ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ИНФРАКРАСНЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ

Электрический инфракрасный нагреватель
Полезная модель относится к электротехнике, а именно к инфракрасной технике, и может быть иснользовано для нагрева объектов различной конфигурации.
Известен электронагревательный элемент, выполненный в виде зигзагообразной ленты, дважды изогнутой в местах поворота, и содержащий пластины жесткости, установленные в местах поворота ленты и скрепленные с ней посредством клеящего материала (1).
Недостатком этого нагревателя является перегрев зигзагообразной ленты в местах изгиба и перегрев несущей конструкции на участках крепления упомянутой ленты.
Известен электрический инфракрасный нагреватель, содержащий соединенную с электрическими подводящими шинами зигзагообразную ленту, образованную гибкими полосами из электропроводного материала с высоким удельным электрическим сопротивлением, попарно жестко соединенными между собой соединительными пластинами, связанными через крепежные элементы с несущей конструкцией, выполненной из
электроизоляционного материала, содержащей не менее двух опорных элементов, установленных с возможностью перемещения один относительно другого (2).
Недостатком его является необходимость использования одного и того же материала для изготовления как гибких полос, так и соединительных пластин. Это приводит, с одной стороны, к перерасходу предназначенного для изготовления гибких полос материала, представляющего собой прецизионный сплав с высоким удельным электрическим сопротивлением (например, нихром, толщиной до 0,5 мм, оксидированным на глубину до 4 мкм), хотя для соединительных пластин вполне может быть использована токопроводящая нержавеющая сталь, например, жаропрочная, которая менее дефицитна и не перегревается при прохождении через нее электрического тока, а также менее дорогая по стоимости. С другой стороны, изготовление соединительных пластин из того же материала, что и гибких полос, ведет к перегреву соединительных пластин, а, следовательно, несущей конструкции в местах крепления крепежных элементов, поскольку при работе устройства пропускаемый промышленный ток производит одинаковый резистивный нагрев как гибких полос, так и соединительных пластин. Это снижает продолжительность эксплуатации устройства.
Целью полезной модели является расширение спектра материалов, используемых для изготовления устройства, снижение расхода прецизионных сплавов, а также уменьшение нагрева несущей конструкции в местах изгиба ленты и повышение долговечности устройства.
Поставленная цель достигается тем, что в электрическом инфракрасном нагревателе, содержащем соединенную с электрическими подводящими шинами зигзагообразную ленту, образованную гибкими полосами из электропроводного материала с высоким удельньпл электрическим сопротивлением, попарно жестко соединенными между собой соединительными пластинами, связанными через крепежные элементы с несущей конструкцией, вьшолненной из электроизоляционного материала, содержащей не менее двух опорных элементов, установленных с возможностью перемещения один относительно другого, согласно полезной модели, гибкие полосы и соединительные пластины вьшолнены из различных электропроводных материалов.
Кроме того, мы считаем необходимым выделить следующие развития и/или уточнения совокупности существенных признаков полезной модели, относящиеся к частным случаям ее выполнения или использования.
Как отмечалось выше, гибкие полосы и соединительные пластины, согласно полезной модели, должны быть выполнены из различных электропроводных материалов. Эти признаки присущи заявленному техническому решению при любой его реализации. Однако, при этом удельные электрические сопротивления упомянутых материалов могут совпадать или различаться. Очевидно, что наиболее часто встречаемый на практике вариант, когда гибкие полосы и соединительные пластины выполнены из различных электропроводных материалов с различньпи удельным электрическим сопротивлением, например, соединительные пластины выполнены из электропроводного материала с меньшим удельным электрическим сопротивлением, чем материал, из которого вьшолнены гибкие полосы. В результате этого при пропускании электрического тока через устройство соединительные пластины меньше нагреются по сравнению с гибкими полосами, что повысит долговечность устройства.
Как показывает практика, при констр тировании машин и механизмов с применением заявленного электрического инфракрасного нагревателя места установки его несуших элементов зачастую не обеспечивают такое положение нагревателе в пространстве, при котором поток инфракрасного излучения был бы сфокусирован в заданном з астке нагреваемого объекта. Поэтому
для, чтобы все-таки обеспечить требуемую фокусировку и нагрев, желательно, чтобы гибкие нолосы были бы попарно жестко соединены между собой соединительными пластинами посредством плоских концевых участков гибких полос, отогнутых по отношению к остальной центральной их части. Иначе говоря, предпочтительно, чтобы гибкие полосы были бы попарно жестко соединены между собой своими концевьпли участками посредством соединительных пластин в плоскости, не совпадающей с плоскостью поверхности остальной части гибких полос, которая может иметь различную форму, например, цилиндрическую. В этом случае, создаются более благоприятные условия для деформации гибких элементов, например, при установке устройства вследствие непараллельности одного опорного элемента относительно дрзтого.
Целесообразно, чтобы опорные элементы были бы установлены с возможностью перемещения один относительно другого не только в плоскости, перпендикулярной к плоскости ленты, но и в направлении под любым иным углом к плоскости ленты. Это позволяет придавать более разнообразные формы электронагревательному элементу, создавая поток инфракрасного  необходимой плотности, сфокусированной в заданном участке нагреваемого объекта.
Для увеличения эффективности нагрева желательно оснащение нагревателя отражателем.
Полезная модель ноясняется чертежом.
На фиг. 1 изображена общая структурная схема устройства с установленным в нем заявленным электрическим инфракрасным нагревателем, вид сбоку.
На фиг. 2 изображен электрический инфракрасный нагреватель, аксонометрия (модификация с гибкими нолосами, каждая из которых выполнена с плоскими центральным и концевыми з астками, причем отражатель не показан);
На фиг. 3 то же, вырыв А фиг. 2;
Электрический инфракрасный нагреватель 1 содержит соединенную с электрическими подводящими шинами 2 зигзагообразную ленту 3, образованную гибкими полосами 4 из электропроводного материала с высоким удельным электрическим сопротивлением, попарно жестко соединенными между собой соединительными пластинами 5, связанными через крепежные элементы 6 с несущей конструкцией, выполненной из электроизоляционного материала, содержащей не менее двух опорных элементов 7, установленных с возможностью перемещения один относительно другого. При этом гибкие полосы 4 и соединительные пластины 5 выполнены из различных
электропроводных материалов. Например, гибкие полосы 4 вьшолпеиы из прецизиониого сплава с высоким удельным электрическим сопротивлением, например - ншфома, толщиной до 0,5 мм, оксидированными на глубину до 4 мкм. Они попарно соединены между собой путем точечной сварки 8 (фиг. 3) с соединительными пластинами 5 из другого электропроводного материала, например, из токопроводящей нержавеющей стали, в частности, жаропрочной. При этом гибкие полосы 4 и соединительные пластины 5 могут быть выполнены из различных электропроводпых материалов как с различным удельным электрическим сопротивлением, так и близким, почти совпадающим. Крепление каждой гибкой полосы 4 с соединительной пластиной 5 осуществляется не менее чем в двух точках с каждой из соединительных пластин 5. Соединительные пластины 5 концами оперты на поверхности соответствующих опорных элементов 7 и жестко соединены с металлическими крепежными элементами 6, например, п)ггем сварки, которые, в свою очередь, жестко соединены с опорными основаниями. Для этого, крепежные элементы 6, выполненные, в частности, в виде стержней, установлены в отверстиях 9 опорных элементов 7 и замоноличены, например, при помопщ жаропрочного цементного или иного раствора 10. Сам опорный элемент 7 выполнен из
7;г -///з:7 г
электроизоляционного материала, например - из асбестоцементной электрической изоляционной плиты. Крайние гибкие полосы 6 связаны с электрическими подводящими шинами 2,
На фиг. 2 зигзагообразная лента выполнена плоской. Однако ей можно придать различнз о форму с различным радиусом кривизны - от плоскости до, например, цилиндрической или иной изогнутой формы, за счет фиксации в заданном положении опорных элементов. Возможности изгиба определяются гибкостью материала гибких полос 4, образующих зигзагообразную ленту. На фигЛ на виде сбоку изображен электрический инфракрасный нагреватель 1, которому придана цилиндрическая форма за счет фиксации в заданном положении опорных элементов 7 вместе с зигзагообразной лентой 3 в швеллерообразных балочках 11,
Как хорошо видно на виде сбоку на фиг. 1(на примере боковых гибких полос) каждая из составляющих зигзагообразную ленту 3 гибких полос 4 имеет центральный участок 12 цилиндрической формы и плоские концевые участки 13, отогнутые по отношению к центральному участку 12 и жестко соединенные между собой попарно соединительными пластинами 5. Благодаря тому, что гибкие полосы 4 попарно жестко соединены между собой соединительными пластинами 5 посредством плоских концевых участков 13, отогнутых по отношению к центральному участку 12
цилиндрической формы, удалось обеспечить при заданном положении швеллерообразных балочек 11 такое положение нагревателя в пространстве, при котором поток инфракрасного излучения 14 сфокусирован в заданном участке нагреваемого объекта.
Изображенная на фиг. 1 конструкция нагревателя характеризуется также тем, что опорные элементы 7 на противоположных сторонах гибких полос 4 зигзагообразной ленты 3 установлены с возможностью перемещения один относительно другого в направлении под углом по отношению к поверхности этой зигзагообразной ленты. Благодаря этому можно менять в широких пределах форму поверхности зигзагообразной ленты для фокусировки генерируемой ею тепловой энергии в заданном участке нагреваемого объекта.
Для повышения эффективности нагрева заявленный нагреватель 1 оснащен отражателем 15.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
При подаче промышленного тока U  380 В, F  50 Гц за счет резистивного нагрева электропроводящих гибких полос 4 до температуры около 1100°С нагреватель генерирует инфракрасное излучение заданной длины волны, например 1.5 - 2.4 мкм. За счет придания определенной формы электронагревательному элементу
-7-7/:2.
создается поток инфракрасного излучения 15 необходимой плотности, сфокусированный в заданном участке нагреваемого объекта.
Выполнение соединительных пластин 5 из материала с меньшим электрическим сопротивлением но сравнению с электрическим сопротивлением материала, из которого изготовлены гибкие пластины 4, позволяет снизить контактный нагрев опорных элементов 5, Кроме того, отпадает необходимость использовать дефицитный материал, предназначенный для изготовления гибких пластин, на изготовление соединительных пластин, что ведет к экономии этого материала.
Источники информации, принятые во внимание:
1.Авторское свидетельство СССР № 692116, класс Н 05 В 3/22, опублик, 1979;
2.Патент Российской Федерации № 2128892, класс Н 05 В 3/22, опублик. 1999 (прототип). и