Способ изготовления высокотемпературных электронагревателей

 

Сущность изобретения: способ заключается в предварительном формировании свойств материала при создании давления путем формирования совместно электроизоляционного слоя с тепловыделяющим элементом при избыточном давлении не менее 0,01 МПа и температуре 0,1 - 0,8 температуры работы электронагревателя. Затем производят электронагрев тепловыделяющего элемента до достижения электронагревателем рабочей температуры.

Изобретение относится к электрическим нагревательным устройствам.

Известные способы изготовления высокотемпературных электронагревателей являются довольно сложными и требуют больших затрат времени, энергии и применения дополнительных газовых сред. Например, способ изготовления керамических электронагревателей по авт. св. СССР N 1339902, кл. Н 05 В 3/14, 1985, включает операции перемешивания массы (1 сут. ), сушку (до 20 ч), спекание при температуре до 1350^оС (2,5 ч) с использованием водорода. Данный способ имеет высокую трудоемкость, не пригоден для изготовления изоляторов, к которым предъявляются особые требования, а также требует изготовления отдельно тепловыделяющего элемента, отдельно изоляторов и их сборки. Кроме этого, по указанному способу невозможно получить электронагреватели сложной формы и с заданными распределениями параметров по поверхности электронагревателя.

Известен способ (авт. св. СССР N 1522431, кл. Н 05 В 3/22, 1986 г. ), при котором используется метод засыпки тепловыделяющего элемента с последующим уплотнением этого изолирующего слоя. Этому способу присущи те же недостатки, но одним из главных является невозможность придания изолирующему слою (а значит и всему нагревателю) сложной формы и невозможность задания изменения рабочей температуры по нагреваемой поверхности сложной формы.

Предложенный способ заключается в следующем.

Электроизоляционный слой из термостойкого неорганического композиционного материала формуют совместно с тепловыделяющим элементом в ограничительной оснастке при избыточном давлении не менее 0,01 МПа и предварительно отверждают с целью достижения необходимых электроизоляционных и прочностных свойств неорганического материала при температуре, составляющей 0,1-0,8 температуры эксплуатации нагревателя. Окончательное формирование состава, структуры и свойств материала, а также создание условий для совместной работы нагревательного элемента и материала достигается при технологическом нагреве электронагревателя до максимальной температуры его эксплуатации.

Такой способ изготовления позволяет создать нагреватели сложной формы в пространстве с заданным распределением рабочей температуры по поверхности. Способ значительно упрощает технологию изготовления электронагревателей за счет совмещения процессов окончательного формирования свойств материала с технологическим нагревом электронагревателя собственным нагревательным элементом до температуры эксплуатации.

П р и м е р. Первый слой специально приготовленной композиции на основе модифицированной фосфатной связки, порошковых оксидных и стеклянных тканевых наполнителей выкладывают в ограничительной оснастке, на первый слой наносят или выкладывают тепловыделяющий элемент, затем выкладывают второй слой композиции, аналогичный по составу первому слою.

В оснастке формуют композицию при избыточном давлении 0,05 МПа и отверждают в термошкафу при максимальной температуре 180^оС или длительно при нормальной температуре. Затем снимают давление и включают нагреватель в сеть, повышая температуру нагревательного элемента до максимально допустимой температуры нагревателя. В данном случае композиция применяется для изготовления нагревателей с рабочей температурой до 650^оС.

Процесс формования нагревателя на первом этапе ведется при низких давлениях и температурах, окончательные свойства нагревателя формируются на этапе приемосдаточных испытаний.

Данный способ прост по сравнению с известными, не требует применения дорогостоящего специального оборудования, высокотемпературных вакуумных печей и пр. Способ достаточно надежен и может применяться в любых производственных условиях.

Применение способа позволяет создавать малоинерционные нагреватели сложной пространственной формы с заданным распределением температур по поверхности.

(56) Авторское свидетельство СССР N 1339902, кл. Н 05 В 3/14, 1985.

Авторское свидетельство СССР N 1522431, кл. Н 05 В 3/22, 1986.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЕЙ , пpи котоpом фоpмуют электpоизоляционный слой совместно с тепловыделяющим элементом пpи избыточном давлении, отличающийся тем, что указанное фоpмование осуществляют пpи избыточном давлении не менее 0,01 мПа и темпеpатуpе, не пpевышающей 0,8 темпеpатуpы pаботы электpонагpевателя, затем пpоизводят электpонагpев тепловыделяющего элемента до достижения электpонагpевателем pабочей темпеpатуpы.