НАГРЕВАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к электротехнике, в частности, к нагревательным устройствам и предназначена для нагрева длинномерных изделий, например, пластиковых изделий для последующего изменения их формы.
Известны нагревательные устройства (см. например, описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №76504 класс 21 h, 15/01, опубликованное 30 сентября 1949 г.; описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №92245 класс 21 h, 15, опубликованное 3 мая 1950 г.; описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №76041 класс 21 h, 10/08, опубликованное 31 мая 1949 г.), включающие нагревательный элемент сопротивления в виде спирали на теплопроводном основании цилиндрической формы. Недостатком указанных нагревательных устройств является высокая трудоемкость изготовления и невысокая надежность, обусловленная конструкцией крепления нагревательного элемента в устройстве. Не исключена возможность неравномерного распределения спирали нагревательного элемента на теплопроводном основании, вызывающая местные перегревы или даже замыкания соседних витков. Попытки устранения указанных недостатков расположением спирали нагревательного элемента в дистанционирующих изоляторах, выполненных с пазами, (см. например, описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №246721 кл. 21 b, 2/01 МПК H 05 b, опубликовано 21.11.1969 г., описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №936465 МПК 3 Н 05 В 3/64, опубликовано 17.06.1982 г.) привели к значительному усложнению конструкции и увеличению трудоемкости сборки таких нагревательных устройств.
Ближайшим аналогом к заявленной полезной модели является нагревательное устройство «Электрическая муфельная печь» (см. описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №58848, класс 21 h, 15/01), содержащее установленный внутри корпуса с фланцами цилиндр из огнеупорного теплопроводящего материала, намотанное на цилиндр нихромовое сопротивление, на которое наложен слой электро- и теплоизолирующего материала.
Недостатком ближайшего аналога является невысокая надежность закрепления нихромового сопротивления на цилиндре не исключающая возможность неравномерного распределения витков нихромового сопротивления на цилиндре вплоть до замыкания отдельных витков. Указанный недостаток приводит к получению неравномерности теплового поля внутри устройства, особенно заметной при нагревании изделий до температур порядка 100-150°С.
Задачей полезной модели является получение нагревательного устройства с равномерным распределением теплового поля внутри устройства и обеспечением снижения трудоемкости изготовления.
Технический результат выражается в повышении надежности закрепления проволочного нагревательного элемента с сохранением заданного шага расположения его витков, исключение перемещения витков проволочного нагревательного элемента, как в процессе сборки нагревательного устройства, так и при эксплуатации нагревательного устройства.
Сущность полезной модели характеризуется совокупностью существенных признаков, общих с ближайшим аналогом: корпус с расположенным в нем цилиндром из огнеупорного теплопроводящего материала, нагревательный элемент сопротивления, расположенный на цилиндре по спирали, слой электротеплоизолирующего материала, и признаками, отличными от ближайшего аналога: на внешней стороне цилиндра выполнена спиральная канавка, в которую уложен нагревательный элемент сопротивления,
выполненный из проволоки, вокруг цилиндра соосно расположен дополнительный цилиндр из огнеупорного теплопроводящего материала, а слой электротеплоизолирующего материала расположен между дополнительным цилиндром и корпусом.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где
на фиг.1 показан вид нагревательного устройства в продольном сечении;
на фиг.2 показано расположение витков нагревательного элемента на цилиндре;
на фиг.3 показан вид С - расположение витков нагревательного элемента на цилиндре и соединение с гибким проводом;
на фиг.4 показан вид в сечении А-А.
Нагревательное устройство содержит корпус 6 с расположенным в нем цилиндром 9 из огнеупорного теплопроводящего материала, нагревательный элемент сопротивления 12 (Фиг.1, 2, 3, 4). Нагревательный элемент сопротивления 12 может быть выполнен из проволоки с высоким удельным электрическим сопротивлением материала, например, из нихрома. На внешней стороне цилиндра 9 выполнена спиральная канавка 15, в которую уложен нагревательный элемент сопротивления 12 (Фиг.2, 3). Вокруг цилиндра 9 соосно расположен дополнительный цилиндр 11. Цилиндр 9 и дополнительный цилиндр 11 могут быть выполнены, например, из асбестоцементного материала. Между дополнительным цилиндром 11 и корпусом 6 расположен слой электротеплоизолирующего материала 10 (Фиг.1, 2, 3, 4), например, пенопен. Концы нагревательного элемента 12 присоединены к стойкам 14, установленным в цилиндре 9, например, посредством резьбового соединения. К стойкам 14 присоединены жилы 13 гибких проводов 4 (Фиг.4). Жилы 13 могут быть медными, а провод 4 иметь винилрезиновую изоляцию. Гибкие провода 4 проложены через отверстия дополнительного цилиндра 11, через слой электротеплоизолирующего материала 10 и присоединены к выключателю 2,
расположенном на корпусе (Фиг.1, 3). Выключатель 2 через регулятор температуры 3 соединен с источником переменного тока (Фиг.1).
Нагревательный элемент сопротивления 12 в одном из вариантов полезной модели может быть выполнен из отдельных секций. Эти секции соединяются параллельно между собой через раздельные выключатели 2 и регулятор нагрева 3 посредством гибких проводов, расположенных в слое электротеплоизолирующего материала 10 внутри корпуса 6, с общим источником переменного напряжения. Концы секций нагревательного элемента 12 также могут быть присоединены к жилам 13 гибких проводов 4 посредством дополнительно установленных в цилиндре 9 стоек 14. Над дополнительно установленными стойками 14 в цилиндре 11 расположены соответствующие отверстия для гибких проводов 4. Фиксация положения цилиндра 9 внутри дополнительного цилиндра 11 осуществляется набивкой теплоизолирующего материала (на чертежах условно не показан) в пространство между цилиндром 9 и дополнительным цилиндром 11. Дополнительный цилиндр 11 внутри корпуса 6 закреплен посредством перегородок 8 с внешней формой соответствующей внутренней форме корпуса и отверстием соответствующим наружному диаметру дополнительного цилиндра 11. Перегородки 8 выполнены из электротеплоизолирующего материала, например, древесностружечной плиты. В перегородках 8 выполнены каналы для прокладки через них гибких проводов 4.
Корпус 6 может быть выполнен в виде прямоугольных стенок 16, например, из древесностружечных плит, и торцевых стенок (на чертеже условно не показаны), например, из древесностружечной плиты с отверстием, превышающем в диаметре внутренний диаметр цилиндра 9 примерно на 1-4 мм. Эта разница в диаметрах необходима для исключения контакта отверстия торцевой крышки корпуса 6 с поверхностью изделия, помещаемого внутрь цилиндра 9 для нагрева или вынимаемого из цилиндра 9, и нанесения возможных царапин на поверхности изделия.
В средней части цилиндра 9 из огнеупорного теплопроводящего материала выполнено отверстие, в котором установлен теплочувствительный измерительный элемент (на чертеже условно не показан), который электрически присоединен проводами через электротеплоизолирующий материал 10 к прибору измерения температуры 7, расположенном на внешней стороне корпуса 6. Выключатели 2 и регулятор температуры 3, расположенные на внешней стороне корпуса 6 могут быть накрыты прозрачной крышкой 1, закрепленной на корпусе, например, на петлях. Крышка 1 позволяет избежать случайного отключения выключателем 2 какой-либо секции нагревательного элемента 12 или изменения положения регулятора температуры 3. Для визуальной индикации работы секций нагревательного элемента 12 к каждой секции посредством гибких проводов 4 параллельно подключены лампы индикации 5, расположенные на боковой стороне корпуса 6.
Работа нагревательного устройства осуществляется следующим образом. Нагревательный элемент 12 через выключатель 2 и регулятор 3 подключается к сети питания переменного тока. Нагрев объема внутри цилиндра 9 до заданной температуры, например, до 110°С, осуществляется при контролировании температуры посредством прибора измерения температуры 7. При достижении необходимой температуры регулятор 3 оставляют в положении, обеспечивающем поддержание заданной температуры. Внутрь цилиндра 9 могут быть помещены изделия, например, длинные профили из пластикового материала, для осуществления нагрева до заданной температуры для последующего внешнего формообразования, например, изгиба по дуге после выемки из цилиндра на подготовленном заранее для гибки оборудовании.
При выполнении нагревательного элемента 12 из отдельных секций каждая секция подключается к сети переменного тока через соответствующие выключатели 2 и далее осуществляется нагрев цилиндра до получения внутри него необходимой температуры.