Трубчатый электронагреватель и способ его изготовления

 

Изобретение относится к электротермии . Трубчатый электронагреватель представляет собой две гильзы различного диаметра изслюдосодержащего материала, на меньшую из которых намотана нагревательная спираль, и надета гильза большего диаметра.-Одна из гильз или обе выполняются комбинированными из слюдосодержэщих материалов с различными величинами диэлектрических проницаемостей при рабочей температуре нагревателя, отношение диэлектрических проницаемостей не менее 1,5, причем слои с большей диэлектрической проницаемостью расположены непосредственно в контакте с нагревательной спиралью и составляют 25-50 % толщины гильзы. В качестве слюдоматериала с большим значением диэлектрической проницаемости может быть использована слюдобумага, пропитанная водным раствором фосфатного связующего, с меньшим значением диэлектрической проницаемости - слюдобумага, пропитанная кремнийорганИ- ческим связующим. 2 с. п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)я Н 05 В 3/42

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ

1 (21) 4953915/07 (22) 28.06;91 (46).07.01.93. Бюл. М 1 (71) Государственный всесоюзный проект-ный и научно-исследовательский институт неметаллорудной промышленности Научнопроизводственного объединения "Минерал" (72) А,Л.Безбородов, В.Г,Борзов, В.Г.Гаврилов, Б.С,Гильманшин и В.С,Стариков (73) А.Л. Безбородов (56) Патент СССР N. 5339, кл, Н 05 В 3/46, 1925.

Авторское свидетельство СССР

М 1040628, кл. Н 05 В 3/42, 1983. (54) ТРУБЧАТЫЙ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬ

И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротермии. Трубчатый электронагреватель представляет собой две гильзы различного

Изобретение относится к электротермии, в частности к производству трубчатых электронагревателей для бытовых и промышленных нагревательных устройств, Известен электронагреватель, содержащий трубчатое основание из натуральной слюды, нагревательную спираль и наружный слюдяной цилиндр,.При его изготовлении проволоку,. намотанную на слюдяной цилиндр, доводят до красного каления, обсыпают борной кислотой, дают ей оплавиться и одевают наружный слюдяной цилиндр.

Такой электронагреватель обладает недостаточной механической и электрической прочностью, т. к. оплавленная барная кис„,. Ж„„1787316 АЗ диаметра из слюдосодержащего материала, на меньшую из которых намотана нагревательная спираль, и надета гильза большего диаметра. Одна из гильз или обе выполняются комбинированными из слюдосодержащих материалов с различными величинами диэлектрических проницаемостей при рабочей температуре нагревателя; отношение диэлектрических проницаемостей не менее

1,5, причем слои с большей диэлектрической проницаемостью расположены непосредственно в контакте с нагревательной спиралью и составляют 25-50 7; толщины гильзы, В качестве слюдоматериала с большим значением диэлектрической проницаемости может быть использована слюдобумага, пропитанная водным раствором фосфатного связующего, с меньшим значением диэлектрической проницаемости— слюдобумага, пропитанная кремнийорганическим связующим. 2 с. и. ф — лы, 4 ил. лота очень хрупкая и гигроскопичная.

Обильно поглощая влагу из атмосферного воздуха, нагреватель теряет электроизоля- ционные свойства. Наружный слюдяной цилиндр во время эксплуатации может быть легко сдвинут, т. к. он, во-первых, механически не закреплен, а, во — вторых, хрупкая оплавленная борная кислота выкрашивается, что также ухудшает электроизоляцию нагревателя. Кроме того, при непосредственном контакте раскалснного проводника со слюдяным цилиндром происходит вспучивание слюды и разрушение слюдяного основания с потерси электрической прочности. И, наконец, применение натуральной слюды для изготовления цилиндров, кроме

1787316 дороговизны, лимитирует минимальный ди- го или испытательного напряжения в электроаметр цилиндров -- йрй уменьшении диа- изоляционных материалах в зависимости от метра слюда трескается и ломается, . величин диэлектрических проницаемостей

Наиболее близким потехническойсущ- материалов при рабочей температуре наности и предлагаемому результату является 5 гревателя — градирование электрического электронагреватель, изготавливаемый из, поля. двух электроизоляционных слюдопласто- При расположении материала с больвых гильз различного диаметра. На гильзу шей диэлектрической проницаемостью меньшего диаметра наматывают нагрева- непосредственно в зоне контакта с нагревательную сйираль, затем слюдобумагу, 10 тельной спиралью на его долю приходится и ропитанную кремйийорганическим связу-: меньшая величина прикладываемого напряющим; узел обкатывают на микалексовой жения,т.к, вслучаепоследовательногорасплите,устанавливают гйльзубоЛьшегодиа- положения двух электроизоляционных метра и производят термообработку при материалов с различными циэлектрическитемпературе деструкции кремнийорганиче- 15 ми проницаемостями напряжения перерасского связующего.:- пределяются обратно пропорционально

В этоМ случае получается монолитный, диэлекрическим проницаемостям, механический прочный электронагреватель,: На материал же с меньшим значением однако; его электрическая прочность при диэлектрической проницаемости перерасрабочихтемпературах500 — 600 Сограниче- 20 пределится большая величина приложенна. Достоверная величина испытательного ного напряжения. При этом необходимо напряжения при указанных температурах - учитывать фактор воздействия различных

1250 В, т. е. нагреватель соотвегствует" ну- температур на применяемые электроизолялевому классу электробезопасности, Это ционные материалы, т, е. на расположенный вызвано деструкцией кремнийорганическо- " непдсредственно в зоне контакта с нагреваго связуЮщего при указайных температурах тельной спиралью материал действуют и образованием воздушных промежутков большие температуры, чем на материал, из между чешуйками слюды в материале йзо- котброго изготовлены слои, удаленные от ляции, которыми резко уменьшают электри- нагревательной спирали и находящиеся в ческую прочность изоляции нагревателя, 30 контакте с поверхностями, производящими

Цель"изобретения -" повышение элект- теплосъем. До нормального градирования рической барочности элеКтрбнагревателя. поля достаточйо соотношение диэлектриче-.

ПОставпенная цель достигается тем, что ских проницаемостей слюдосодержащих

" одна из гильз или обе, в зависимости от - материалов — 1,5, применьшихсоотношенинаправлеййя тейлосъема с электронагрева- 35 ях, приближающихся к 1,0, режим работы теля, выполнены комбинированными из изоляции становится близким к режиму ра"""* слюдосодержащих материалов с различ-. боты однородной изоляции, нымй величинами диэлектрйческой про- Кроме того, приходится увеличивать ницаемости при рабочей температуре толщину изоляции, что влечет за собой увенагревателя.. 40 личение теплового сопротивления и ухудшеОтношение диэлектрических проницае- ние работы резистива, мостей материалов составляет не менее 1,5; Исходя из того предложено в качестве

" причем из слюдоматериала с большей диэ- материала с большим значениемдиэлектри лектрической проницаемостью обращены к ческой проницаемости применять слюдобу зоне непосредственного контакта гильзы с 45 магу, пропитанную водным раствором нагревательной спиралью и составляют 25; фосфатного связующего, имеющую при ра50 j, всей толщины гильзы, В качестве слю- бочей температуре 700-800 С диэлектридоматериала с большим значением . ческую проницаемость порядка 12, и диэлектрической проницаемости при рабо- электрическую прочность в неоднородном чей температуре применена слюдобумага, 50 электрическом поле — 5 кВ/мм. В качестве пропитанная водным раствором фосфатно- материала с меньшим значением диэлект го связующего, в качестве слюдоматериала рической проницаемости — применить с меньшим значением диэлектрической слюдобумагу, пропитанную кремнийоргапроницаемости —. слюдобумага, пропитан- ническим связующим. Она имеет рабочую ная кремнийорганическим связующим. 55 температуру до 600 С, значение диэлектПрименение комбинированной гильзы . рической проницаемости при данной темпозволяет увеличить электрическую пературе составляет 4, а электрическая прочность нагревателя за счет того, что в прочность в неоднородном поле достигает предлагаемой конструкции происходит пе- 7,5 кВ/мм. Толщина гильзы и толщина слоев рераспределение прикладываемого рабоче- различных материалов определяется из ус1787316 ловия минимального сопротивления тепловому потоку и величиной пробивного напряжения соответствующих слюдосодержащих материалов в неоднородном электрическом поле при рабочих температурах электронаг- 5 ревателя. При максимально допустимых рабочих температурах на резистивном материале толщина слоя материала с больmern диэлектрической проницаемостью со- 10 ставляет 25-50 $ всей толщины гильзы. При толщине менее 25 7, слой слюдосодержащего материала с большей диэлектрйческой проницаемостью оказывается недостаточным для понижения температуры до 600 С и обеспечения нормальных условий работы слою с меньшей диэлектрической проницае- 15 мостью, что приводит к снижению его электрической прочности, при толщине более 50 $ всей гильзы, толщина слоя слюдосодержащего материала, пропитанного кремнийорганическим связующим; окажется 20 недостаточной по своей электрической прочности, т. к, именно этот слой обеспечивает электрическую прочность всего электронагревателя.

На фиг. 1 представляет общий вид труб- 25 чатого электронагревателя; на фиг. 2— фрагмент электронагревателя с комбинированной гильзой меньшего диаметра; на фиг. 3 — фрагмент электронагревателя с комбинированной гильзой большего диаметра; 30 на фиг. 4 — фрагмент электронагревателя с двумя комбинированными гильзами.

Электронагреватель состоит из гильзы меньшего диаметра 1, нагревательной спирали 2, намотанной на нее, и гильзы 35 большего диаметра 3, надетой поверх нагревательной спирали 2.

Применение одной из гильз или обеих комбинированными позволил создать новый высоковольтный электронагреватель на основе слюдосодержащих материалов, не имеющий себе аналогов.

Формула изоб ретения

1. Трубчатый электронатреватель, содержащий две гильзы различното диаметра, выполненные из cnm>осодержаЫ(его материала, на мейьшую иэ которйх намотана нагревательйая спираль и надета гильза большего диаметра, о"г л и ч а ю шийся тем, что,.с целью повышения электрической прочности:изоляции нагревателя, по меньшей мере одна из гильз выполнена двухслойной из слюдоматериалов с разной величиной диэлектрической проницаемости при рабочих температурах электронагревателя в каждом слое"и сботношением диэлектрических йронйцаемостей слоев не менее

1 5, причем слой йз слюдоматериала с большей диэлектрической проницаемость ю примыкает к нагревательйой собирали, а толщина этого слоя составляет 25-50 всей толщины гильзы.

2. Электронагреватель по и. 1, о т л и.ч а ю шийся тем, что слой с большим значением диэлектрической проницаемости при рабочей температуре электронагревателя выполнен из. слюдобумаги, пропитанной водным раствором фосфатного связующего, а слой с меньшим значением диэлектрической проницаемости — из слюдобумаги, пропитанной кремнийорганическим связующим.

1787316

Составитель Т. Никулина

Техред М.Моргентал Корректор Н. Гунько

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 275 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5