Инфракрасный нагреватель

)Б НОБВ 344 тО 3 сОВетскихциАлистическттх Респ увликС У ПАРС ГВЕН О Е ПАТЕНТНОЕЕДОМСТВО СССР ГОСПАТЕНТ СССР а) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ торскому свидетельств 1968(54) ИНФРАКРАС (57) Использован статичесю теппоп тов нонструщии ность изобретения в виде рамы Ме гановпен теппоиэо тиране выпопнены П - образны со чесюи инстиЕым СЕ., Ьнь од по прочности 19 - 347,фф Ъ 4(71) Центральный аэрогндродинатут им Н ЕЖуьовсього(56) Сб "Труды Ш конференцииНАГИ, 1969 с 266 - 272Патент США й 3436524 нл НЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬе инфракрасный нагрев для рочностны испытаний эпеменпетатепьны аппаратов Сущнарнас нагревателя выполнен +ду рамой и иэпучатепями усплционный экран В раме и паэы в которые вкодят Концы б нагревателя 6 илИобрить нкье относитгя к энсперимен ьапьнои те нике ппч теппопрочььостны. стагичеснь,ь испытаний элементов пнстррн цини петатеп нцаппар,зтов в частности ь кьнфрараснььь нагрееатепьным средствам обеспеьиаающигз нагрееание ньнстррцый до Т=1500-1600 ), в течение дпытеыьгнго времени )бопее г =,10 г,ькьн)Гоздание нагреватепьны устройств обеспечивающинагрев испцтываемыонсгрукций до упомянутытемператур является споной пробпемои эспериментапьной те.нии При этом чаще всего идут по пути испопьзаванич рефпентора напраепчющего прчистуьо энергию равномерно рассеиваемую изпучатепчми ео все стороны в ну нном направпенииТ,эиг 1 образом проблема соэданич рефпентора дпч таого нагревэтепч чепчетсч основной поснопьу во многом от него зависит срон спу бы времч непрерывной работы максимальные теппоеье потоьь, создаваемые нагревателем на испытываемом обьенте стоимость нагреватепч и спо+,- ность его онструции стоимость сами испытанийИзвестен инфрараснььй нагреечтепь типа 1 Псодер+ащий ппастинчатрю рагнар на которой рреппены то оподаодц и изопчторы излучатели стапьной рерпе тор с по рцтиег-ь и з серебра установлен н ый с пьмощьн растчжен и боптов на раме В ь ачестве излучателей кьспопьэрютсч еарце вые пампы типа 1 ИОНедостатом известного нагрееатепч чвпчетсч высокач стоимость и ненадеж - ность рефпентора танаг при температуре обьента испытаний =1500 г тецперагура самого рефпентора становится бпиэн.ой пре депьной 1.- 1000 )1 отра нающее понрытие начинает разрушатьсч пооис одит перегрев рефпентора и его оробпение При напичии дефентое на отра н.ающеи поверности а тан же при напичии е атмосфере паров йода, сернисты соединений и др этот процесг происодит еще раньше, частая замена рефлектора тане удоро.ает проведение испытанийИзвестен инфранраснььь 3 нагреватель, содеркащий излучатели системы опаденич рефлектора и излучателейНедостатком ььэвестного нагревателя явлчются спо кность его изготовления и наличие систем еодчного опажденич рефпе- тора, что затрудняет изготовление нагревательной системы большой площади из такик блоков особенно при испытанияк в вакуунлнык камераНаиболее близок к данному изобретению инфранрасныи нагреватель содержа 5 10 15 20 25 30 35 40 45 5 О 55 щий норпус инфргп расные ип,чатепи ерамичесий эран тоноподеодьь и оппенторы подвода падагентаНедостап ом известного нагревателя чвпяегсч то, что температррные попч е обьенте испытании аоспроььаодчтсч сп значительной ппгрешностььо на ре+име нагрева иэ-за наличич неиэыуьающьь эон на повер ности нагревателя а програгиньье ре+имы опа+;деныч праь тичегн и не воспроиэводчтсч из-за невоэмокности интенсивного отвода тепла с поаер ности испытав;эег 1 ой нонструнции При разрушении рефпетора его восстановление ипи замена представляет бопьшие тр раности и нагреватель становитсч непригодным и дапьнейшегзу использованию что существенно удорон ает испцтанич Ь роме того принятач нонстррн цич известного нагреватепч приводит и интенсивному нагреву тоноподводяши= частей излучателей и на, следствие сни и ению масимапьной темпер,зтурц испытанийььепьн изобретения яапчется реепичение сроа сл р. бы нагревателяЦепь достигаетсч тегь что в ььнфрэ расног 1 н,эгрееатепе содеращег 1 н арн ас гепъыэопчционныи эран инфрараснце иэыучатепи тоноподводы и оппекторы дпч подвода падагенга распопо и енные внутри эрэна ипи на внешней повер ности аркас и соединенные с анапаг 1 ьь расположен ныгьи внутри эрана и направпенными на испытываемое издепие арнас выполнен в виде рамы с пазами по перь 1 етру е оторы установлены пру+инные снобь П-образной форгьь одни онцы оторыв одчт в торцы эн рана н арн ас выполнен е виде рамы в гориэонгапьно обращенной наружу попке которой по периметру выпопнены пазы, теппоиэопяционнци эран установлен между рамой и излучателями и выполнен в виде ппиты с фигурныг 1 и торцами е которы также ецпопненц палы распопоенные в одни с пал,эми рамы верти альны к ппосностча нагреватель снабжен П-образными снобами н он цы ь ото ры распо поженьь соответственно в паза рамы и экрана причем нолпенторц подвода;падагента установлены на раме а а энране выпопненц свозные огверстич соединенные с опленторамиНа фиг- 6 представлены с емц иллюстрирующие онструтивное исполнение нагревателяНа фиг 1 предь:тавпена скема нагревателя Инфранрасные излучатели 1 например кварцевые инфра:расные пампы типа КГО, подключены ктокоподеодящинз шинам 2, унрепленным через изоляторы 3 на стой на 4 Стойка 4 представпчет собой прчг оугольный пьст, отагнутыц от г арг эсэ, выг спненнаго в виде р,змы 5 . рэгче нагрееагепч крепчтсч быгтроразьегчные дер+ этепи 6, причем один из дернэтепеьч ззгреппен нэ 5 раме шарнирно 1 аппег,торы 7 дпч подвода п,здагента, напригчер еозда, соедцнены с каналами 8, распопаненньнч внутри эьрэнэ 9 и направпенныгчл нэ испытываемое изделие ОНа фиг Э показано ганстругтивнсе ис - папнение быстроразьеьчного деэч атепч б Он состоит из замг а 10 шарнирно зэь реп,пенного на стойга дер эгепч 11 Б стоьп э= дерФатепеь 1 ьыпапцьцы вырезы ы 1 оп 3 ые 1,г вкодит сипапэч аргчзтурэ дпч подееонэгреватепч Дпч удер,г,энцч замг э в заг рогом папа,.кеньчи игеетсч пружинный фиксатор 12На фиг 5 показана сегчэ г реппеньчч эг рана к раме нэгревэтепч, э так г е сегча стьгновки гче кду собой соседнц нагрвзатепеьч Па перигчетру рамы выпопнены пазы дпч установнц пругинны сноб 13 П-оэрэзнач формы Одни концы сноб водчг д торцы экрана, э другие прц гцгчэют его г рэгче нагревэтепч Скобы устэновпены таг, что ани не выодчт за гэбэрьчты нэгрееэтепч Стык ующие торцы з ранов соседнц нэгре ввтепей выполнены профччпираваннычц, 30 например в виде уступа, прцчегд с одной стороны уступ сдепан нззуаву, а с пратцво папа нноь 1 уступ сцепан внутрьВ качестве варианта испопненчч торцы могут быть выполнены со сг осамИнфракрасный нэгревэтепь работает следующим обраэогПутег.ч нэч эчцч ц цц, ч инцый 1 льд ;-чар 2 открывают загчо 10 Нэгр вэтепь устанавливают тан, чтобы сиповач арматура цс пытательного стенда папапа в вырез дер кагепч 11, поспе чего, отпустив фьч сатор, защепгиванэт заман Прц сборке несколькиг н,згреаэтепей зазор гче+ду саседнигчи нэгревэтепчми не допнен пре вышать 2-3 мм, при этом прафцпцрованные торцы обеспечивают зэдер н,знце теппового патака, излучаемого поверностью обьег га испытаний ь изпучэтепчгчи Подсоедьнчнэт токападводчщце шины 2 к ьчсгачна у напрч женьчя и подают питание на ьчнфрэграсные излучатели 1 Павер ность эг рана 9, обращенная н" изпучатепчгч, начинает быстра нагреватьсч в сипу гаго, что мэтериап эг рана явпяегсч торашцм теппацзопчторогч, при 55 этом горччач повер ность сэма становится источником изпученич Теппавые потери сквозь экран незначцтепьны, так гак коэффициентт теппопровадности теппоьчзопчцчаннаго матерцапа экрана достаточно гчап Ст пе+,цвэнце прагр,эмгчноьч температуры позернасти обь гтэ испытаний нэ ре вице нагрева осуществпчетсч регупьчровэньчем мощности излучателей На рекиме о пэ.кденич гчощность излучателей постепенно уменьшаетсч и при достьч+еньчи значенцч гчощностц, равного нулю, в коллекторы 7 подэетсч пздэгент, например возду; который через ганэпы 8 попадают на поверкнасть обье та ц о па ч дает ее Программное о пэдение ссуществпчется изменением рэ ода воздуз ипи его температуры После з звершенич иэогрэгчгщ испытаний прекрэщэют подачу ваздуа в коллекторы,О ч ьчдэегч,эч эффектцвнасть от внедренцч ьчэобретецьч гча+:ег быть оценена на примере тепловы испытаний конструкции ьодепцч с павер ностью нагрева 2 ОО и Попный обьем испытаний состоит из 500 прагрэгчгчгы ццг пов, нэ фиг 6 изобрэгкен тьчповай прогрэммныц цьчг и, где ретупируег ыгчьч пэрэметрэми чвпчютсч температура испытываемой гансгругции идавление виспытэтепьной гэгчереПроведенные предварительные оценки паг эзывэют, что наиболее оптимапьные нач гревэтепц с ппощэцью нагрева 0,1 и, т,е. дпч обеспеченцч испытаний неаб. Одимэ сисгемз цз 2000 нагревателейНаде н.ность, допговечнасть работы нагревателя опредепчетсч, в оснавном, сроком спу+,бы излучателей и состояниемз ранов, т г в процессе эксплуатации, при гчантз+е, и дегчонтаге, нагревателя, в реэупьтате дпцтепьнай работы в усповияк вы-, соки температур возмокна рвэрушение э рана Выпопненьче каркаса в виде рамы с п м ьц по персичетру, в которы; установлены пру г инные скобы П-образной формы, однцочцы которы водит в торцы экрана, др гие зэфць сиравэны н,з внешней поверхности г арг аса, позвоп чет в случае вычода из страч эг рана достаточно быстро произвести замену его новым и продопчкить испытаний, Сэгчаргас мо+,ет быть использован длитепьное врег чч без замены, тэн квк он защишен от тепповога излучения конструкции и изпгчэтепеьь материалов экрана и работает в атносцтепьно бпагапричтных условиях.Вывод тон аподвОдчщик юнцОВ ьчнфрвкрэсны изпучатепей из эоны нагрева на экран в предложенном нагревателе снижает и:, рабочую тегипера гуру, что позволяет увепччнть максимальную температуру поверзсНОСтЬч ЦСПЫтЫВаЕМай КОНСТРУКЦИИ ДО 1500 - 1663 Епа сравнению с 3100 - 1300 К в , прототипе) 1,рогчв того, зто обеспечивает существенно более равномерное поле тепповога патока па сравнению с прототипом, где имеетсч неиэпучанзщая зона 1 в районетокоподводящих концов иэлучатепей), спе" довательно, попышается точность испытаний,Выполнение эн ранов профипированными исключает воэможность прямого излучения через стыни соседнинагревателей, тем самым снижаются потери мощности и повышается точность воспроиэееденич попей темперагур в конструнцииустановка коллекторов, соединенных с каналами внутри экрана, по эвопяет обеспе чить выполнение программы испытаний во всем диапазоне температур и утем подачи через них части возьмуа, идущего на подьем давпенин в камере на ре+,цме программно го охлаждения При испытания при помощи нагревателей, выпопненны. по семе прототипа, наличие теплоизопяционныэкранов ограничивает во:эмо+ности радиационного теппасьема с поверности обьекта испытаний, Расчеты, выполненные на ЭВМ, показывают, что в этом случае воспроизведение участка охлаждения программы на фиг б воэмо кно топь о до температур 1 ООО 1., в дальнейшем происходит интенсивное нарастание погрешности воспроизведения температур Кроме того, медленное осгыва ние обьен та задерживает начало следующего программного цикла, удлиняет время испытаний и увепичиваег их стоимость. Наличие быстрораэьемны.х держателей10 ускорчет установку и сьем нагревателей настенде и сон.ращает тем самым время испытаний по сравнению с аналогом, где использовано болтовое соединение),Шарнирное закрепление на каркасе ад 15 ного иэ дер+атепей обеспечивает гермокомпенсацию удлинения нагревагеля,снимает с каркаса температурные напряжения и удлиняет срок его службы, что даетдополнительную экономиюКроме того,20 шарнирное зан реппение держателя снижает допусн на неточное изготовление нагревателя и арматуры стенда25излучателями и выполнен в виде плиты с Фигурными торцами, в которых также выполнены пазырасположенные в одних с пазами рамы вертикальных ппоскосгя.к, а ЗО нагреватель снабжен П-образными скобами, концы которых расположены соответственно в пазах рамы и экрана, причем коллекторы подвода хпадагента установлены на раме, а в экране выполнены сквоз ные отверстия, соединенными с коллекторами,б Формула изобретенияИНФРАКРАСНЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ, содержащий каркас, теплоизоляционный экран, инфракрасные излучатели, токоподводы и коллекторы подвода хладагента, отличающийся тем, чтО, с целью увеличения срока службы нагревателя, каркас выполнен в виде рамы, в горизонтальной, обращенной наружу полке которой по периметру выполнены пазы, теппоизопяционный экран установлен между рамой и