Электронагреватель текучей среды

СОЮЭ СоаЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 511 .Н 05 В 3/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ т ОСУДАРСТБЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРГ 10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬТИЙ(71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт электротермического оборудования(56) 1. Каган Н,Б, и др, Электротермическое оборудование для сельскохозяйственного производства, 1980,с.101,2, Патент США 11 3927300,кл. 219 381 ь 1975(54)(57) 1. ЭЛЕКТРОНЛГРЕВАТЕЛЬ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ, содержащий корпус, в котором установлен нагревательный элемент в виде основного модуля из электропроводного материала сотовой струк туры с каналами, перпендикулярными торцам модуля, фазный и нулевой токоподводы которого расположены по торцовым поверхностям модуля, о л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения его безопасности, он снабжен по меньшей мере одним дополнительным идентичным модулем, торцовая поверхность которого с фазным токоподводом примыкает к идентичной поверхности основного модуля, и модули установлены в корпусе, выполненном из электроизоляционного мате" риала, без зазора.2. Электронагреватель по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что электропроводные модули изготовлены из композиционного материала на основе гидрофобной химостойкой пластмассы, преимущественно полиолефинов.Изобретение относится к электротермии и может быть использовано вовсех отраслях народного хозяйствадля нагрева малоэлектропроводных жидких сред, 5Известны и широко применяютсяэлектронагреватели жидких сред (например, воды ) в виде "ТЭН"ов различной конфигурации, в которых корпусомслужит облочка ТЭНа, нагревательным элементом - спираль из нихрома,установленная соосно корпусу, а электронзоляцией - периклаз , заполняющий пространство между оболочкой -корпусом ТЭНа и его нагревательнымэлементом 1,1 1.Преимуществом ТЭНов в качественагревателей жидких сред является ихэлектробезопасность, так как корпусТЭНа находится не под напряжением иобычно занулен.Недостатком электронагревателейподобного типа являются сравнительномаленькие значения отношений удельной теплоотдающей поверхности к единице объема ТЭНа, что при допустимыхзначениях ваттных нагрузок определяет значительную материалоемкостьконструкции,Наиболее близким к предлагаемому 30по технической сущности являетсяэлектронагреватель: текучей среды,содержащий корпус, в котором уста"новлен нагревательный элемент в видемодуля из электронроводного материа.ла сотовой структуры с каналами, перпендикулярными торцам модуля, Фазныйи нулевой токоподводы которого расположены по торцовым поверхностяммодуля 123. 40Недостатком этого электронагревателя является то, что его электробезопасность не достигается при неполном покрытии всей сотовой структуры с токоподводами слоем электроизоляционного материала. Это технически сложно при такой объемной сото.вой конструкции и обуславливаетувеличение материалоемкости и трудоемкости конструкции. , 5 ОЦель изобретения - повышениеэлектробезопасности электронагревателя,Поставленная цель достигается темчто в электронагревателе текучейсреды, содержащем корпус, в котором.установлен нагревательный элементв виде модуля из электропроводногоматериала сотовой структуры с каналами, перпендикулярными( торцам модуля, Фазный и нулевой токоподводыкоторого расположены по торцовымповерхностям модуля, установлен поменьшей мере один дополнительныйидентичный модуль, торцовая поверхность которого с Фазным токоподводомпримыкает к идентичной поверхностиуказанного модуля, и модули установлены в корпусе, выполненном из элект -роизоляционного материала, без зазора,Электропроводные модули могутбыть изготовлены из композиционного материала на основе гидрофобнойхимостойкой пластмассы, преимущественно, полиолефинов.На Фиг. 1 изображен электрона -преватель жидких сред, продольныйразрез; на Фиг.2 - то же, поперечный разрез; на Фиг.З - место токоподвода в стыке модулей,Корпус 1 электронагревателя выполнен из полипропилена (злектроизоляционного материалав Форме цилиндра, На торцовых поверхностях корпусаимеются отверстия с фланцами для подводящих н отводящих трубопроводов.Бнутри корпуса размещены, например,два объемных модуля 2 нз электропроводного композиционного материала наоснове гидрофобной химостойкой пластмассы например, полипропилена ),изготовленных методом литья, Каждыймодуль снабжен множеством одинаковыхканалов 3 1,квадратной формы в сечении ), разделенных стенками 4 равнойтолщины, перпендикулярным торцам модулей 2, Бсе торцовые поверхностистенок каналов металлизированы слоем,достаточным для выполнения функцийтокоподводов 5. Модули размещены вкорпусе 1 без зазоров с боковых сторон и состыкованы между собой таким образом, что каналы одного моду. -ля являются продолжением каналовдругого,Токоподводы 5 в стыке модулей соеди-нены с электроизолированным фазным про -водом 6, проходящим сквозь корпус 1, атокоподводы с внешних торцов модулейсоединены с нулевыми электроизолированными проводами 7, также проходящими сквозь корпус. Работа устройства осуществляется слецчюшим образом,При подаче необходимого напряжения к проводам стенки каналов моду1089 6лей равномерно нагреваются, а от нихнагревается жидкость, протекающая поканалам. Высокоразвитая поверхностьстенок каналов обеспечивает эффективность нагрева, а способ злектрического соединения модулей гарантируетотсутствие выноса потенциала черезстолб входящей и выходящей жидкостидаже при подаче сетевого напряжения220 или 380 В. Внешнюю электроизоляцию обеспечивает корпус из полипропилена.Зазор между модулями и корпусомдолжен отсутствовать, поскольку приналичии зазора между корпусом и 15нагревательным модулем электропроводная жидкость, протекая через зазор,не будет охвачена по контуру электродами нулевого потенциала, расположенными на внешних торцах нагревательных модулей, и в этом случаевозможен вынос потенциала по столбужидкости,Выбор электропроводного композиционного материала на основе гидро-, 25фобной химостойкой пластмассы, например, полиолефинов, в качестве материала для нагревательных модулей объясняется следующим.Технологичностью изготовления из- зо. делий сотовой структуры, так как пластмассы наиболее технологичны всравнении с металлами, электропроводной керамикой и другими материалами,которые. могут быть использованы вкачестве нагревательных элементовготовой структуры. Наиболее перспективным с технологической точки зрения является использование литья под давлением для изготовления нагрева-,тельных элементов на автоматизирован1них литьевых машинах.Химостойкость пластмассы позволяет отказаться от покрытия слоем коррозионностойкого материала с цельюисключения химической коррозии на-.гревательных элементов.Кроме того, химостойкость предлагаемого материала нагревателя, неокисляющегося, например, в нагреваемой воде, препятствует осаждениюслоя накипи, механически прочносвязанного с теплоотделяющей поверхностью нагревателя, что имело быместо в случае использования металлических или керамических нагревателей,не покрытых коррозионно-стойкимслоем,Гидрофобность обеспечивает предотвращение Проникновения нагреваемойжидкости в поры материала и последующее вскипание, ее в этих норах,а следовательно, предотвращаетсяухудшение условий теплообмена этойжидкости с основным ее потоком,свав"нительно низкой стоимостью исходногоматериала и технологического процесса получения из него готовогоизделия на автоматических литьевыхмашинах.Предлагаемая конструкция можетбыть использована в качестве электронагревателя погружения. При помеще-.нии его в емкость с жидкостью верти-.кально осями каналов, циркуляция ивыравнивание температуры при нагревебудут обеспечиваться за счет естественной конвекции жидкости. ВРЧИПИ Заказ 2955/55Тираж 783 Подписное Филиал НПП "Патент",г. Ужгород, ул. Проекткая, 4