Нагревательное устройство

 

(l k) 527632

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ьу (22) Заявлено 13.02.73 (21) 1883031 07 с присоединением заявки Ы (23) Приоритет

Опубликовано 30.08.76. Вюллетень М 32

Дата опубликования описания 06.09.76 (51) Ч, Кл. - H 05В 3, 34

И 05В 3/64

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений н открытий

l53) УДК 621.365.413.3. .036.660 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. И. Бавер, Л. С. Малей и М. Д. Малей (71) Заявитель (54) НАГРЕВАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к электротермической технике, касается нагревательных устройств с перемещающимся нагревателем и может быть использовано для создания высоких температур при графитации углеродных волокнистых материалов, при,пла|влении тугоплавких металлов, а та кже в малогабаритной лабораторнойй технике.

Известно электрическое нагревательное уcTройство (1), содержащее корпус, электроды, держатели, развешанные на держателях, и подсоединенные к электродам нагревательные элементы из углеродной ткани.

Короткий срок службы нагревательных элементов такого устройства приводит к сокращению времени непрерывной работы нагревательного устройства, кроме тото, нагреватели при ремонте заменять трудно.

Известно малоинерционное нагревательное устройство (2), содержащее гибкий нагревательный элемент в виде бесконечной ленты, цилиндрические барабаны, служащие элементамм механизма перемещения и направляющие движение нагревательного элемента, притем в одном из вариантов устройства элеменгы механизма .перемещения выполняют роль электродов. Участок нагрева .представлен половиной движущейся бесконечной ленты, а вторая половина в процессе работы принудительно охлаждается. Движугцийся нагревательный элемент вы полняет роль транспортера — нагреваемые изделия укладываются на ленту нагревательного элемента.

Однако, во-первых, движущийся нагреватльный элемнт по причине механического износа и термического разрушения не обеспечивает преимуществ по увеличению срока службы нагревательного устройства, так как нагревательный элемент имеет конечный размер, 1о а для замены его необходимо прекращение работы всего нагревательного устройства. Вовторых, в известном устройстве движущийся нагревательный элемент на участке нагрева создает неравномерное тепловое поле с увели16 чением температуры от первого электрода к последнему. В-третьих, устройство обеспечивает только односторонний нагрев и требует создания дополнительной специальной рабочей камеры.

20 Цель изобретения — повышение срока службы нагревательного устройства за счет klQIkpcрывной замены нагревательного элемента, а также повышение равномерности нагрева.

Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве нагревательный элемент выполнен разомкнутым; нагревательное устройство содержит не менее пары параллельно расположенных участков нагревательного эле.,;ента, образующих мжду собой .нагреваемый объем

30 и перемещающихся во встречных направлениях, причем указанные участки могут быть образованы как одним общим нагревательным элементом, так и парой нагревательных элементов. Нагревательное устройство может содержать две пары перпендикулярно расположенных нагревательных элементов образующих рабочую камеру.

В процессе работы устройства по мере расхода гибкого нагревательного элемента к его концу со стороны входа в устройство, без остановки устройства, непрерывно подсоединяют новый нагревательный элемент.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство с одним разомкнутым эластичным нагревателем; на фиг. 2 — устройство, содержащее пару параллельно расположенных, образующих между собой нагреваемый объем и перемещающихся во встречных направлениях участков, образованных общим нагревательным элементом; на фиг. 3 — натревательное устройство, образующее нагреваемый объем парой нагревательных элементов; на фиг. 4— устройство, содержащее две пары перпендикулярно расположенных нагревательных элементов, образующих рабочую камеру, вид с торца; на фиг. 5 — устройство, вид сбоку.

Нагревательное устройство имеет электроды 1 с расположенным:на них нагревательным элементом 2. Нагревательные элементы 2 образуют нагреваемый объем 3 или рабочую камеру 4.

В зависимости от условий работы электроды

1 выполняют из металла или графита, а нагревательный элемент 2 — из углеродной тканой ленты, жгута, нити и т. п.

При эксплуатации предлагаемого малоинерционного нагревательното устройства с по . мощью механизма перемещения (не показан) приводят в движение натревательный элемент и подают на электроды на пряжение переменного или постоянного электрического тока, которое регулируют в зависимости от требуемой тем пер атуры.

Пример 1. Рулон,графитированной углеродной ленты ЛВГ-250, имеющей ширину

40 мм, толщину 0,8 мм и сопротивление 5 ом/

/метр погонный, заряжают в устройство, показанное на фиг. 2, и одним концом закрепляют в протяжном механизме. Задают ско. рость перемещения ленточного нагревательного элемента 250 м/час. Выключают водяное охлаждение электродов 1 и подают на них напряжение 180 в переменного тока. При силе тока в общей цепи 300 а температура нагревателя 300 С, а температура в нагреваемом объеме 3 — 2800 С.

Пр имер 2, Четыре рулона такой же, как в примере 1, графитированной углеродной ленты заряжают в устрой ство, показанное на фиг. 4 и 5. Концы лент с одной стороны устройства заправляют в протяжный механизм, включают охлаждение электродов 1 и подают на фазные электроды на пряжение 100 в пере10

4 менного тока. При силе тока 200 а и скорости движения лент 140 м/час температура нагревателей 2 1800 С.

Увеличивают напряжение до 160 в, а внутрь рабочей камеры 4 вводят графитовый стержень. Через 5 мин температура стержня

2900 С при температуре нагревателей 3100 С, Выполнение нагревательного элемента разомкнутым позволяет полностью устранен rb прекращение работы устройства из-за износа нагревательного элемента, который непрерывно наращивается новыми участками.

При этом, регулируя скорость перемещения нагревательного элемента через устройство, можно обеспе гить безостановочную работу устройства даже при использованиями нагревательного элемента с очень малым сроком службы. В этом случае время нребывания нагревательного элемента в устройстве не должно превышать его срок служоы в данной среде при заданной температуре.

Достаточная надежность работы устройства достигается, если время работы нагревательного элемента равно 0,5 — 0,8 его срока службы в неподвижном состоянии в заданных условиях, хотя возможна работа с и опользованием 90 — 95% ресурса нагревательного элемента.

Образование нагревательным элементом по меньшей .мере пары параллельных, движущихся во встречном направлен ии участков позволяет в заключенном между нимри объеме взаимно компенсировать неоднородность теплового поля единичного нагревательного элемента и значительно улучшить условия нагрева.

Выполнение нагревательного устройства таким образом, что две пары перпендикулярно расположенных нагревательных элементов ооразуют рабочую камеру, позволяет избежать необходимости (при определенном увеличении тепловых потерь) изготавливать корпус устройства, выдерживающий температуры до

3000 С, так как в данном случае движущиеся нагреватели вы по.»няют роль корпуса рабочей камеры, причем корпуса, заменяемого по мере износа.

В случае применения в качестве нагревательного элемента углеродных волокнистых матер иалов устройство позволяет создать малотабаритные (в том числе и лабораторные) печи с рабочей температурой до 3000 С, обеспечивающие заданную температуру в течен ие любого времени в различной газовой атмосфере (в том числе и агрессивной) .

Работа предлагаемого устройства практически безинерционная во всем диапазоне рабочих температур. Малоинерц ионная работа устройства обусловлена принципом непрерывной замены нагревательного элемента, возможностью изготовления нагревательных элементов с малой массой IH вьгсо кой поверхностью теплоотдачи, а также возможностью выполнения рабочей камеры из движущихся нагревательных элементов.

527032

Риг 7

lPue Г

Формула изоб ретения

1. Нагревательное устройство, содержащее по меньшей мере один гибкий нагревательный элемент, например ленту, установленный с возможностью перемещения относительно электродов, служащих на првляющими элементами механизма перемещения, от л и ч а ю щее с я тем, что, с целью повышения срока службы устройства за счет непрерывной замены нагревательного элемента, нагревательный элемент выполнен разомкнутым.

2. Нагревательное устройство ло п. 1, о тл ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения равномерности нагрева, оно содержит не менее пары параллельно расположенных участков нагревательного элемента, образующих между собой нагреваемый объем и перемещающихся во встречных направлениях.

3. Нагревательное устройство по и. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что указанные участки образованы одним общим нагревательным элементом.

4. Нагревательное устройство по п. 2, отл ич а ю щее с я тем, что указанные участки образованы парой нагревательных элементов.

5. Нагревательное устройство по п п. 1 и 2, о тл и ч а ю щ ее с я тем, |что оно содержит две пары перпендикулярно расположенных нагревательных элементов, образующих рабочую камеру.

15 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1. Патент Ан глии ¹ 1124151, кл. Н5Н, 1969.

2. Патент ФРГ № 2007593.8, кл. 44Ai

19/42, 1970 (прототип).