие гермослоя в электронагревателе позволяет повысить герметичность, стойкость к агрессивным средам и абразивному износу изделия, а также повысить устойчивость к отложениям парафиносодержащих продуктов, биоповреждениям и др.

Таким образом, предложенный электрический нагреватель обеспечивает повышение эксплуатационной надежности и долговечности.

1. Электрический нагреватель в форме тела вращения, включающий трубопровод из композиционного волокнистого материала в виде стеклянной ленты, предварительно пропитанной связующим с последующим отверждением и нагревательный элемент в виде слоя электропроводного материала из углеродной волокнистой ленты, расположенный внутри стенок трубопровода, отличающийся тем, что нагревательный элемент примыкает к внутренней стенке трубопровода и снабжен, расположенными последовательно промежуточным конструкционным слоем, выполненным из материала, аналогичного материалу трубопровода, отражающим экраном и теплоизоляционным слоем, примыкающим к внешней стенке трубопровода, а на внутреннюю поверхность трубопровода нанесен гермослой.

2. Электрический нагреватель по п.1, отличающийся тем, что теплоизоляционный слой выполнен из пенополиуретана.

3. Электрический нагреватель по п.1, отличающийся тем, что отражающий экран выполнен из фольгированного материала в виде лент или листов.

4. Электрический нагреватель по п.1, отличающийся тем, что трубопровод и промежуточный конструкционный слой выполнены из композиционного волокнистого материала в виде стеклянной ленты, или жгута, или полотна, предварительно пропитанных жидким эпоксидным, или винилэфирным связующим и отвержденных при температуре 120÷150°С.

5. Электрический нагреватель по п.1, отличающийся тем, что нагревательный элемент выполнен из графитоуглеродного волокнистого материала.

6. Электрический нагреватель по п.1, отличающийся тем, что нагревательный элемент соединен с электропроводом посредством слоя токопроводящего клея, изолированного стеклянной лентой, пропитанной жидким связующим.