Узел соединения токоподвода с нагревательным элементом

 

ОП ИСАЙИИ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски н

Социалистических

Республик 748914 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 24.05.78 (21) 2619113/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (5l) М. Кл.в

Н 05 В 3/08

Гвеудврстввнньв квмнтет (53) УДК 621.3. .036 (088.8) Опубликовано 15.07;80. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 25.07.80 ао делам нзвбрвтеннй н атврмтнй (72) Авторы изобретения.А, С. Данилов, В. М. Калякин и Ю. В. Ласточкин (71) Заявитель (54) УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ ТОКОПОДВОДА

С НАГРЕВАТЕЛЬНЫМ ЭЛЕМЕНТОМ

Изобретение относится к электронагревателям с пластничатыми резистивными нагревательными элементами.

Известны устройства, в которых контакт между токоподводом и нагревательным элементом обеспечивается за счет собственного веса нагревательного элемента и осуществляется с помощью графитового башмака с конусной внутренней. поверхностью, соответствующей конусной поверхности на наг евательном элементе 11). звестеи также зажим для стержневого электронагревателя, выполненный в виде двухпластиичатого хомута, у которого внутренняя пластина, прилегающая к стержню сделана из алюминия, а наружная — из нержавеющей. стали 12).

Ближайшим техническим решением к предлагаемому изобретению является узел токоподвода со стержневым нагревательным элементом, содержащий упругую токопроводящую скобу (хомут), внутрь которой помещен свободный конец гибкого электрического провода, соединяющего скобу с источником и состоящего из большого числа проволок, переплетенных вместе 13).

Недостатком известных устройств является их низкая надежность (особенно при больших плотностях тока), обусловленная малом площадью реального контакта, значительно уменьшаемой шнроховатостями контактирующих поВерхностей вследствие их слабого и неравномерного прижатия, что вызывает, кроме того, недостаточно жесткое закрепление нагревательных элементов. Все это существенно сужает область применения известных устройств и, в частности, 10 делает практически невозможным их использование для ластинчатых нагревательных элементов. вообще, а имеющих незначительную толщину — особенно. Целью изобретения является повышение надежности контакта токо1тодвода с пластинчатым (плоским) нагревательным элементом путем увеличения площади контактирующих поверхностей и усиления их нрижатия при обеспечении его равномерности.

Цель достигается тем, что в узле соеди пения, содержащим упругую токопроводящую скобу С-образного профиля и прижатые ею к нагревательному элементу деформиру. емые элементы, скоба выполнена с плос кими концами и переменным, постепенно увеличивающимся от шейки к прорези сечением, прижатые скобы к нагревательному элементу выполнено на концах скобы соединительными элементами, например, крепежом, установленным в скобе на расстоянии от прорези, 0,05 — 04 и размера скобы

9 вдоль продольной ее оси, причем толщина шейки скобы .составляет O,l —:0,6 толщины ее концов, размер скобы вдоль продольной оси не более чем в два раза превйшает ее поперечный размер, а деформируемые элементы выполнены из металла с пределом текучести в 1,5-:-3,5 раза меньшим предела текучести материала скобы и в 3,5—

10 раз меньшим предела текучести материала нагревательного элемента.

На чертеже изображен предложенный узел соединения токоподвода нагревательным элементом, в разрезе.

Узел содержит скобу 1 переменного сечения, плоские концы которой через деформируемые элементы 2 соединительными элементами 3 прижаты к пластинчатому нагревательному элементу 4. С другой стороны к скобе прилегает токоподвод 5.

С целью увеличения площади соприкосновения скобы 1 с плоским пластинчатым нагревательным элементом 4 скоба имеет уве- 2s личивающиеся к концам сечение, и концы скобы выполнены с плоскими контактными поверхностями. При этом увеличивается ее жесткость и прочность.

Прорезь скобы достаточна для помещеЗО ния в неи пластически деформируемых сменных токопроводящих элементов 2 и помещения между ними без трения или натяга нагревательного элемента 4, который может быть выполнен из металлической ленты (фольгн) или керамики. Расположение соединительных элементов (крепежа) 3 ограничено двумя условиями. Во-первых, они не должны повреждать или разрушать нагревательный элемент или пластически деформируемые элементы. Для этого их необходимо располагать вне контура соприкосновения деформируемых элементов, не ближе к прорези, чем на 0,05 размера скобы

l вдоль продольной оси ее и не далее, чем на 0,41, так как чри большем удалении соединительных элементов от прорези значительная часть стягивающего усилия придается на шейку скобы и в этом случае для создания необходимого давления на концах скобы потребуется увеличение стягивающего усилия, увеличение мощности болтов или пружин, увеличение габаритов и массы всей конструкции.

Все участки скобы должны быть примерно равнопрочны, поэтому она расширяется к прорези постепенно, причем отношение толщин концов скобы д к толщине ее шейки Ь соответствует отношению сил, действую- щих на концы и шейку. В случае малых давлений на нагревательный элемент толщи на плоских концов d велика,,соединител . ные элементы расположены вблизи середины скобы, стягиваюгцие усилия распреде. лены между концами скобы и шейкой примерно поровну и, с учетом возможных отличий в форме скобы вблизи концов и шейки и m обходимости сохра ненни гибкости скобы толщина шейки о составляет 0,6d.

В другою предельном случае — при больших давлениях на нагревательнцй элемент — толщина концов скобы dмала,,соединительные элементы располагают как мож.но ближе к прорези, и сила, действующая на концы скобы, на порядок превышает силу, действующую на шейку. В этом случае с учетом формы скобы вблизки шейки и концов при сохранении гибкости в области шейки ее толщина о должна составлять(1,1 толщины концов скобы d.

Размер скобы 1 не более чем в 1,5 —:2 раза превышает ее поперечный размер h, так как скоба, черезмерно вытянутая в направлении, параллельном продольной оси, будет сминаться стягивающей силой и выходить из строя. При черезмерно вытянутой в поперечном направлении скобе увеличиваются габариты и масса всего узла соединения.

Деформируемые элементы 2 выполнены из металла с пределом текучести в 1,5 —:3,5 раза меньшим предела текучести материала скобы и в 3,5 —. 10 раэ меньшим предела текучести материала нагревательного элемента: в этих пределах одновременно с пластическими деформациями элементов 2 не будут происходить необратимые (пластические) деформации соприкасающихся участков скобы и особенно электронагревательного элемента. Одновременно материал токо-, проводящих элементов будет настолько жестким, чтобы не выдавливаться из зазора между концами скобы и -электронагревательным элементом. Для того, чтобы при черезмерном размягчении и выдавливании то. копроводящих элементом (например, при избыточном нагреве) и непосредственном соприкосновении контактных поверхностей скобы с нагревательным элементом не произошло разрушений последнего, он выполнен из материала более жесткого, чем материал скобы. При выполнении нагревательного элемента из вольфрамовой фольги может быть выполнена, например, из бронзы БрБ2, а деформируемые элементы — из меди NI.

В этом случае в диапазоне изменения температуры 10 — 500 С предел текучести элементов 2 будет в 1,8 — 3,2 раза меньше предела текучести материала скобы и в 3,5 —;

5,5 раза — материала нагревательного элемента.

В нерабочем состоянии при сборке или перемонтаже узла в прорезь скобы вводят токопроводящие деформируемые элементы 2, располагают и закрепляют их симметрично на концах скобы 1, без натяжения в прорезь вводят электронагревательный элемент 4 и равномерно стягивают скобу соеS динительными элементами; жесткость "кон - цов скобы компенсирует возможную технологическую неравномерность„или неравномерность сжатия. При нагреве нагревательный элемент 4 расширяется, дополнительно еще несколько сплющиваются деформируе- мые элементы 2, расширяется прорезь, соответственно изгибается и расширяется скоба 1 и немного растягиваются соединительные элементы 3, при этом обеспечивается сохрансине надежного контакта. При охлаждении соединительные элементы 3 возвращаются в прежнее положение, а скоба сжимается и изгибается так, что все время сохраняется плотный контакт между концами скобы и деформируемыми элементами 2 н этими элементами и нагревательным элементом 4. Таким образом, эа счет уве4% личения площади контактирующих поверхностей и обеспечения хорошего контакта токопроводящих частей, достигается существенное повышение надежности соединения токоподвода с пластинчатым нагреватель- Зв ным элементом.

Форлила изобретения

Узел соединения токоподвода с нагревательным элементом; содержащий соединенный с токоподводом, токо подводящий упругий элемент в виде скобы С-образного профиля, и прижатые ею к нагревательному элементу деформируемые токопроводящие .элемен гы, отличаюи4ийсл тем, что, с целью повышения надежности контакта узла соединения с пластинчатым нагревательным элементом, скоба выполнена с плоскими концами и переменным, постепенно увеличивающимся от шейки к прорези сечением, прижатне скобы к нагревательному элементу выполнено соединительными элементами, например, крепежом, установленным в скобе на расстоянии от прорези 0,05 — 0,4 размера скобы вдоль продольной ее оси, причем толщина шейки скобы составляет 0,1 0,6 толщины ее концов, размер — вдоль продольной осн не более чем в два раза ггревышает ее максимальный поперечный размер, а деформируемые элементы выполнены из металла с пределом текучести s 1,5-;—

3,5 раза меньшим предела текучести ма териала скобы и в 35 —:!О раз меньшим предела текучести материала нагревательного элемента.

Источйикн информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 222573, кл. Н 05 В 3/06, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР № 76767, кл. H 05 В 3/03, 1948.

3. Патент СНА № 3587030, кл. 339 — 28, 1971.

Редактор Т. Кузнецова

Заказ 4266 5l

Составитель А. Ходатаева

Текред К. Шуфрич Корректор Ю. Макаренко

Тираж 885 Подписное

ЦНИИИИ- Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l! 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб, д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4