Плоский электронагреватель

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗО РЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 0 10777 (21) 2561401/24-07 (51) М, Кл.2 Н 05 В 3/26 с присоединением заявки Мо(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий71) Заявитель титут горного дела 54) ПЛОСКИЙ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕ ни- оче ия и теп окопровоих грани- термичеспри быст- Зо. Изобретение относится к области электротермии и может быть использовано для нагрева, сушки и обжига различных изделий и материалов, а 5 также разрушения горных пород и руд инфракрасным излучением высокой интенсивности.Известны плоские электронагреватели, предназначенные для сушки, нагреО ва и обжига различных изделйй и материалов в электрических печах и на открытом воздухе.Они содержат основание из неэлектропроводной керамики, и токопроводящйй слой из металла или электро- проводной композиции, например керамики, в состав которой введен материал основания ЦиИЭти нагреватели достаточно эффек р тивно работают при невысоких (доР700-800 Д) температурах. В высоко- температурном (свыше 1000 Д) режиме из-за значительной разницы коэффи" циентов линейного расширенлопроводности материалов тдящего слоя и основания наце возникают значительныекие напряжения, особеннором разогреве, От воздейс напряжений нагреватели быстро выходят из строя.Цель изобретения - повышение надежности и долговечности работы электронагревателя в высокотемпературном режимеЭто достигается тем, что токопроводящий рабочий слой электронагревателя выполнен с плавно увеличивающимся в направлении от рабочей поверхности к основанию сопротивле ем. В состав токопроводящего раб го слоя введен материал подложки в концентрации, плавно увеличивающейся в направлении от рабочей поверхности к основанию. На рабочую поверхность токопроводящего слоя нанесено покрытие из жаростойкого электро- изоляционного материала с высокой степенью черноты, например из нитрита бора.На чертеже показан продольный осевой разрез электронагревателя.На основание 1 из электроизоляционного материала, например шамота, нанесен токопроводящий слой 2, например, из карбида кремния (до температуры 1300 д ) или дисилицида молибдена (до температуры 1600 Д). Вторцах основания 1 установлены токо- проводящие шины 3 с гнездами 4, н которые входят разъемы 5. На рабочую поверхность токопроводящего слоя 2 нанесено покрытие б иэ жаростойкого электроизоляционного материала с высокой степенью черноты, например из нитрида бора. С нерабочей стороны в тело основания 1 запрессованы крепежные шпильки 7 с резьбой . Токопроводящий слой 2 выполнен с плавно увеличинающимся в направлении от рабочей поверхности к основанию электрическим сопротивлением, например, по экспоненциальному закону.При подаче тока на слой 2 поверхность его из-эа малого сопротивления быстро разогревается до высокой рабочей температуры. По мере удаления от рабочей поверхности внутрь слоя 2 температура плавно уменьшается до температуры основания 1 из-за плавного возрастания сопротивления слоя, Таким образом, опасные термические напряжения не возникают ввиду отсутствия большого градиента температур между токопроводящим слоем 2 и основанием 1. Благодаря этому раз - рушения слоя 2, выпучивания и отрыва его от основания не наблюдается.Плавное изменение электрического сопротивления токопроводящего слоя получают добавлением в его состав материала основания со все возрастающей концентрацией. Этим же достигается плавное изменение коэффициента теплового расширения.Одним из возможных способов получения нагревателя с изменяющимся по толщине сопротивлением является последовательное нанесение тонких слоев смеси сухих или увлажненных порошкообразных компонентов на электротеплоизоляционное основание. При этом концентрация токопроводящегокомпонента в смеси плавно изменяется от слоя к слою. Плавность изменения электрического сопротивления наг.ревателя при такой технологии изготовления будет зависеть от числаслоев, В зависимости от требованийк нагревателям число слоев должносоставлять от 10 .до 20, при этомконцентрация проводящего компонента в каждом слое изменяется на 5- 10; Покрытие б позволяет увеличитьлучистую теплоотдачу с рабочей поверхности нагревателя и повысить безопасность обращения с ним.Электронагренатели можно собиратьв панели со значительной поверхностью нагрева, электрически соединяя их между собой разъемами 5. Приэтом шпильками 7 нагреватели крепятк базовому щиту.0Предлагаемый плоский электронагренатель позволяет значительно повысить надежность и долговечностьработы его в высокотемпературномрежиме при создании печей, обжиговыхи сушильных камер, а также рабочих 15 органов горных машин с генераторамиинфракрасного излучения.Формула изобретения1. Плоский электронагреватель,содержащий электроизоляционное основание и нанесенный на него токопроводящий слой из композиционного 5 материала, в состав которого введенматериал основания, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения надежности и долговечности работы в нысокотемпературном режиме,токопроводящий слой выполн ен с плавно увеличивающимся в направленииот рабочей поверхности к основаниюэлектрическим сопротивлением.32. Электронагреватель по п. 2,отли чающий ся тем, чтоуказанное увеличение сопротивлениятокопроводящего слоя выполнено введением в него материала основания вконцентрации, плавно увеличивающейся в направлении от рабочей поверх ности к основанию.3. Электронагреватель по пп. 1и 2, отличающий с я тем,что поверх токопроводящего слоя нанесено покрытие из материала с вы сокой степенью черноты, например изнитрида бора.Источники информации,принятые во внимание при экспертиз 50 о 1. Патент Англии Р 1416591,кл. Н 05.В 3/10, 1975. 2. Заявка Франции Р 2252723,кл, Н 05 В 3/14, 1975.иал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная Заказ 3491/51 Тираж 885 ЦНИИПИ Государственного по делам изобретениЯ 113035, Москва, Ж, РПодписикомитета СССРи открытийушская наб., д. 4/5