Электрический нагреватель
Предлагаемое техническое решение относится к области электротехники и может быть использовано, например, для более эффективного разогрева вагонов со смерзшим грузом, а также при создании электрических нагревателей, имеющих более высокую эксплуатационную надежность. Электрический нагреватель содержит несущую конструкцию, выполненную в виде металлической пластины прямоугольной формы с загнутыми продольными краями и электроизоляционного слоя, расположенного между загнутыми краями на внутренней поверхности металлической ленты, крепежные элементы, выполненные в виде металлических уголков с выступами, подвижно установленных своими выступами в продольных прорезях металлической пластины и подпружиненных друг относительно друга пружинами, закрепленными своими концами на корпусах металлических уголков крепежных элементов, соединительные пластины, закрепленные на крепежных элементах, нагревательные ленты, расположенные на свободной поверхности электроизоляционного слоя несущей конструкции и попарно подсоединенные своими соответствующими концами к соответствующим соединительным пластинам и электроконтактные шины, закрепленные своими концами на свободных концах нагревательных лент. Технический результат, достигаемый предлагаемым техническим решением, заключается в исключении разрывов сварных соединений концов нагревательных лент с соединительными пластинами, жестко закрепленными на несущей конструкции и в расширении арсенала технических средств.
Предлагаемое техническое решение относится к области электротехники и может быть использовано, например, для более эффективного разогрева вагонов со смерзшим грузом, а также при создании электрических нагревателей, имеющих более высокую эксплуатационную надежность.
Аналогичные технические решения известны ст., например, авторское свидетельство СССР №423261, которое содержит:
- электроизоляционное основание;
- соединительные пластины, закрепленные на электроизоляционном основании;
- нагревательные ленты, расположенные на электроизоляционном основании и подсоединенные попарно своими соответствующими концами к соответствующим соединительным пластинам, образующими зигзагообразную форму соединения нагревательных лент;
- электроконтактные шины, закрепленные своими концами на свободных концах нагревательных лент.
Общими признаками выше охарактеризованного аналога и предлагаемого технического решения являются:
- основание;
- соединительные пластины;
- нагревательные ленты, расположенные на основании и подсоединенные попарно своими соответствующими концами к соответствующим соединительным пластинам, образующими зигзагообразную форму соединения нагревательных лент;
- электроконтактные шины, закрепленные своими концами на свободных концах нагревательных лент.
Известно также аналогичное техническое решение см., например, авторское свидетельство СССР №692116, которое содержит:
- электроизоляционное основание;
- соединительные пластины, установленные и закрепленные на электроизоляционном основании;
- нагревательные ленты, расположенные на электроизоляционном основании и подсоединенные попарно своими соответствующими концами к соответствующим соединительным пластинам, образующими зигзагообразную форму соединения нагревательных лент;
- электроконтактные шины, закрепленные своими концами на свободных концах нагревательных лент.
Общими признаками вышеприведенного аналога и предлагаемого технического решения являются:
- основание;
- соединительные пластины;
- нагревательные ленты, расположенные на основании и подсоединенные попарно своими соответствующими концами и соответствующим
соединительным пластинам, образующими зигзагообразную форму соединения нагревательных лент;
- электроконтактные шины, закрепленные своими концами на свободных концах нагревательных лент.
Известно также аналогичное техническое решение см., патент Российской Федерации №2128892, которое взято в качестве прототипа и которое содержит:
- несущую электроизоляционную конструкцию;
- крепежные элементы, установленные и закрепленные на несущей электроизоляционной конструкции;
- соединительные пластины, закрепленные на крепежных элементах;
- нагревательные ленты, попарно подсоединенные своими соответствующими концами к соответствующим соединительным пластинам, образующими зигзагообразную форму соединения нагревательных лент;
- электроконтактные шины, закрепленные своими концами на свободных концах нагревательных лент;
- защитные экраны, установленные по обе стороны от ряда крепежных элементов.
Общими признаками прототипа и предлагаемого технического решения являются:
- несущая конструкция;
- крепежные элементы, установленные на несущей конструкции;
- соединительные пластины, закрепленные на крепежных элементах;
- нагревательные ленты, попарно подсоединенные своими соответствующими концами к соответствующим соединительным пластинам, образующими зигзагообразную форму соединения нагревательных лент;
- электроконтактные шины, закрепленные своими концами на свободных концах нагревательных лент.
Технический результат, который невозможно достичь ни одним из выше охарактеризованных аналогов заключается в исключении разрывов сварных соединений концов нагревательных лент с соединительными пластинами, жестко закрепленными на несущей конструкции и в расширении арсенала технических средств.
Причиной невозможного достижения технического результата, указанного выше является то, что сложившаяся практика при создании электрических нагревателей предусматривает, как правило, сварные соединения концов нагревательных лент с соединительными элементами, жестко соединенными, например, через крепежные элементы или непосредственно с корпусом несущей конструкции, приводящими в процессе эксплуатации к разрыву нагревательных лент в местах сварных соединений, а вопросам, связанным с предотвращением подобных разрывов должного внимания не уделялось.
Учитывая характеристику и анализ известных аналогичных технических решений можно сделать вывод, что задача по созданию электрических нагревателей, имеющих более высокую эксплуатационную надежность, является актуальной на сегодняшний день.
Технический результат, указанный выше достигается тем, что в электрическом нагревателе, содержащем несущую конструкцию, крепежные
элементы, установленные на несущей конструкции, соединительные пластины, закрепленные на крепежных элементах, нагревательные ленты, попарно подсоединенные своими соответствующими концами к соответствующим соединительным пластинам, образующими зигзагообразную форму соединения нагревательных лент и электроконтактные шины, закрепленные своими концами на свободных концах нагревательных лент: - крепежные элементы подвижно установлены своими выступами, выполненными в нижней части крепежных элементов, в прорезях, выполненных в несущей конструкции, или крепежные элементы подвижно установлены своими выступами, выполненными в нижней части крепежных элементов, в прорезях, выполненных в несущей конструкции и подпружинены друг относительно друга.
Установка крепежных элементов, как указано выше или их установка и выполнение крепежных элементов подпружиненными друг относительно друга позволяет при подключении источника переменного напряжения к электроконтактным шинам осуществить нагревание нагревательных лент, которые обеспечивают нагревание, прилегающего к поверхностям нагревательных лент окружающего пространства и нагревание, близ расположенных конструкций.
При этом продольные деформации, возникающие в процессе периодических нагревании и охлаждении нагревательных лент, приводят к смещению крепежных элементов, установленных своими выступами в прорезях несущей конструкции, а наличие пружин, подсоединенных своими концами к крепежным элементам, обеспечивает плавное и равномерное смещение крепежных элементов, что, в конечном итоге приводит к компенсации продольной деформации нагревательных лент, исключая, тем самым, разрывы нагревательных лент в области сварных соединений концов нагревательных лент с соединительными пластинами. В чем и проявляется достижение технического результата, указанного выше.
Предлагаемый электрический нагреватель поясняется нижеследующим описанием и чертежом, на котором представлена конструкция электрического нагревателя.
Электрический нагреватель содержит:
- несущую конструкцию, выполненную в виде металлической пластины - 1 прямоугольной формы с загнутыми продольными краями - 2, в одну из сторон относительно ее плоскости (второй загнутый конец на чертеже е обозначен) и электроизоляционного слоя - 3 (минеральная вата: МКРВ), расположенного между загнутыми краями - 2, на внутренней поверхности металлической пластины - 1;
- крепежные элементы - 4, 5, выполненные, например, в виде металлических уголков с выступами - 6, 7, 8, 9, выполненными в нижней части крепежных элементов - 4, 5 (в виде надрезанных по продольной оси краев одной из сторон металлических уголков и отогнутых перпендикулярно надрезанными частями в сторону их внешних поверхностей) и подвижно установленных своими выступами 6, 7, 8, 9 в продольных прорезях - 10, 11, 12, 13, выполненных в области поперечных краев металлической пластины - 1 несущей конструкции, расположенных своими внутренними поверхностями свободных боковых сторон параллельно друг другу и параллельно поперечным
краям металлической пластины - 1 несущей конструкции и подпружиненных друг относительно друга пружинами 14, 15, закрепленных своими концами на корпусах металлических уголков крепежных элементов - 4, 5;
- соединительные пластины - 16, 17, 18, 19, закрепленные посредством электроизоляционных прокладок - 20, 21 и (не приведенных на чертеже) болтовых соединений электроизоляционных шайб и втулок, установленных в отверстиях соединительных пластин - 16, 17, 18, 19 и в отверстиях металлических уголков крепежных элементов - 4, 5;
- нагревательные ленты - 22, 23, 24, 25, 26 (из нихрома), расположенные на свободной поверхности электроизоляционного слоя - 3 и попарно подсоединенные своими соответствующими загнутыми концами к соответствующим соединительным пластинам - 16, 17, 18, 19 (т.е.:
- второй конец первой нагревательной ленты - 22 и второй конец второй нагревательной ленты - 23 подсоединены посредством сварочного соединения к первой соединительной пластине - 16;
- первый конец второй нагревательной ленты - 23 и первый конец третьей нагревательной ленты - 24 подсоединены посредством сварочного соединения к четвертой соединительной пластине - 19;
- второй конец третьей нагревательной ленты - 24 и второй конец четвертой нагревательной ленты - 25 подсоединены посредством сварочного соединения ко второй соединительной пластине - 17;
- первый конец четвертой нагревательной ленты - 25 и первый конец пятой нагревательной ленты - 26 подсоединены посредством сварочного соединения к третьей соединительной пластине - 18), образующими зигзагообразную форму соединения нагревательных лент - 22, 23, 24, 25, 26;
- электроконтактные шины - 27, 28, закрепленные своими концами на свободных концах нагревательных лент - 22 и 26, т.е. один конец электроконтактной шины - 27, подсоединен, например, посредством сварочного соединения ко второму концу пятой нагревательной ленты - 26, а другой конец электроконтактной шины - 28, подсоединен, например, посредством сварочного соединения к первому концу первой нагревательной ленты - 22;
- узлы крепления несущей конструкции электрического нагревателя, например, к «Г»-образным крючкам стоек (на чертеже «Г»-образные крючки стоек не приведены), выполнены в виде трубок - 29, закрепленных параллельно друг другу и параллельно поперечным краям, на внешней поверхности металлической пластины - 1 несущей конструкции.
Предлагаемый электрический нагреватель работает следующим образом. На «Г»-образные крючки стоек устанавливают трубки - 29 узлов крепления несущей конструкции электрического нагревателя, приводя его в исходное рабочее состояние. К электроконтактным шинам - 27, 28 подключают источник переменного напряжения и нагревают нагревательные ленты - 22, 23, 24, 25, 26, которые обеспечивают нагревание, прилегающего к поверхностям нагревательных лент - 22, 23, 24, 25, 26 окружающего пространства и близ расположенных конструкций. Продольные деформации, возникающие в процессе периодического нагревания и охлаждения нагревательных лент - 22, 23, 24, 25, 26, приводят к смещению крепежных элементов - 4, 5, а вместе с ними и соединительных пластин - 16, 17, 18, 19, через выступы - 6, 7, 8, 9
перемещающиеся в прорезях - 10, 11, 12, 13 металлической пластины -1 несущей конструкции, а наличие пружин - 14, 15, подсоединенных своими концами к крепежным элементам - 4, 5 обеспечивает плавное и равномерное смещение крепежных элементов - 4, 5 и соединительных пластин - 16, 17, 18, 19, что, в свою очередь, приводит к компенсации продольных деформаций нагревательных лент - 22, 23, 24, 25, 26, исключая, тем самым разрывы нагревательных лент - 22, 23, 24, 25, 26 в местах сварных соединений концов нагревательных лент - 22, 23, 24, 25, 26 с соединительными пластинами - 16, 17, 18, 19 и, повышая, таким образом, эксплуатационную надежность предлагаемого электрического нагревателя, поэтому предлагаемый электрический нагреватель займет достойное место среди известных объектов аналогичного назначения.
Электрический нагреватель, содержащий несущую конструкцию, крепежные элементы, установленные на несущей конструкции, соединительные пластины, закрепленные на крепежных элементах, нагревательные ленты, подсоединенные попарно своими соответствующими концами к соответствующим соединительным пластинам, образующими зигзагообразную форму соединения нагревательных лент и электроконтактные шины, закрепленные своими концами на свободных концах нагревательных лент, отличающийся тем, что крепежные элементы подвижно установлены своими выступами, выполненными в нижней части крепежных элементов, в прорезях, выполненных в несущей конструкции, или крепежные элементы, подвижно установленные своими выступами, выполненными в нижней части крепежных элементов, в прорезях, выполненных в несущей конструкции, и подпружинены относительно друг друга.
