Полезная модель рф 70068

Авторы патента:


 

Электронагреватель потока сжатого газа предназначен для нагрева газовых потоков и может быть использован в тех областях техники, где необходим быстрый эффективный нагрев движущегося газа, например, тепловые пушки, фэны и т.д. В частности в области нанесения и формирования покрытий из порошковых материалов, в частности для нанесения меток газодинамическим методом, в частности в импульсном режиме. В соответствии со полезной моделью нагревательный элемент выполнен в виде галогенной лампы, коаксиально закрепленной в гофрированной трубе с зазором между внешней боковой поверхностью лампы и внутренней поверхностью гофрированной трубы, при этом теплоэлектроизолятор размещен в корпусе с зазором, образованным проволокой, навитой на внешнюю поверхность теплоизолятора в виде спирали. 3 з.п.ф, 1 фиг.

Полезная модель относится нагревателям газовых потоков и может быть использована в тех областях техники, где необходим быстрый эффективный нагрев движущегося газа, например, тепловые пушки, фэны и т.д. В частности в области нанесения и формирования покрытий из порошковых материалов, в частности для нанесения меток газодинамическим методом, в частности в импульсном режиме.

Известен электронагреватель потока сжатого газа, выбранный в качестве прототипа (полезная модель RU 13129, МКИ Н05В 3/20), включающий герметичный цилиндрический корпус с входным и выходными отверстиями, установленный в нем коаксиально теплоэлектроизолятор в виде полого цилиндра и нагревательный элемент в виде спирали.

К недостаткам известного устройства следует отнести его сравнительно небольшой ресурс между сменами перегоревших спиралей, т.к. используется электроспираль открытого типа, витки которой непосредственно омываются движущимся газом. Это приводит при нагреве к окислению, охрупчиванию, вытягиванию и перегоранию электроспирали. Замена электроспирали трудоемка и сложна, так как требует разборки устройства и изъятия термоизолятора с последующей укладкой в ней новой электроспирали. Срок службы открытых электроспиралей невелик.

Кроме того нагреватели данного типа не обладают высокой эффективностью, необходимой для работы с нагревом газа в импульсном режиме.

Решаемая техническая задача при создании полезной модели состояла в том, чтобы разработать нагреватель с высокой эффективностью нагревания газового потока, с длительным сроком эксплуатации между ремонтами, с удобной для замены конструктивных элементов конструкцией.

Сущность полезной модели состоит в том, что электронагреватель потока сжатого газа включаюет герметичный цилиндрический корпус с входным и выходными отверстиями, установленный в нем коаксиально теплоэлектроизолятор в виде полого цилиндра и, по крайней мере, один нагревательный элемент. При этом отличительные признаки предлагаемого устройства состоят в том, что электронагреватель

дополнительно снабжен токоподводами и, по крайней мере, одной металлической гофрированной трубой, неподвижно закрепленной внутри теплоэлектроизолятора с зазором между внутренней поверхностью теплоэлектроизолятора и внешней поверхностью гофрированной трубы, а нагревательный элемент выполнен в виде галогенной лампы, коаксиально закрепленной в гофрированной трубе с зазором между внешней боковой поверхностью лампы и внутренней поверхностью гофрированной трубы, при этом теплоэлектроизолятор размещен в корпусе с зазором, образованным проволокой, навитой на внешнюю поверхность теплоизолятора в виде спирали, являющейся дистанцирующим элементом, при этом выходное отверстие расположено в одном из торцов корпуса, а входное отверстие расположено на боковой поверхности корпуса у торца с выходным отверстием, при этом галогенная лампа закреплена между подпружиненными токоподводящими контактами, один из которых со стороны выходного отверстия закреплен на срезе гофрированной трубы, а второй совмещен с одним из токоподводов, вмонтированных в торец корпуса, противоположный торцу с выходным отверстием, при этом второй токоподвод электрически соединен с гофрированной трубой, при этом торец с токоподводами смонтирован в корпусе с возможностью разъединения, а теплоэлектроизолятор плотно прилегает к торцу с выходным отверстием.

В частном случае гофрированная труба может быть выполнена из нержавеющей стали.

В частном случае теплоэлектроизолятор может быть выполнен из керамического материала.

В частном случае гофра в гофрированной трубе может быть выполнена продольной или поперечной, или спиралевидной.

Технический результат состоит в том, что был создан нагреватель с высокой эффективностью нагревания газового потока, с длительным сроком эксплуатации между ремонтами, с удобной для замены конструктивных элементов конструкцией.

Технический результат достигается за счет того, что:

1. В качестве источника нагрева использована галогенная лампа накаливания линейного типа, преимущества использования которой в качестве нагревателя состоят в том, что для галогенных ламп характерны следующие характеристики:

- вырабатывает тепловую и световую энергию;

- цветовая температура излучения до 3200°К;

- температура поверхности кварцевой колбы до 500°С;

- высокая эффективность преобразования электрической энергии в световую;

- высокая стабильность светового потока;

- высокий ресурс работы;

- небольшие габариты;

- простота и удобство замены лампы;

- выпускается промышленностью различной мощности;

- плавное изменение свечения;

- срок службы галогеновой лампы не менее 3000 часов.

2. В качестве нагревательного элемента сжатого газа воспринимающего излучение использована тонкостенная гофрированная трубка из нержавеющей стали. Преимущества такого использования состоят в том, что:

- гофра увеличивает площадь поверхности воспринимаемого лучистого потока;

- турбулизирует протекающий вдоль ее внутренней и внешней поверхности поток сжатого газа;

- улучшает конвективно-лучистый теплообмен между поверхностью колбы галогеновой лампы, гофрой, газом и керамическим теплоизолятором;

- нагревается за счет излучаемой лучистой энергии лампы до 800°С;

- отсутствует окисление гофрированной поверхности;

- является проводником электрического тока;

- выпускается промышленностью различного диаметра и длины;

3. В качестве тепло и электроизолятора использована керамическая труба Преимущества такого использования состоят в том, что:

- малый коэффициент теплопроводности;

- уменьшает потери тепла;

- является диэлектриком;

- выпускается промышленностью различного диаметра, толщины и длины.

4. В качестве канала течения подводимого газа используется спиралевидный канал, образованный внутренней поверхностью корпуса, внешней поверхностью керамической трубки и навитой на керамическую трубу проволокой. Преимущества такого использования состоят в том, что:

- равномерное обтекание поверхности керамической трубки и внутренней поверхности металлического корпуса;

- улучшенный теплосъем с поверхности керамической трубки;

- охлаждение внешнего корпуса устройства;

- центрирование керамической трубки и внешнего корпуса относительно друг друга.

Сущность изобретения поясняется фиг.1, где представлен общий вид устройства. Устройство содержит входной патрубок 1 подачи сжатого газа, подсоединенный к входному отверстию, корпус 2, керамическую трубку 3, гофрированную трубку 4, навитую проволоку 5, галогеновую лампу 6, заглушка 7, образующую торец корпуса противоположный торцу с выходным отверстием, токоподводы 8, пластина 9 электроконтакта, выходное отверстие 10.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Газ под давлением по входному патрубку 1 поступает в полость зазора образованного корпусом 2, керамической трубкой 3 и по винтовому каналу, образованному стенками корпуса 2, керамической трубы 3 и навитой на нее по спирали проволоки 5 поступает во входную проточную часть. Далее сжатый газ движется по зазорам образованными стенками гофрированной трубки 4, внутренней стенкой керамической трубки 3 и внешней стенкой галогеновой лампы 6 и через выходное отверстие истекает во внешнюю среду. При подаче напряжения на электроконтакты 8 герметично вмонтированные в тепло и электроизоляционную заглушку 7, протекающий по гофрированной трубке 4, пластине 9 электроконтакта, вольфрамовой спирали галогеновой лампы 6 ток замыкает электрическую цепь, вызывая свечение галогеновой лампы 6. Лучистая и тепловая энергия светящейся вольфрамовой нити галогеновой лампы 6 нагревает кварцевую колбу лампы, гофрированную трубку 4 и внутреннюю поверхность керамической трубки 3. Протекающий по зазорам перечисленных элементов газ снимает с них тепло, нагревается и истекает через выходное отверстие 10 в окружающую среду. Температура нагретого газа на выходе из устройства зависит от мощности и количества галогеновых ламп 3, подводимой электрической энергии и расхода подаваемого газа.

Примеры.

Снимаем заглушку 7, вставляем в гофрированную трубку 4 до соприкосновения с пластиной 9 электроконтакта галогеновую лампу 6 мощностью 1,5 квт. Ставим заглушку 7 на место. Устройство готово к работе. Подаем на входной патрубок 1 газ /воздух/ под давлением 8 атм с расходом 3 г/сек. Подключаем электроконтакты 8 к сети переменного тока напряжением 220 в. Выход на стационарный тепловой режим происходит в течение 10-15 сек. Достигаемая температура газа /воздуха/ составляет 350°С.

Помещаем в устройство три галогеновых лампы 6 по 1,5 квт каждая. Подаем на входной патрубок 1 газ /воздух/ под давлением 6 атм с расходом 10 г/сек. Подключаем к сети переменного тока напряжением 220 в. Через 10-15 сек достигаем температуры 350°С на выходе из выходного отверстия 10. Для уменьшения температуры газа подаем пониженное напряжение. В этом случае температуру нагреваемого газа можно плавно варьировать в пределах от температуры входа до 350°С при постоянном расходе газа.

1. Электронагреватель потока сжатого газа, включающий герметичный цилиндрический корпус с входным и выходными отверстиями, установленный в нем коаксиально теплоэлектроизолятор в виде полого цилиндра и, по крайней мере, один нагревательный элемент, отличающийся тем, что электронагреватель дополнительно снабжен токоподводами и, по крайней мере, одной металлической гофрированной трубой, неподвижно закрепленной внутри теплоэлектроизолятора с зазором между внутренней поверхностью теплоэлектроизолятора и внешней поверхностью гофрированной трубы, а нагревательный элемент выполнен в виде галогенной лампы, коаксиально закрепленной в гофрированной трубе с зазором между внешней боковой поверхностью лампы и внутренней поверхностью гофрированной трубы, при этом теплоэлектроизолятор размещен в корпусе с зазором, образованным проволокой, навитой на внешнюю поверхность теплоизолятора в виде спирали, являющейся дистанцирующим элементом, при этом выходное отверстие расположено в одном из торцов корпуса, а входное отверстие расположено на боковой поверхности корпуса у торца с выходным отверстием, при этом галогенная лампа закреплена между подпружиненными токоподводящими контактами, один из которых со стороны выходного отверстия закреплен на срезе гофрированной трубы, а второй совмещен с одним из токоподводов, вмонтированных в торец корпуса, противоположный торцу с выходным отверстием, при этом второй токоподвод электрически соединен с гофрированной трубой, при этом торец с токоподводами смонтирован в корпусе с возможностью разъединения, а теплоэлектроизолятор плотно прилегает к торцу с выходным отверстием.

2. Электронагреватель по п.1, отличающийся тем, что гофрированная труба выполнена из нержавеющей стали.

3. Электронагреватель по п.1 или 2, отличающийся тем, что теплоэлектроизолятор выполнен из керамического материала.

4. Электронагреватель по п.1, или 2, или 3, отличающийся тем, что гофра в гофрированной трубе выполнена продольной, или поперечной, или спиралевидной.



 

Похожие патенты:
Наверх