УСТРОЙСТВО КОНВЕКТИВНОГО НАГРЕВА

Полезная модель относится к устройствам, предназначенным для защиты от воздействия внешних неблагоприятных климатических факторов (пониженной температуры) контрольно-измерительных приборов и автоматики, труб и элементов трубопроводов, запорно-регулирующей арматуры в нефтегазовой, нефтедобывающей, химической и других отраслях промышленности. Устройство предназначено для установки внутри электрошкафов, кожухов из металла и стеклопластика, защищающих оборудование от неблагоприятных климатических факторов, с целью их обогрева.
Из уровня техники известен электрический обогреватель, содержащий корпус с нагревательными элементами, отличающийся тем, что он дополнительно содержит фигурные теплообменные ребра и выполненные из теплопроводного материала взрывозащитные оболочки, внутри которых расположены нагревательные элементы, а корпус выполнен в виде двух защищенных колпаками плат, соединенных друг с другом как минимум двумя нагревательными элементами, взрывозащитные оболочки которых охвачены упомянутыми вертикально расположенными фигурными теплообменными ребрами (RU 11435 U1, H05B 3/42, 16.09.1999).
Известен также нагревательный блок, включающий электронагреватель, жестко соединенный с ним фланец с отверстиями под выводы электронагревателя и соединительную коробку, отличающийся тем, что в качестве электронагревателя блок содержит, по меньшей мере, один нагревательный элемент, выполненный в виде металлической оболочки с установленным в ней, по меньшей мере, одним нагревательным пакетом, который состоит из размещенного внутри электроизоляционного материала нагревательного проводника с выводами, а металлическая оболочка нагревательного элемента выполнена пустотелой с одним открытым торцом в виде жестко и герметично соединенных друг с другом посредством сварки или завальцовки по трем сторонам периметра плоских листов и/или листов с выштамповкой, имеющих корытообразную форму с отогнутыми наружу полками, при этом открытым торцом металлическая оболочка нагревательного элемента установлена в сквозном отверстии фланца и жестко и герметично соединена с ним по периметру этого торца (RU 1032651 U1, H05B 3/64, 27.03.2011).
Наиболее близким аналогом является обогреватель электрический взрывозащищенный, включающий в себя трубчатый электрический нагреватель (ТЭН), радиатор с ребрами и корпус, имеющий специальный отсек для соединения ТЭНа с внешним питающим кабелем, при этом внутри этого отсека закреплены выводные концы ТЭНа, а в стенках имеются два сквозных отверстия, в первом из которых установлен узел кабельного ввода, обеспеченный средством герметичного уплотнения, а второе отверстие снабжено плотно закрывающейся крышкой, причем корпус и радиатор с ребрами выполнены в виде единой монолитной отливки из алюминия, внутри которой заключен ТЭН, изогнутый в одной плоскости, причем выводные концы его расположены рядом, и в области этих выводных концов монолитная отливка имеет пустотелый выступ, являющийся упомянутым специальным отсеком для соединения ТЭНа с внешним питающим кабелем (RU 68220 U1, H05B 3/00, 10.11.2007).
Недостатком наиболее близкого аналога является недостаточная взрывозащищенность обогревателя и отсутствие возможности автоматической саморегуляции у нагревательных элементов, отсутствие герметизации нагревательных элементов.
Задачей, на решение которой направлено техническое является повышение надежности устройства.
Поставленная задача достигается за счет того, что устройство конвективного нагрева, включающее монолитный корпус с радиаторными ребрами и размещенный в нем нагревательный элемент, причем нагревательным элементом является саморегулирующийся позисторный нагреватель, залитый компаундом и засыпанный кварцевым песком.
Центральная часть корпуса может быть выполнена цилиндрической, при этом один торец корпуса устройства оснащен герметизированным кабельным вводом, а другой - герметизированной заглушкой.
Предпочтительно, что саморегулирующийся позисторный нагреватель обеспечивает нагрев радиатора до температуры от +40°C до +70°C, при этом за счет температурных характеристик саморегулирующийся позисторный нагреватель, позволяет автоматически снижать потребляемую мощность при при достижении на поверхности позистора температуры заводской настройки более чем на 95%.
Предпочтительно, что саморегулирующийся позисторный нагреватель зафиксирован внутри корпуса элементами фиксации, выполненными из диэлектрического материала таким образом, что он не соприкасается со стенками корпуса.
Устройство может быть дополнительно снабжено терморегулятором и выносным термодатчиком.
Предпочтительно, что саморегулирующийся кабель подключен к терморегулятору.
Термодатчик может быть подключен к терморегулятору через барьер искрозащиты.
Предпочтительно, что корпус оснащен заземлением.
Техническим результатом является создание устройства конвективного нагрева, отвечающего требованиям повышенной безопасности за счет использования саморегулирующего позисторного нагревателя с заливкой компаундом и засыпкой в виде кварцевого песка, обеспечивающих защиту от влаги, перегрева и механических повреждений нагревателя.
Заявленное решение поясняется следующими графическими материалами, поясняющими частные случаи выполнения:
На фиг. 1 изображено устройство вид сверху
На фиг. 2 изображено устройство вид с торца
Устройство конвективного нагрева, включает монолитный корпус 1 и размещенный в нем нагревательный элемент 2 в виде саморегулирующегося позисторного нагревателя (позистора).
Монолитный корпус 1 оснащен радиаторными ребрами 3, а размещенный в нем нагревательный элемент 2, залит компаундом. Внутренний объем корпуса засыпан кварцевым песком 4.
Центральная часть 5 корпуса выполнена цилиндрической, при этом один торец корпуса устройства оснащен герметизированным кабельным вводом 6, а другой герметизированной заглушкой 7.
Корпус 1 выполнен на основе экструдированного профиля из алюминиевого сплава.
Саморегулирующийся позисторный нагреватель обеспечивает нагрев радиатора до температуры от +40°C до +70°C, при этом за счет температурных характеристик саморегулирующийся позисторный нагреватель, позволяет автоматически снижать потребляемую мощность при при достижении на поверхности позистора температуры заводской настройки более чем на 95%.
Саморегулирующийся позисторный нагреватель зафиксирован внутри корпуса элементами фиксации 8, выполненными из диэлектрического термостойкого материала, таким образом, что он не соприкасается со стенкой центральной части 5 корпуса.
Для обеспечения дополнительной теплозащиты устройство может быть снабжено терморегулятором и выносным термодатчиком (условно не показаны). В этом случае саморегулирующийся позисторный нагреватель подключается к сети через терморегулятор. Термодатчик подключается к терморегулятору через барьер искрозащиты. Корпус устройства оснащается заземлением.
Устройство работает следующим образом.
Устройство устанавливают внутри обогреваемого объема - шкафа, кожуха, защитной утепленной оболочки и т.д. При наличии терморегулятора подсоединяют саморегулирующийся позисторный нагреватель и кабель выносного датчика температуры к соответствующим клеммам на корпусе терморегулятора, фиксируют кабели в кабельных вводах. Через терморегулятор подключают к сети саморегулирующийся позисторный нагреватель. Заземляют корпус и барьер искрозащиты.
После чего подают питание на саморегулирующийся позисторный нагреватель.
Когда нагревающим элементом является саморегулирующийся позисторный нагреватель, нагрев также происходит до определенного его техническими характеристиками предела (точки Кюри), после чего позистор почти перестает проводить ток. Таким образом, упомянутые нагревательные элементы будут обеспечивать защиту от перегрева и взрывобезопасность даже при отсутствии терморегулятора с термодатчиком, а также при выходе из строя или некорректной работе упомянутых элементов. Для обеспечения дополнительной термозащиты и электрозащиты, а также для возможности более точного регулирования температуры в более узком температурном диапазоне и экономии электроэнергии устройство оснащено терморегулятором и выносным термодатчиком, соединенными в электрическую цепь с нагревательным элементом.
Когда нужная температура внутри обогреваемого объема достигнута, терморегулятор отключает подачу питания на нагревательный элемент.
После того, как температура внутри обогреваемого объема понижается, термодатчик подает электросигнал терморегулятору, и нагревательный элемент снова включается в работу.