ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЬ ДЛЯ ТЕРМОЧЕХЛА

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к гибким нагревательным элементам на тканной основе, которые могут быть использованы в быту, медицине, сельском хозяйстве и различных отраслях промышленности.
Известен тканый электронагреватель из полимерных материалов, который содержит плоский резистивный слой из ткани на основе электропроводных и неэлектропроводных нитей с электродами вдоль основы и покрывающие его с обеих сторон электроизоляционные слои, причем объемное соотношение неэлектропроводных и электропроводных нитей основы составляет от 1:1 до 1:1,5, а объемное соотношение токопроводящих нитей основы и утка - от 0,1:1,5 до 1:10. Электроды снабжены скрепленными с ними тоководами из медной фольги с образованием клемм электроразъема, размещенных вне резистивного элемента в зоне электроизоляционных слоев (см. патент RU №2046552, кл. Н05В 3/34, 20.10.1995).
0
n
Основным недостатком известных нагревательных элементов является то, что при обрыве электропроводящей нити, размещенной между краевыми электродами, произойдет перераспределение электрического тока между соседними с ней электропроводящими нитями, т.е. электрический ток I, текущий по электропроводящим нитям, расположенным перпендикулярно электродам, из-за наличия сопротивления R электропроводящих нитей, расположенных параллельно краевым электродам, распределится в двух ближайших направлениях, увеличивая при этом силу тока в 1,5-2 раза. Указанное обстоятельство приведет к обрыву соседних электропроводящих нитей утка резистивного слоя и очередному перераспределению электрического тока с образованием новых обрывов. Описываемый процесс будет носить необратимый характер, вовлекая в себя все новые и новые электропроводящие нити, вплоть до выхода из строя всего нагревательного элемента.
Наиболее близким к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является электронагреватель, содержащий нагревательный элемент, выполненный из токопроводящей ткани и помещенный между полимерными слоями покрытия, выполненными из электроизоляционного материала, при этом по краям токопроводящей ткани расположены электрически соединенные с ней краевые электроды, соединенные с электрическим шнуром, причем в месте подсоединения последнего к краевым электродам на полимерном слое покрытия выполнен гермовывод (см. патент RU №2155461, кл. Н05В 3/34, 27.08.2000).
Однако в данном электронагревателе отсутствуют какие-либо устройства контроля нагрева электронагревателя, что не исключает возможности выхода из строя электронагревателя в результате его перегрева. Кроме того, в силу использования пластиков в качестве изоляционных материалов, возможно накопление электростатического электричества и, как следствие, выход электронагревателя из строя в силу пробоя изоляционного слоя.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является обеспечение контроля за величиной нагрева электронагревателя и предотвращение накопления статического электричества и повышение безопасности эксплуатации электронагревателя.
Технический результат заключается в повышении надежности работы электронагревателя.
Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что электронагреватель для термочехла содержит нагревательный элемент, выполненный из токопроводящей ткани и помещенный между полимерными слоями покрытия, выполненными из электроизоляционного материала, при этом по краям токопроводящей ткани расположены электрически соединенные с ней краевые электроды, соединенные с электрическим шнуром, причем в месте подсоединения последнего к краевым электродам на полимерном слое покрытия выполнен гермовывод, при этом нагревательный элемент выполнен прямоугольной формы и снабжен термоограничителем или терморегулятором, прижатым к наружной поверхности полимерного слоя покрытия электронагревателя посредством полосы из полимерного гибкого материала, края которой жестко зафиксированы на поверхности полимерного слоя покрытия, а на полимерном покрытии закреплено токопроводящее покрытие, например металлическая сетка или металлическая фольга для заземления электронагревателя.
В ходе проведенного исследования была выявлена необходимость изготовления электронагревателей с повышенными требованиями к эксплуатации, в частности во взрывозащищенном исполнении. Было выявлено, что для предотвращения создания взрывоопасной ситуации необходимо предотвратить возможность повреждения образованной полимерным покрытием защитной оболочки нагревательного элемента электронагревателя. Для этого электронагреватель снабжен термоограничителем или терморегулятором, закрепленном на электронагревателе и включенным в разрыв одного из электродов, вынесенный за пределы токопроводящей ткани, причем одновременно решается вопрос накопления на электронагревателе статического электричества, принимая по внимание большое количество полимерных материалов в конструкции электронагревателя. Выполнение термоограничителя или терморегулятора электронагревателя, прижатым к наружной поверхности полимерного слоя покрытия электронагревателя посредством полосы из полимерного гибкого материала, края которой жестко зафиксированы на поверхности полимерного слоя покрытия позволяет решить сразу несколько задач, а именно надежно зафиксировать термоограничитель или терморегулятор на поверхности электронагревателя, защитить его от случайного повреждения и повысить точность контроля нагрева электронагревателя за счет уменьшения воздействия на термоограничитель или терморегулятор окружающей среды, поскольку полоса из полимерного материала одновременно является своего рода кожухом, уменьшающим потери тепла в окружающую среду в месте установки термоограничителя или терморегулятора. Выполнение на полимерном покрытии элемента заземления, выполненного в виде металлической сетки или металлической фольги или в виде покрытия их токопроводящего (резистивного) материала позволяет решить две задачи: предотвратить накопление статического электричества и обеспечить заземление электронагревателя, что в конечном итоге позволяет повысить взрывобезопасность использования электронагревателя.
Важно отметить, что в ходе проведенных работ удалость с одной стороны повысить безопасность использования электронагревателя, а с другой стороны сохранить его положительные свойства, связанные с использованием полимерных материалов, а именно гибкость и упругие свойства электронагревателя, что особенно важно при использовании электронагревателя в термочехле защищаемого оборудования, например приборов КиПА, задвижек, клапанов магистральных нефте- и газопроводов.
На фиг.1 представлен внешний вид электронагревателя в сборе.
На фиг.2 представлен внешний вид электронагревателя без подключенных к нему термоограничителя и электрического шнура.
На фиг.3 представлен продольный разрез А-А электронагревателя на фиг.1 (в разрезе А-А условно показана заклепка для фиксации полосы из полимерного материала).
Электронагреватель для термочехла содержит нагревательный элемент 1, выполненный из токопроводящей ткани и помещенный между полимерными слоями 2 покрытия, выполненными из электроизоляционного материала. По краям токопроводящей ткани, образующей нагревательный элемент 1, расположены электрически соединенные с ней краевые электроды 3 и 4, соединенные с электрическим шнуром 5. В месте подсоединения последнего к краевым электродам 3 и 4 на полимерном слое 2 покрытия выполнен гермовывод 6. Нагревательный элемент 1 выполнен прямоугольной формы, один из краевых электродов 3 выполнен в виде плоской полосы, а другой - 4, например в виде Г-образной полосы, причем в последнем на участке полосы, находящемся за пределами токопроводящей ткани, образующей нагревательный элемент 1, выполнен разрыв, в который подключен термоограничитель или терморегулятор 7, прижатый к наружной поверхности полимерного слоя 2 покрытия электронагревателя посредством полосы 8 из полимерного гибкого материала, края которой жестко зафиксированы на поверхности полимерного слоя покрытия, например с помощью заклепок 9. Место подключения термоограничителя или терморегулятора 7 к электроду 4 может быть рядом с местом подсоединения электрического шнура 5 и покрыто одновременно с последним гермовыводом 6. На полимерном покрытии, образованном полимерными слоями 2, закреплен элемент заземления 10, выполненный в виде металлической сетки или металлической фольги или в виде покрытия их токопроводящего (резистивного) материала. Управление работой электронагревателя осуществляется через блок управления (на чертеже не показан).
При работе электронагревателя последний посредством электрического шнура 5 через блок управления подключают к источнику электрической энергии. Блок управления задает необходимый режим работы электронагревателя, а проходящий через нагревательный элемент 1 электрический ток вызывает его нагрев, необходимый для обогрева расположенного в термочехле оборудования.
Настоящая полезная модель может быть использована в нефтяной, газовой и других отраслях промышленности, где требуется обеспечить и поддержать в некоторой локальной зоне, например в термочехле, надетом на защищаемое от переохлаждения оборудование, требуемую температуру.