Электронагреватель взрывозащищенный (варианты)

 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к управляемому электротехническому оборудованию, и может быть использовано для обогрева взрывоопасных технологических и бытовых помещений категории В-1, В-1а, В-1г, а также шкафов КИПиА, кабин спецагрегатов, трубопроводов, емкостей, для нагрева принудительно движущихся воздушных сред. Технический результат заключается в повышении удобства при эксплуатации, эксплуатационной надежности и безопасности во взрывоопасных условиях при температурах до 300°С за счет придания монолитности и повышения герметичности нагревательных элементов, а значит - и нагревательных пластин, снижения риска пробоя изоляции, исключения трещин и разрывов электрической проводников и значительного снижения риска замыкания электронагревательного элемента, за счет обеспечения управлением тепловым и временным режимами с помощью блока управления. Сущность: электронагреватель содержит защитный кожух 1 с перфорационными отверстиями 2, установленные внутри него нагревательные пластины 3, соединительную коробку 4 для электрического соединения выведенных из пластин выводов 5 нагревательных элементов и блок управления 6, например, состоящий из системы терморегулирования и из системы термоограничения. Нагревательная пластина 3 выполнена из двух герметично соединенных оболочек 7 и 8, между которыми размещен один нагревательный элемент (по второму варианту фиг.3) или по меньшей мере два нагревательных элемента (по первому варианту фиг.2). Оболочки 7 и 8 в нагревательной пластине по обоим вариантам (фиг.4) могут быть выполнены или в виде одинаковых по конфигурации металлических листов (фиг.4 рис.б и в) или различной конфигурации (фиг.4 рис.а и г), жестко связанные друг с другом посредством сварки, например, точечной или контактной, или завальцовки 12. Перед соединением по периметру оболочки наносят термостойкий герметик 13. Нагревательный элемент, размещаемый между указанными оболочками, выполнен в виде нагревательного пакета 14, состоящего из нагревательной проволоки 15, в преимущественном варианте, прямоугольного сечения, намотанной на миканитовую или слюдопластовую пластину 16, в последующем пропитанную связующим, и сверху обрамленную по меньшей мере, одним слоем миканитовой или слюдопластовой пластины 17, выполняющим функцию электроизоляции, и термообработанную горячим прессованием (обычно при температуре +500°С в течение 1,5 мин). Возможно также размещение поверх пакета оболочки 18 из одного или двух слоев слюдобумаги, пропитанной указанным выше связующим (во всех вариантах). В нагревательной пластине 3 между оболочками по второму варианту размещены по одному нагревательному пакету 14, а по первому варианту - в одной плоскости на расстоянии 19 друг от друга, по меньшей мере, два нагревательных пакета 14. А пустоты внутри нагревательной пластины 3 по всем вариантам заполнены термостойким герметиком 20. При этом указанные оболочки по первому варианту в зоне указанного расстояния 19 между пакетами 14 имеют дополнительное соединение 21 друг с другом посредством сварки. А выводы 5 нагревательного элемента (проволоки), заключенные во фторопластовую трубку 22, через соединительную коробку 4 соединены с блоком управления 6. Нагревательная пластина 3 зафиксирована в кожухе 1 (с возможностью ее замены) посредством жесткого или подпружиненного закрепления противоположных торцев 23 и 24 пластины в пазах 25 соединительной коробки 4 и в пазах 26 оппозитно установленного относительно этой коробки вспомогательного элемента 27. Блок управления 6 соединен с соединительной коробкой 4 и может быть жестко закреплен на защитном кожухе 1 (причем в преимущественном варианте блок управления 6 размещен на защитном кожухе 1 в наименее нагреваемой зоне) или может быть размещен автономно от кожуха 1 на электрическом кабеле (на чертеже не показан), соединяющим соединительную коробку 4 с блоком управления 6. Блок управления может состоять, например, из системы терморегулирования и системы термоограничения. Система терморегулирования блока управления, выполняющая функцию теплового предохранителя, обеспечивающего возвращение нагревателя самостоятельно в исходное состояние, функционально состоит из датчика 28 температуры, регулятора 29 температуры, исполнительного устройства 30. Система термоограничения блока управления, выполняющая функцию теплового предохранителя, не обеспечивающего возвращение нагревателя самостоятельно в исходное состояние, функционально состоит из датчика 31 температуры, регулятора 32 температуры, цепи самоблокировки 33, исполнительного устройства 34, или состоит из датчика 35 температуры, регулятора 36 температуры, цепи 37 токов утечки, устройства защитного отключения 38. 2 н.п. ф-лы; 22 з.п. ф-лы; 5 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к управляемому электротехническому оборудованию, и может быть использовано для обогрева взрывоопасных технологических и бытовых помещений категории В-1, В-1а, В-1г, а также шкафов КИПиА, кабин спецагрегатов, трубопроводов, емкостей, для нагрева принудительно движущихся воздушных сред в системах вентиляции, в тепловентиляторах и для подогрева твердых, жидких, газообразных продуктов в емкостях.

Известен электронагреватель, работающий по принципу электроконвектора, содержащий нагревательные секции, вертикально установленные в защитном кожухе с зазором между ними и выполненные из каркаса в виде упругой пластины с наложенным на нее электроизолятором из мягкого и объемного материала и навитой с натягом поверх изоляционного материала нагревательной лентой - нагревательной проволоки (Патент РФ N 2070692, 20.12.1996).

Однако такая конструкция не отвечает требованиям взрывозащиты, т.к. нагревательные секции сверху открыты, что создает опасность заполнения свободных объемов и пустот внутри нагревательных секций взрывоопасной смесью, которая при ненормальных режимах работы электронагревателя (пробой изоляции, трещины и разрывы в электропроводах и электрических соединителях) может воспламениться от искр.

Также известны электронагреватели взрывозащищенные марок ОВЭ-4К и ОВЭ-4 (Обогреватель электрический взрывозащищенный ОВЭ-4 МИКМ.681932.005ТУ, выпускается ООО «Общемаш» г.Пересвет), которые представляют собой стационарный сухой электрорадиатор напольного типа с тремя трубчатыми нагревательными элементами - ТЭН. Каждый ТЭН заключен в оребренную стальной лентой стальную трубу 22 мм с толщиной стенки 3 мм. Концы труб герметично вварены в отверстия стоек корпуса. Токоподводящие шпильки ТЭН выходят в полости, образованные кожухами из стальной трубы Ж 133 мм с толщиной стенки 6 мм, приваренными с одной стороны герметичным швом к стойкам, а с другой стороны имеющими резьбу M125, в которую ввинчиваются крышки. Крышки, стальные кожуха, стойки корпуса и оребренные элементы образуют взрывонепроницаемую оболочку. Температура взрывонепроницаемой оболочки обогревателя в точке максимального разогрева не превышает 200°С, что исключает возможность воспламенения взрывоопасной смеси, которая может образоваться в отапливаемом помещении. Напряжение питания трехфазной сети 380 В подводится пятижильным кабелем (однофазной сети 220 В трехжильным) через вводное устройство. Кабель подводится непосредственно к зажимам нагревательных элементов. Нагревательные элементы зафиксированы от продольного перемещения с помощью втулки из кремнеорганической резины.

Однако указанный известный нагреватель является технологически неудобным в эксплуатации ввиду отсутствия возможности простой операции по замене тена, т.к. труба последнего приварена.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по назначению является электронагреватель взрывозащищенный (Патент РФ 28420 на полезную модель, от 18.06.2002), включающий плоскую нагревательную пластину, выполненную в виде размещенного между металлическими оболочками нагревательного элемента, заключенного в электроизоляцию, и клеммное устройство для подключения электронагревательного элемента к питающему кабелю (соединительную коробку), причем клеммное устройство выполнено в коробке в виде скобы, концы которой отформованы так, что образуют отверстие для ввода кабеля в виде разрезанного по образующей полого цилиндра, а для зажима кабеля использован хомут в месте его ввода. Однако указанный известный электронагреватель не обеспечивает высокую эксплуатационную надежность во взрывоопасных условиях, т.к. у него отсутствует блок управления, который бы контролировал нештатные режимы работы нагревателя. Это может привести к аварийной ситуации. Кроме того, этот нагреватель характеризуется недостаточной эксплуатационной надежностью, ввиду возможной потери герметичности нагревательной пластины из-за конструктивных особенностей, не предусматривающих многократные степени защиты. Вместе с этим, указанный электронагреватель имеет низкий температурный класс (до +135°С), что ограничивает область его применения.

Единый технический результат, достигаемый предлагаемыми вариантами полезной модели, заключается в повышении удобства при эксплуатации, эксплуатационной надежности и безопасности во взрывоопасных условиях при температурах до 300°С за счет придания монолитности и повышения герметичности нагревательных элементов, а значит - и нагревательных пластин, снижения риска пробоя изоляции, исключения трещин и разрывов электрической проводников и значительного снижения риска замыкания электронагревательного элемента, за счет обеспечения управлением тепловым и временным режимами с помощью блока управления.

Указанный технический результат достигается предлагаемыми вариантами электронагревателя взрывозащищенного, включающего плоскую или другой конфигурации, отличной от плоской, нагревательную пластину, выполненную в виде размещенного между металлическими оболочками нагревательного элемента, заключенного в электроизоляцию, и соединительную коробку с размещенными в ней выводами нагревательного элемента, при этом по первому варианту электронагреватель дополнительно снабжен защитным кожухом, в котором установлена, по меньшей мере, одна нагревательная пластина, и дополнительно снабжен блоком управления, при этом нагревательный элемент выполнен в виде нагревательного пакета, состоящего из нагревательной проволоки, намотанной на миканитовую или слюдопластовую пластину, затем пропитанную связующим, и обрамленную выполняющим функцию электроизоляции слоем миканитовой или слюдопластовой пластины, в последующем термообработанную, а обе металлические оболочки нагревательной пластины выполнены одинаковой или различной конфигурации в виде листов и/или в виде листов с выштамповкой, имеющих корытообразную форму с отогнутыми наружу полками, при этом указанные листы в пластине жестко соединены друг с другом по периметру посредством сварки или завальцовки, причем в нагревательной пластине между оболочками размещены в одной плоскости на расстоянии друг от друга, по меньшей мере, два электрически соединенных друг с другом нагревательных пакета, а пустоты внутри нагревательной пластины заполнены термостойким герметиком, при этом указанные оболочки в зоне указанного расстояния между пакетами имеют дополнительное соединение друг с другом посредством сварки, а выводы нагревательного элемента через соединительную коробку соединены с блоком управления, который жестко закреплен на кожухе или размещен автономно от кожуха на электрическом кабеле, соединяющим соединительную коробку с блоком управления; а по второму варианту электронагреватель дополнительно снабжен защитным кожухом, в котором установлена, по меньшей мере, одна нагревательная пластина, и дополнительно снабжен блоком управления, при этом нагревательный элемент выполнен в виде нагревательного пакета, состоящего из нагревательной проволоки, намотанной на миканитовую или слюдопластовую пластину, затем пропитанную связующим, и обрамленную выполняющим функцию электроизоляции слоем миканитовой или слюдопластовой пластины, в последующем - термообработанную, а обе металлические оболочки нагревательной пластины выполнены одинаковой или различной конфигурации в виде листов и/или в виде листов с выштамповкой, имеющих, корытообразную форму с отогнутыми наружу полками, при этом указанные листы в пластине жестко соединены друг с другом по периметру посредством сварки или завальцовки, причем в нагревательной пластине между оболочками размещен один нагревательный пакет, а пустоты внутри нагревательной пластины заполнены термостойким герметиком, и выводы нагревательного элемента через соединительную коробку соединены с блоком управления, который жестко закреплен на кожухе или размещен автономно от кожуха на электрическом кабеле, соединяющим соединительную коробку с блоком управления.

В преимущественном выполнении по обоим вариантам:

- блок управления жестко закреплен на защитном кожухе в наименее нагреваемой зоне.

- в качестве термостойкого герметика электронагреватель содержит нейтральный силиконовый термостойкий герметик типа ПЭНТЭЛАСТ-110 или ВГО или КЛТ-1.

- нагревательная пластина зафиксирована в кожухе с возможностью ее замены посредством жесткого или подпружиненного закрепления противоположных торцев пластины в пазах соединительной коробки и в пазах оппозитно установленного относительно этой коробки вспомогательного элемента.

- в качестве вспомогательного элемента электронагреватель содержит пластину с пазами или пластину в виде гребенки.

- блок управления состоит из системы терморегулирования и из системы термоограничения.

- система терморегулирования блока управления, выполняющая функцию теплового предохранителя, обеспечивающего возвращение нагревателя самостоятельно в исходное состояние, функционально состоит из датчика температуры, регулятора температуры, исполнительного устройства.

- система термоограничения блока управления, выполняющая функцию теплового предохранителя, не обеспечивающего возвращение нагревателя самостоятельно в исходное состояние, функционально состоит из датчика температуры, регулятора температуры, цепи самоблокировки, исполнительного устройства, или состоит из датчика температуры, регулятора температуры, цепи токов утечки, устройства защитного отключения.

- при наличии в электронагревателе нагревательных пластин числом более двух, они установлены в кожухе с зазором друг к другу.

- при соединении оболочек нагревательной пластины по периметру друг с другом посредством сварки или завальцовки, на концевые участки одной из оболочек по периметру предварительно наносят герметик.

- защитный кожух выполнен частично или полностью перфорированным для улучшения теплоотдачи.

- в качестве нагревательной проволоки электронагреватель содержит проволоку прямоугольного сечения, например, нихромовую.

Поставленный технический результат достигается за счет следующего.

Введение в конструкцию электронагревателя защитного кожуха, обеспечивает защиту окружающих от ожога, т.к. по санитарным требованиям, части оборудования, доступные для прикосновения человеком, должны иметь температуру не выше 85°С. Это повышает безопасность. Наличие перфорации в стенках кожуха повышает теплоотдачу и защищает нагревательные пластины от перегрева.

Выполнение нагревательного элемента в виде нагревательного пакета, состоящего из нагревательной проволоки, в преимущественном враианте прямоугольного сечения, намотанной на миканитовую или слюдопластовую пластину, в последующем пропитанную связующим (например, диаммонийфосфатным или алюмофосфатным) и обрамленную выполняющим функцию электроизоляции слоем миканитовой или слюдопластовой пластины, в последующем - термообработанную (обычно при температуре +500°С в течение 1,5 мин), обеспечивает создание эксплуатационно надежной конструкции этого элемента с высокой степенью защиты от вредного воздействия, исключающую вероятность замыкания. Кроме того, возможно оборачивание пакета двумя слоями слюдобумаги, что тоже повышает степень защиты. Вместе с этим, упрощается сборка нагревательной пластины электронагревателя, т.к. в нее закладывается уже готовый пакет. Использование при этом в качестве каркаса для проволоки миканитовой или слюдопластовой пластины (эти материалы являются диэлектриками с высокими диэлектрическими свойствами и термостойкими до температуры 700°С), обеспечивает наряду с их высокими электроизоляционными свойствами и их хорошую совместимость с рядом связующих и термостойким герметиком без проявления каких-либо физико-химических процессов, которые могут повлиять на электрические качества всего пакета.

Благодаря тому, что обе металлические оболочки нагревательной пластины выполняются одинаковыми или могут иметь различную конфигурацию в виде листов и/или в виде листов с выштамповкой, имеющих, корытообразную форму с отогнутыми наружу полками, жестко связанных по периметру посредством сварки, например, точечной или контактной, или завальцовки, появляется возможность, во-первых, размещать между ними нагревательные пакеты различной толщины, а значит - мощности, во-вторых, для лучшей электрозащищенности пустоты между ними (т.е. внутри нагревательной пластины) заполнять различным объемом термостойкого нейтрального герметика, в-третьих, обеспечить высокую надежность герметизации нагревательной пластины при сварке или завальцовке периметра оболочек, степень которой будет еще выше при предварительном нанесении на концевые части оболочки по периметру термостойкого герметика. В качестве последнего можно использовать, например, нейтральный силиконовый термостойкий герметик типа ПЭНТЭЛАСТ-110 или ВГО или КЛТ-1. Использование связующего и герметиков высокой термостойкости до 300°С обеспечивает и расширение температурного класса электронагревателя до этой температуры, что повышает его функциональные возможности.

Использование в качестве оболочек металлических листов одинаковой конфигурации также позволяет создать качественную конструкцию нагревательной пластины за счет их герметичного соединения, да еще в присутствии термостойкого герметика. Учитывая, что толщина нагревательного пакета может колебаться до 2 мм, то он гарантированно может быть установлен между этими оболочками. Все вышеуказанное повышает эксплуатационную надежность и безопасность работы заявляемого электронагревателя во взрывоопасных условиях, т.к. имеется несколько степеней защиты нагревательного элемента.

Также на эту цель работает и то, что по первому варианту в нагревательной пластине между оболочками размещены в одной плоскости на расстоянии друг от друга, по меньшей мере, два электрически соединенных друг с другом нагревательных пакета, и при этом указанные оболочки в зоне указанного расстояния между пакетами имеют дополнительное соединение друг с другом посредством сварки, например, точечной или контактной. Благодаря такому дополнительному соединению оболочек, повышается не только прочность и герметичность нагревательной пластины, но и благодаря тому, что при указанной сварке будут выполнены выступы в одной из оболочек (чтобы обеспечить контакт со второй оболочкой), обеспечивается уплотнение пакетов и термостойкого герметика в пустотах пластины, что создает условия равномерности нагрева по всей поверхности пластины с исключением перегрева. В результате повышается надежность и срок безаварийной работы всего электронагревателя в сложных взрывоопасных условиях.

Использование в конструкции нагревательной пластины по второму варианту по одному нагревательному пакету также обеспечивает ее надежность работы за счет простоты и гарантированности равномерного нагрева поверхности.

Наличие в электронагревателе соединительной коробки, через которую выводы нагревательного элемента соединены с блоком управления, позволяет защитить эти выводы от вредного влияния, а также гарантирует исключение замыкания и искрообразование, что обеспечивает качественную работу электронагревателя во взрывоопасное среде.

Благодаря тому, что предлагаемый электронагреватель содержит блок управления, в преимущественном варианте состоящий из системы терморегулирования и из системы термоограничения, повышается уровень безопасности работы в различных условиях, в том числе - нештатных и аварийных. При этом система термоограничения может быть выполнена в виде двух схем, одна из которых функционально состоит из датчика температуры, регулятора температуры, цепи самоблокировки, исполнительного устройства, или состоит из датчика температуры, регулятора температуры, цепи токов утечки, устройства защитного отключения, а вторая может состоять из датчика температуры, регулятора температуры, цепи токов утечки, устройства защитного отключения, и обеспечивает отключение электронагревателя от сети при нагреве выше допустимой. А система терморегулирования, состоящая из датчика температуры, регулятора температуры, исполнительного устройства, обеспечивает выполнение функции теплового предохранителя, обеспечивающего возвращение нагревателя самостоятельно в исходное состояние после устранения причин, повлекших аварийное повышение температуры (т.е. нагреватель, если в нем не произошло замыкание, благодаря этой системе можно снова запустить в ход путем снятия и повторной подачи напряжения питания на него). Таким образом, указанный блок управления гарантировано исключает технологически опасный перегрев узлов электронагревателя, обеспечивает безопасность работы, что ведет к высокой эксплуатационной и технологической надежности предлагаемого электронагревателя.

Размещение указанного блока управления жестко закрепленным на кожухе или размещенным автономно от кожуха на электрическом кабеле, соединяющим соединительную коробку с блоком управления и далее с сетью электропитания, обеспечивает свободу компоновки в зависимости от технологических требований. При жестком закреплении этого блока на защитном кожухе, рекомендуется его устанавливать в наименее нагреваемой зоне для исключения его термоповреждения. При автономном размещении этот блок может быть размещен, например, на стене помещения.

Нагревательную пластину (или несколько нагревательных пластин) рекомендуется устанавливать в кожухе вертикально и фиксировать в кожухе (с обеспечением возможности ее замены в случае выхода из строя, что повышает удобство обслуживания) посредством жесткого или подпружиненного закрепления противоположных торцов пластины в пазах соединительной коробки и в пазах оппозитно установленного относительно этой коробки вспомогательного элемента. Жесткое закрепление обеспечивается посредством винтов, а подпружиненное - посредством изогнутых пластин, установленных в пазах. Причем последнее соединение более предпочтительно, т.к. обеспечивает некоторую свободу пластине, что особенно важно при работе в электронагревателе, когда пластина в зависимости от нагрева или охлаждения будет подвержена растяжению или сжатию. Это также может влиять на эксплуатационную надежность.

При наличии в электронагревателе нагревательных пластин числом более двух, рекомендуется их установка в кожухе с зазором друг к другу для исключения перегрева и увеличения срока службы.

Выполнение защитного кожуха частично или полностью перфорированным обеспечивает не только улучшение теплоотдачи, но и исключает перегрев, что влияет на надежность работы.

Использование в качестве нагревательной проволоки в пакете, размещаемого в нагревательной пластине, проволоки прямоугольного сечения, позволяет изготовить более плоскую конструкцию пакета без ущерба для его электробезопасности, что обеспечит возможность создания нагревательных пластин различной конфигурации (например, вогнутой, выпуклой) в зависимости от технологических требований, при сохранении высокой степени защиты от взрывоопасных сред. А использование при этом, например, нихромовой проволоки, обеспечит доступность материалов и гарантирует высокую надежность.

Таким образом, все узлы и конструктивные особенности обоих вариантов предлагаемого электронагревателя направлены на повышение эксплуатационной надежности и безопасности работы во взрывоопасных условиях.

Предлагаемые варианты полезной модели иллюстрируются чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид предлагаемого электронагревателя; на фиг.2 - внутреннее устройство нагревательной пластины по первому варианту; фиг.3 - внутреннее устройство нагревательной пластины по второму варианту; на фиг.4 - поперечные разрезы нагревательной пластины с различными или одинаковыми по конфигурациям оболочками; на фиг.5 - блочная схема блока управления.

Заявляемый электронагреватель содержит защитный кожух 1, который может быть выполнен с перфорационными отверстиями 2 для лучшего теплообмена, установленные внутри него нагревательные пластины 3, соединительную коробку 4 для электрического соединения выведенных из пластин выводов 5 нагревательных элементов и блок управления 6, состоящий из системы терморегулирования и из системы термоограничения. Нагревательная пластина 3 выполнена из двух герметично соединенных оболочек 7 и 8 или 9 и 10, между которыми размещен один нагревательный элемент (по второму варианту фиг.3) или по меньшей мере два нагревательных элемента (по первому варианту фиг.2). Оболочки 7 и 8 или 9 и 10 в нагревательной пластине по обоим вариантам (фиг.4) могут быть выполнены или в виде одинаковых по конфигурации металлических листов (фиг.4 рис.б и в), например, обе просто листы, или обе оболочки с выштамповкой или различной конфигурации (фиг.4 рис.а и г), например, одна 7 из которых имеет корытообразную форму с отогнутыми наружу по всему периметру полками 11, а вторая оболочка 8 представляет собой плоский лист, который жестко связан с указанными полками посредством сварки, например, точечной или контактной, или завальцовки 12. Перед соединением на указанные полки наносят термостойкий герметик 13 (например, типа ПЭНТЭЛАСТ-110 или ВГО или КЛТ-1, или другие), равномерной полосой 2×2 мм.

Нагревательный элемент, размещаемый между указанными оболочками, выполнен в виде нагревательного пакета 14, состоящего из нагревательной проволоки 15, в преимущественном варианте, прямоугольного сечения, например, нихромовой проволоки марки Х20Н80-Н 0,7×0,1, намотанной на миканитовую ТПФ-1.0 (ТУ 21-25-30-79) или слюдопластовую ИТПФА-1.0 (ТУ 3492-009-00284397) пластину 16, в последующем пропитанную связующим (например, диаммонийфосфатным или алюмофосфатным связующим), и сверху обрамленную по меньшей мере, одним слоем миканитовой или слюдопластовой пластиной 17, выполняющим функцию электроизоляции, и термообработанную горячим прессованием (обычно при температуре +500°С в течение 1,5 мин). Возможно также размещение поверх пакета оболочки 18 из одного или двух слоев слюдобумаги, пропитанной указанным выше связующим (во всех вариантах).

В нагревательной пластине 3 между оболочками по второму варианту размещены по одному нагревательному пакету 14, а по первому варианту - в одной плоскости на расстоянии 19 друг от друга, по меньшей мере, два нагревательных пакета 14. А пустоты внутри нагревательной пластины 3 по всем вариантам заполнены термостойким герметиком 20. При этом указанные оболочки по первому варианту в зоне указанного расстояния 19 между пакетами 14 имеют дополнительное соединение 21 друг с другом посредством сварки, например, точечной или контактной. А выводы 5 нагревательного элемента (выводы проволоки), заключенные во фторопластовую трубку 22, через соединительную коробку 4 соединены с блоком управления 6.

Нагревательная пластина 3 зафиксирована в кожухе 1 (с возможностью ее замены) посредством жесткого или подпружиненного закрепления противоположных торцев 23 и 24 пластины в пазах 25 соединительной коробки 4 и в пазах 26 оппозитно установленного относительно этой коробки вспомогательного элемента 27, который может быть выполнен в виде пластины с пазами или пластины в виде гребенки.

Блок управления 6 соединен с соединительной коробкой 4 и может быть жестко закреплен на защитном кожухе 1 (причем в преимущественном варианте блок управления 6 размещен на защитном кожухе 1 в наименее нагреваемой зоне) или может быть размещен автономно от кожуха 1 на электрическом кабеле (на чертеже не показан), соединяющим соединительную коробку 4 с блоком управления 6.

Блок управления 6 может, например, состоять из системы терморегулирования и системы термоограничения. Система терморегулирования блока управления, выполняющая функцию теплового предохранителя, обеспечивающего возвращение нагревателя самостоятельно в исходное состояние, функционально состоит из датчика 28 температуры, регулятора 29 температуры, исполнительного устройства 30. Система термоограничения блока управления, выполняющая функцию теплового предохранителя, не обеспечивающего возвращение нагревателя самостоятельно в исходное состояние, функционально состоит из датчика 31 температуры, регулятора 32 температуры, цепи самоблокировки 33, исполнительного устройства 34, или состоит из датчика 35 температуры, регулятора 36 температуры, цепи 37 токов утечки, устройства защитного отключения (УЗО) 38. Цепь 37 токов утечки при срабатывании замыкает фазный проводник через резистор на нулевой защитный проводник, вызывая протекание в нем токов больше значения уставки УЗО 38.

Работает предлагаемый взрывозащищенный электронагреватель следующим образом. Размещают указанный электронагреватель, например, в помещении газоперекачивающей станции или в помещении узлов учета нефти, т.е. в условиях, предполагающих взрывоопасность. При включении в электросеть переменного тока с частотой 50 Гц и с напряжением 220-380 В питающего кабеля происходит нагревание проволоки 15 в нагревательном пакете 14, а значит нагрев всей пластины 3. Для создания более мощного электронагревателя размещают в кожухе 1 ряд пластин 3, установленных вертикально в пазах 25 соединительной коробки 4 и в пазах 26 вспомогательного элемента 27. При нагреве тепло распространяется вверх через перфорационные отверстия 2 защитного кожуха 1, нагревая необходимый объект. При нагреве нагревательных элементов выше температуры уставки системы терморегулирования, например, при перекрытии перфорационных отверстий или при высокой температуре окружающей среды, происходит отключение нагревателя с последующим автоматическим включением после остывания. При возникновении ненормального режима работы, например при отказе системы терморегулирования с последующим нагревом нагревательных пластин выше температуры уставки системы термоограничения, происходит безвозвратное отключение нагревателя.

Благодаря тому, что нагревательные пластины в предлагаемом электронагревателе выполнены с высокой степенью герметичности и установлены внутри кожуха без нарушения целостности оболочек пластины, а также благодаря наличию блока управления с двумя системами защиты, будет обеспечена высокая степень надежности и безопасности его работы даже в самых сложных взрывоопасных условиях.

1. Электронагреватель взрывозащищенный, включающий плоскую или другой конфигурации, отличной от плоской, нагревательную пластину, выполненную в виде размещенного между металлическими оболочками нагревательного элемента, заключенного в электроизоляцию, и соединительную коробку с размещенными в ней выводами нагревательного элемента, отличающийся тем, что электронагреватель дополнительно снабжен защитным кожухом, в котором установлена, по меньшей мере, одна нагревательная пластина, и дополнительно снабжен блоком управления, при этом нагревательный элемент выполнен в виде нагревательного пакета, состоящего из нагревательной проволоки, намотанной на миканитовую или слюдопластовую пластину, затем пропитанную связующим и обрамленную выполняющим функцию электроизоляции слоем миканитовой или слюдопластовой пластины, в последующем термообработанную, а обе металлические оболочки нагревательной пластины выполнены одинаковой или различной конфигурации в виде листов и/или в виде листов с выштамповкой, имеющих корытообразную форму с отогнутыми наружу полками, при этом указанные листы в пластине жестко соединены друг с другом по периметру посредством сварки или завальцовки, причем в нагревательной пластине между оболочками размещены в одной плоскости на расстоянии друг от друга, по меньшей мере, два электрически соединенных друг с другом нагревательных пакета, а пустоты внутри нагревательной пластины заполнены термостойким герметиком, при этом указанные оболочки в зоне указанного расстояния между пакетами имеют дополнительное соединение друг с другом посредством сварки, а выводы нагревательного элемента через соединительную коробку соединены с блоком управления, который жестко закреплен на кожухе или размещен автономно от кожуха на электрическом кабеле, соединяющем соединительную коробку с блоком управления.

2. Электронагреватель по п.1, отличающийся тем, что блок управления жестко закреплен на защитном кожухе в наименее нагреваемой зоне.

3. Электронагреватель по п.1, отличающийся тем, что в качестве термостойкого герметика электронагреватель содержит нейтральный силиконовый термостойкий герметик типа ПЭНТЭЛАСТ-110, или ВГО, или КЛТ-1.

4. Электронагреватель по п.1, отличающийся тем, что нагревательная пластина зафиксирована в кожухе с возможностью ее замены посредством жесткого или подпружиненного закрепления противоположных торцов пластины в пазах соединительной коробки и в пазах оппозитно установленного относительно этой коробки вспомогательного элемента.

5. Электронагреватель по п.4, отличающийся тем, что в качестве вспомогательного элемента он содержит пластину с пазами или пластину в виде гребенки.

6. Электронагреватель по п.1, отличающийся тем, что блок управления состоит из системы терморегулирования и из системы термоограничения.

7. Электронагреватель по п.6, отличающийся тем, что система терморегулирования блока управления, выполняющая функцию теплового предохранителя, обеспечивающего возвращение нагревателя самостоятельно в исходное состояние, функционально состоит из датчика температуры, регулятора температуры, исполнительного устройства.

8. Электронагреватель по п.6, отличающийся тем, что система термоограничения блока управления, выполняющая функцию теплового предохранителя, не обеспечивающего возвращение нагревателя самостоятельно в исходное состояние, функционально состоит из датчика температуры, регулятора температуры, цепи самоблокировки, исполнительного устройства или состоит из датчика температуры, регулятора температуры, цепи токов утечки, устройства защитного отключения.

9. Электронагреватель по п.1, отличающийся тем, что при наличии в нем нагревательных пластин числом более двух они установлены в кожухе с зазором друг к другу.

10. Электронагреватель по п.1, отличающийся тем, что при соединении оболочек нагревательной пластины по периметру друг с другом посредством сварки или завальцовки на концевые участки одной из оболочек по периметру предварительно наносят герметик.

11. Электронагреватель по п.1, отличающийся тем, что защитный кожух выполнен частично или полностью перфорированным для улучшения теплоотдачи.

12. Электронагреватель по п.1, отличающийся тем, что в качестве нагревательной проволоки он содержит проволоку прямоугольного сечения, например нихромовую.

13. Электронагреватель взрывозащищенный, включающий плоскую или другой конфигурации, отличной от плоской, нагревательную пластину, выполненную в виде размещенного между металлическими оболочками нагревательного элемента, заключенного в электроизоляцию, и соединительную коробку с размещенными в ней выводами нагревательного элемента, отличающийся тем, что электронагреватель дополнительно снабжен защитным кожухом, в котором установлена, по меньшей мере, одна нагревательная пластина, и дополнительно снабжен блоком управления, при этом нагревательный элемент выполнен в виде нагревательного пакета, состоящего из нагревательной проволоки, намотанной на миканитовую или слюдопластовую пластину, затем пропитанную связующим и обрамленную выполняющим функцию электроизоляции слоем миканитовой или слюдопластовой пластины, в последующем термообработанную, а обе металлические оболочки нагревательной пластины выполнены одинаковой или различной конфигурации в виде листов и/или в виде листов с выштамповкой, имеющих корытообразную форму с отогнутыми наружу полками, при этом указанные листы в пластине жестко соединены друг с другом по периметру посредством сварки или завальцовки, причем в нагревательной пластине между оболочками размещен один нагревательный пакет, а пустоты внутри нагревательной пластины заполнены термостойким герметиком, и выводы нагревательного элемента через соединительную коробку соединены с блоком управления, который жестко закреплен на кожухе или размещен автономно от кожуха на электрическом кабеле, соединяющем соединительную коробку с блоком управления.

14. Электронагреватель по п.13, отличающийся тем, что блок управления жестко закреплен на защитном кожухе в наименее нагреваемой зоне.

15. Электронагреватель по п.13, отличающийся тем, что в качестве термостойкого герметика электронагреватель содержит нейтральный силиконовый термостойкий герметик типа ПЭНТЭЛАСТ-110, или ВГО, или КЛТ-1.

16. Электронагреватель по п.13, отличающийся тем, что нагревательная пластина зафиксирована в кожухе с возможностью ее замены посредством жесткого или подпружиненного закрепления противоположных торцов пластины в пазах соединительной коробки и в пазах оппозитно установленного относительно этой коробки вспомогательного элемента.

17. Электронагреватель по п.16, отличающийся тем, что в качестве вспомогательного элемента он содержит пластину с пазами или пластину в виде гребенки.

18. Электронагреватель по п.13, отличающийся тем, что блок управления состоит из системы терморегулирования и из системы термоограничения.

19. Электронагреватель по п.18, отличающийся тем, что система терморегулирования блока управления, выполняющая функцию теплового предохранителя, обеспечивающего возвращение нагревателя самостоятельно в исходное состояние, функционально состоит из датчика температуры, регулятора температуры, исполнительного устройства.

20. Электронагреватель по п.18, отличающийся тем, что система термоограничения блока управления, выполняющая функцию теплового предохранителя, не обеспечивающего возвращение нагревателя самостоятельно в исходное состояние, функционально состоит из датчика температуры, регулятора температуры, цепи самоблокировки, исполнительного устройства или состоит из датчика температуры, регулятора температуры, цепи токов утечки, устройства защитного отключения.

21. Электронагреватель по п.13, отличающийся тем, что при наличии в нем нагревательных пластин числом более двух они установлены в кожухе с зазором друг к другу.

22. Электронагреватель по п.13, отличающийся тем, что при соединении оболочек нагревательной пластины по периметру друг с другом посредством сварки или завальцовки на концевые участки одной из оболочек по периметру предварительно наносят герметик.

23. Электронагреватель по п.13, отличающийся тем, что защитный кожух выполнен частично или полностью перфорированным для улучшения теплоотдачи.

24. Электронагреватель по п.13, отличающийся тем, что в качестве нагревательной проволоки он содержит проволоку прямоугольного сечения, например нихромовую.



 

Похожие патенты:

Устройство для отопления помещений с помощью инфракрасного излучения.

Полезная модель представляет собой обогреватель электрический взрывозащищенный, являющийся стационарным сухим электрорадиатором напольного/настенного типа, предназначенным для обогрева помещений.

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к конструкциям кабелей силовых с экструдированной полимерной изоляцией, предназначенных для передачи и распределения электрической энергии в стационарных электротехнических установках при переменном напряжении 6-35 кВ частотой 50 Гц

Кабель для подвижного состава рельсового транспорта, содержащий скрученные медные токопроводящие жилы, покрытые изоляцией из олефинового термоэластопласта и поливинилхлоридную оболочку.
Наверх