НАГРЕВАТЕЛЬ ПОТОКА ВОЗДУХА

Область техники.
Заявляемая полезная модель относится к нагревателям газовых потоков и может быть использована в тех областях техники, где необходим быстрый нагрев движущегося газа, например, для обеспечения эффективной сепарации газа и др.
Предшествующий уровень техники.
Среди нагревателей известен, например, электронагреватель потока сжатого газа (патент РФ на полезную модель №70068, МКП Н05В 3/20, 2008, [1]), включающий герметичный цилиндрический корпус с входным и выходными отверстиями, установленный в нем коаксиально теплоэлектроизолятор в виде полого цилиндра и, по крайней мере, один нагревательный элемент, выполненный в виде галогенной лампы, коаксиально закрепленной в гофрированной трубе с зазором между внешней боковой поверхностью лампы и внутренней поверхностью гофрированной трубы. Теплоэлектроизолятор размещен в корпусе с зазором, образованным проволокой, навитой на внешнюю поверхность теплоизолятора в виде спирали, являющейся дистанцирующим элементом. Электронагреватель дополнительно снабжен токоподводами. Торец корпуса образован тепло и электроизоляционной заглушкой с возможностью разъединения, в которую герметично вмонтированы электроконтакты.
2
Недостатком аналога [1] является запрессованная в корпус заглушка. Такой способ крепления заглушки к корпусу не рассчитан на высокое давление рабочей среды. В заявляемом нагревателе потока воздуха с фланцевой заглушкой давление рабочей среды может достигать 16 кгс/см и более.
Еще одним недостатком аналога [1] является небольшая пропускная способность электронагревателя, в которой сжатый газ движется по зазорам, образованным корпусом, керамической трубкой и по винтовому каналу, образованному стенками корпуса, керамической трубы и навитой на нее по спирали проволоки.
Указанный электронагреватель потока сжатого газа [1] является по совокупности существенных признаков наиболее близким устройством того же назначения к заявляемой полезной модели. Поэтому он принят в качестве прототипа заявляемого нагревателя потока воздуха.
Раскрытие полезной модели.
Технической задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение надежности крепления заглушки к корпусу.
Техническим результатом, обеспечиваемым полезной моделью, является увеличение максимального давления рабочей среды и пропускной способности нагревателя.
Сущность изобретения состоит в том, что нагреватель потока воздуха, содержит по крайней мере один корпус с входным и выходным патрубками. При этом внутри каждого корпуса размещен по крайней мере один нагревательный элемент, герметично закрепленный в заглушке, закрепленной в одном из торцов корпуса. При этом заглушка является фланцевой и закреплена на фланце, которым снабжен упомянутый торец корпуса.
Нагревательный элемент предпочтительно выполнен в виде трубчатого U-образного электронагревателя.
Нагреватель может содержать блок автоматического управления тепловой мощностью нагревательных элементов.
Каждый корпус предпочтительно выполнен цилиндрическим, а входной и выходной патрубки расположены на боковой поверхности каждого корпуса.
Нагреватель может дополнительно содержать буфер-распределитель, снабженный входом и выходами, причем количество выходов соответствует количеству корпусов. При этом каждый выход буфера-распределителя соединен с входным патрубком одного из корпусов.
Нагреватель может содержать более одного корпуса, причем на входных патрубках всех корпусов, кроме одного, размещены запорные клапаны. При этом электронагреватель снабжен блоком управления запорными клапанами, выполненным с возможностью открытия/закрытия запорных клапанов в зависимости от давления газа на входе электронагревателя.
Нагреватель может дополнительно содержать буферную емкость, снабженную входами и выходом, причем количество входов соответствует количеству корпусов. При этом каждый вход буферной емкости соединен с выходным патрубком одного из корпусов.
Нагреватель может содержать более одного корпуса, причем на выходных патрубках всех корпусов, кроме одного, размещены запорные клапаны. При этом электронагреватель снабжен блоком управления запорными клапанами, выполненным с возможностью открытия/закрытия запорных клапанов в зависимости от давления газа на входе электронагревателя.
Корпусы предпочтительно размещены на опорной стойке с элементами крепления.
На каждой фланцевой заглушке с внешней стороны может быть закреплена крышка, закрывающая контакты нагревательного элемента.
Внутренний диаметр каждого корпуса предпочтительно не более 150 мм. Краткое описание чертежей.
На фиг.1 показана схема нагревателя; на фиг.2 - схема нагревателя с несколькими корпусами.
Осуществление полезной модели.
Нагреватель потока воздуха (фиг.1) содержит корпус (1) с входным (3) и выходным (4) патрубками, расположенными на цилиндрической части корпуса (1). С одного торца корпус (1) снабжен фланцем (7), на котором закреплена фланцевая заглушка (5). Внутри корпуса (1) расположен нагревательный элемент (2), который герметично закреплен во фланцевой заглушке (5). На фланцевой заглушке (5) с внешней стороны закреплена крышка (8).
Фланцевая заглушка (5) представляет собой диск с кольцевой опорной поверхностью, отверстиями для нагревательного элемента и по крайней мере одно отверстие под болт для крепления на фланце (7). Фланцевая заглушка (5) обладает высокой прочностью и предназначена для герметичного крепления нагревательного элемента (2) внутри корпуса (1).
Крышка (8) предназначена для защиты контактов (6) нагревательного элемента (2) от воздействия окружающей среды.
При увеличении объемов поступаемого воздуха нагреватель потока воздуха может содержать более одного корпуса (фиг.2). Входные патрубки (3) соединены с буфером-распределителем (10). Буфер-распределитель (10) представляет собой сосуд, имеющий вход и несколько выходов и предназначен для равномерного распределения потока воздуха по корпусам нагревателя. Буфер-распределитель (10) выполняет еще одну немаловажную задачу - сглаживает пульсации давления. Выходные патрубки (4) нагревателя соединены с буферной емкостью (11), которая представляет собой сосуд, имеющий несколько входов и один выход. На входных (3) и выходных (4) патрубках размещены запорные клапаны (12).
Пример 1. Для управления тепловой мощностью нагревательного элемента и для регулирования запорных клапанов нагреватель снабжен автоматической системой управления.
Пример 2. Нагреватель размещен на опорной стойке (9) с элементами крепления.
Реализация конструктивных элементов заявляемого изобретения не ограничивается приведенными выше примерами.
Описание работы.
Напряжение подается на контакты (6) нагревательного элемента (2), которые герметично вмонтированы во фланцевую заглушку (5). Поток воздуха через входной патрубок (3), поступает в полость корпуса (1), где подогревается до расчетной температуры нагревательным элементом (2) и выходит через выпускной патрубок (4). Автоматическая система управления позволяет регулировать тепловую мощность нагревательного элемента (2) в зависимоти от давления воздуха. Система подогрева воздуха полностью автоматизирована и может удовлетворить потребность пользователя в подогретом воздухе непрерывно или периодически, в зависимости от технологического процесса
При увеличения потока подогреваемого воздуха нагреватель может содержать несколько корпусов. При этом поток воздуха сначала поступает в буфер-распределитель (10). Далее воздух равномерно распределяется по корпусам нагревателя и, подогретым до расчетной температуры, через выходные патрубки (4) поступает в буферную емкостью (11).
В случае выхода из строя одного из корпусов нагревателя автоматическая система управления перекрывает запорные клапаны (12) этого корпуса, при этом рабочий процесс в остальных корпусах нагревателя не останавливается.
Таким образом, из вышеизложенного следует, что в заявляемом нагревателе потока воздуха заявляемый технический результат: «увеличение максимального давления рабочей среды и пропускной способности нагревателя» достигается за счет того, что нагреватель потока воздуха, содержит по крайней мере один корпус (1) с входным (3) и выходным (4) патрубками. При этом внутри каждого корпуса (1) размещен по крайней мере один нагревательный элемент (2), герметично закрепленный в заглушке (5), закрепленной в одном из торцов корпуса (1). При этом заглушка (5) является фланцевой и закреплена на фланце (7), которым снабжен упомянутый торец корпуса (1).
Промышленная применимость.
Авторами полезной модели изготовлен опытный образец заявлемого нагревателя потока воздуха, испытания которого подтвердили достижение технического результата.
Заявляемый нагреватель потока воздуха реализован с использованием промышленно выпускаемых устройств и материалов, может быть изготовлен на машиностроительном предприятии и найдет широкое применение в тех областях техники, где необходим быстрый эффективный нагрев движущегося газа.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ.
1. патент РФ на полезную модель №70068, МКП Н05В 3/20, опубл. 2008 г.