ЭЛЕКТРОКАЛОРИФЕР

Заявляемое техническое решение относится к теплоэнергетике, в частности к устройствам для нагрева газовых потоков, используемых для сушки, например труб или резервуаров.
Известен электрокалорифер (патент РФ №2029201, F24H 3/04, заяв. 26.03.1992 г., опубл. 20.02.1995 г.), содержащий корпус с проточным трактом, расположенные внутри корпуса поперек проточного тракта, рамочные кассеты, образованные панелями с рядами трубчатых электронагревательных элементов, подключенных к клеммам электропитания на лицевых панелях тепловыделяющих секций, причем фиксаторы положения каждой секции размещены на стенках корпуса.
Известная конструкция сложная, что обусловлено наличием сложных по конструкции и трудоемких в изготовлении и замене при выходе из строя тепловыделяющих секций, а отсутствие теплоизоляции приводит к теплопотерям.
Наиболее близким техническим решением (принятым за прототип) является электрокалорифер (патент РФ №44374, F24H 3/04, заяв. 13.09.2004 г., опубл. 10.03.2005 г.), содержащий корпус с проточным трактом, входным и выходным каналами, электронагревательные элементы, защитный кожух.
В данной конструкции небольшая интенсивность нагрева воздуха, так как время и путь прохождения проточного тракта только поперек тепловыделяющих секций незначительны. В связи с тем, что выход потока нагретого воздуха имеет большое сечение, применение данного электрокалорифера для сушки, например труб или резервуаров, малоэффективно, поскольку для этого необходим переход на подающее сопло с малым сечением, что приводит к большим сопротивлениям и потерям тепла со стороны теплоносителя. Кроме того, данная конструкция подразумевает использование окружающего воздуха, который после нагрева имеет высокую влажность, что также малоэффективно для сушки, например труб или резервуаров. Отсутствие надежной теплоизоляции корпуса приводит к большим теплопотерям, а так же небезопасно при нагреве воздуха до 100°С и выше, что необходимо для сушки, например труб или резервуаров. При выходе из строя одного из нагревательных элементов требуется замена целой тепловыделяющей секции. В данной конструкции отсутствует регулировка скорости потока воздуха и возможность поддержания заданной температуры.
Задачей предложения является создание конструкции эффективного электрокалорифера для сушки, например труб или резервуаров, с обеспечением надежной теплоизоляции, высокой ремонтопригодности и возможности регулировки скорости потока нагреваемого воздуха.
Для этого электрокалорифер содержит корпус с проточным трактом, входным и выходным каналами, электронагревательные элементы, защитный кожух.
Новым является то, что корпус выполнен цельнометаллическим и герметичным и установлен в фанерный ящик, а также снабжен дополнительным выходным каналом и герметичными вертикальными перегородками, установленными с зазором в шахматном порядке относительно задней и передней стенок корпуса, электронагревательные элементы выполнены U-образными, расположены вдоль проточного тракта, а их радиусная часть поперек него, и размещены между перегородками параллельно им и закреплены своими выводами на передней стенке корпуса посредством индивидуальных крышек, входной канал выполнен с возможностью подсоединения к сжатому воздуху через фильтр-влагоотделитель, совмещенный с регулятором давления, а выходной канал выполнен с возможностью подсоединения к объекту сушки и снабжен термореле, при этом дополнительный выходной канал снабжен грузовым предохранительным клапаном, а между корпусом и фанерным ящиком размещен теплоизоляционный материал.
Кроме того, фанерный ящик выполнен со съемной передней стенкой и снабжен опорами в виде полозьев, а индивидуальная крышка выполнена в виде пластины с отверстиями.
Технический результат выразится в следующем.
Выполнение корпуса цельнометаллическим и герметичным, а также наличие герметичных вертикальных перегородок, установленных с зазором в шахматном порядке относительно задней и передней стенок корпуса, выполнение электронагревательных элементов U-образными и расположение их вдоль проточного тракта, а их радиусной части поперек него, а также их размещение между перегородками параллельно им с закреплением выводов на передней стенке корпуса посредством индивидуальных крышек повышает эффективность электрокалорифера за счет увеличения активной поверхности электронагревательных элементов в проточном тракте, так как через незначительное время сам корпус нагревается, включая его перегородки, и становится нагревательным элементом, а воздух, проходя по проточному тракту змеевидной формы, находится в постоянном контакте с электронагревателями не только в продольном, но и поперечном направлении, что при такой интенсивности нагрева и длине проточного тракта приводит к увеличению в объеме воздуха, тем самым повышая скорость самого потока на выходе.
Установка цельнометаллического и герметичного корпуса в фанерный ящик, а также наличие теплоизоляционного материала между корпусом и ящиком обеспечивает его надежную теплоизоляцию, уменьшая теплопотери и увеличивая безопасность его при нагреве подаваемого воздуха до 100°С и выше, необходимого для сушки, например труб или резервуаров.
Наличие дополнительного выходного канала, снабженного грузовым предохранительным клапаном, обеспечивает безопасность конструкции в аварийных ситуациях, например, предохраняет корпус от разрушения, если по каким-либо причинам выходной канал перекрыт.
Наличие термореле позволяет задавать необходимую температуру потока воздуха для сушки, например труб или резервуаров, а в случае ее превышения отключать в автоматическом режиме несколько электронагревательных элементов.
Закрепление электронагревательных элементов на передней стенке корпуса посредством индивидуальных крышек обеспечивает высокую ремонтопригодность конструкции за счет возможности быстрой замены любого вышедшего из строя электронагревательного элемента.
Выполнение входного канала с возможностью подсоединения к сжатому воздуху через фильтр-влагоотделитель, совмещенный с регулятором давления, позволяет предварительно осушить воздух, повышая потенциал влагонасыщения горячего воздуха и уменьшая время сушки, а также регулировать скорость потока нагреваемого воздуха в широком диапазоне для подбора оптимального режима сушки, например труб или резервуаров.
Прилагаемые чертежи изображают:
на фиг. 1 - электрокалорифер, главный вид;
на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1;
на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 2;
на фиг. 4 - выносной элемент В на фиг. 3.
Электрокалорифер содержит установленный в фанерный ящик 1 цельнометаллический герметичный корпус 2 с проточным трактом 3 (фиг. 2), имеющим вид змейки, входным 4 и выходным 5 каналами, U-образные электронагревательные элементы 6, защитный кожух 7.
Корпус 2 снабжен дополнительным выходным каналом 8 и герметичными вертикальными перегородками 9, установленными с зазором в шахматном порядке относительно задней 10 и передней 11 стенок корпуса 2. Дополнительный выходной канал 8 снабжен грузовым предохранительным клапаном 12 (фиг. 1). Электронагревательные элементы 6 расположены вдоль проточного тракта 3, а их радиусная часть поперек него, и размещены между перегородками 9 параллельно им и закреплены своими выводами на передней стенке 11 корпуса 2 посредством индивидуальных крышек 13. Индивидуальная крышка 13 (фиг. 4) выполнена в виде пластины с отверстиями, на которую приварены две бобышки 14, каждая из которых имеет асбестовую набивку 15, прижимное кольцо 16, винтовую втулку 17 и электроизоляционную втулку 18. Все электроконтакты закрыты общим защитным кожухом 7.
Входной канал 4 выполнен с возможностью подсоединения к сжатому воздуху через фильтр-влагоотделитель 19 (фиг. 1), совмещенный с регулятором давления 20, а выходной канал 5 выполнен с возможностью подсоединения к объекту сушки (не показано) и снабжен термореле 21.
Корпус 2 установлен в фанерный ящик 1 на опорные бруски 22 (фиг. 3) через асбестовую плиту 23 (фиг. 4). Между корпусом 2 и фанерным ящиком 1 размещен теплоизоляционный материал 24, например в виде каменной ваты. Фанерный ящик выполнен с отверстиями для входного 4 и выходных 5, 8 каналов корпуса 2. Он имеет съемную переднюю стенку 25 (фиг. 1) и опоры в виде полозьев 26.
Устройство работает следующим образом.
Входной канал 4 подсоединяют к сети сжатого воздуха через фильтр-влагоотделитель 19 совмещенный с регулятором давления 20, а выходной канал 5 подсоединяют к объекту сушки, например, к трубе или резервуару. Далее задают необходимое давление воздуха на входном канале 4 посредством регулятора давления 20. Также задают необходимую температуру воздуха на выходном канале 5 при помощи термореле 21. Затем электрокалорифер подключают к электросети. После чего происходит нагрев U-образных электронагревательных элементов 6. Воздух проходит по проточному тракту 3 змеевидной формы и находится в постоянном контакте с электронагревательными элементами 6, увеличивая скорость своего потока и интенсивно нагреваясь до заданной температуры. При достижении заданной температуры срабатывает термореле 21 и происходит отключение несколько электронагревательных элементов 6. При снижении температуры осуществляется автоматическое их включение.